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JP7521430B2 - Substrate for light emitting element and method for producing same - Google Patents

Substrate for light emitting element and method for producing same Download PDF

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JP7521430B2
JP7521430B2 JP2020572099A JP2020572099A JP7521430B2 JP 7521430 B2 JP7521430 B2 JP 7521430B2 JP 2020572099 A JP2020572099 A JP 2020572099A JP 2020572099 A JP2020572099 A JP 2020572099A JP 7521430 B2 JP7521430 B2 JP 7521430B2
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Description

本発明は、発光素子用基板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate for a light-emitting element and a method for manufacturing the same.

発光ダイオード(LED)および半導体レーザダイオード(LD)のような発光素子は、自動車用灯具、ディスプレイ、および街路灯などに幅広く使用されている。発光素子は、各種配線を備える発光素子用基板の上に設置され、発光装置として使用される。Light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs) and semiconductor laser diodes (LDs) are widely used in automotive lighting, displays, street lighting, etc. The light-emitting elements are mounted on a light-emitting element substrate equipped with various wiring and used as light-emitting devices.

近年、発光装置に対して、より高い輝度が要求されるようになり、これに伴い、発光素子の発熱量も増大する傾向にある。そこで、発熱量の増大による発光素子の温度上昇を抑制するため、発光素子用基板には放熱体が設置されている。In recent years, there has been a demand for higher brightness for light-emitting devices, and this has led to a tendency for the amount of heat generated by the light-emitting elements to increase. Therefore, in order to suppress the temperature rise of the light-emitting elements due to the increased amount of heat generated, a heat sink is installed on the substrate for the light-emitting elements.

特開2015-86090号公報JP 2015-86090 A 特開2014-154547号公報JP 2014-154547 A 特開2004-199941号公報JP 2004-199941 A

通常、発光素子用基板に設けられる放熱体としては、銀が使用されている。しかしながら、銀は硫化され易く、一旦硫化してしまうと、放熱体の特性が低下すると言う問題がある。特に、排気ガス中に硫黄成分が含まれ得る自動車用の発光装置の場合、このような硫化の問題は、無視できない問題となり得る。Typically, silver is used as a heat sink provided on a substrate for a light-emitting element. However, silver is easily sulfurized, and once sulfurized, there is a problem that the properties of the heat sink deteriorate. In particular, in the case of light-emitting devices for automobiles, where sulfur components can be contained in exhaust gases, such sulfurization problems can become a problem that cannot be ignored.

そこで、銀に代わる材料として、銅を使用することが考えられる。 Therefore, it is possible to consider using copper as an alternative material to silver.

しかしながら、銅は、発光素子用基板を構成する基体との密着性が良好であるとは言い難い。このため、放熱体として銅を使用する場合、基体との密着性を改善するため、さらにガラスフリットを添加する必要が生じる。However, copper does not have good adhesion to the base that constitutes the substrate for the light-emitting element. For this reason, when using copper as a heat sink, it becomes necessary to further add glass frit to improve adhesion to the base.

しかしながら、放熱体にガラスフリットを添加した場合、放熱体の比抵抗が上昇し、放熱体の熱伝導性が低下してしまうという問題がある。However, when glass frit is added to a heat sink, there is a problem that the resistivity of the heat sink increases and the thermal conductivity of the heat sink decreases.

本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、硫化による劣化が生じ難く、基体との密着性が良好である上、比抵抗が有意に抑制された放熱体を備える発光素子用基板を提供することを目的とする。また、本発明では、そのような発光素子用基板の製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above background, and aims to provide a substrate for a light-emitting element that is resistant to deterioration due to sulfurization, has good adhesion to the base, and is provided with a heat sink with significantly reduced resistivity. Another aim of the present invention is to provide a method for manufacturing such a substrate for a light-emitting element.

本発明では、発光素子用基板であって、
相互に対向する第1の主面および第2の主面と、前記第1の主面に開口を有する第1の孔および前記第2の主面に開口を有する第2の孔とを有し、前記第1の主面の側は、発光素子が設置される側である、基体と、
該基体の前記第1および第2の孔に設置された放熱体であって、前記第1の孔から前記第2の孔まで電気的に接続された、放熱体と、
を有し、
前記基体は、ガラスとセラミックスの混合材料を含み、前記ガラスの90体積%以上は非晶質で構成され、
前記放熱体は、99質量%以上が銅で構成される、発光素子用基板が提供される。
In the present invention, there is provided a substrate for a light-emitting element,
a base having a first main surface and a second main surface opposed to each other, a first hole having an opening in the first main surface and a second hole having an opening in the second main surface, the first main surface being a side on which a light emitting element is provided;
a heat sink disposed in the first and second holes of the substrate, the heat sink being electrically connected from the first hole to the second hole;
having
the substrate includes a mixed material of glass and ceramics, and 90% by volume or more of the glass is amorphous;
The heat sink is formed of copper at 99% by mass or more, thereby providing a substrate for a light emitting element.

また、本発明では、発光素子用基板の製造方法であって、
(I)貫通孔を有する第1のグリーンシートを作製する工程であって、
前記第1のグリーンシートは、ガラスとセラミックスの混合材料を含む、工程と、
(II)前記第1のグリーンシートの前記貫通孔に放熱体用ペーストを充填する工程であって、
前記放熱体用ペーストは、銅粒子を含み、ガラスフリットを実質的に含まない、工程と、
(III)前記放熱体用ペーストが充填された前記第1のグリーンシートを、前記混合材料を含む他のグリーンシートと組み合わせて、組立体を構成する工程と、
(IV)前記組立体を焼成して、発光素子用基板を形成する工程であって、
前記第1のグリーンシートおよび他のグリーンシートから、ガラスとセラミックスを含む基体が形成され、前記基体に含まれる前記ガラスは、90体積%以上が非晶質であり、
前記放熱体用ペーストから、銅を99質量%以上含む放熱体が形成される、工程と、
を有する、製造方法が提供される。
The present invention also provides a method for producing a substrate for a light-emitting element, comprising the steps of:
(I) preparing a first green sheet having a through hole,
the first green sheet comprises a mixed material of glass and ceramics;
(II) filling the through holes of the first green sheet with a heat sink paste,
the paste for heat sink contains copper particles and is substantially free of glass frit;
(III) combining the first green sheet filled with the heat sink paste with another green sheet containing the mixed material to form an assembly;
(IV) firing the assembly to form a substrate for a light-emitting device,
A substrate containing glass and ceramics is formed from the first green sheet and the other green sheets, and the glass contained in the substrate is amorphous in an amount of 90 volume % or more;
forming a heat sink containing 99% by mass or more of copper from the heat sink paste;
A method of manufacturing is provided, comprising:

本発明では、硫化による劣化が生じ難く、基体との密着性が良好である上、比抵抗が有意に抑制された放熱体を備える発光素子用基板を提供できる。また、本発明では、そのような発光素子用基板の製造方法を提供できる。The present invention can provide a substrate for a light-emitting element that is resistant to deterioration due to sulfurization, has good adhesion to the base, and is equipped with a heat sink with significantly reduced resistivity. The present invention can also provide a method for manufacturing such a substrate for a light-emitting element.

本発明の一実施形態による発光素子用基板の模式的な上面図である。1 is a schematic top view of a substrate for a light emitting device according to an embodiment of the present invention; 図1に示した本発明の一実施形態による発光素子用基板のA-A線に沿った断面を模式的に示した図である。2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of the light-emitting element substrate according to one embodiment of the present invention shown in FIG. 1. 本発明の別の実施形態による発光素子用基板の模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a substrate for a light-emitting device according to another embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法のフローの一例を模式的に示した図である。1A to 1C are diagrams illustrating an example of a flow of a method for manufacturing a substrate for a light-emitting element according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法により、発光素子用基板を製造する際の一工程を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a process for producing a substrate for a light-emitting element by a method for producing a substrate for a light-emitting element according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法により、発光素子用基板を製造する際の一工程を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a process for producing a substrate for a light-emitting element by a method for producing a substrate for a light-emitting element according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法により、発光素子用基板を製造する際の一工程を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a process for producing a substrate for a light-emitting element by a method for producing a substrate for a light-emitting element according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法により、発光素子用基板を製造する際の一工程を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a process for producing a substrate for a light-emitting element by a method for producing a substrate for a light-emitting element according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法により、発光素子用基板を製造する際の一工程を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a process for producing a substrate for a light-emitting element by a method for producing a substrate for a light-emitting element according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法により、発光素子用基板を製造する際の一工程を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a process for producing a substrate for a light-emitting element by a method for producing a substrate for a light-emitting element according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。 Below, one embodiment of the present invention is described with reference to the drawings.

前述のように、発光素子用基板において、硫化の問題がある銀に代わる放熱体用の材料として銅を使用した場合、基体と放熱体との間の密着力が低下するおそれがある。従って、基体と放熱体との間の密着性を改善するためには、放熱体に、さらにガラスフリットを添加する必要が生じる。As mentioned above, when copper is used as a heat sink material to replace silver, which has a sulfuration problem, in a substrate for a light-emitting element, the adhesion between the base and the heat sink may decrease. Therefore, in order to improve the adhesion between the base and the heat sink, it becomes necessary to further add glass frit to the heat sink.

しかしながら、放熱体にガラスフリットを添加した場合、放熱体の比抵抗が上昇し、放熱体の熱伝導性が低下してしまうという問題が生じる。However, when glass frit is added to a heat sink, the resistivity of the heat sink increases, resulting in a problem of reduced thermal conductivity of the heat sink.

これに対して、本発明の一実施形態では、
発光素子用基板であって、
相互に対向する第1の主面および第2の主面と、前記第1の主面に開口を有する第1の孔および前記第2の主面に開口を有する第2の孔とを有し、前記第1の主面の側は、発光素子が設置される側である、基体と、
該基体の前記第1および第2の孔に設置された放熱体であって、前記第1の孔から前記第2の孔まで電気的に接続された、放熱体と、
を有し、
前記基体は、ガラスとセラミックスの混合材料を含み、前記ガラスの90体積%以上は非晶質で構成され、
前記放熱体は、99質量%以上が銅で構成される、発光素子用基板が提供される。
In contrast, in one embodiment of the present invention,
A substrate for a light-emitting element,
a base having a first main surface and a second main surface opposed to each other, a first hole having an opening in the first main surface and a second hole having an opening in the second main surface, the first main surface being a side on which a light emitting element is provided;
a heat sink disposed in the first and second holes of the substrate, the heat sink being electrically connected from the first hole to the second hole;
having
the substrate includes a mixed material of glass and ceramics, and 90% by volume or more of the glass is amorphous;
The heat sink is formed of copper at 99% by mass or more, thereby providing a substrate for a light emitting element.

本発明の一実施形態による発光素子用基板では、放熱体は、99質量%以上が銅で構成される。このため、本発明の一実施形態は、銀で構成された従来の放熱体に比べて、放熱体に、硫化による劣化が生じ難いという特徴がある。In the substrate for light-emitting elements according to one embodiment of the present invention, the heat sink is made of 99% or more by mass of copper. Therefore, one embodiment of the present invention has the characteristic that the heat sink is less susceptible to deterioration due to sulfurization compared to conventional heat sinks made of silver.

また、本発明の一実施形態による発光素子用基板では、放熱体は、ガラスフリットを実質的に含まない。ここで、「実質的に含まない」という用語は、対象となる成分を最大でも1質量%未満しか含まないこと、好ましくは、0.5質量%以下しか含まないことを意味する。In addition, in the substrate for a light-emitting element according to one embodiment of the present invention, the heat sink is substantially free of glass frit. Here, the term "substantially free" means that the target component is contained in an amount of less than 1% by mass, preferably 0.5% by mass or less.

従って、本発明の一実施形態による発光素子用基板では、ガラスフリットの添加による放熱体の比抵抗の上昇を、有意に抑制できる。Therefore, in a substrate for a light-emitting element according to one embodiment of the present invention, the increase in resistivity of the heat sink due to the addition of glass frit can be significantly suppressed.

また、本発明の一実施形態による発光素子用基板では、基体は、ガラスとセラミックスの混合材料を含み、前記ガラスの90体積%以上は非晶質で構成される。In addition, in a substrate for a light-emitting element according to one embodiment of the present invention, the base comprises a mixed material of glass and ceramics, and 90% or more by volume of the glass is amorphous.

基体を構成するガラスの大部分、すなわち90体積%以上を非晶質とした場合、銅の放熱体と基体との間の密着性を有意に高めることができる。If the majority of the glass constituting the substrate, i.e., 90% or more by volume, is amorphous, the adhesion between the copper heat sink and the substrate can be significantly improved.

従って、そのような基体を使用した場合、放熱体が銅で構成されガラスフリットを実質的に含まない場合であっても、基体と放熱体とを適正に密着させることが可能となる。Therefore, when such a base is used, it is possible to properly adhere the base and the heat sink to each other even if the heat sink is made of copper and contains substantially no glass frit.

以上の効果により、本発明の一実施形態では、硫化による劣化が生じ難く、基体との密着性が良好である上、比抵抗が有意に抑制された放熱体を備える発光素子用基板を提供できる。 Due to the above effects, in one embodiment of the present invention, a substrate for a light-emitting element can be provided that is less susceptible to deterioration due to sulfurization, has good adhesion to the base, and is equipped with a heat sink with significantly reduced resistivity.

(本発明の一実施形態による発光素子用基板)
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による発光素子用基板について具体的に説明する。
(Substrate for light-emitting element according to one embodiment of the present invention)
Hereinafter, a substrate for a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1には、本発明の一実施形態による発光素子用基板の模式的な上面図を示す。また、図2には、図1に示した発光素子用基板のA-A線に沿った断面を模式的に示す。 Figure 1 shows a schematic top view of a substrate for a light-emitting element according to one embodiment of the present invention. Figure 2 shows a schematic cross section along line A-A of the substrate for a light-emitting element shown in Figure 1.

図1および図2に示すように、本発明の一実施形態による発光素子用基板(以下、「第1の発光素子用基板」と称する)100は、基体110と、放熱体140とを有する。As shown in Figures 1 and 2, a substrate for a light-emitting element according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a "first substrate for a light-emitting element") 100 has a base 110 and a heat sink 140.

基体110は、上面が除去された略「箱」型の形状を有し、「箱」の内部に発光素子(図示されていない)を収容して、該発光素子を支持することができる。The base 110 has a roughly box-like shape with the top surface removed, and can accommodate a light-emitting element (not shown) inside the box to support the light-emitting element.

図1に示すように、基体110は、上面視、略矩形状であり、4つの辺、すなわち第1の辺112a~第4の辺112dを有する。As shown in FIG. 1, the base 110 is generally rectangular when viewed from above and has four sides, namely a first side 112a to a fourth side 112d.

また、図2に示すように、基体110は、側部115と、該側部115の下側に設置された底部120とを有する。 Also, as shown in FIG. 2, the base 110 has a side portion 115 and a bottom portion 120 located below the side portion 115.

側部115は、中央部分が取り除かれた「枠」状の形状を有し、上記第1の辺112a~第4の辺112dのそれぞれに対応する4つの部分、すなわち、第1の部分115a~第4の部分115dを有する。Side portion 115 has a "frame" shape with the central portion removed, and has four portions corresponding to first side 112a to fourth side 112d, i.e., first portion 115a to fourth portion 115d.

底部120は、相互に対向する第1の主面122および第2の主面124を有し、側部115は、底部120の第1の主面122上に配置される。発光素子(図示されていない)は、底部120の第1の主面122上の、側部115に取り囲まれた空間部分に設置される。The bottom 120 has a first main surface 122 and a second main surface 124 facing each other, and the side 115 is disposed on the first main surface 122 of the bottom 120. A light-emitting element (not shown) is disposed on the first main surface 122 of the bottom 120 in a space portion surrounded by the side 115.

また、底部120は、第1の主面122に開口を有する第1の孔125a、および第2の主面124に開口を有する第2の孔125bを有する。The bottom 120 also has a first hole 125a having an opening on the first main surface 122 and a second hole 125b having an opening on the second main surface 124.

なお、図2に示した例では、第1の孔125aおよび第2の孔125bは、相互に連通しており、その結果、底部120の第1の主面122から第2の主面124まで連通する貫通部126が構成される。In the example shown in Figure 2, the first hole 125a and the second hole 125b are connected to each other, thereby forming a through portion 126 that connects from the first main surface 122 to the second main surface 124 of the bottom 120.

図1および図2に示した例では、貫通部126は、延伸方向に垂直な断面が、略矩形状である。しかしながら、これは単なる一例であって、貫通部126の延伸方向に垂直な断面の形状は、特に限られない。1 and 2, the cross section of the through-hole 126 perpendicular to the extension direction is substantially rectangular. However, this is merely an example, and the shape of the cross section perpendicular to the extension direction of the through-hole 126 is not particularly limited.

なお、本願において、「略矩形状」とは、例えば、図1の貫通部126および放熱体140に示すように、矩形の4つのコーナー部がラウンドされている形態を含むことを意味する。In this application, "approximately rectangular" means, for example, that the four corners of the rectangle are rounded, as shown in the through-hole 126 and heat sink 140 in Figure 1.

放熱体140は、基体110の貫通部126に充填される。放熱体140は、熱伝導性を有し、発光素子で生じた熱を、第1の発光素子用基板100の外部に放熱することができる。例えば、図1および図2に示した例では、第1の発光素子用基板100の下面、すなわち基体110の底部120の第2の主面124の側が放熱面となる。The heat sink 140 is filled into the through-hole 126 of the base 110. The heat sink 140 has thermal conductivity and can dissipate heat generated by the light-emitting element to the outside of the first light-emitting element substrate 100. For example, in the example shown in Figures 1 and 2, the lower surface of the first light-emitting element substrate 100, i.e., the side of the second main surface 124 of the bottom 120 of the base 110, becomes the heat dissipation surface.

なお、図2に示した例では、基体110の貫通部126は、延伸方向に垂直な断面が一定の寸法形状を有する。すなわち、第1の孔125aと第2の孔125bは、相互に等しい断面形状を有する。In the example shown in Figure 2, the through-hole 126 of the base 110 has a cross-section perpendicular to the extension direction that has a constant size and shape. That is, the first hole 125a and the second hole 125b have the same cross-sectional shape.

しかしながら、これは単なる一例であって、貫通部126の形状は、特に限られない。However, this is just one example, and the shape of the through portion 126 is not particularly limited.

例えば、基体110の貫通部126は、延伸方向に垂直な断面が2つの異なる寸法を有し、第1の孔125aよりも、第2の孔125bの方が断面が大きくなっていても良い。For example, the through-hole 126 of the base 110 may have two different dimensions in a cross-section perpendicular to the extension direction, with the second hole 125b having a larger cross-section than the first hole 125a.

あるいは、貫通部126は、延伸方向に垂直な断面が3つ以上の異なる寸法を有し、各断面は、第1の主面122の側から第2の主面124の側に向かって面積が増加しても良い。Alternatively, the through portion 126 may have three or more different dimensions in a cross section perpendicular to the extension direction, and each cross section may increase in area from the first main surface 122 side to the second main surface 124 side.

特に、貫通部126は、第1の主面122から第2の主面124まで、延伸方向に垂直な断面が徐々に増加するような、逆テーパ状の形状を有しても良い。以下、このように、断面積が第1の主面122の側から第2の主面124の側に向かって、ステップ状または連続的に増加する貫通部126の形態を、まとめて「末広がり」状と称する。In particular, the through portion 126 may have an inverse tapered shape in which the cross section perpendicular to the extension direction gradually increases from the first main surface 122 to the second main surface 124. Hereinafter, the shape of the through portion 126 in which the cross-sectional area increases stepwise or continuously from the first main surface 122 side to the second main surface 124 side is collectively referred to as a "flared" shape.

貫通部126が「末広がり」状の形態を有する場合、該貫通部126に放熱体140を充填することにより、放熱体140による放熱特性をより高めることができる。When the through-hole 126 has a "flared" shape, the heat dissipation characteristics of the heat sink 140 can be further improved by filling the through-hole 126 with the heat sink 140.

ここで、第1の発光素子用基板100において、基体110は、主として、ガラスとセラミックスの混合材料で構成される。Here, in the first light-emitting element substrate 100, the base 110 is mainly composed of a mixed material of glass and ceramics.

一方、放熱体140は、実質的にガラスフリットを含まず、99質量%以上が銅で構成される。従って、放熱体140は、硫化による劣化が生じ難い上、比抵抗が低く、良好な熱伝導性を有する。On the other hand, the heat sink 140 does not substantially contain glass frit and is composed of 99% or more by mass of copper. Therefore, the heat sink 140 is not easily deteriorated by sulfurization, has low resistivity, and has good thermal conductivity.

また、基体110に含まれるガラスは、90体積%以上が非晶質で構成される。従って、第1の発光素子用基板100では、放熱体140がガラスフリットを含まなくても、放熱体140は、基体110と適正に密着される。In addition, 90% or more by volume of the glass contained in the base 110 is amorphous. Therefore, in the first light-emitting element substrate 100, the heat sink 140 is properly adhered to the base 110 even if the heat sink 140 does not contain glass frit.

以上の効果により、第1の発光素子用基板100では、硫化による劣化が生じ難く、基体110との密着性が良好である上、比抵抗が有意に抑制された放熱体140を得ることができる。As a result of the above effects, the first light-emitting element substrate 100 is less susceptible to deterioration due to sulfurization, has good adhesion to the base 110, and can provide a heat sink 140 with significantly reduced resistivity.

(本発明の別の実施形態による発光素子用基板)
次に、図3を参照して、本発明の別の実施形態による発光素子用基板について説明する。
(Substrate for light-emitting element according to another embodiment of the present invention)
Next, a substrate for a light emitting device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図3には、本発明の別の実施形態による発光素子用基板の模式的な断面図を示す。 Figure 3 shows a schematic cross-sectional view of a substrate for a light-emitting element according to another embodiment of the present invention.

図3に示すように、本発明の別の実施形態による発光素子用基板(以下、「第2の発光素子用基板」と称する)200は、基体210と、放熱体240とを有する。As shown in FIG. 3, a substrate for a light-emitting element according to another embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a "second substrate for a light-emitting element") 200 has a base 210 and a heat sink 240.

基体210は、上面視、略矩形状であり、4つの辺、すなわち第1の辺212a~第4の辺212dを有する。図3には、このうち第1の辺212aおよび第3の辺212cが示されている。The base 210 is generally rectangular in top view and has four sides, namely, the first side 212a to the fourth side 212d. Figure 3 shows the first side 212a and the third side 212c.

また、図3に示すように、基体210は、側部215と、該側部215の下側に設置された底部220とを有する。 Also, as shown in FIG. 3, the base 210 has a side portion 215 and a bottom portion 220 located below the side portion 215.

側部215は、枠状の形状を有し、上記第1の辺212a~第4の辺212dのそれぞれに対応する4つの部分、すなわち、第1の部分215a~第4の部分115dを有する。図3には、このうち第1の部分215aおよび第3の部分215cが示されている。The side portion 215 has a frame-like shape and has four portions corresponding to the first side 212a to the fourth side 212d, i.e., the first portion 215a to the fourth portion 115d. Figure 3 shows the first portion 215a and the third portion 215c.

底部220は、相互に対向する第1の主面222および第2の主面224を有し、側部215は、底部220の第1の主面222上に配置される。発光素子(図示されていない)は、底部220の第1の主面222上の、側部215に取り囲まれた空間部分に設置される。The bottom 220 has a first main surface 222 and a second main surface 224 facing each other, and the side 215 is disposed on the first main surface 222 of the bottom 220. A light-emitting element (not shown) is disposed in a space portion surrounded by the side 215 on the first main surface 222 of the bottom 220.

また、底部220は、第1の主面222に開口を有する第1の孔225a、および第2の主面224に開口を有する第2の孔225bを有する。The bottom 220 also has a first hole 225a having an opening on the first main surface 222 and a second hole 225b having an opening on the second main surface 224.

放熱体240は、第1の孔225aおよび第2の孔225bに充填される。 The heat sink 240 is filled into the first hole 225a and the second hole 225b.

なお、図3に示した例では、第1の孔225aと第2の孔225bは、延伸方向に垂直な断面がそれぞれ異なる寸法を有する。すなわち、第1の主面222の側の第1の孔225aよりも、第2の主面224の側の第2の孔225bの方が断面が大きくなっている。In the example shown in Figure 3, the first hole 225a and the second hole 225b have different dimensions in the cross section perpendicular to the extension direction. That is, the cross section of the second hole 225b on the second main surface 224 side is larger than the cross section of the first hole 225a on the first main surface 222 side.

しかしながら、これは単なる一例であって、第1の孔225aおよび第2の孔225bの形状および両者の関係は、特に限られない。However, this is just one example, and the shapes of the first hole 225a and the second hole 225b and the relationship between the two are not particularly limited.

例えば、第1の孔225aと第2の孔225bは、延伸方向に垂直な断面が、実質的に等しい寸法形状を有しても良い。For example, the first hole 225a and the second hole 225b may have substantially equal dimensions and shapes in a cross section perpendicular to the extension direction.

ただし、前述のように、第1の孔225aと第2の孔225bの大小関係を、図3に示したような「末広がり」状の形態とすることにより、各孔225a、225bに充填される放熱体140による放熱特性をより高めることができる。However, as mentioned above, by making the size relationship between the first hole 225a and the second hole 225b into a "flared" shape as shown in Figure 3, the heat dissipation characteristics of the heat sink 140 filled in each hole 225a, 225b can be further improved.

また、図3に示すように、第2の発光素子用基板200は、設置された高さ位置が異なる、第1の電極260、第2の電極265、および第3の電極270を有する。 Also, as shown in FIG. 3, the second light-emitting element substrate 200 has a first electrode 260, a second electrode 265, and a third electrode 270, which are installed at different height positions.

第1の電極260は、基体210の底部220の第1の主面222の側の放熱体240の上に、少なくとも該放熱体240を覆うように配置される。また、第2の電極265は、基体210の底部220の第2の主面224の側の放熱体240の上に、少なくとも該放熱体240を覆うように配置される。さらに、第3の電極270は、第1の電極260と第2の電極265の間の高さ位置に設置される。The first electrode 260 is disposed on the heat sink 240 on the first main surface 222 side of the bottom 220 of the base 210 so as to cover at least the heat sink 240. The second electrode 265 is disposed on the heat sink 240 on the second main surface 224 side of the bottom 220 of the base 210 so as to cover at least the heat sink 240. Furthermore, the third electrode 270 is disposed at a height position between the first electrode 260 and the second electrode 265.

第3の電極270により、放熱体240は、第1の主面222により近い第1の伝熱部分242と、第2の主面224により近い第2の伝熱部分244とに分離される。この場合、第1の伝熱部分242と第2の伝熱部分244は、第3の電極270を介して、相互に電気的に接続される。The third electrode 270 separates the heat sink 240 into a first heat transfer portion 242 closer to the first main surface 222 and a second heat transfer portion 244 closer to the second main surface 224. In this case, the first heat transfer portion 242 and the second heat transfer portion 244 are electrically connected to each other via the third electrode 270.

ただし、第3の電極270は、省略されても良い。However, the third electrode 270 may be omitted.

第1の電極260~第3の電極270は、後に設置される発光素子(図示されていない)等との間で、所望の配線パターンが構成されるように設置される。従って、第1の電極260~第3の電極270の態様は、特に限られず、図3に示した形態は、単なる一例である。The first electrode 260 to the third electrode 270 are installed so as to form a desired wiring pattern between them and a light-emitting element (not shown) that will be installed later. Therefore, the form of the first electrode 260 to the third electrode 270 is not particularly limited, and the form shown in Figure 3 is merely one example.

なお、第1の電極260および第2の電極265は、第2の発光素子用基板200の流通過程では、省略されても良い。すなわち、第1の電極260および第2の電極265は、第2の発光素子用基板200に発光素子を設置して、発光装置として完成されるまでのいずれかのタイミングで、設置されれば良い。In addition, the first electrode 260 and the second electrode 265 may be omitted during the distribution process of the second light-emitting element substrate 200. In other words, the first electrode 260 and the second electrode 265 may be installed at any time from when the light-emitting element is installed on the second light-emitting element substrate 200 until the light-emitting device is completed.

これに対して、第3の電極は、最終的に得られる発光装置において、省略されても良い。In contrast, the third electrode may be omitted in the final light-emitting device.

ここで、第2の発光素子用基板200において、基体210は、主として、ガラスとセラミックスの混合材料で構成される。Here, in the second light-emitting element substrate 200, the base 210 is mainly composed of a mixed material of glass and ceramics.

一方、放熱体240は、実質的にガラスフリットを含まず、99質量%以上が銅で構成される。従って、放熱体240は、硫化による劣化が生じ難い上、比抵抗が低く、良好な熱伝導性を有する。On the other hand, the heat sink 240 does not substantially contain glass frit and is composed of 99% or more by mass of copper. Therefore, the heat sink 240 is not easily deteriorated by sulfurization, has low resistivity, and has good thermal conductivity.

また、基体210に含まれるガラスは、90体積%以上が非晶質で構成される。従って、第2の発光素子用基板200では、放熱体240がガラスフリットを含まなくても、放熱体240は、基体210と適正に密着される。In addition, 90% or more by volume of the glass contained in the base 210 is amorphous. Therefore, in the second light-emitting element substrate 200, the heat sink 240 is properly adhered to the base 210 even if the heat sink 240 does not contain glass frit.

以上の効果により、第2の発光素子用基板200では、硫化による劣化が生じ難く、基体210との密着性が良好である上、比抵抗が有意に抑制された放熱体240を得ることができる。As a result of the above effects, the second light-emitting element substrate 200 is less susceptible to deterioration due to sulfurization, has good adhesion to the base 210, and can provide a heat sink 240 with significantly reduced resistivity.

(本発明の一実施形態による発光素子用基板の構成部材)
次に、本発明の一実施形態による発光素子用基板に含まれる各部材について、より詳しく説明する。なお、ここでは、一例として、第2の発光素子用基板200を例に、その構成部材について説明する。
(Constituent members of the substrate for light-emitting element according to one embodiment of the present invention)
Next, each member included in the substrate for light emitting device according to one embodiment of the present invention will be described in more detail. Note that, here, the constituent members of the second substrate for light emitting device 200 will be described as an example.

(基体210)
基体210は、前述のように、セラミックスとガラスの混合材料で構成される。
(Base 210)
As described above, the base 210 is made of a mixed material of ceramics and glass.

セラミックスとしては、例えば、これに限られるものではないが、アルミナ、ジルコニア、または両者の混合物などが使用される。 Examples of ceramics that may be used include, but are not limited to, alumina, zirconia, or a mixture of both.

ガラスは、90体積%以上が非晶質で構成される。非晶質の量は、ガラス全体に対して、95体積%以上であることが好ましく、98体積%以上であることがより好ましい。ガラスは、実質的に全てが非晶質であることが最も好ましい。 The glass is composed of 90% or more by volume of amorphous material. The amount of amorphous material is preferably 95% or more by volume, and more preferably 98% or more by volume, of the total glass. Most preferably, the glass is substantially entirely amorphous.

非晶質の量が多いほど、基体210と放熱体240との間に良好な密着性を得ることができる。The greater the amount of amorphous material, the better adhesion can be obtained between the base 210 and the heat sink 240.

ガラスは、ガラス転移温度Tgが550℃~700℃の範囲であることが好ましい。ガラス転移温度Tgを550℃以上とすることにより、第2の発光素子用基板200の製造過程で、脱脂処理を適正に実施できる。また、ガラス転移温度Tgを700℃以下とすることにより、基体210の収縮開始温度が低くなり、第2の発光素子用基板200の寸法精度を高めることができる。The glass preferably has a glass transition temperature Tg in the range of 550°C to 700°C. By setting the glass transition temperature Tg to 550°C or higher, the degreasing process can be properly performed during the manufacturing process of the second light-emitting element substrate 200. Furthermore, by setting the glass transition temperature Tg to 700°C or lower, the shrinkage start temperature of the base 210 is lowered, and the dimensional accuracy of the second light-emitting element substrate 200 can be improved.

ガラスの組成は、特に限られないが、例えば、SiO、B、CaO、およびAlを含む組成が好ましい。ガラスは、さらに、KOおよびNOの少なくとも一方を含んでも良い。 The composition of the glass is not particularly limited, but is preferably, for example, a composition containing SiO 2 , B 2 O 3 , CaO, and Al 2 O 3. The glass may further contain at least one of K 2 O and N 2 O.

このような組成とすることにより、基体210と放熱体240との密着性が向上する。By using such a composition, the adhesion between the base 210 and the heat sink 240 is improved.

このうち、SiOは、ガラスのネットワークフォーマとなる物質である。SiOは、ガラス中に、57mol%~65mol%の範囲で含まれることが好ましい。 Of these, SiO2 is a substance that serves as a network former for glass. It is preferable that SiO2 is contained in the glass in the range of 57 mol % to 65 mol %.

SiOの含有量が57mol%未満の場合、安定なガラスを得ることが難しくなるとともに、化学的耐久性が低下するおそれがある。一方、SiOの含有量が65mol%を超えると、ガラス溶融温度およびガラス転移温度Tgが過度に高くなるおそれある。SiOの含有量は、好ましくは58mol%以上、より好ましくは59mol%以上、特に好ましくは60mol%以上である。また、SiOの含有量は、好ましくは64mol%以下、より好ましくは63mol%以下である。 If the content of SiO 2 is less than 57 mol%, it is difficult to obtain a stable glass, and the chemical durability may be reduced. On the other hand, if the content of SiO 2 exceeds 65 mol%, the glass melting temperature and the glass transition temperature Tg may be excessively high. The content of SiO 2 is preferably 58 mol% or more, more preferably 59 mol% or more, and particularly preferably 60 mol% or more. In addition, the content of SiO 2 is preferably 64 mol% or less, more preferably 63 mol% or less.

は、ガラスのネットワークフォーマとなる物質である。Bは、ガラス中に、13mol%~18mol%の範囲で含まれることが好ましい。 B 2 O 3 is a substance that serves as a network former for glass. It is preferable that B 2 O 3 is contained in the glass in an amount of 13 mol % to 18 mol %.

の含有量が13mol%未満の場合、ガラス溶融温度およびガラス転移温度Tgが過度に高くなるおそれがある。一方、Bの含有量が18mol%を超えると、安定なガラスを得ることが難しくなるとともに、化学的耐久性が低下するおそれがある。Bの含有量は、好ましくは14mol%以上、より好ましくは15mol%以上である。また、Bの含有量は、好ましくは17mol%以下、より好ましくは16mol%以下である。 If the content of B2O3 is less than 13 mol%, the glass melting temperature and the glass transition temperature Tg may be excessively high. On the other hand, if the content of B2O3 is more than 18 mol %, it may be difficult to obtain a stable glass and the chemical durability may be reduced. The content of B2O3 is preferably 14 mol% or more, more preferably 15 mol% or more. Also, the content of B2O3 is preferably 17 mol% or less, more preferably 16 mol% or less.

CaOは、ガラスの安定性や結晶の析出性を高めるとともに、ガラス溶融温度およびガラス転移温度Tgを低下させるために添加される。CaOは、ガラス中に、9mol%~23mol%の範囲で含まれることが好ましい。CaO is added to increase the stability and crystal precipitation of glass, as well as to lower the glass melting temperature and glass transition temperature Tg. It is preferable that CaO is contained in the glass in the range of 9 mol% to 23 mol%.

CaOの含有量が9mol%未満の場合、ガラス溶融温度が過度に高くなるおそれがある。一方、CaOの含有量が23mol%を超えると、ガラスが不安定となるおそれがある。CaOの含有量は、好ましくは12mol%以上、より好ましくは13mol%以上、特に好ましくは14mol%以上である。また、CaOの含有量は、好ましくは22mol%以下、より好ましくは21mol%以下、特に好ましくは20mol%以下である。If the CaO content is less than 9 mol%, the glass melting temperature may become excessively high. On the other hand, if the CaO content exceeds 23 mol%, the glass may become unstable. The CaO content is preferably 12 mol% or more, more preferably 13 mol% or more, and particularly preferably 14 mol% or more. The CaO content is preferably 22 mol% or less, more preferably 21 mol% or less, and particularly preferably 20 mol% or less.

Alは、ガラスの安定性、化学的耐久性、および強度を高めるために添加される。Alは、ガラス中に、3mol%~8mol%の範囲で含まれることが好ましい。 Al 2 O 3 is added to enhance the stability, chemical durability, and strength of the glass, and is preferably contained in the glass in an amount of 3 mol % to 8 mol %.

Alの含有量が3mol%未満の場合、ガラスが不安定となるおそれがある。一方、Alの含有量が8mol%を超える場合、ガラス溶融温度およびガラス転移温度Tgが過度に高くなるおそれがある。Alの含有量は、好ましくは4mol%以上、より好ましくは5mol%以上である。また、Alの含有量は、好ましくは7mol%以下、より好ましくは6mol%以下である。 If the content of Al2O3 is less than 3 mol%, the glass may become unstable. On the other hand, if the content of Al2O3 is more than 8 mol%, the glass melting temperature and the glass transition temperature Tg may become excessively high. The content of Al2O3 is preferably 4 mol% or more, more preferably 5 mol% or more. Also, the content of Al2O3 is preferably 7 mol% or less, more preferably 6 mol% or less.

O、NaOは、ガラス転移温度Tgを低下させる。KOおよびNaOは、ガラス中に、合計で0.5mol%~6mol%の範囲で含まれることが好ましい。 K 2 O and Na 2 O lower the glass transition temperature Tg. K 2 O and Na 2 O are preferably contained in the glass in a total amount within the range of 0.5 mol % to 6 mol %.

OおよびNaOの合計含有量が0.5mol%未満の場合、ガラス溶融温度およびガラス転移温度Tgが過度に高くなるおそれがある。一方、KOおよびNaOの合計含有量が6mol%を超える場合、化学的耐久性、特に耐酸性が低下するおそれがあり、電気的絶縁性も低下するおそれがある。KOおよびNaOの合計含有量は、0.8mol%以上5mol%以下が好ましい。 If the total content of K2O and Na2O is less than 0.5 mol%, the glass melting temperature and the glass transition temperature Tg may be excessively high. On the other hand, if the total content of K2O and Na2O is more than 6 mol%, the chemical durability, especially the acid resistance, may be reduced, and the electrical insulation may also be reduced. The total content of K2O and Na2O is preferably 0.8 mol% or more and 5 mol% or less.

なお、ガラスの組成は、必ずしも上記成分のみからなるものに限定されず、ガラス転移温度Tg等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有できる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は10mol%以下が好ましい。The glass composition is not limited to those consisting of only the above components, and can contain other components within a range that satisfies various characteristics such as the glass transition temperature Tg. If other components are contained, the total content is preferably 10 mol% or less.

基体210に含まれるガラスの量は、例えば、基体210全体に対して35質量%~75質量%の範囲である。ガラスの量は、基体210全体に対して40質量%~70質量%の範囲であることが好ましい。The amount of glass contained in the base 210 is, for example, in the range of 35% by mass to 75% by mass with respect to the entire base 210. It is preferable that the amount of glass is in the range of 40% by mass to 70% by mass with respect to the entire base 210.

(放熱体240)
前述のように、放熱体240は、実質的にガラスフリットを含まず、99質量%以上が銅粒子の焼結体で構成される。
(Heat sink 240)
As described above, the heat sink 240 does not substantially contain glass frit, and is composed of 99% by mass or more of a sintered body of copper particles.

銅粒子の粒径は、特に限られないが、銅粒子は、粗粒と細粒の組み合わせを有することが好ましい。なお、本願において、「粗粒」とは、粒径が1μmを超える粒子を意味し、「細粒」とは、粒径が1μm以下の粒子を意味する。The particle size of the copper particles is not particularly limited, but it is preferable that the copper particles have a combination of coarse particles and fine particles. In this application, "coarse particles" means particles with a particle size of more than 1 μm, and "fine particles" means particles with a particle size of 1 μm or less.

このような粗粒と細粒とを組み合わせることにより、緻密で低抵抗率の放熱体240を形成することができる。By combining such coarse and fine particles, a dense heat sink 240 with low resistivity can be formed.

例えば、銅粒子は、平均粒径が2μm~7μmの範囲の粗粒と、平均粒径が0.02μm~1μmの範囲の細粒とを含んでも良い。特に、銅粒子は、平均粒径が3μm~6μmの範囲の粗粒と、平均粒径が0.05μm~0.2μmの細粒とを含んでも良い。For example, the copper particles may include coarse particles having an average particle size in the range of 2 μm to 7 μm and fine particles having an average particle size in the range of 0.02 μm to 1 μm. In particular, the copper particles may include coarse particles having an average particle size in the range of 3 μm to 6 μm and fine particles having an average particle size in the range of 0.05 μm to 0.2 μm.

また、銅粒子の粗粒と細粒の体積比(粗粒:細粒)は、50:50~95:5の範囲であっても良く、60:40~92:18の範囲であることが好ましく、65:35~90:10の範囲であることがより好ましい。In addition, the volume ratio of coarse to fine copper particles (coarse:fine) may be in the range of 50:50 to 95:5, preferably in the range of 60:40 to 92:18, and more preferably in the range of 65:35 to 90:10.

なお、放熱体240中の銅粒子の平均粒径は、放熱体240の走査型電子顕微鏡(SEM)像の画像解析により、以下のように測定することができる。The average particle size of the copper particles in the heat sink 240 can be measured by image analysis of a scanning electron microscope (SEM) image of the heat sink 240 as follows.

すなわち、まず、画像内の銅粒子を、粒径が1μmを超える粗粒と、粒径が1μm以下の細粒とに分類する。次に、分類された各粗粒の粒径から、粗粒の平均粒径を算定する。同様に、分類された各細粒の粒径から、細粒の平均粒径を算定する。これにより、放熱体240中の銅粒子の粗粒および細粒のそれぞれの平均粒径が求められる。That is, first, the copper particles in the image are classified into coarse particles with a particle size exceeding 1 μm and fine particles with a particle size of 1 μm or less. Next, the average particle size of the coarse particles is calculated from the particle size of each classified coarse particle. Similarly, the average particle size of the fine particles is calculated from the particle size of each classified fine particle. In this way, the average particle size of the coarse and fine copper particles in the heat sink 240 is determined.

放熱体240の比抵抗は、2.8μΩ・cm未満であることが好ましく、2.0μΩ・cm以下であることがより好ましい。The resistivity of the heat sink 240 is preferably less than 2.8 μΩ·cm, and more preferably 2.0 μΩ·cm or less.

なお、第2の発光素子用基板200において、放熱体240の比抵抗は、第1の電極260と第2の電極265の間の抵抗を、4端子法により測定することにより求めることができる。In addition, in the second light-emitting element substrate 200, the resistivity of the heat sink 240 can be determined by measuring the resistance between the first electrode 260 and the second electrode 265 using a four-terminal method.

あるいは、放熱体240の比抵抗は、後述のように、配線パターンを有する試料を別途作製し、この試料を用いて測定しても良い。Alternatively, the resistivity of the heat sink 240 may be measured using a separately prepared sample having a wiring pattern, as described below.

(第1の電極260、第2の電極265、および第3の電極270等)
第1の電極260は、銅のような導電性材料で構成される。例えば、第1の電極260は、放熱体240と同じ材料であっても良い。
(First electrode 260, second electrode 265, and third electrode 270, etc.)
The first electrode 260 is made of a conductive material such as copper. For example, the first electrode 260 may be the same material as the heat sink 240.

また、第1の電極260は、導電性材料からなる基部の上に、さらに金属めっき膜を有しても良い。金属めっき膜としては、金およびニッケルなどが使用できる。The first electrode 260 may further have a metal plating film on the base made of a conductive material. Gold, nickel, etc. can be used as the metal plating film.

なお、第2の電極265および第3の電極270についても、同様のことが言える。The same applies to the second electrode 265 and the third electrode 270.

(第2の発光素子用基板200)
第2の発光素子用基板200に設置される発光素子は、特に限られない。発光素子は、例えば、LEDおよびLD等であっても良い。
(Second Light Emitting Element Substrate 200)
There is no particular limitation on the light-emitting element provided on the second light-emitting element substrate 200. The light-emitting element may be, for example, an LED or an LD.

第2の発光素子用基板200の寸法は、設置される発光素子に応じて、適宜選定される。第2の発光素子用基板200は、例えば、図1に示した全長Lが2mm~6mmの範囲であっても良い。また、図1に示した幅Wが2mm~6mmの範囲であっても良い。さらに、図3に示した高さHが0.5mm~3mmの範囲であっても良い。 The dimensions of the second light-emitting element substrate 200 are appropriately selected depending on the light-emitting element to be installed. The second light-emitting element substrate 200 may have, for example, a total length L shown in FIG. 1 in the range of 2 mm to 6 mm. Also, the width W shown in FIG. 1 may be in the range of 2 mm to 6 mm. Furthermore, the height H shown in FIG. 3 may be in the range of 0.5 mm to 3 mm.

(本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法)
次に、図4~図10を参照して、本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法について説明する。
(Method for manufacturing a substrate for a light-emitting element according to one embodiment of the present invention)
Next, a method for manufacturing a substrate for a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図4には、本発明の一実施形態による発光素子用基板の製造方法(以下、「第1の製造方法」と称する)のフローの一例を模式的に示す。また、図5~図10には、第1の製造方法により、発光素子用基板を製造する際の一工程を模式的に示す。 Figure 4 shows a schematic diagram of an example of the flow of a method for manufacturing a substrate for a light-emitting element according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "first manufacturing method"). Figures 5 to 10 also show schematic diagrams of a process for manufacturing a substrate for a light-emitting element by the first manufacturing method.

図4に示すように、第1の製造方法は、
(I)貫通孔を有するグリーンシートを作製する工程(工程S110)と、
(II)前記グリーンシートの前記貫通孔に放熱体用ペーストを充填する工程(工程S120)と、
(III)前記グリーンシートに導体ペーストを設置する工程(工程S130)と、
(IV)前記グリーンシートを他のグリーンシートと組み合わせて、組立体を構成する工程(工程S140)と、
(V)前記組立体を焼成して、発光素子用基板を形成する工程(工程S150)と、
を有する。
As shown in FIG. 4, the first manufacturing method includes the following steps:
(I) a step of preparing a green sheet having a through hole (step S110);
(II) filling the through holes of the green sheet with a heat sink paste (step S120);
(III) applying a conductive paste to the green sheet (step S130);
(IV) combining the green sheet with other green sheets to form an assembly (step S140);
(V) firing the assembly to form a substrate for a light-emitting device (step S150);
has.

ただし、工程S130は、必要な場合に実施される工程であって、省略されても良い。However, step S130 is a step that is performed when necessary and may be omitted.

以下、各工程について説明する。なお、ここでは、一例として、図3に示した第2の発光素子用基板200を例に、その製造方法について説明する。従って、各部材を参照する際には、図3に示した参照符号を使用する。Each step will be described below. Note that, as an example, the manufacturing method will be described using the second light-emitting element substrate 200 shown in FIG. 3. Therefore, when referring to each component, the reference symbols shown in FIG. 3 will be used.

(工程S110)
まず、以下に示す方法で、グリーンシートが作製される。グリーンシートは、ガラス粉末、セラミックス粉末、および有機バインダーを含む。
(Step S110)
First, a green sheet is prepared by the following method: The green sheet contains glass powder, ceramic powder, and an organic binder.

(ガラス粉末の作製)
ガラス粉末は、所定の組成を有するガラスを粉砕することにより調製できる。
(Preparation of Glass Powder)
The glass powder can be prepared by grinding a glass having a given composition.

ガラスは、例えば、前述の組成を有しても良い。すなわち、ガラスは、SiO、B、CaO、およびAlを含んでも良い。また、ガラスは、さらに、KOおよびNOの少なくとも一方を含んでも良い。 The glass may have, for example, the composition described above, i.e., the glass may contain SiO2 , B2O3 , CaO, and Al2O3 . The glass may further contain at least one of K2O and N2O .

ガラスとしては、例えばSiOを57mol%以上65mol%以下、Bを13mol%以上18mol%以下、CaOを9mol%以上23mol%以下、Alを3mol%以上8mol%以下、KOおよびNaOから選ばれる少なくとも一方を合計で0.5mol%以上6mol%以下含有するものが好ましい。このようなガラスをガラス粉末として使用した場合、製造される基体210と、放熱体240との間の密着強度を向上することができる。 The glass preferably contains, for example, 57 mol% to 65 mol% of SiO2 , 13 mol% to 18 mol% of B2O3 , 9 mol% to 23 mol% of CaO, 3 mol% to 8 mol% of Al2O3 , and 0.5 mol% to 6 mol% in total of at least one selected from K2O and Na2O . When such glass is used as glass powder, the adhesive strength between the manufactured base 210 and the heat sink 240 can be improved.

なお、ガラスは、必ずしも上記成分からなるものに限定されず、ガラス転移温度Tg等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有できる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は10mol%以下が好ましい。The glass is not necessarily limited to those consisting of the above components, and can contain other components within a range that satisfies various properties such as the glass transition temperature Tg. If other components are contained, the total content is preferably 10 mol% or less.

上記の組成のガラス粉末を使用することにより、以降の工程S150後に、非晶質部分が90%以上のガラスを得ることができる。By using glass powder of the above composition, glass with an amorphous portion of 90% or more can be obtained after the subsequent step S150.

ガラスの粉砕には、乾式粉砕法または湿式粉砕法のいずれを使用しても良い。 Either dry or wet grinding methods can be used to grind glass.

湿式粉砕法では、溶媒中でガラスが粉砕される。溶媒には、水を用いることが好ましい。粉砕は、例えばロールミル、ボールミル、またはジェットミル等の粉砕機が使用できる。In the wet grinding method, glass is ground in a solvent. Water is preferably used as the solvent. Grinding can be performed using a grinding machine such as a roll mill, ball mill, or jet mill.

粉砕処理後に得られるガラス粉末の50%平均粒径(D50)は、0.5μm以上2μm以下が好ましい。 The 50% average particle size (D 50 ) of the glass powder obtained after the pulverization treatment is preferably 0.5 μm or more and 2 μm or less.

なお、本願において、50%平均粒径(D50)は、レーザ回折散乱法による粒子径測定装置により得られる値をいう。 In the present application, the 50% average particle size (D 50 ) refers to a value obtained by a particle size measuring device using a laser diffraction scattering method.

ガラス粉末のD50が0.5μm以上の場合、ガラス粉末が凝集しにくく、取り扱いが容易であるとともに、均一に分散させることができる。一方、ガラス粉末のD50が2μm以下の場合、ガラス軟化温度の上昇や焼結不足が抑制される。粒径の調整は、分級等により行われる。 When the D50 of the glass powder is 0.5 μm or more, the glass powder is less likely to aggregate, is easy to handle, and can be uniformly dispersed. On the other hand, when the D50 of the glass powder is 2 μm or less, an increase in the glass softening temperature and insufficient sintering are suppressed. The particle size is adjusted by classification or the like.

(セラミックス粉末の作製)
セラミックス粉末としては、一般的なガラスセラミックスの製造に用いられるものが使用できる。セラミックス粉末としては、例えば、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、またはアルミナ粉末とジルコニア粉末との混合物が好適に使用できる。
(Preparation of ceramic powder)
As the ceramic powder, any ceramic powder that is commonly used in the manufacture of glass ceramics can be used, and for example, alumina powder, zirconia powder, or a mixture of alumina powder and zirconia powder can be suitably used.

セラミックス粉末のD50は、例えば、0.5μm以上4μm以下が好ましい。 The D50 of the ceramic powder is preferably, for example, 0.5 μm or more and 4 μm or less.

(グリーンシートの作製)
次に、前述のガラス粉末と、セラミックス粉末と、有機バインダーとが所定の割合で混合され、グリーンシート用スラリーが調製される。
(Preparation of green sheets)
Next, the above-mentioned glass powder, ceramic powder, and organic binder are mixed in a predetermined ratio to prepare a slurry for the green sheet.

有機バインダーとしては、ポリビニルブチラール、および/またはアクリル樹脂等が使用できる。 Organic binders that can be used include polyvinyl butyral and/or acrylic resin.

グリーンシート用スラリーには、さらに、可塑剤、分散剤、および/または溶剤等が添加されても良い。可塑剤としては、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、および/またはフタル酸ブチルベンジル等が使用できる。また、溶剤としては、トルエン、キシレン、2-プロパノール、および/または2-ブタノール等の有機溶剤が使用できる。The green sheet slurry may further contain a plasticizer, a dispersant, and/or a solvent. As the plasticizer, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, and/or butyl benzyl phthalate can be used. As the solvent, an organic solvent such as toluene, xylene, 2-propanol, and/or 2-butanol can be used.

調製されるグリーンシート用スラリーにおいて、ガラス粉末とセラミックス粉末との質量比(ガラス:セラミックス)は、35:65~75:25の範囲であることが好ましい。In the prepared green sheet slurry, the mass ratio of glass powder to ceramic powder (glass:ceramic) is preferably in the range of 35:65 to 75:25.

得られたグリーンシート用スラリーは、ドクターブレード法等によりシート状に成形される。The resulting green sheet slurry is formed into a sheet using a doctor blade method or similar.

その後、グリーンシート用スラリーが乾燥され、グリーンシートが形成される。The green sheet slurry is then dried to form the green sheet.

図5には、作製されたグリーンシート(以下、「第1のグリーンシート350a」と称する)の一例を模式的に示す。第1のグリーンシート350aは、第1の主表面352aおよび第2の主表面354aを有する。 Figure 5 shows a schematic diagram of an example of a prepared green sheet (hereinafter referred to as "first green sheet 350a"). First green sheet 350a has a first main surface 352a and a second main surface 354a.

なお、第1のグリーンシート350aは、複数のグリーンシートを積層して構成されても良い。The first green sheet 350a may be constructed by stacking multiple green sheets.

その後、第1のグリーンシート350aに貫通孔が形成される。 Then, through holes are formed in the first green sheet 350a.

図6には、第1のグリーンシート350aの略中央部分に、第1の主表面352aから第2の主表面354aまで貫通する貫通孔356aが形成された状態を、模式的に示されている。Figure 6 shows a schematic diagram of a through hole 356a formed in approximately the center of the first green sheet 350a, penetrating from the first main surface 352a to the second main surface 354a.

以上の工程を繰り返すことにより、貫通孔を有する複数のグリーンシートが作製される。なお、各グリーンシートにおいて、貫通孔の寸法は、必ずしも一致させる必要はなく、貫通孔の寸法は、各グリーンシートにおいて、異なっていても良い。また、作製されるグリーンシートには、工程S150後に前述の側部215を構成するような、枠状の形態のグリーンシート(以下、「第3のグリーンシート」と称する)が含まれ得る。By repeating the above steps, multiple green sheets with through holes are produced. The dimensions of the through holes in each green sheet do not necessarily have to be the same, and the dimensions of the through holes in each green sheet may be different. The green sheets produced may also include a frame-shaped green sheet (hereinafter referred to as the "third green sheet") that constitutes the side portion 215 described above after step S150.

(工程S120)
次に、第1のグリーンシート350aの貫通孔356aに、放熱体用ペーストが充填される。
(Step S120)
Next, the through holes 356a of the first green sheet 350a are filled with a paste for a heat sink.

放熱体用ペーストは、銅粒子およびビヒクルを混合することにより調製される。 The heat sink paste is prepared by mixing copper particles and a vehicle.

銅粒子は、粗粒と細粒の組み合わせを有することが好ましい。例えば、銅粒子は、D50が2μm~7μmの範囲の粗粒と、D50が0.02μm~1μmの範囲の細粒とで構成されても良い。特に、銅粒子は、D50が3μm~6μmの範囲の粗粒と、D50が0.05μm~0.2μmの細粒とを含んでも良い。 Preferably, the copper particles have a combination of coarse and fine particles. For example, the copper particles may be composed of coarse particles having a D50 in the range of 2 μm to 7 μm and fine particles having a D50 in the range of 0.02 μm to 1 μm. In particular, the copper particles may include coarse particles having a D50 in the range of 3 μm to 6 μm and fine particles having a D50 in the range of 0.05 μm to 0.2 μm.

また、銅粒子の粗粒と細粒の体積比(粗粒:細粒)は、50:50~95:5の範囲であっても良く、60:40~92:18の範囲であることが好ましく、65:35~90:10の範囲であることがより好ましい。In addition, the volume ratio of coarse to fine copper particles (coarse:fine) may be in the range of 50:50 to 95:5, preferably in the range of 60:40 to 92:18, and more preferably in the range of 65:35 to 90:10.

ビヒクルは、アクリルおよび/またはエチルセルロース等の樹脂と、有機溶剤とを含む。有機溶剤は、例えばαテレピネオールであっても良い。The vehicle includes a resin such as acrylic and/or ethyl cellulose, and an organic solvent. The organic solvent may be, for example, alpha-terpineol.

なお、放熱体用ペーストは、ガラスフリットを実質的に含まず、従って、工程S150後に放熱体用ペーストから形成される放熱体も、ガラスフリットを実質的に含まない。In addition, the paste for the heat sink does not substantially contain glass frit, and therefore the heat sink formed from the paste for the heat sink after step S150 also does not substantially contain glass frit.

次に、調製された放熱体用ペーストが、第1のグリーンシート350aの貫通孔356aに充填される。放熱体用ペーストは、例えば、スクリーン印刷法により、貫通孔356aに充填されても良い。Next, the prepared heat sink paste is filled into the through holes 356a of the first green sheet 350a. The heat sink paste may be filled into the through holes 356a by, for example, a screen printing method.

図7には、一例として、貫通孔356aに放熱体用ペースト358aが充填された第1のグリーンシート350aを模式的に示す。As an example, Figure 7 shows a schematic diagram of a first green sheet 350a in which through holes 356a are filled with heat sink paste 358a.

同様に、他のグリーンシートにおいても、貫通孔に放熱体用ペースト358aが充填される。Similarly, in the other green sheets, the through holes are filled with heat sink paste 358a.

(工程S130)
次に、必要な場合、第1のグリーンシート350aの第1の主表面352aおよび/または第2の主表面354aに、導体ペーストが設置される。
(Step S130)
A conductive paste is then applied to first major surface 352a and/or second major surface 354a of first green sheet 350a, if desired.

導体ペーストは、工程S150後に電極および/または配線となるため、第1の主表面352aおよび/または第2の主表面354aの、電極および/または配線が必要となる領域に設置される。The conductive paste is applied to areas of the first major surface 352a and/or the second major surface 354a where electrodes and/or wiring are required, to become electrodes and/or wiring after step S150.

例えば、第2の発光素子用基板200における第1の電極260を形成する場合、導体ペーストは、放熱体用ペースト358aを覆うようにして、第1の主表面352a上に設置される。また、第2の発光素子用基板200における第3の電極270を形成する場合、導体ペーストは、放熱体用ペースト358aを覆うようにして、第2の主表面354a上に設置される。For example, when forming the first electrode 260 of the second light-emitting element substrate 200, the conductive paste is placed on the first main surface 352a so as to cover the heat sink paste 358a. When forming the third electrode 270 of the second light-emitting element substrate 200, the conductive paste is placed on the second main surface 354a so as to cover the heat sink paste 358a.

導体ペーストは、金属粒子のような導電性を有する粒子と、ベヒクルとを含む。金属粒子は、銅粒子を含んでも良い。特に、導体ペーストは、前述の放熱体用ペーストと同じものであっても良い。The conductive paste includes conductive particles, such as metal particles, and a vehicle. The metal particles may include copper particles. In particular, the conductive paste may be the same as the heat sink paste described above.

導体ペーストを第1のグリーンシート350aに設置する方法は、特に限られない。導体ペーストは、例えば、スクリーン印刷法により、第1のグリーンシート350aの第1の主表面352aおよび/または第2の主表面354aに、設置されても良い。The method of applying the conductive paste to the first green sheet 350a is not particularly limited. The conductive paste may be applied to the first main surface 352a and/or the second main surface 354a of the first green sheet 350a by, for example, a screen printing method.

図8には、一例として、第1のグリーンシート350aの所定の箇所に、導体ペースト359aおよび361aが設置された様子を示す。 Figure 8 shows, as an example, conductive pastes 359a and 361a placed at predetermined locations on the first green sheet 350a.

導体ペースト359aは、第1のグリーンシート350aの第1の主表面352aに、放熱体用ペースト358aを覆うように設置されている。また、導体ペースト361aは、第1のグリーンシート350aの第2の主表面354aに、放熱体用ペースト358aを覆うように設置されている。The conductive paste 359a is disposed on the first main surface 352a of the first green sheet 350a so as to cover the heat sink paste 358a. The conductive paste 361a is disposed on the second main surface 354a of the first green sheet 350a so as to cover the heat sink paste 358a.

導体ペースト359aは、工程S150後に第1の電極260となり、導体ペースト361aは、工程S150後に第3の電極270となる。 Conductive paste 359a becomes the first electrode 260 after step S150, and conductive paste 361a becomes the third electrode 270 after step S150.

なお、前述のように、この工程S130は、必須の工程ではなく、省略されても良い。あるいは、工程S130は、発光素子用基板が製造された後の所定のタイミングで、実施されても良い。As mentioned above, step S130 is not a required step and may be omitted. Alternatively, step S130 may be performed at a predetermined timing after the substrate for the light-emitting element is manufactured.

ただし、一部の電極および/または配線用の導体ペーストは、この段階で実施される必要がある。例えば、第3の電極270が必要な場合、後にこの第3の電極270となる導体ペースト361aは、この工程で設置しておく必要がある。発光素子用基板が完成した後では、導体ペースト361aを所望の位置に設置することができなくなるからである。However, some of the electrodes and/or conductive pastes for wiring need to be applied at this stage. For example, if a third electrode 270 is required, the conductive paste 361a that will later become the third electrode 270 needs to be placed in this process. This is because after the light-emitting element substrate is completed, the conductive paste 361a cannot be placed in the desired position.

(工程S140)
次に、放熱体用ペースト358a等が設置された第1のグリーンシート350aが、1または2以上の他のグリーンシートと組み合わされる。これにより、組立体が構成される。
(Step S140)
Next, the first green sheet 350a on which the heat sink paste 358a etc. is applied is combined with one or more other green sheets to form an assembly.

図9には、一例として、2つのグリーンシートが積層された様子を模式的に示す。 Figure 9 shows a schematic of two green sheets stacked together as an example.

図9に示すように、この例では、第1のグリーンシート350aの下側に、第2のグリーンシート350bが積層される。As shown in FIG. 9, in this example, a second green sheet 350b is laminated on the underside of a first green sheet 350a.

第2のグリーンシート350bは、第1のグリーンシート350aと同様、前述の工程S110~S130を経て調製される。 The second green sheet 350b is prepared through the aforementioned steps S110 to S130, similar to the first green sheet 350a.

従って、第2のグリーンシート350bは、相互に対向する第1の主表面352bおよび第2の主表面354bと、貫通孔356bとを有し、該貫通孔356bには、放熱体用ペースト358bが充填されている。Therefore, the second green sheet 350b has a first main surface 352b and a second main surface 354b facing each other, and a through hole 356b, which is filled with heat sink paste 358b.

また、第2のグリーンシート350bの第1の主表面352bには、放熱体用ペースト358bを覆うように第3の導体ペースト359bが設置されている。また、第2の主表面354bには、放熱体用ペースト358bを覆うように第4の導体ペースト361bが設置されている。In addition, a third conductive paste 359b is provided on the first main surface 352b of the second green sheet 350b so as to cover the heat sink paste 358b. In addition, a fourth conductive paste 361b is provided on the second main surface 354b so as to cover the heat sink paste 358b.

なお、第3の導体ペースト359bは、省略されても良い。 The third conductive paste 359b may be omitted.

第1のグリーンシート350aは、第2の主表面354aが第2のグリーンシート350bの第1の主表面352bと相互に対面または接触するようにして、第2のグリーンシート350b上に積層される。The first green sheet 350a is laminated on the second green sheet 350b such that the second main surface 354a faces or contacts the first main surface 352b of the second green sheet 350b.

次に、第1のグリーンシート350aの上に、第3のグリーンシート350cが設置される。Next, a third green sheet 350c is placed on top of the first green sheet 350a.

図10には、3つのグリーンシート350a~350cが積層され、組立体が形成された様子を模式的に示す。Figure 10 shows a schematic of three green sheets 350a to 350c stacked together to form an assembly.

図10に示すように、第3のグリーンシート350cは、相互に対向する第1の主表面352cおよび第2の主表面354cを有し、略枠状の形状を有する。As shown in FIG. 10, the third green sheet 350c has a first main surface 352c and a second main surface 354c facing each other, and has an approximately frame-like shape.

第3のグリーンシート350cは、第1のグリーンシート350aと同様、前述の工程S110を経て調製される。ただし、第3のグリーンシート350cには、放熱体用ペーストおよび導体ペーストは設置されていない。The third green sheet 350c is prepared through the aforementioned step S110, similar to the first green sheet 350a. However, the third green sheet 350c does not have the heat sink paste or the conductor paste applied thereto.

第3のグリーンシート350cは、第2の主表面354cが第1のグリーンシート350aの第1の主表面352aと相互に対面または接触するようにして、また導体ペースト359aを取り囲むようにして、第1のグリーンシート350a上に積層される。The third green sheet 350c is laminated on the first green sheet 350a so that the second main surface 354c faces or contacts the first main surface 352a of the first green sheet 350a and surrounds the conductive paste 359a.

これにより、組立体369が構成される。 This results in assembly 369.

その後、組立体369に対して、圧着処理が実施される。これにより、第1のグリーンシート350a~第3のグリーンシート350cが一体化され、成形体が得られる。 Then, a pressure bonding process is performed on the assembly 369. This integrates the first green sheet 350a to the third green sheet 350c, and a compact is obtained.

圧着処理の方法は、特に限られない。例えば、組立体369に対して、冷間または熱間の等方圧加圧法により、成形体を形成しても良い。The method of the pressure bonding process is not particularly limited. For example, the assembly 369 may be subjected to cold or hot isostatic pressing to form a molded body.

その後、工程S150において、得られた成形体が焼成処理される。ただし、その前に、成形体の脱脂工程を実施しても良い。Then, in step S150, the resulting molded body is sintered. However, a degreasing step may be carried out on the molded body prior to sintering.

脱脂工程は、例えば、不活性ガス雰囲気または酸素を最大1vol%以下含む雰囲気において、500℃以下の温度で、1時間~10時間実施されても良い。The degreasing process may be carried out, for example, in an inert gas atmosphere or an atmosphere containing up to 1 vol% oxygen at a temperature of 500°C or less for 1 to 10 hours.

ただし、脱脂工程は、次の工程S150において、成形体を焼成温度まで加熱する途中で、自動的に実施されても良い。However, the degreasing process may also be performed automatically in the next step S150, during the heating of the molded body to the sintering temperature.

(工程S150)
次に、成形体が焼成処理される。焼成処理により、第1のグリーンシート350a~第3のグリーンシート350cの全体にわたって、ガラス粉末とセラミックス粉末とが相互に結合され、基体210が形成される。
(Step S150)
Next, the compact is sintered, whereby the glass powder and the ceramic powder are bonded to each other throughout the first to third green sheets 350a to 350c, thereby forming the base 210.

また、第1のグリーンシート350aの貫通孔356aにおいて、放熱体用ペースト358a中の銅粒子同士が結合され、第1の伝熱部分242が形成される。また、第2のグリーンシート350bの貫通孔356bにおいて、放熱体用ペースト358b中の銅粒子同士が結合され、第2の伝熱部分244が形成される。In addition, in the through-holes 356a of the first green sheet 350a, the copper particles in the heat sink paste 358a are bonded to each other to form the first heat transfer portion 242. In addition, in the through-holes 356b of the second green sheet 350b, the copper particles in the heat sink paste 358b are bonded to each other to form the second heat transfer portion 244.

さらに、各導体ペーストから、電極および/または配線等が形成される。例えば、導体ペースト359aから第1の電極260が形成され、導体ペースト361aおよび第3の導体ペースト359bから第3の電極270が形成され、第4の導体ペースト361bから第2の電極265が形成される。Furthermore, electrodes and/or wiring are formed from each conductive paste. For example, the first electrode 260 is formed from the conductive paste 359a, the third electrode 270 is formed from the conductive paste 361a and the third conductive paste 359b, and the second electrode 265 is formed from the fourth conductive paste 361b.

焼成の雰囲気は、銅粒子の酸化を防ぐため、酸素濃度が10ppm以下であることが好ましい。例えば、焼成の雰囲気は、窒素雰囲気のような不活性ガス雰囲気、または還元性雰囲気であることが好ましい。In order to prevent oxidation of the copper particles, it is preferable that the sintering atmosphere has an oxygen concentration of 10 ppm or less. For example, it is preferable that the sintering atmosphere is an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere, or a reducing atmosphere.

なお、前述の脱脂工程を酸素含有雰囲気で実施した場合、焼成処理は、水素含有雰囲気で実施することが好ましい。これにより、脱脂工程で酸化された銅を還元させることができる。If the degreasing process is carried out in an oxygen-containing atmosphere, it is preferable to carry out the firing process in a hydrogen-containing atmosphere. This allows the copper oxidized in the degreasing process to be reduced.

処理温度は、緻密化および生産性を考慮して、850℃以上950℃以下が好ましく、900℃以上930℃以下がより好ましい。処理時間は、20分以上60分以下が好ましい。処理温度が900℃以上の場合、緻密な基体210および放熱体240が得られる。処理温度が950℃以下の場合、発光素子用基板の変形が抑制されるとともに、生産性が良好となる。Considering densification and productivity, the processing temperature is preferably 850°C or higher and 950°C or lower, and more preferably 900°C or higher and 930°C or lower. The processing time is preferably 20 minutes or higher and 60 minutes or lower. When the processing temperature is 900°C or higher, a dense base body 210 and heat sink 240 are obtained. When the processing temperature is 950°C or lower, deformation of the substrate for the light-emitting element is suppressed and productivity is improved.

焼成処理後に、第1の伝熱部分242および第2の伝熱部分244は、それぞれ、基体210と相互に結合される。After the firing process, the first heat transfer portion 242 and the second heat transfer portion 244 are each bonded to the base 210.

前述の焼成処理の条件で形成される基体210に含まれるガラスは、その90体積%以上が非晶質となる。従って、第1の伝熱部分242および第2の伝熱部分244は、ガラスを含まなくても、基体210に対して良好な密着性を有する。The glass contained in the base 210 formed under the above-mentioned firing conditions is amorphous by 90% or more by volume. Therefore, the first heat transfer portion 242 and the second heat transfer portion 244 have good adhesion to the base 210 even though they do not contain glass.

以上の工程を経て、第2の発光素子用基板200を製造することができる。 Through the above steps, the second light-emitting element substrate 200 can be manufactured.

このような方法では、低抵抗率の放熱体240を得ることができる。また、放熱体240と基体210との間に、良好な密着性を得ることができる。In this manner, a heat sink 240 with low resistivity can be obtained. In addition, good adhesion can be obtained between the heat sink 240 and the base 210.

以下、本発明の実施例について説明する。なお、以下の記載において、例1~例10は、実施例であり、例21~例23は、比較例である。Examples of the present invention will be described below. In the following description, Examples 1 to 10 are examples, and Examples 21 to 23 are comparative examples.

(例1)
前述の第1の製造方法により、図3に示したような構成の発光素子用基板を製造した。
(Example 1)
A substrate for a light emitting element having the structure shown in FIG. 3 was manufactured by the above-mentioned first manufacturing method.

(グリーンシートの作製)
まず、以下の方法により、グリーンシート用のガラス粉末を製造した。
(Preparation of green sheets)
First, glass powder for a green sheet was produced by the following method.

60.4mol%のSiO、15.6mol%のB、6mol%のAl、15mol%のCaO、1mol%のKO、および2mol%のNaOを混合し、ガラス原料を得た。 60.4 mol % of SiO 2 , 15.6 mol % of B 2 O 3 , 6 mol % of Al 2 O 3 , 15 mol % of CaO, 1 mol % of K 2 O, and 2 mol % of Na 2 O were mixed together to obtain a glass raw material.

次に、このガラス原料を白金ルツボに入れて、1600℃で60分間加熱し、ガラス原料を溶融させた。その後、溶融ガラスを冷却してガラスを作製した。得られたガラスをアルミナ製ボールミルを用いて40時間粉砕して、ガラス粉末を調製した。なお、粉砕時の溶媒には、エチルアルコールを用いた。Next, the glass raw material was placed in a platinum crucible and heated at 1600°C for 60 minutes to melt the glass raw material. The molten glass was then cooled to produce glass. The resulting glass was pulverized for 40 hours using an alumina ball mill to prepare glass powder. Ethyl alcohol was used as the solvent during pulverization.

次に、このガラス粉末(平均粒径1.8μm)とアルミナ粉末(平均粒径2.5μm)を、質量比で60:40(ガラス:アルミナ)となるように混合して、ガラスとアルミナの混合粉末を製造した。Next, this glass powder (average particle size 1.8 μm) was mixed with alumina powder (average particle size 2.5 μm) in a mass ratio of 60:40 (glass:alumina) to produce a mixed powder of glass and alumina.

次に、この混合粉末50gに、有機溶剤(トルエン、キシレン、2-プロパノール、2-ブタノールを質量比4:2:2:1で混合したもの)15g、可塑剤(フタル酸ジ-2-エチルヘキシル)2.5g、ポリビニルブチラール5g、および分散剤を添加後、混合して、グリーンシート用スラリーを調製した。Next, 15 g of organic solvent (toluene, xylene, 2-propanol, and 2-butanol mixed in a mass ratio of 4:2:2:1), 2.5 g of plasticizer (di-2-ethylhexyl phthalate), 5 g of polyvinyl butyral, and a dispersant were added to 50 g of this mixed powder and mixed to prepare a slurry for the green sheet.

次に、ドクターブレード法により、このグリーンシート用スラリーをPETフィルム上に設置した。その後、グリーンシート用スラリーを乾燥させてグリーンシートを製造した。グリーンシートは、縦約3.5mm×横約3.5mmの形状とした。Next, this green sheet slurry was placed on a PET film using the doctor blade method. The green sheet slurry was then dried to produce a green sheet. The green sheet had a shape of approximately 3.5 mm long and 3.5 mm wide.

次に、グリーンシートに、縦約0.9mm×横約0.9mmの貫通孔を形成した後、この貫通孔に、銅粒子を含む放熱体用ペーストを充填した。Next, a through hole measuring approximately 0.9 mm in length and 0.9 mm in width was formed in the green sheet, and the through hole was then filled with a heat sink paste containing copper particles.

放熱体用ペーストは、以下のように調製した。The heat sink paste was prepared as follows:

銅粒子として、D50が3.8μmの粗粒と、D550が0.05μmの細粒の混合粒子の混合粒子を準備した。粗粒と細粒の体積比は、85:15である。 As copper particles, a mixture of coarse particles having a D50 of 3.8 μm and fine particles having a D50 of 0.05 μm was prepared. The volume ratio of the coarse particles to the fine particles was 85:15.

この銅粒子を、質量比で85:15となるようにエチルセルロースと混合した後、得られた混合物を、固形分が85質量%となるように、αテレピネオール中に分散させた。その後、分散液を1時間混練して、放熱体用ペーストを調製した。The copper particles were mixed with ethyl cellulose in a mass ratio of 85:15, and the resulting mixture was dispersed in alpha-terpineol to a solid content of 85% by mass. The dispersion was then kneaded for 1 hour to prepare a paste for the heat sink.

放熱体用ペーストは、スクリーン印刷法により、貫通孔に充填した。The heat sink paste was filled into the through holes using screen printing.

次に、スクリーン印刷法により、グリーンシートの所定の場所に、導体ペーストを設置した。これにより、第1のグリーンシートが得られた。導体ペーストには、放熱体用ペーストと同じものを使用した。Next, a conductive paste was applied to the green sheet at a designated location using a screen printing method. This resulted in a first green sheet. The conductive paste used was the same as the paste for the heat sink.

同様の方法により、第2のグリーンシートおよび第3のグリーンシートを作成した。また、3枚のグリーンシートを相互に積層して、図10に示したような組立体を構成した。A second and a third green sheet were prepared in a similar manner. The three green sheets were then stacked together to form the assembly shown in Figure 10.

次に、組立体を圧着処理し、それぞれのグリーンシートを一体化させ、成形体を形成した。圧着処理には、冷間等方圧加圧法を使用した。Next, the assembly was compressed to integrate the green sheets and form a compact. Cold isostatic pressing was used for the compression process.

次に、得られた成形体に対して、脱脂処理を実施した。脱脂条件は、1vol%の酸素を含む窒素雰囲気下、500℃、5時間とした。その後、雰囲気を窒素97vol%+水素3vol%の混合雰囲気に変え、成形体を700℃まで1時間かけて加熱した。Next, the obtained compact was subjected to a degreasing process. The degreasing conditions were a nitrogen atmosphere containing 1 vol% oxygen at 500°C for 5 hours. After that, the atmosphere was changed to a mixed atmosphere of 97 vol% nitrogen + 3 vol% hydrogen, and the compact was heated to 700°C for 1 hour.

その後、焼成処理のため、酸素10ppm以下の窒素雰囲気において、成形体を900℃に加熱し、30分間保持した。 After that, for the sintering process, the molded body was heated to 900°C in a nitrogen atmosphere with an oxygen content of 10 ppm or less and held there for 30 minutes.

これにより、基体と、該基体の貫通孔に形成された放熱体と、第1~第3の電極とを有する発光素子用基板が製造された。This resulted in the production of a substrate for a light-emitting element having a base, a heat sink formed in the through hole of the base, and first to third electrodes.

以上の方法により、発光素子用基板が得られた。なお、発光素子用基板の高さは、約1mmである。 By the above method, a substrate for a light-emitting element was obtained. The height of the substrate for a light-emitting element was about 1 mm.

(例2~例4)
例1と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
(Examples 2 to 4)
In the same manner as in Example 1, a substrate for a light-emitting element was produced.

ただし、例2~例4では、グリーンシート用スラリーに含まれるガラス粉末とアルミナ粉末の質量比を、例1の場合とは変化させた。その他の条件は、例1と同様である。However, in Examples 2 to 4, the mass ratio of glass powder and alumina powder contained in the green sheet slurry was changed from that in Example 1. The other conditions were the same as in Example 1.

(例5~例10)
例1と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
(Examples 5 to 10)
In the same manner as in Example 1, a substrate for a light-emitting element was produced.

ただし、例5~例10では、放熱体用ペーストに含まれる銅粒子において、粗粒の粒径、細粒の粒径、および両者の混合比等を、例1の場合とは変化させた。その他の条件は、例1と同様である。However, in Examples 5 to 10, the diameters of the coarse and fine copper particles contained in the heat sink paste, as well as the mixing ratio of the two, were changed from those in Example 1. The other conditions were the same as in Example 1.

(例21)
例1と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
(Example 21)
In the same manner as in Example 1, a substrate for a light-emitting element was produced.

ただし、この例21では、グリーンシート用スラリーに含まれるガラス粉末とアルミナ粉末の質量比を、40:60とした。また、放熱体用ペーストには、さらに、3質量%のガラスフリットを添加した。その他の条件は、例1と同様である。However, in this Example 21, the mass ratio of glass powder to alumina powder contained in the slurry for the green sheet was 40:60. In addition, 3 mass% of glass frit was further added to the paste for the heat sink. The other conditions were the same as in Example 1.

(例22)
例21と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
(Example 22)
In the same manner as in Example 21, a substrate for a light-emitting element was produced.

ただし、この例22では、放熱体用ペーストに添加されるガラスフリットの量を、4質量%とした。また、放熱体用ペーストに含まれる銅粒子の粗粒と細粒の混合比を、体積比で、65:35とした。その他の条件は、例21と同様である。However, in this Example 22, the amount of glass frit added to the paste for the heat sink was 4 mass %. Also, the mixture ratio of the coarse particles and the fine particles of the copper particles contained in the paste for the heat sink was 65:35 by volume. The other conditions were the same as in Example 21.

(例23)
例1と同様の方法により、発光素子用基板を製造した。
(Example 23)
In the same manner as in Example 1, a substrate for a light-emitting element was produced.

ただし、この例23では、放熱体用ペーストに含まれる銅粒子の代わりに、D50が3.5μmの銀粒子を使用した。その他の条件は、例1と同様である。 However, in this Example 23, silver particles having a D50 of 3.5 μm were used instead of the copper particles contained in the heat sink paste. The other conditions were the same as in Example 1.

以下の表1には、各例におけるグリーンシート用スラリーに含まれるガラスとセラミックの組成比、および放熱体用ペーストに含まれる銅粒子の仕様等をまとめて示した。Table 1 below summarizes the composition ratio of glass and ceramic contained in the green sheet slurry for each example, as well as the specifications of the copper particles contained in the heat sink paste.

Figure 0007521430000001
(評価)
各例において製造された発光素子用基板などを用いて、以下の評価を実施した。
Figure 0007521430000001
(evaluation)
The following evaluations were carried out using the light-emitting element substrates and the like produced in each example.

(密着性評価)
以下のようにして、放熱体の密着性を評価した。
(Adhesion Evaluation)
The adhesion of the heat sink was evaluated as follows.

発光素子用基板の第2の電極を除去して、第2の主面(底面)に放熱体を露出させた。The second electrode of the light-emitting element substrate was removed to expose the heat sink on the second main surface (bottom surface).

次に、この放熱体の中央部分に、直径0.6mmの銅ワイヤをはんだ付けした。放熱体上のはんだの領域は、約1mmφ程度である。Next, a copper wire with a diameter of 0.6 mm was soldered to the center of the heat sink. The solder area on the heat sink was about 1 mm in diameter.

この状態で、銅ワイヤを発光素子用基板の第2の主面に対して垂直な方向に引っ張り、引張強度を測定した。In this state, the copper wire was pulled in a direction perpendicular to the second main surface of the light-emitting element substrate, and the tensile strength was measured.

後述するように、各発光素子用基板において、引張強度に異なる値が得られた。このことから、採用した測定法においては、はんだの接着強度やワイヤの強度ではなく、基体と放熱体との間の密着力が適正に評価されているものと考えられる。As described below, different values of tensile strength were obtained for each light-emitting element substrate. From this, it is believed that the measurement method used properly evaluates the adhesion between the base and the heat sink, rather than the adhesive strength of the solder or the strength of the wire.

(比抵抗評価)
比抵抗は、測定用サンプルを用いて測定した。測定用サンプルは、以下のように作製した。
(Resistivity evaluation)
The resistivity was measured using a measurement sample, which was prepared as follows.

前述の例1~例10、および例21~例23のそれぞれにおけるグリーンシート用スラリーを使用して、グリーンシートを作製した。また、このグリーンシート上に、放熱体ペーストを印刷した。 A green sheet was produced using the green sheet slurry in each of the above-mentioned Examples 1 to 10 and Examples 21 to 23. A heat sink paste was printed on the green sheet.

放熱体ペーストの印刷条件は、グリーンシート上の放熱体ペーストが、焼成後に全長200mm、幅1mm、および厚さ10μmの配線となるように調整した。The printing conditions for the heat sink paste were adjusted so that the heat sink paste on the green sheet would form a wiring with a total length of 200 mm, width of 1 mm and thickness of 10 μm after firing.

印刷後にグリーンシートを、1vol%の酸素を含む窒素雰囲気下において、500℃で5時間焼成した。その後、雰囲気を窒素97vol%+水素3vol%の混合雰囲気に変え、被熱処理体を700℃まで1時間かけて加熱した。その後、酸素10ppm以下の窒素雰囲気において、被熱処理体を900℃に加熱し、30分間保持し焼成した。After printing, the green sheet was fired at 500°C for 5 hours in a nitrogen atmosphere containing 1 vol% oxygen. The atmosphere was then changed to a mixed atmosphere of 97 vol% nitrogen + 3 vol% hydrogen, and the object to be heat-treated was heated to 700°C over 1 hour. The object to be heat-treated was then heated to 900°C in a nitrogen atmosphere with less than 10 ppm oxygen, and held there for 30 minutes before being fired.

これにより、配線付きの測定用サンプルを作製した。 This resulted in the creation of a measurement sample with wiring.

デジタルマルチメーターを用いて、測定用サンプルにおける配線の長手方向の両端に端子を当て、抵抗値を測定した。得られた抵抗値から、配線の比抵抗を算出した。Using a digital multimeter, terminals were placed on both ends of the longitudinal direction of the wiring in the measurement sample, and the resistance was measured. The resistivity of the wiring was calculated from the obtained resistance value.

(硫化試験)
前述の比抵抗評価に使用した配線付きの絶縁基板を用いて硫化試験を実施した。
(Sulfuration test)
A sulfuration test was carried out using the insulating substrate with wiring used in the resistivity evaluation described above.

硫化試験は、15ppmの硫化水素ガスを含む大気環境下に、絶縁基板を336時間暴露することにより実施した。試験温度は40℃とし、相対湿度は0%とした。The sulfurization test was carried out by exposing the insulating substrate to an atmospheric environment containing 15 ppm hydrogen sulfide gas for 336 hours. The test temperature was 40°C and the relative humidity was 0%.

硫化試験後に、配線の比抵抗を測定した。得られた結果から、硫化試験の前後における配線の比抵抗の変化(変化率)を評価した。After the sulfurization test, the resistivity of the wiring was measured. From the results, the change (rate of change) in the resistivity of the wiring before and after the sulfurization test was evaluated.

以下の表2には、各発光素子用基板、または発光素子用基板を模擬した各試験体において得られた評価結果をまとめて示した。Table 2 below summarizes the evaluation results obtained for each light-emitting device substrate or each test specimen simulating a light-emitting device substrate.

Figure 0007521430000002
放熱体の密着性評価の結果から、例21および例22における発光素子用基板では、基体と放熱体との間で高い密着強度が得られることがわかった。これは、例21および例22において使用した放熱体には、ガラスフリットが含まれているためであると考えられる。
Figure 0007521430000002
From the results of the adhesion evaluation of the heat sink, it was found that high adhesion strength was obtained between the base and the heat sink in the light-emitting element substrates in Examples 21 and 22. This is believed to be because the heat sinks used in Examples 21 and 22 contained glass frit.

一方、例1~例10に使用した発光素子用基板においても、例21および例22における密着強度と同等の密着強度が得られた。On the other hand, the substrates for light-emitting elements used in Examples 1 to 10 also provided adhesion strength equivalent to that in Examples 21 and 22.

このことから、例1~例10に使用した発光素子用基板では、放熱体と基体との間に、良好な密着力が得られることがわかった。From this, it was found that the substrates for light-emitting elements used in Examples 1 to 10 provided good adhesion between the heat sink and the base.

また、比抵抗の測定から、例21および例22に使用したガラスフリットを含む放熱体は、3.0mΩ・cmを超える、比較的高い比抵抗を示すことがわかった。これに対して、例1~例10に使用した放熱体では、比抵抗はいずれも3.0mΩ・cm未満となっており、小さな比抵抗を示すことがわかった。 Furthermore, resistivity measurements showed that the heat sinks containing the glass frit used in Examples 21 and 22 exhibited a relatively high resistivity exceeding 3.0 mΩ·cm. In contrast, the heat sinks used in Examples 1 to 10 all had a resistivity of less than 3.0 mΩ·cm, indicating that they exhibited low resistivity.

さらに、硫化試験前後の比抵抗の変化率から、例23で使用した放熱体では、放熱体が硫化し易い傾向にあることがわかった。これに対して、例1~例10で使用した放熱体は、変化率が1%未満であり、良好な耐硫化性を有することがわかった。 Furthermore, the rate of change in resistivity before and after the sulfurization test revealed that the heat sink used in Example 23 was prone to sulfurization. In contrast, the heat sinks used in Examples 1 to 10 showed a rate of change of less than 1%, indicating that they had good resistance to sulfurization.

本願は、2019年2月14日に出願した日本国特許出願第2019-024502号に基づく優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を本願に参照により援用する。This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2019-024502, filed on February 14, 2019, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

100 第1の発光素子用基板
110 基体
112a~112d 第1の辺~第4の辺
115 側部
115a~115d 側部の第1の部分~第4の部分
120 底部
122 第1の主面
124 第2の主面
125a 第1の孔
125b 第2の孔
126 貫通部
140 放熱体
200 第2の発光素子用基板
210 基体
212a~212d 第1の辺~第4の辺
215 側部
215a~215d 側部の第1の部分~第4の部分
220 底部
222 第1の主面
224 第2の主面
225a 第1の孔
225b 第2の孔
240 放熱体
242 第1の伝熱部分
244 第2の伝熱部分
260 第1の電極
265 第2の電極
270 第3の電極
350a 第1のグリーンシート
350b 第2のグリーンシート
350c 第3のグリーンシート
352a、352b、352c 第1の主表面
354a、354b、354c 第2の主表面
356a、356b 貫通孔
358a 放熱体用ペースト
358b 放熱体用ペースト
359a、361a 導体ペースト
359b 第3の導体ペースト
361b 第4の導体ペースト
369 組立体
100 First substrate for light emitting element 110 Base 112a to 112d First side to fourth side 115 Side 115a to 115d First portion to fourth portion of side 120 Bottom 122 First main surface 124 Second main surface 125a First hole 125b Second hole 126 Through portion 140 Heat sink 200 Second substrate for light emitting element 210 Base 212a to 212d First side to fourth side 215 Side 215a to 215d First portion to fourth portion of side 220 Bottom 222 First main surface 224 Second main surface 225a First hole 225b Second hole 240 Heat sink 242 First heat transfer portion 244 Second heat transfer portion 260 First electrode 265 Second electrode 270 Third electrode 350a First green sheet 350b Second green sheet 350c Third green sheet 352a, 352b, 352c First main surface 354a, 354b, 354c Second main surface 356a, 356b Through hole 358a Heat sink paste 358b Heat sink paste 359a, 361a Conductive paste 359b Third conductive paste 361b Fourth conductive paste 369 Assembly

Claims (14)

発光素子用基板であって、
相互に対向する第1の主面および第2の主面と、前記第1の主面に開口を有する第1の孔および前記第2の主面に開口を有する第2の孔とを有し、前記第1の主面の側は、発光素子が設置される側である、基体と、
該基体の前記第1および第2の孔に設置された放熱体であって、前記第1の孔から前記第2の孔まで電気的に接続された、放熱体と、
を有し、
前記基体は、ガラスとセラミックスの混合材料を含み、前記ガラスの90体積%以上は非晶質で構成され、前記セラミックスは、アルミナを含み、ジルコニアを含まず、
前記放熱体は、99質量%以上が銅で構成される(前記放熱体が前記基体よりも高融点の非酸化物系の物質を含む場合を除く)、発光素子用基板。
A substrate for a light-emitting element,
a base having a first main surface and a second main surface opposed to each other, a first hole having an opening in the first main surface and a second hole having an opening in the second main surface, the first main surface being a side on which a light emitting element is provided;
a heat sink disposed in the first and second holes of the substrate, the heat sink being electrically connected from the first hole to the second hole;
having
the substrate includes a mixed material of glass and ceramics, 90 volume % or more of the glass is amorphous, the ceramics includes alumina and does not include zirconia,
The heat sink is made of 99% by mass or more of copper (except when the heat sink contains a non-oxide substance having a higher melting point than the base), the substrate for a light emitting element.
前記放熱体は、ガラスを含まず、または最大1質量%未満のガラスを含む、請求項1に記載の発光素子用基板。 The substrate for a light-emitting element according to claim 1, wherein the heat sink does not contain glass or contains up to less than 1% by mass of glass. 前記放熱体は、銅の粗粒および細粒を含み、
前記細粒は、平均粒径が0.02μm~1μmの範囲であり、
前記粗粒は、平均粒径が2μm~7μmの範囲である、請求項1または2に記載の発光素子用基板。
The heat sink includes copper coarse particles and copper fine particles,
The fine particles have an average particle size in the range of 0.02 μm to 1 μm,
3. The substrate for a light-emitting element according to claim 1, wherein the coarse particles have an average particle size in the range of 2 μm to 7 μm.
さらに、
前記基体の前記第1の主面の側に、前記放熱体を覆うように設置された第1の電極と、
前記基体の前記第2の主面の側に、前記放熱体を覆うように設置された第2の電極と、
を有する、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の発光素子用基板。
moreover,
a first electrode disposed on the first main surface side of the base so as to cover the heat sink;
a second electrode disposed on the second main surface side of the base so as to cover the heat sink;
The substrate for a light-emitting element according to claim 1 , comprising:
前記第1の電極は、前記放熱体と同じ材料で構成され、および/または
前記第2の電極は、前記放熱体と同じ材料で構成される、請求項4に記載の発光素子用基板。
The substrate for a light-emitting element according to claim 4 , wherein the first electrode is made of the same material as the heat sink, and/or the second electrode is made of the same material as the heat sink.
前記第1の電極と前記第2の電極の間で測定される前記放熱体の比抵抗が2.8μΩ・cm未満である、請求項4または5に記載の発光素子用基板。 The substrate for a light-emitting element according to claim 4 or 5, wherein the resistivity of the heat sink measured between the first electrode and the second electrode is less than 2.8 μΩ·cm. 前記第1の孔と前記第2の孔は、相互に連通され貫通部を形成しており、
前記放熱体は、前記貫通部に充填されている、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の発光素子用基板。
the first hole and the second hole are in communication with each other to form a through-portion,
The substrate for light emitting element according to claim 1 , wherein the heat sink is filled in the through portion.
さらに、前記第1の孔に設置された前記放熱体と前記第2の孔に設置された前記放熱体との間に設置された第3の電極を有する、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の発光素子用基板。 The light-emitting element substrate according to any one of claims 1 to 6, further comprising a third electrode disposed between the heat sink disposed in the first hole and the heat sink disposed in the second hole. 前記基体には、前記ガラスが35質量%~75質量%の範囲で含まれている、請求項1乃至8のいずれか一つに記載の発光素子用基板。 The substrate for a light-emitting element according to any one of claims 1 to 8, wherein the base contains the glass in a range of 35% by mass to 75% by mass. 前記基体は、
前記第1の主面および前記第2の主面を有する底部と、
該底部の前記第1の主面上に設置された枠状の側部と、
を有する、請求項1乃至9のいずれか一つに記載の発光素子用基板。
The substrate is
a bottom having the first major surface and the second major surface;
a frame-shaped side portion disposed on the first main surface of the bottom portion;
The substrate for a light-emitting element according to claim 1 , comprising:
発光素子用基板の製造方法であって、
(I)貫通孔を有する第1のグリーンシートを作製する工程であって、
前記第1のグリーンシートは、ガラスとセラミックスの混合材料を含み、前記セラミックスは、アルミナを含み、ジルコニアを含まない、工程と、
(II)前記第1のグリーンシートの前記貫通孔に放熱体用ペーストを充填する工程であって、
前記放熱体用ペーストは、銅粒子を含み、ガラスフリットを実質的に含まない、工程と、
(III)前記放熱体用ペーストが充填された前記第1のグリーンシートを、前記混合材料を含む他のグリーンシートと組み合わせて、組立体を構成する工程と、
(IV)前記組立体を焼成して、発光素子用基板を形成する工程であって、
前記第1のグリーンシートおよび他のグリーンシートから、ガラスとセラミックスを含む基体が形成され、前記基体に含まれる前記ガラスは、90体積%以上が非晶質であり、
前記放熱体用ペーストから、銅を99質量%以上含む放熱体が形成される(ただし、前記放熱体が前記基体よりも高融点の非酸化物系の物質を含む場合を除く)、工程と、
を有する、製造方法。
A method for producing a substrate for a light-emitting element, comprising the steps of:
(I) preparing a first green sheet having a through hole,
the first green sheet includes a mixed material of glass and ceramic, the ceramic including alumina and not including zirconia;
(II) filling the through holes of the first green sheet with a heat sink paste,
the paste for heat sink contains copper particles and is substantially free of glass frit;
(III) combining the first green sheet filled with the heat sink paste with another green sheet containing the mixed material to form an assembly;
(IV) firing the assembly to form a substrate for a light-emitting device,
A substrate containing glass and ceramics is formed from the first green sheet and the other green sheets, and the glass contained in the substrate is amorphous in an amount of 90 volume % or more;
A heat sink containing 99% by mass or more of copper is formed from the heat sink paste (excluding the case where the heat sink contains a non-oxide-based substance having a higher melting point than the base) ;
The manufacturing method of the present invention.
さらに、前記(II)の工程と前記(III)の工程の間に、
前記第1のグリーンシートに、電極および/または配線用の導体ペーストを設置する工程
を有する、請求項11に記載の製造方法。
Furthermore, between the step (II) and the step (III),
The manufacturing method according to claim 11, further comprising the step of applying a conductive paste for electrodes and/or wiring to the first green sheet.
前記放熱体用ペーストに含まれる銅粒子は、粗粒および細粒を含み、
前記細粒は、D50が0.01μm~1μmの範囲であり、
前記粗粒は、D50が2μm~7μmの範囲である、請求項11または12に記載の製造方法。
The copper particles contained in the paste for heat dissipation include coarse particles and fine particles,
The granules have a D50 in the range of 0.01 μm to 1 μm;
The method according to claim 11 or 12, wherein the coarse particles have a D50 in the range of 2 μm to 7 μm.
前記第1のグリーンシートにおいて、ガラスとセラミックスの総和に対するガラスの質量比は、35質量%~75質量%の範囲である、請求項11乃至13のいずれか一つに記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 11 to 13, wherein the mass ratio of glass to the total of glass and ceramics in the first green sheet is in the range of 35 mass% to 75 mass%.
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004228410A (en) 2003-01-24 2004-08-12 Kyocera Corp Wiring board
JP2005236150A (en) 2004-02-20 2005-09-02 Kyocera Corp Wiring board, and manufacturing method thereof
WO2009128354A1 (en) 2008-04-18 2009-10-22 旭硝子株式会社 Light-emitting diode package
CN102194964A (en) 2010-03-12 2011-09-21 展晶科技(深圳)有限公司 Compound semi-conductor packaging structure and manufacturing method thereof
CN102194807A (en) 2010-03-12 2011-09-21 展晶科技(深圳)有限公司 Light-emitting diode packaging structure and manufacturing method thereof
WO2012015015A1 (en) 2010-07-29 2012-02-02 旭硝子株式会社 Glass ceramic composition, substrate for light-emitting element, and light-emitting device
WO2012081255A1 (en) 2010-12-17 2012-06-21 古河電気工業株式会社 Material for thermal bonding, coating material for thermal bonding, coating, and electronic component bonding method
WO2013002348A1 (en) 2011-06-30 2013-01-03 旭硝子株式会社 Light-emitting element substrate and light-emitting device
WO2013141322A1 (en) 2012-03-23 2013-09-26 旭硝子株式会社 Method for manufacturing substrate for light-emitting element, substrate for light-emitting element, and light-emitting device
JP2014075452A (en) 2012-10-03 2014-04-24 Asahi Glass Co Ltd Glass ceramic body, substrate for mounting light-emitting element, and light-emitting device
JP2016025269A (en) 2014-07-23 2016-02-08 日本特殊陶業株式会社 Wiring board
WO2016031619A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 三井金属鉱業株式会社 Conductor connection structure, method for producing same, conductive composition, and electronic component module
JP2016032068A (en) 2014-07-30 2016-03-07 日本特殊陶業株式会社 Wiring board

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02148789A (en) * 1988-03-11 1990-06-07 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Electronic circuit board
JPH1192256A (en) * 1997-09-19 1999-04-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Conductor for inorganic substrate, paste for conductor and inorganic multilaered substrate using the same

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004228410A (en) 2003-01-24 2004-08-12 Kyocera Corp Wiring board
JP2005236150A (en) 2004-02-20 2005-09-02 Kyocera Corp Wiring board, and manufacturing method thereof
WO2009128354A1 (en) 2008-04-18 2009-10-22 旭硝子株式会社 Light-emitting diode package
CN102194964A (en) 2010-03-12 2011-09-21 展晶科技(深圳)有限公司 Compound semi-conductor packaging structure and manufacturing method thereof
CN102194807A (en) 2010-03-12 2011-09-21 展晶科技(深圳)有限公司 Light-emitting diode packaging structure and manufacturing method thereof
WO2012015015A1 (en) 2010-07-29 2012-02-02 旭硝子株式会社 Glass ceramic composition, substrate for light-emitting element, and light-emitting device
WO2012081255A1 (en) 2010-12-17 2012-06-21 古河電気工業株式会社 Material for thermal bonding, coating material for thermal bonding, coating, and electronic component bonding method
WO2013002348A1 (en) 2011-06-30 2013-01-03 旭硝子株式会社 Light-emitting element substrate and light-emitting device
WO2013141322A1 (en) 2012-03-23 2013-09-26 旭硝子株式会社 Method for manufacturing substrate for light-emitting element, substrate for light-emitting element, and light-emitting device
JP2014075452A (en) 2012-10-03 2014-04-24 Asahi Glass Co Ltd Glass ceramic body, substrate for mounting light-emitting element, and light-emitting device
JP2016025269A (en) 2014-07-23 2016-02-08 日本特殊陶業株式会社 Wiring board
JP2016032068A (en) 2014-07-30 2016-03-07 日本特殊陶業株式会社 Wiring board
WO2016031619A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 三井金属鉱業株式会社 Conductor connection structure, method for producing same, conductive composition, and electronic component module

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