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發(fā)光裝置用基板、發(fā)光裝置及發(fā)光裝置用基板的制造方法

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發(fā)光裝置用基板、發(fā)光裝置及發(fā)光裝置用基板的制造方法
【專(zhuān)利摘要】基板(5A)具備:鋁基體(10);反射層(12),形成在用于與發(fā)光元件(6)取得電連接的電極圖案(20)和鋁基體(10)之間且含有反射來(lái)自發(fā)光元件(6)的光的第1陶瓷;以及中間層(11),含有通過(guò)噴鍍而形成的第2陶瓷來(lái)加強(qiáng)反射層(12)的絕緣耐壓性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
發(fā)光裝置用基板、發(fā)光裝置及發(fā)光裝置用基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及具備由金屬材料構(gòu)成的基體、以及在用于與發(fā)光元件取得電連接的電極圖案和所述基體之間含有陶瓷而形成且反射來(lái)自所述發(fā)光元件的光的絕緣層的發(fā)光裝置用基板、利用該發(fā)光裝置用基板的發(fā)光裝置、以及發(fā)光裝置用基板的制造方法,尤其涉及適合設(shè)置于發(fā)光裝置的發(fā)光裝置用基板、利用該發(fā)光裝置用基板的發(fā)光裝置、以及發(fā)光裝置用基板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為發(fā)光裝置所使用的基板需要基本具備的性能,能夠列舉高反射率、高散熱性、絕緣耐壓性和長(zhǎng)期可靠性。尤其是,對(duì)于用于高亮度照明的發(fā)光裝置用基板,需要高的絕緣耐壓性。
[0003]以往,作為發(fā)光裝置用基板,已知有陶瓷基板、或者在金屬基體上具備有機(jī)抗蝕劑層來(lái)作為絕緣層的基板等。以下,說(shuō)明陶瓷基板以及利用了金屬基體的基板的構(gòu)成。
[0004](陶瓷基板)
[0005]例如,陶瓷基板是在板狀的陶瓷基體上形成電極圖案來(lái)制作的。伴隨著發(fā)光裝置的高輸出化趨勢(shì),在基板上排列多個(gè)發(fā)光元件來(lái)追求明亮度的提高,結(jié)果陶瓷基板逐年走向大型化。
[0006]具體而言,例如在被分類(lèi)為中型尺寸大小的一個(gè)基板上排列尺寸為650μηιΧ650μηι程度或其左右的藍(lán)色LED元件來(lái)實(shí)現(xiàn)接通功率為30W時(shí)所使用的一般的LED發(fā)光裝置的情況下,需要100個(gè)程度的藍(lán)色LED元件。作為排列該100個(gè)程度的數(shù)目的藍(lán)色LED元件的陶瓷基板,例如有利用了平面尺寸大小為20mmX20mm以上且厚度為Imm程度的陶瓷基板。
[0007]此外,在要實(shí)現(xiàn)接通功率為100W以上的更加明亮的LED發(fā)光裝置的情況下,作為這種以陶瓷基板的大型化為基本的技術(shù)開(kāi)發(fā)的結(jié)果,需要能夠一次性搭載400個(gè)以上的藍(lán)色LED元件的至少平面尺寸大小為40_ X 40mm以上的更大型的陶瓷基板。
[0008]然而,根據(jù)上述那樣的陶瓷基板的大型化的要求,即便要使陶瓷基板大型化并在商業(yè)上實(shí)現(xiàn),由于陶瓷基板的強(qiáng)度、制造精度和制造成本這三個(gè)課題,也難以在商業(yè)上實(shí)現(xiàn)。
[0009]詳細(xì)而言,陶瓷材料由于基本上是燒制物,因此若進(jìn)行大型化,則會(huì)在陶瓷基板的強(qiáng)度上產(chǎn)生課題。若為了克服該課題而加厚陶瓷基板,則熱阻會(huì)變高(散熱性變差),同時(shí)會(huì)產(chǎn)生陶瓷基板的材料成本也上升的新的課題。此外,若使陶瓷基板大型化,則不僅是陶瓷基板的外形尺寸,連形成在陶瓷基板上的電極圖案的尺寸也容易出現(xiàn)偏差,其結(jié)果存在陶瓷基板的制造成品率下降從而陶瓷基板的制造成本容易上升的課題。
[0010](利用了金屬基體的基板)
[0011]此外,例如,在克服陶瓷基板中的上述課題的目的下,作為高輸出發(fā)光裝置中所使用的基板,有時(shí)會(huì)使用導(dǎo)熱性高的金屬基體。在此,為了在金屬基體上搭載發(fā)光元件,為形成與發(fā)光元件連接的電極圖案,必須在金屬基體上設(shè)置絕緣層。此外,在高輸出發(fā)光裝置用基板中為了提高光利用效率,上述絕緣層需要具有高光反射性。
[0012]在高輸出發(fā)光裝置用基板中,對(duì)于以往作為絕緣層使用的材料,可列舉有機(jī)抗蝕劑。此外,也可以利用陶瓷系涂料來(lái)形成兼作光反射層的絕緣層。
[0013]在高輸出發(fā)光裝置用基板中利用以往作為絕緣層使用的有機(jī)抗蝕劑的情況下,無(wú)法獲得充分的導(dǎo)熱性、耐熱性以及耐光性,此外,無(wú)法獲得作為高輸出發(fā)光裝置用基板所需的絕緣耐壓性。此外,為了提高光的利用效率,需要經(jīng)由絕緣層來(lái)反射泄漏至金屬基體側(cè)的光,但在以往的將有機(jī)抗蝕劑用作絕緣層的構(gòu)成中,無(wú)法獲得充分的光反射性。
[0014]針對(duì)于此,在高輸出發(fā)光裝置用基板中,在金屬基體上利用陶瓷系涂料形成了兼作光反射層的絕緣層的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)反射率、耐熱性以及耐光性良好的發(fā)光裝置用基板。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中,公開(kāi)了將陶瓷系涂料涂覆于基體的兼作光反射層的絕緣層的形成方法。
[0015]此外,與涂料無(wú)關(guān)地,例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2?4中公開(kāi)了由陶瓷構(gòu)成的兼作光反射層的絕緣層通過(guò)涂覆或者噴涂而形成于金屬基體的發(fā)光裝置用基板。
[0016]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0017]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0018]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)“特開(kāi)昭59-149958號(hào)(1984年8月28日公開(kāi))”
[0019]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)“特開(kāi)2012-102007號(hào)(2012年5月31日公開(kāi))”
[0020]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)“特開(kāi)2012-69749號(hào)(2012年4月5日公開(kāi))”
[0021]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)“特開(kāi)2006-332382號(hào)(2006年12月7日公開(kāi))”
[0022]專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)“特開(kāi)2007-317701號(hào)(2007年12月6日公開(kāi))”

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]發(fā)明要解決的課題
[0024]然而,在使陶瓷粒子分散于溶劑的涂料通過(guò)涂覆以及噴涂而形成于金屬基體作為由陶瓷構(gòu)成的兼作光反射層的絕緣層的發(fā)光裝置用基板的情況下,雖然反射率、耐熱性以及耐光性?xún)?yōu)異,但卻存在絕緣耐壓性低的問(wèn)題。例如,在要以該發(fā)光裝置用基板來(lái)實(shí)現(xiàn)接通功率為100W以上的明亮的LED照明用發(fā)光裝置的情況下,不同于陶瓷基板,無(wú)法確保高亮度照明用途的發(fā)光裝置用基板所需的高絕緣耐壓性。這是基于以下的情況而產(chǎn)生的。
[0025]在需要明亮度的高亮度類(lèi)型的發(fā)光裝置中,一般將發(fā)光元件串聯(lián)連接并使之以高的電壓來(lái)進(jìn)行發(fā)光。從防止短路以及安全性的觀點(diǎn)出發(fā),在這種發(fā)光裝置中發(fā)光裝置整體需要例如4?5kV以上的絕緣耐壓,需要與發(fā)光裝置用基板同等的絕緣耐壓性的情形較多。
[0026]在陶瓷基板中由于絕緣層較厚,因此容易獲得與上述高亮度類(lèi)型的照明裝置相當(dāng)?shù)慕^緣耐壓性。與之相對(duì),在金屬基體表面上利用陶瓷系涂料形成了兼作光反射層的絕緣層的發(fā)光裝置用基板的情況下,由于難以形成所述兼作光反射層的絕緣層,因此難以穩(wěn)定地重現(xiàn)絕緣耐壓性。
[0027]作為在如鋁那樣低熔點(diǎn)的金屬上也可利用的陶瓷系涂料,列舉利用了玻璃粘合劑的情形。
[0028]此時(shí),通過(guò)利用溶膠/凝膠法,能夠以比玻璃的熔融溫度低很多的溫度而在不經(jīng)過(guò)熔融狀態(tài)的情況下合成玻璃質(zhì)的膜。即,若以200°C?500°C這樣的低溫進(jìn)行燒成,則能夠以陶瓷粒子被玻璃質(zhì)覆蓋的形式形成陶瓷層,實(shí)際上能夠形成陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層。但是,在使溶膠狀的玻璃原料干燥而凝膠化的狀態(tài)下呈現(xiàn)的玻璃質(zhì)為多孔性的膜。通過(guò)進(jìn)行燒結(jié),從而大量的孔將消失,但在較薄的膜的情況下,燒結(jié)后也無(wú)法完全堵塞孔,在所述陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層的情況下有時(shí)絕緣耐壓性會(huì)出現(xiàn)劣化。
[0029]為此,若要加厚兼作光反射層的絕緣層的厚度來(lái)穩(wěn)定地確保所需的高絕緣耐壓性,則這次熱阻會(huì)變高,產(chǎn)生散熱性下降的問(wèn)題。進(jìn)而,若要以溶膠/凝膠法來(lái)形成所述兼作光反射層的絕緣層的厚膜,則膜容易出現(xiàn)裂紋,仍會(huì)使得絕緣耐壓性下降。
[0030]作為利用溶膠/凝膠法以外的方法來(lái)合成被玻璃質(zhì)覆蓋的陶瓷層的方法,有時(shí)使用陶瓷粒子和低熔點(diǎn)玻璃粒子的混合物。使低熔點(diǎn)玻璃粒子暫時(shí)熔融后再固化來(lái)形成含陶瓷粒子的玻璃層。但是,即便是低熔點(diǎn)玻璃也需要800°C?900°C程度的溫度,因此在如鋁等低熔點(diǎn)的一般金屬的情況下,承受不了上述工藝。
[0031]在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中,公開(kāi)了在金屬基體上通過(guò)等離子噴鍍而形成了由氧化鋁等陶瓷構(gòu)成的絕緣層的光源用基板。通過(guò)等離子噴鍍而形成了氧化鋁的絕緣層的光源用基板實(shí)現(xiàn)電絕緣耐壓性?xún)?yōu)異的光源用基板。
[0032]然而,專(zhuān)利文獻(xiàn)5所公開(kāi)的通過(guò)等離子噴鍍而形成了氧化鋁的絕緣層的光源用基板雖然電絕緣耐壓性?xún)?yōu)異,但縱使獲得了最良好的氧化鋁膜,反射率也僅為82%?85%程度。因此,作為需要90%以上進(jìn)而需要95%以上的反射率的高亮度照明中所利用的發(fā)光裝置用基板,存在反射率低的問(wèn)題。
[0033]此外,如圖19所示,在通過(guò)等離子噴鍍而層疊的氧化鋁等的陶瓷層表面容易形成凹凸。圖19是以往的基板200的簡(jiǎn)要剖面圖。基板200在基體210上通過(guò)等離子噴鍍而形成了陶瓷層201來(lái)作為絕緣層,進(jìn)而在陶瓷層201上搭載了發(fā)光元件206。在基體210為金屬基體的情況下,在基體210上通過(guò)噴鍍的方式層疊陶瓷層201時(shí),為了提高陶瓷層201的密接性,作為預(yù)處理而需要通過(guò)噴砂等方式使基體210的表面粗糙化。圖19的位于基體210和陶瓷層201的交界處的凹凸是因此而產(chǎn)生的凹凸面。此外,若通過(guò)噴鍍來(lái)層疊陶瓷,則陶瓷層201的表面容易變得凹凸。因而,在基體210和陶瓷層201的交界處,存在所述預(yù)處理所引起的凹凸面,并且,陶瓷層201的表面如圖19那樣成為凹凸面。在這種凹凸面搭載了發(fā)光元件206的情況下,發(fā)光元件206與由陶瓷層201構(gòu)成的絕緣層成為點(diǎn)接觸,在交界部分會(huì)產(chǎn)生熱阻區(qū)域,發(fā)光元件206的溫度會(huì)迅速上升。此外,在這種凹凸面上利用通常的方法例如管芯接合膏來(lái)貼附發(fā)光元件206的情況下,無(wú)法獲得足夠的粘接強(qiáng)度,根據(jù)實(shí)際使用條件的熱歷史可知,容易剝離,因此熱阻會(huì)進(jìn)一步上升。如此,圖19所示的基板200由于容易出現(xiàn)高熱阻區(qū)域,因此作為高亮度照明的發(fā)光裝置用基板而言是不充分的。
[0034]如以上,在以往的利用了金屬基體的發(fā)光裝置用基板中存在下述問(wèn)題:具有熱阻低、散熱性?xún)?yōu)異、且反射率和絕緣耐壓性也優(yōu)異的基板至少未以適合量產(chǎn)的形式存在。
[0035]此外,作為利用了金屬基體的情況下的其他課題,可列舉因發(fā)光元件和基體的線(xiàn)膨脹系數(shù)的不同而引起的發(fā)光元件的壽命下降。例如,作為藍(lán)色發(fā)光元件形成用的基板的代表材質(zhì),可列舉藍(lán)寶石或者氮化鎵等,但這些無(wú)機(jī)物質(zhì)的線(xiàn)膨脹系數(shù)要小于如鋁或者銅這樣的金屬的線(xiàn)膨脹系數(shù),兩者的線(xiàn)膨脹系數(shù)具有較大的差異。因而,若施加溫度循環(huán)的負(fù)荷,則會(huì)發(fā)生發(fā)光元件的輸出下降即壽命的下降。
[0036]本發(fā)明正是鑒于上述以往的問(wèn)題點(diǎn)而提出的,其目的在于,提供兼?zhèn)浒ǜ叻瓷渎?、高散熱性、高絕緣耐壓性和耐熱/耐光性的長(zhǎng)期可靠性且量產(chǎn)性也優(yōu)異的發(fā)光裝置用基板、利用了該發(fā)光裝置用基板的發(fā)光裝置、以及制造該發(fā)光裝置用基板的制造方法。
[0037]用于解決課題的手段
[0038]為了解決上述課題,本發(fā)明的一形態(tài)所涉及的發(fā)光裝置用基板的特征在于,具備:基體,由金屬材料構(gòu)成;第I絕緣層,形成在用于與發(fā)光元件取得電連接的電極圖案和所述基體之間,并且含有反射來(lái)自所述發(fā)光元件的光的第I陶瓷;以及第2絕緣層,該第2絕緣層含有通過(guò)噴鍍而形成的第2陶瓷來(lái)加強(qiáng)所述第I絕緣層的絕緣耐壓性能。
[0039]發(fā)明效果
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一形態(tài),起到如下效果,S卩,能夠提供兼?zhèn)浒ǜ叻瓷渎省⒏呱嵝浴⒏呓^緣耐壓性和耐熱/耐光性的長(zhǎng)期可靠性且量產(chǎn)性也優(yōu)異的發(fā)光裝置用基板。
【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的基板的俯視圖,圖1(b)是其A-A線(xiàn)向視剖面圖,圖1(c)是其剖面的部分放大圖。
[0042]圖2(a)?(d)是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的基板的制造工序的示意剖面圖。
[0043]圖3(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的基板的簡(jiǎn)要剖面圖,圖3(b)是表示針對(duì)圖3(a)所示的各層的導(dǎo)熱率oth(W/(m.°C))、層厚d(mm)、熱阻Rth(°C/W)以及溫度上升ΔΤ(。。)的圖。
[0044]圖4(a)是比較例I的基板的簡(jiǎn)要剖面圖,圖4(b)是表示針對(duì)圖4(a)所示的各層的導(dǎo)熱率oth(W/(m.0C))、層厚d(mm)、熱阻Rth(°C/W)以及溫度上升Δ T(°C)的圖。
[0045]圖5(a)是比較例2的基板的簡(jiǎn)要剖面圖,圖5(b)是表示針對(duì)圖5(a)所示的各層的導(dǎo)熱率oth(W/(m.0C))、層厚d(mm)、熱阻Rth(°C/W)以及溫度上升Δ T(°C)的圖。
[0046]圖6是表示基板的熱阻的絕緣層厚度依賴(lài)性的曲線(xiàn)圖。
[0047]圖7是表示基板的溫度上升的絕緣層厚度依賴(lài)性的曲線(xiàn)圖。
[0048]圖8(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的基板的俯視圖,圖8(b)是其B-B線(xiàn)向視剖面圖,圖8(c)是其剖面的部分放大圖。
[0049]圖9(a)?(d)是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的基板的制造工序的示意圖。
[0050]圖10(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的基板的俯視圖,圖10(b)是其C-C線(xiàn)向視剖面圖,圖10(c)是其剖面的部分放大圖。
[0051]圖11(a)?(d)是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的基板的制造工序的示意圖。
[0052]圖12是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的基板的變形例I的圖,圖12(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的基板的變形例I的俯視圖,圖12(b)是其E-E線(xiàn)向視剖面圖,圖12(c)是其剖面的部分放大圖。
[0053]圖13是用于說(shuō)明基體與通過(guò)噴鍍而形成于基體上的陶瓷層之間的密接性的改善的圖。
[0054]圖14是本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的基板的簡(jiǎn)要剖面圖。
[0055]圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的基板的其他例的簡(jiǎn)要剖面圖。
[0056]圖16(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的發(fā)光裝置的俯視圖,圖16(b)是其D-D線(xiàn)向視剖面圖。
[0057]圖17是被裝在散熱器上的本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的發(fā)光裝置的俯瞰圖。
[0058]圖18(a)是應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的發(fā)光裝置的照明裝置的俯瞰圖,圖18(b)是其剖面圖。
[0059]圖19是以往的基板的簡(jiǎn)要剖面圖。
[0060]圖20是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的基板的變形例的圖,圖20(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式I的基板的變形例的俯視圖,圖20(b)是其F-F線(xiàn)向視剖面圖,圖20(c)是其剖面的部分放大圖。
[0061]圖21是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的基板的變形例的圖,圖21(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式2的基板的變形例的俯視圖,圖21(b)是其G-G線(xiàn)向視剖面圖,圖21(c)是其剖面的部分放大圖。
[0062]圖22是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的基板的變形例2的圖,圖22(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的基板的變形例2的俯視圖,圖22(b)是其H-H線(xiàn)向視剖面圖,圖22(c)是其剖面的部分放大圖。
[0063]圖23是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的基板的變形例2的其他例的圖,圖23(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的基板的變形例2的其他例的俯視圖,圖23(b)是其1-1線(xiàn)向視剖面圖,圖23(c)是其剖面的部分放大圖。
[0064]圖24是本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的基板的變形例的簡(jiǎn)要剖面圖。
[0065]圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的基板的變形例的其他例的簡(jiǎn)要剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0066]以下,詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0067]〔實(shí)施方式I〕
[0068]若基于圖1以及圖2來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式I,則如下所述。
[0069](基板5A的構(gòu)造)
[0070]參照?qǐng)D1來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式I所涉及的基板5A的構(gòu)造。圖1(a)是本實(shí)施方式所涉及的基板5A(發(fā)光裝置用基板)的俯視圖,圖1(b)是圖1(a)的A-A線(xiàn)向視剖面圖。此外,圖1(c)是圖1(b)的部分放大圖。
[0071]基板5A被用在其上配置有發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)的發(fā)光裝置4(參照?qǐng)D16)中。圖16示出發(fā)光裝置4的一例。在任何附圖中,尺寸、形狀、個(gè)數(shù)等均未必與實(shí)際的基板、發(fā)光元件、發(fā)光裝置相同。在實(shí)施方式6中說(shuō)明利用了基板5A的發(fā)光裝置4。
[0072]如圖1(c)所示,在鋁基體10(基體)的表面上依次形成有中間層11(第2絕緣層)、反射層12(第I絕緣層)以及電極圖案20。
[0073]中間層11形成為覆蓋鋁基體10的表面(以圖1(c)為基準(zhǔn))。反射層12形成在鋁基體10的表面上的中間層11的上表面。換言之,中間層11形成在反射層12與鋁基體10之間。
[0074]此外,在鋁基體10的下端面(以圖1(c)為基準(zhǔn))以及鋁基體10的側(cè)端面(以圖1(c)為基準(zhǔn))形成有保護(hù)層(鋁的陽(yáng)極氧化覆膜)13。即,在除形成有中間層11的面以外的面,形成了保護(hù)層13。換言之,鋁基體10的與形成有反射層12的面相反的一側(cè)的面(與形成有反射層12的一側(cè)的面對(duì)置的面)和鋁基體10的側(cè)端面被保護(hù)層13覆蓋,鋁基體10的除形成有保護(hù)層13的面以外的面被中間層11覆蓋。
[0075]在反射層12上形成有電極圖案20。如圖1(a)、(b)所示,電極圖案20具有正極電極圖案20a以及負(fù)極電極圖案20b。電極圖案20由導(dǎo)電層所構(gòu)成的基底的電路圖案(未圖示)和覆蓋其的鍍層來(lái)構(gòu)成。電極圖案20是用于與配置在基板5A上的發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)取得電連接的布線(xiàn)。如圖16所示,發(fā)光元件6例如通過(guò)引線(xiàn)而與電極圖案20連接。
[0076]本實(shí)施方式的特征在于,作為導(dǎo)熱性的陶瓷絕緣體的中間層11以及作為光反射性的陶瓷絕緣體的反射層12形成在電極圖案20與鋁基體10之間來(lái)作為絕緣層。進(jìn)而,中間層11形成在反射層12與鋁基體10之間。根據(jù)上述構(gòu)成,基板5A能夠穩(wěn)定地確保高絕緣耐壓性能。下面具體說(shuō)明各層。
[0077](鋁基體10)
[0078]作為鋁基體10,例如能夠利用縱長(zhǎng)為50mm、橫長(zhǎng)為50mm以及厚度為3mmt的鋁板。作為鋁材料的優(yōu)點(diǎn)可列舉:輕量、加工性?xún)?yōu)異、導(dǎo)熱率高。在鋁基體10中可以包含不妨礙用于形成保護(hù)層13的陽(yáng)極氧化處理這種程度的鋁以外的成分。
[0079]另外,作為墓體的材料,并不限于上述材料。只要是輕量、加工性?xún)?yōu)異、導(dǎo)熱率高的金屬材料即可,例如能夠?qū)~材料作為基體的材料來(lái)使用。
[0080](保護(hù)層13)
[0081]保護(hù)層13為鋁的陽(yáng)極氧化覆膜(防蝕鋁)。
[0082]保護(hù)層13在基板5A的制造工序中,在進(jìn)行形成電極圖案20而需要的鍍覆處理之際從鍍覆液中保護(hù)鋁基體10的同時(shí),還作為防止多余的鍍層的析出的保護(hù)層來(lái)發(fā)揮功能。在基板5A完成后,保護(hù)層13防止因鋁基體10的氧化所引起的腐蝕。
[0083](反射層12)
[0084]反射層12含有反射來(lái)自發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)的光的光反射性陶瓷(第I陶瓷),具有絕緣性。因而,反射層12反射來(lái)自發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)的光。反射層12形成在電極圖案20與中間層11之間,換言之形成在電極圖案20與鋁基體10之間。反射層12通過(guò)對(duì)混在玻璃系粘合劑、或者具有耐光/耐熱性的樹(shù)脂粘合劑中的陶瓷粒子進(jìn)行干燥或者燒成等使該粘合劑固化,從而作為含陶瓷粒子的絕緣性反射層形成于基板5A的最外層。在本實(shí)施方式中,反射層12為光反射性陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層。反射層12作為光反射性陶瓷而含有氧化鋯,利用玻璃系粘合劑并通過(guò)燒結(jié)等來(lái)形成。
[0085]玻璃系粘合劑由通過(guò)溶膠/凝膠反應(yīng)來(lái)合成玻璃粒子的溶膠狀物質(zhì)構(gòu)成。樹(shù)脂粘合劑通過(guò)耐熱性/耐光性?xún)?yōu)異、透明性也高的環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂、或氟樹(shù)脂來(lái)構(gòu)成。玻璃系粘合劑與樹(shù)脂粘合劑相比而耐熱性/耐光性?xún)?yōu)異、導(dǎo)熱率也高,因此更優(yōu)選使用玻璃系粘合劑。
[0086]在溶膠/凝膠法中所利用的玻璃系粘合劑的燒成溫度比較低而為200°C?500°C且對(duì)于反射層12而利用玻璃系粘合劑的情況下,如果選擇適當(dāng)?shù)臏囟?,則在制造工序中不會(huì)給鋁基體10以及中間層11帶來(lái)?yè)p傷。此外,在對(duì)于反射層12而利用樹(shù)脂粘合劑的情況下,也同樣不會(huì)給鋁基體10以及中間層11帶來(lái)?yè)p傷。
[0087]作為反射層12中所利用的光反射性陶瓷材料的主要成分,除了氧化鋯粒子以外,還可列舉氧化鈦粒子、氧化鋁粒子以及氮化鋁粒子等。此外,也可以是其他的高反射的陶瓷材料。
[0088]這里提及的陶瓷材料并不限定于金屬氧化物,只要是反射來(lái)自發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)的光的絕緣性的材料即可。例如,包括將氮化鋁等也包含在內(nèi)的廣義上的陶瓷、即全部無(wú)機(jī)固體材料。這些無(wú)機(jī)固體材料之中,如果是耐熱性、導(dǎo)熱性?xún)?yōu)異的穩(wěn)定物質(zhì)且是光反射、光散射優(yōu)異的物質(zhì),則可以將任意的物質(zhì)使用在反射層12的光反射性陶瓷材料中。因而,發(fā)生光吸收的材料不適合作為反射層12的陶瓷材料。例如,氮化硅、碳化硅等一般為黑色,不適合作為反射層12中所使用的陶瓷材料。
[0089]此外,反射層12的厚度期望考慮基板5A的反射率而例如設(shè)為50μπι以上且ΙΟΟμπι以下程度。由于反射層12的導(dǎo)熱率比中間層11的導(dǎo)熱率低,因此優(yōu)選反射層12的厚度設(shè)為能夠確保期望的光反射功能這種所需最小限度的厚度。作為實(shí)現(xiàn)該目的的厚度,反射層12的厚度為50μπι以上且ΙΟΟμπι以下程度是適當(dāng)?shù)?。不過(guò),在中間層11的表面有凹凸的情況下,為了通過(guò)反射層12來(lái)填埋中間層11的表面的凹凸以使搭載發(fā)光元件6的面平滑化,也可以將反射層12形成得較厚。具體而言,也可以在考慮填埋中間層11的表面的凹凸的量的情況下將反射層12形成得較厚。此時(shí),也可以在考慮所述凹凸的額外的厚度大致為60μπι以下的情況下將反射層12的厚度設(shè)為IlOym以上且160μηι以下。
[0090](中間層11)
[0091]中間層11是通過(guò)噴鍍而在鋁基體10上層疊陶瓷層(第2陶瓷)來(lái)形成的,具有絕緣性。換言之,中間層11含有通過(guò)噴鍍而形成的陶瓷。此外,如上所述,由于反射層12設(shè)為能確保光反射功能這種所需最低限度的厚度,因此認(rèn)為存在作為基板5Α所需的絕緣耐壓性不足的情況。為此,中間層11加強(qiáng)僅通過(guò)該反射層12而不足的絕緣耐壓性。
[0092]具體而言,反射層12雖然也依賴(lài)于混合在玻璃質(zhì)或者樹(shù)脂中的陶瓷材料及其量,但如果具有大致ΙΟμπι以上且ΙΟΟμπι以下的厚度,則反射率飽和。因而,也依賴(lài)于中間層11的形成條件,但優(yōu)選中間層11的厚度為5(^111以上且50(^1]1以下。
[0093]例如,如果中間層11的厚度為ΙΟΟμπι,則僅利用中間層11最低也能夠確保1.5kV?3 k V以上的絕緣耐壓。如果中間層11的厚度為5 O O μ m,則僅利用中間層11最低也能夠確保
7.5kV?15kV的絕緣耐壓。最終,決定中間層11的厚度,使得將反射層12的絕緣耐壓和中間層11的絕緣耐壓進(jìn)行合計(jì)而得到的絕緣耐壓成為期望的絕緣耐壓即可。在本實(shí)施方式中,期望構(gòu)成反射層12以及中間層11以使得該合計(jì)的絕緣耐壓成為4kV?5kV程度。
[0094]此外,作為中間層11中所使用的陶瓷材料,最優(yōu)選的是導(dǎo)熱率和絕緣耐壓性均良好且適于通過(guò)噴鍍來(lái)形成電絕緣膜的氧化鋁(Al2O3),在本實(shí)施方式中,作為中間層11中所利用的陶瓷材料而使用的是氧化鋁。
[0095]作為中間層11中所利用的陶瓷材料,除了氧化鋁之外,氮化鋁、氮化硅等由于導(dǎo)熱率和絕緣耐壓性均良好,因此也優(yōu)選。例如,碳化硅的導(dǎo)熱率高,氧化鋯、氧化鈦的絕緣耐壓性高。因而,碳化硅、氧化鋯、氧化鈦只要作為中間層11中所利用的陶瓷材料而根據(jù)目的以及用途來(lái)區(qū)分使用即可。
[0096]這里提及的陶瓷材料并不限定于金屬氧化物,包括將氮化鋁、氮化硅、碳化硅等也包含在內(nèi)的廣義上的陶瓷、即全部無(wú)機(jī)固體材料。這些無(wú)機(jī)固體材料之中,如果是耐熱性、導(dǎo)熱性?xún)?yōu)異的穩(wěn)定物質(zhì)且是絕緣耐壓性?xún)?yōu)異的物質(zhì),則可以將任意的物質(zhì)作為中間層11中所利用的陶瓷材料來(lái)使用。
[0097]另外,期望中間層11中所利用的陶瓷材料的導(dǎo)熱率高于反射層12中所利用的陶瓷材料的導(dǎo)熱率。如上所述,在本實(shí)施方式中,在反射層12中作為陶瓷材料而利用了氧化鋯粒子。相對(duì)于反射層12的氧化鋯粒子,在中間層11中使用了氧化鋁。由于氧化鋁的導(dǎo)熱率高于氧化鋯的導(dǎo)熱率,因此能夠在維持高絕緣耐壓性的情況下使中間層11的導(dǎo)熱率高于反射層12的導(dǎo)熱率。
[0098]此外,如上所述,中間層11是通過(guò)噴鍍而在鋁基體10上層疊陶瓷層來(lái)形成的。鋁是熔點(diǎn)為660°C的低熔點(diǎn)金屬,通常以比該熔點(diǎn)高的高溫來(lái)進(jìn)行陶瓷的燒結(jié),因此無(wú)法將陶瓷的燒結(jié)體直接燒結(jié)在鋁基體10上。
[0099]但是,例如通過(guò)利用后述的高速火焰噴鍍或者等離子噴鍍等噴鍍方法,能夠不將陶瓷的燒結(jié)體直接燒結(jié)在鋁基體10上地容易地形成(層疊)僅由陶瓷構(gòu)成的層。而且,層疊時(shí)的鋁基體10的基體溫度,在等離子噴鍍的情況下最大為200 °C程度,在高速火焰噴鍍的情況下最大也為500°C程度,能夠以比鋁的熔點(diǎn)660°C足夠低的溫度而將陶瓷層層疊在鋁基體10上。即,能夠不使用玻璃系粘合劑或者樹(shù)脂粘合劑這種降低導(dǎo)熱率的粘合劑地在低熔點(diǎn)金屬上形成僅由陶瓷構(gòu)成的中間層11。因而,中間層11能夠無(wú)損于氧化鋁等陶瓷材料所具有的本身的導(dǎo)熱率的高低程度地具有與利用玻璃系粘合劑或者樹(shù)脂粘合劑而形成的層相同的絕緣耐壓性。
[0100]此外,中間層11的陶瓷層由于是通過(guò)噴鍍而形成的,因此成為被設(shè)為層(膜)的致密度的指標(biāo)的氣孔率(空氣孔占所形成的膜的比例)小的、致密的陶瓷層。因而,中間層11能夠在穩(wěn)定地確保高絕緣耐壓性的同時(shí),以更低的熱阻來(lái)實(shí)現(xiàn)具有高導(dǎo)熱率的絕緣層。
[0101]具體而言,利用噴鍍而形成的陶瓷層(中間層11)的導(dǎo)熱率接近通過(guò)燒結(jié)而形成的以往的陶瓷基板的導(dǎo)熱率,例如為10?30W/(m.°C)的值。與之相對(duì),利用玻璃或者樹(shù)脂的粘合劑來(lái)凝固陶瓷粒子而形成的層的導(dǎo)熱率,由于受到導(dǎo)熱率低的玻璃或者樹(shù)脂的影響,因此通常為I?3W/(m.°C)程度。
[0102]若比較利用噴鍍而形成的陶瓷層、和利用玻璃或者樹(shù)脂的粘合劑來(lái)凝固陶瓷粒子而形成的層,則如上所述,前者(利用噴鍍而形成的陶瓷層)的導(dǎo)熱率要大一個(gè)數(shù)量級(jí)。因而,前者的熱阻為后者(利用玻璃或者樹(shù)脂的粘合劑來(lái)凝固陶瓷粒子而形成的層)的熱阻的約十分之一,層厚為500μπι的前者和層厚為50μπι的后者通過(guò)粗略估算而成為相同的熱阻。如果每單位厚度的絕緣耐壓性能相同,則即便前者相對(duì)后者而確保10倍的絕緣耐壓,散熱性也是相同的。
[0103](噴鍍)
[0?04]所謂噴鍍(Thermal Spraying;熱噴涂),是指使得從加熱成恪融或接近恪融的狀態(tài)的噴鍍材料之中獲得的熔融粒子高速地碰撞基體面,并使上述熔融粒子層疊于基體面的方法。噴鍍材料以粉末或線(xiàn)材的形態(tài)而被供應(yīng)給噴鍍裝置。
[0105]噴鍍根據(jù)噴鍍的加熱噴鍍材料的方法而被分類(lèi)為火焰噴鍍、電弧噴鍍、等離子噴鍍、高速火焰噴鍍等。不使材料熔融而與惰性氣體一起以超音速流在保持固相狀態(tài)不變的情況下碰撞基材來(lái)形成覆膜的冷噴涂也被分類(lèi)為噴鍍的一種。在將陶瓷層形成于金屬基體上的目的下,高速火焰噴鍍、等離子噴鍍以及火焰噴鍍是適當(dāng)?shù)?。以下,說(shuō)明高速火焰噴鍍、等離子噴鍍、以及火焰噴鍍。
[0106](高速火焰噴鍍)
[0107]在高速火焰噴鍍(HV0F:High Velocity Oxygen Fuel)中,例如在對(duì)于噴鍍材料而利用氧化鋁的情況下,能夠形成具有高密接力的致密的氧化鋁層。具體而言,氣孔率能夠抑制在1%以下,能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定且高的絕緣耐壓性。關(guān)于通過(guò)該方法所獲得的層的膜厚,400μπι程度是目前的界限。
[0108]在高速火焰噴鍍中,使氧氣和可燃?xì)怏w在高壓的燃燒室中燃燒。使該燃燒火焰在噴嘴處節(jié)流,射出到大氣中時(shí)使之迅速膨脹。在因燃燒火焰射出到大氣中時(shí)的氣體的迅速膨脹所產(chǎn)生的高速的氣流中載有熔化的噴鍍材料例如氧化鋁等的陶瓷粒子,從而使噴鍍材料與高速的氣流一起向基體高速入射,由此在基體上形成噴鍍材料的層。其結(jié)果,例如能夠形成致密的氧化鋁層。
[0109](等離子噴鍍)
[0110]在等離子噴鍍中,通過(guò)電弧放電而使得氬氣等工作氣體電離從而產(chǎn)生等離子。利用該等離子而使例如陶瓷粒子等高熔點(diǎn)的噴鍍材料加熱、熔融,載于從噴嘴噴出的等離子流中來(lái)使熔融粒子加速,高速地碰撞基體,由此在基體上形成陶瓷層。
[0111]形成陶瓷層時(shí)的基體的溫度上升最大為200°C程度。此外,氣孔率為I%?5%程度,比高速火焰噴鍍稍高,因此為了確保絕緣耐壓性而需要注意使得不在陶瓷層上出現(xiàn)貫通孔。例如,可以將陶瓷層層疊得較厚直至填埋貫通孔,或者調(diào)整噴鍍條件例如降低沉積速度等,以不易產(chǎn)生貫通孔的條件來(lái)進(jìn)行層疊。
[0112](火焰噴鍍)
[0113]在火焰噴鍍中,利用氧氣和可燃?xì)怏w的燃燒火焰,將使例如陶瓷粒子熔融后的材料在壓縮空氣中向基體噴涂并發(fā)生碰撞,由此在基體上形成陶瓷層。形成陶瓷層時(shí)的基體的溫度上升較低,最大也僅為100 0C程度,但氣孔率變高而為5 %?10%。因而,為了確保所需的絕緣耐壓性,需要將層形成得厚于通過(guò)高速火焰噴鍍或者等離子噴鍍而形成的陶瓷層。
[0114]根據(jù)以上內(nèi)容,在上述的三種噴鍍方法之中,可以說(shuō)為了形成絕緣耐壓性高的致密的陶瓷層,更期望通過(guò)高速火焰噴鍍或者等離子噴鍍來(lái)形成陶瓷層。
[0115](實(shí)施方式I所涉及的基板5A的制造方法)
[0116]下面,參照?qǐng)D2來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式I所涉及的基板5A的制造方法。圖2(a)?(d)是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的基板5A的制造工序的示意剖面圖。
[0117]首先,如圖2(a)所示,在鋁基體10的表面,形成中間層11(中間層形成工序)。中間層11是通過(guò)噴鍍而將氧化鋁層層疊于鋁基體10來(lái)形成的。在此,為了提高鋁基體10與中間層11之間的密接性,期望通過(guò)噴射處理使鋁基體10的表面預(yù)先凹凸化之后,再通過(guò)噴鍍來(lái)層疊氧化鋁層。
[0118]然后,如圖2(a)所示,在鋁基體10的表面上的中間層11的上表面,形成反射層12(反射層形成工序)。關(guān)于反射層12,針對(duì)混在玻璃系粘合劑或者具有耐光/耐熱性的樹(shù)脂粘合劑中的陶瓷粒子,通過(guò)干燥或者燒成等使粘合劑固化,作為反射層12而形成含陶瓷粒子的絕緣性反射層。
[0119]此外,在本實(shí)施方式中,由于對(duì)于鋁基體10而利用鋁,對(duì)于中間層11的陶瓷層而利用氧化鋁,因此在中間層11的形成工序之后能夠?yàn)榱诵纬煞瓷鋵?2而提高燒成溫度。
[0120]在反射層形成工序中,將含陶瓷粒子的陶瓷涂料涂覆于中間層11上之后,通過(guò)溶膠/凝膠法合成玻璃來(lái)形成反射層12。溶膠/凝膠法中所利用的玻璃系粘合劑的燒成溫度通常設(shè)為200°C?500°C來(lái)進(jìn)行燒成,但為了從在玻璃質(zhì)的凝膠狀態(tài)下產(chǎn)生的多孔性的膜之中減少孔來(lái)提高絕緣性,將燒成溫度設(shè)為400°C?500°C來(lái)進(jìn)行燒成是有效的。
[0121]因而,在本實(shí)施方式中,將通過(guò)溶膠/凝膠反應(yīng)來(lái)合成玻璃質(zhì)中所利用的溶膠作為氧化鋯粒子的粘合劑來(lái)使用,通過(guò)絲網(wǎng)印刷而涂覆于中間層11上。然后,針對(duì)上述玻璃系粘合劑,在200 0C?300 0C下進(jìn)行干燥,在400 °C?500 °C下進(jìn)行燒成,由此來(lái)形成反射層12。
[0122]在反射層12的形成方法中,除溶膠/凝膠法以外,還有使低熔點(diǎn)玻璃的粒子被有機(jī)粘合劑固化后的物質(zhì)再熔融來(lái)形成玻璃質(zhì)層的方法。為了使低熔點(diǎn)玻璃的粒子被有機(jī)粘合劑固化后的物質(zhì)再熔融,最低需要800°C?900°C。在本實(shí)施方式中,由于對(duì)于中間層11而利用氧化鋁所代表的陶瓷層,因此也能夠利用需要這種高溫工序的反射層12的形成方法。
[0123]不過(guò),在該溫度下,超過(guò)了鋁基體10中所利用的鋁的熔點(diǎn)660°C。因而,需要使用在鋁基體10中適當(dāng)混入雜質(zhì)來(lái)高熔點(diǎn)化的合金材料。銅的熔點(diǎn)由于比鋁高而為1085°C,因此在對(duì)于基體而使用銅的情況下,能夠燒成低熔點(diǎn)玻璃,但當(dāng)然也可以在適當(dāng)混入雜質(zhì)來(lái)提高基體的熔點(diǎn)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行使用。
[0124]由于玻璃的耐光性、耐熱性?xún)?yōu)異,因此最優(yōu)選作為形成反射層12的材料,但作為玻璃的替代物,也可以將耐熱性、耐光性?xún)?yōu)異的樹(shù)脂例如硅酮樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或者氟樹(shù)脂作為相對(duì)于陶瓷粒子的粘合劑來(lái)使用。上述樹(shù)脂在耐熱性、耐光性的點(diǎn)上雖然劣于玻璃,但與基于玻璃原料的溶膠/凝膠反應(yīng)的玻璃合成相比,上述樹(shù)脂的固化溫度更低,反射層12的形成工序變得容易。
[0125]接下來(lái),如圖2(b)所示,形成保護(hù)層13以覆蓋鋁基體10的下端面以及側(cè)端面(保護(hù)層形成工序)。
[0126]在實(shí)際的制造中,在防蝕鋁處理之后進(jìn)行封孔處理,堵塞作為保護(hù)層13的鋁的陽(yáng)極氧化覆膜中所產(chǎn)生的多孔質(zhì)的孔。如果能夠這樣在防蝕鋁處理后進(jìn)行封孔處理,則形成保護(hù)層13的鋁的陽(yáng)極氧化覆膜穩(wěn)定化。因而,通過(guò)保護(hù)層13使得鋁基體10的耐久性、耐蝕性變得更可靠。
[0127]此外,更期望在形成反射層12之后進(jìn)行基于防蝕鋁處理的保護(hù)層13的形成。如本實(shí)施方式那樣,通過(guò)溶膠/凝膠反應(yīng)合成玻璃質(zhì)來(lái)形成反射層12時(shí)的燒成溫度為200?500°C。其原因在于,尤其是,若將溫度提高為250°C以上來(lái)進(jìn)行燒成,則保護(hù)層13會(huì)發(fā)生龜裂(開(kāi)裂),作為發(fā)光裝置用基板的保護(hù)膜的功能下降。此外,通過(guò)先形成反射層12,從而含陶瓷粒子的反射層12相對(duì)于保護(hù)層13的形成工序中的防蝕鋁處理而發(fā)揮掩模的作用。此外,由此,在形成了中間層11之后形成保護(hù)層13,因此僅鋁基體10上的除中間層11之外的露出了鋁材料的部分被保護(hù)層13覆蓋。
[0128]通過(guò)以上的中間層形成工序、反射層形成工序以及保護(hù)層形成工序來(lái)制造鋁基體10被中間層11、反射層12和保護(hù)層13覆蓋的基板5A。下面,按如下方式在反射層12上形成電極圖案20。
[0129]首先,如圖2(c)所示,在反射層12的上表面,作為電極圖案20的基底,利用由含有金屬粒子的樹(shù)脂構(gòu)成的金屬膏,通過(guò)印刷等來(lái)繪制電路圖案,使之干燥來(lái)形成基底電路圖案22(基底電路圖案形成工序)。然后,如圖2(d)所示,通過(guò)鍍覆處理使電極用金屬在基底電路圖案上析出,來(lái)形成電極圖案20(電極圖案形成工序)。
[0130]鋁基體10已經(jīng)被含有陶瓷的高反射率的反射層12、中間層11、以及陽(yáng)極氧化覆膜的保護(hù)層13覆蓋。因而,鋁基體10不會(huì)被電極圖案形成工序中的鍍覆處理所利用的鍍覆液侵蝕,能夠僅在基底電路圖案22上使電極用金屬有效地從鍍覆液中析出。
[0131](絕緣層的熱阻估算)
[0132]在此,關(guān)于本實(shí)施方式所涉及的基板5A與具有其他金屬基體的基板相比而熱阻變低且絕緣耐壓性也變好的理由,下面基于圖3?圖7來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0133](絕緣層的厚度為200μπι的情況)
[0134]關(guān)于如下三個(gè)基板即:基板5Α、作為比較例I的具有金屬基體的基板100Α、以及作為比較例2的具有金屬基體的基板100Β,基于具體的數(shù)值來(lái)估算并比較各自的熱阻。基板5Α、基板100Α以及基板100Β只有配置在發(fā)光元件6與鋁基體10之間的絕緣層的構(gòu)造不同。利用圖3?圖5來(lái)說(shuō)明上述比較。圖3(a)表示基板5Α的一例的簡(jiǎn)要剖面圖,圖3(b)表示針對(duì)圖3
(a)所示的各層的導(dǎo)熱率oth(W/(m.°C))、層厚d(mm)、熱阻Rth(°C/W)以及溫度上升ΔΤ(°C)。圖4(a)表示比較例I的基板100A的簡(jiǎn)要剖面圖,圖4(b)表示針對(duì)圖4(a)所示的各層的導(dǎo)熱率oth(W/(m.°C))、層厚d(mm)、熱阻Rth(°C/W)以及溫度上升AT(°C)。圖5(a)表示比較例2的基板100B的簡(jiǎn)要剖面圖,圖5(b)表示針對(duì)圖5(a)所示的各層的導(dǎo)熱率oth(W/(m.°C))、層厚d(mm)、熱阻Rth(0C/W)以及溫度上升AT(V)。
[0135]如圖3(a)所示,基板5A具有:鋁基體10、中間層11、反射層12以及保護(hù)層13。中間層11以及反射層12具有絕緣性,基板5A通過(guò)由中間層11以及反射層12這兩層構(gòu)成的絕緣層來(lái)獲得期望的絕緣耐壓性。鋁基體10由厚度為3mm的鋁構(gòu)成,在鋁基體10的表面上形成有中間層11。中間層11的厚度為150μπι,是通過(guò)高速火焰噴鍍而形成的氧化鋁層(陶瓷層)。在中間層11的上表面上形成有反射層12。反射層12的厚度為50μπι,是含氧化鋯的玻璃系絕緣層。反射層12是包含被高溫?zé)傻奶沾珊筒Aг系奶沾赏苛显?00°C?500°C的溫度下燒成而形成的玻璃系絕緣體,作為陶瓷而含有氧化鋯粒子。在此,中間層11具有基板5A的絕緣耐壓之中的大部分的上述絕緣耐壓。此外,在鋁基體10的下端面,作為保護(hù)層13而形成有厚度為ΙΟμπι的防蝕鋁層。
[0136]在此,保護(hù)層13也可以進(jìn)一步隔著散熱脂膏34而與散熱器(散熱件)2(參照?qǐng)D17)熱連接。散熱脂膏34的厚度也可以形成為50μπι。根據(jù)上述構(gòu)成,最終發(fā)光元件6所產(chǎn)生的大部分熱從散熱器2之中在空冷方式下被放出到大氣中。對(duì)于利用了半導(dǎo)體器件或者LED等的照明裝置中所使用的散熱脂膏34的基材,例如選擇硅酮油,通過(guò)調(diào)配氧化鋁或者銀等導(dǎo)熱性高的粉末來(lái)改善導(dǎo)熱性的情形較多。散熱脂膏34的基材的導(dǎo)熱率大致為0.2W/(m.V)左右,但改善所述導(dǎo)熱性的結(jié)果使得散熱脂膏34的導(dǎo)熱率變?yōu)镮?3W/(m.°C)程度。在只是機(jī)械連接保護(hù)層13和散熱器2的情況下,介于兩者之間的空氣層作為隔熱層來(lái)起作用。因而,在排除所述空氣層而對(duì)兩者進(jìn)行熱連接的目的下使散熱脂膏34介于兩者之間。在如本發(fā)明那樣用于高亮度照明的基板5A中,從基板5A表面朝向基板5A背面?zhèn)榷宰疃叹嚯x來(lái)選取散熱路徑的情形較多,為了提高散熱性,期望這樣利用散熱脂膏34而使基板5A背面與散熱器2密接。另外,關(guān)于散熱脂膏34,在后述的基板100A以及基板100B中也與基板5A相同,故省略說(shuō)明。
[0137]如圖4(a)所示,基板100A具有:鋁基體10、反射層30以及保護(hù)層13。反射層30具有絕緣性,基板100A通過(guò)由反射層30這一層構(gòu)成的玻璃系絕緣層來(lái)獲得期望的絕緣耐壓性。鋁基體10由厚度為3mm的鋁構(gòu)成,在鋁基體10的表面上作為反射層30而形成了具有光反射功能和絕緣耐壓功能的厚度為200μπι的玻璃系絕緣層。反射層30與反射層12同樣是包含被高溫?zé)傻奶沾珊筒Aг系奶沾赏苛显?00°C?500°C的溫度下燒成而形成的玻璃系絕緣體,作為陶瓷而含有氧化鋯粒子。此外,在鋁基體10的下端面,作為保護(hù)層13而形成有厚度為ΙΟμπι的防蝕鋁層。
[0138]如圖5(a)所示,基板100Β具有:鋁基體10、反射層30、導(dǎo)熱層31以及保護(hù)層13。反射層30以及導(dǎo)熱層31具有絕緣性,基板100Β通過(guò)由導(dǎo)熱層31以及反射層30這兩層構(gòu)成的玻璃系絕緣層來(lái)獲得期望的絕緣耐壓性。鋁基體10由厚度為3mm的鋁構(gòu)成,在鋁基體10的上端面,作為導(dǎo)熱層31而形成有150μπι的含氧化鋁的玻璃系絕緣層。在導(dǎo)熱層31的上表面,作為反射層30而形成有50μπι的含氧化鋯的玻璃系絕緣層。導(dǎo)熱層31是由包含被高溫?zé)傻难趸X作為粒子的玻璃原料構(gòu)成的陶瓷涂料在200°C?500°C的溫度下燒成而形成的。此外,在鋁基體10的下端面,作為保護(hù)層13而形成有厚度為ΙΟμπι的防蝕鋁層。
[0139]此外,在基板5Α、基板100Α以及基板100Β的各個(gè)基板上配置有發(fā)光元件6,發(fā)光元件6與基板5Α、基板100Α以及基板100Β之間通過(guò)厚度為5μπι的管芯接合膏32而被連接。另外,發(fā)光元件6的平面尺寸大小是縱寬為650μπι以及橫寬為650μπι,將從管芯接合膏32至發(fā)光元件6的活性層33為止的厚度設(shè)為ΙΟΟμπι,作為發(fā)光元件基板而利用材質(zhì)為藍(lán)寶石的發(fā)光元件基板。
[0140]通過(guò)如下過(guò)程來(lái)進(jìn)行熱阻的估算。
[0141]雖然基板5Α、基板100Α以及基板100Β的熱阻的值依賴(lài)于發(fā)光元件6的位置以及尺寸等,但在圖3(b)所示的熱阻Rth(°C/W)的結(jié)果中,將發(fā)光元件6的活性層33假定為唯一的熱源,來(lái)計(jì)算各層的熱阻Rth(°C/W)。進(jìn)而,在圖3(b)中,不僅求出各層的熱阻Rth(°C/W)而且還求出各層的溫度上升Δ T(°C ),但該溫度上升Δ T( °C )是將熱源的發(fā)熱量假定為0.15W的情況下的值。
[0142]另外,在各層中的熱阻Rth(°C/W)的計(jì)算之中,考慮朝著橫向的熱擴(kuò)散。具體而言,如在圖3(a)中虛線(xiàn)所示那樣,假定相對(duì)于基板5A的垂直方向而在左右45°方向上熱均勻擴(kuò)散來(lái)求取。
[0143]若基于這種假定來(lái)求出熱阻Rth(°C/W)、溫度上升八!'(°0,則在導(dǎo)熱率0〖11(¥/(m.°C))、層厚d(m)的基板5A上載置了一邊的尺寸為a(m)的正方形的熱源的情況下,該層中的熱阻以Rth(°C/W)=d/(oth.&.(a+2d))來(lái)近似,該層中的溫度上升成為ΔΤ(Γ) =Rth.Q。其中,Q(W)為熱源中的發(fā)熱量。
[0144]圖3(b)所示的各層的熱阻Rth(°C/W)以及溫度上升ΔΤ(Γ)通過(guò)上述計(jì)算方法而估算出。在圖4(b)以及圖5(b)中也通過(guò)同樣的計(jì)算方法來(lái)估算。
[0145]基板5Α、基板100Α以及基板100Β的熱阻的估算結(jié)果如圖3(b)、圖4(b)以及圖5(b)所示,基板5Α約為114°C/W,基板100Α約為288°C/W,基板100Β約為139°C/W。因此,在基板5Α、基板100A以及基板100B之中,基板5A的熱阻最低。因而,可以說(shuō)在基板5A、基板100A以及基板10B之中基板5A的散熱性最好。
[0146]下面,說(shuō)明基板5A、基板100A以及基板100B的絕緣層的導(dǎo)熱率的差異以及層厚的差異。
[0147]基板5A、基板100A以及基板100B中,絕緣層的厚度的合計(jì)均為200μπι。
[0148]基板100Α中,厚度為200μπι的絕緣層全部成為反射層30。反射層30是對(duì)作為陶瓷材料而含有氧化鋯的溶膠/凝膠玻璃進(jìn)行燒結(jié)而形成的含氧化鋯的玻璃系絕緣層,反射層30的導(dǎo)熱率σ?為lW/(m.°C)o
[0149]基板10B的絕緣層具有反射層30和導(dǎo)熱層31的層疊構(gòu)造。上述兩層之中置于表層的反射層30是厚度為50μπι、含氧化鋯的玻璃系絕緣層。導(dǎo)熱層31是厚度為150μπι、導(dǎo)熱率比反射層30高的含氧化鋁的玻璃系絕緣層。導(dǎo)熱層31是在含有氧化鋁粒子的狀態(tài)下對(duì)溶膠/凝膠玻璃進(jìn)行燒結(jié)而形成的。導(dǎo)熱層31的導(dǎo)熱率02為5W/(m.V)。
[0150]基板5A的絕緣層具有反射層12和中間層11的層疊構(gòu)造。反射層12是與基板10B的反射層30相同的含氧化鋯的玻璃系絕緣層。中間層11是通過(guò)高速火焰噴鍍(HVOF)而形成的氧化鋁層(陶瓷層)。中間層11的導(dǎo)熱率σ3為15W/(m.°C)。反射層12的導(dǎo)熱率與反射層30的導(dǎo)熱率相同,導(dǎo)熱率σ?為lW/(m.°C)o
[0151]基板5A的中間層11以及基板10A的導(dǎo)熱層31作為材料均含有氧化鋁,但導(dǎo)熱層31作為粘合劑而利用玻璃,因此受到導(dǎo)熱率低的玻璃的影響。因而,認(rèn)為導(dǎo)熱層31的導(dǎo)熱率σ2成為5W/(m.°C)這樣低的值。
[0152]與之相對(duì),基板5A通過(guò)噴鍍來(lái)形成中間層11。為了將氧化鋁加熱成熔融狀態(tài)或接近熔融狀態(tài)的狀態(tài)而向鋁基體10高速射入來(lái)形成,中間層11在接近作為陶瓷的氧化鋁的狀態(tài)下沉積。因而,認(rèn)為中間層11的導(dǎo)熱率σ3成為15W/(m.°C)這樣高的值。
[0153]此外,墓板5A、基板10A以及基板10B的熱阻的估算結(jié)果如上所述,基板5A約為114°(:/¥,基板10(^約為288°(:/¥,基板10(?約為139°(:/¥。根據(jù)圖3(13)、圖4(13)以及圖5(13)所不的基板5A、基板10A以及基板10B的各層的熱阻可知,決定基板5A、基板10A以及基板10B的熱阻的主要部分是配置在發(fā)光元件6與鋁基體10之間的絕緣層。來(lái)自鋁基體10以及防蝕鋁層(保護(hù)層13)的貢獻(xiàn)最大也不足2%。
[0154](絕緣層的厚度依賴(lài)性)
[0155]接下來(lái),利用圖6以及圖7來(lái)說(shuō)明基板5A、基板10A以及基板10B中的熱阻以及溫度上升的絕緣層厚度依賴(lài)性。圖6是表示基板5A、基板10A以及基板10B中的熱阻的絕緣層厚度依賴(lài)性的曲線(xiàn)圖。圖6的橫軸表示絕緣層厚(mm),縱軸表示基板的熱阻(°C/W)。圖7是表示基板5A、基板100A以及基板100B中的溫度上升的絕緣層厚度依賴(lài)性的曲線(xiàn)圖。圖7的橫軸表示絕緣層厚(_),縱軸表示基板的溫度上升(°C)。
[0156]在上述的絕緣層的熱阻估算中,估算并比較了絕緣層的厚度合計(jì)為200μπι的情況下的基板5Α、基板10A以及基板10B的熱阻。
[0157]與之相對(duì),圖6所示的曲線(xiàn)圖表示:相對(duì)于絕緣層的厚度合計(jì)的變化而基板5Α、基板100Α以及基板100Β的熱阻如何增加。
[0158]具體而言,通過(guò)下述的方法使絕緣層的厚度變化并計(jì)算了基板的熱阻。
[0159](I)在基板5Α中,使反射層12(ol:lW/(m.°C ))的厚度固定為50μπι,使中間層11 (σ3:15ff/(m.0C))的厚度變化。⑵在基板100A中,使反射層30(。1:1W/(m.。。))的厚度在50μm以上且ΙΟΟΟμπι以下的范圍內(nèi)變化。(3)在基板100Β中,使反射層30(ol:lW/(m.°C))的厚度固定為50μπι,使導(dǎo)熱層31(o2:5W/(m.°C))的厚度變化。
[0160]通過(guò)與上述方法相同的方法使絕緣層的厚度變化并估算了溫度上升的結(jié)果是圖7的曲線(xiàn)圖。進(jìn)而,上述溫度上升估算為相對(duì)于向發(fā)光元件6接通的接通功率0.30W而發(fā)光元件6中的功率損耗為50%、即發(fā)熱為0.15W。
[0161]如圖6以及圖7所示,在具有中間層11的基板5A的情況下,若絕緣層的厚度增加,則基板5A的熱阻以及基板5A的溫度上升略微增加。與之相對(duì),在基板10A的情況下,若絕緣層的厚度增加,則基板100A的熱阻以及基板100A的溫度上升急劇增加。在基板100B的情況下,若絕緣層的厚度增加,則基板100B的熱阻以及基板100B的溫度上升逐漸增加。即,基板100A以及基板100B與基板5A相比,相對(duì)于絕緣層的厚度的增加而增加的熱阻以及溫度上升的比例要大。鑒于此,可以說(shuō)基板5A與基板100A以及基板100B相比而能夠保持將熱阻抑制得較低的狀態(tài)地加厚中間層11的厚度。因此,基板5A能夠以低熱阻來(lái)獲得期望的絕緣耐壓性。
[0162]在此,下面說(shuō)明絕緣耐壓性與基板的熱阻之間的關(guān)聯(lián)性。為了在金屬基體上形成絕緣層來(lái)實(shí)現(xiàn)高絕緣耐壓性,需要加厚絕緣層的層厚。其原因在于,絕緣耐壓與絕緣層的厚度大致成比例。因而,例如在比較例I的基板10A中,若絕緣層的厚度變厚,則熱阻變高。因此,為了確保充分的絕緣耐壓性,基板100A的熱阻將變高。
[0163]與之相對(duì),例如在如基板5A那樣具有反射層12以及中間層11、且通過(guò)高速火焰噴鍍將氧化鋁噴鍍于金屬基體而形成了中間層11的情況下,中間層11成為致密的氧化鋁層,其絕緣耐壓性能約為151^/1111]1?301^/1111]1。在此,縱使中間層11的絕緣耐壓性能為最低的15 k V / mm,若中間層11的厚度為0.3 mm,則至少也能夠確保4.5 k V的絕緣耐壓。若將厚度為0.3mm的中間層11和厚度為0.05mm(50ym)的反射層12合在一起,則成為合計(jì)的厚度為
0.35mm的絕緣層。若從圖6、圖7之中讀取與0.35mm的絕緣層對(duì)應(yīng)的、基板5A的熱阻和溫度上升的值,則分別是:基板5A的熱阻為1200C/W,基板5A的溫度上升為18 V。
[0164]與之相對(duì),在厚度為0.35mm的反射層30成為絕緣層的基板100A的情況下,基板100A的熱阻為391°C/W,基板100A的溫度上升為59°C。
[0165]在將厚度為0.3mm的導(dǎo)熱層31和厚度為0.05mm(50ym)的反射層30合在一起而成為合計(jì)的厚度為0.35mm的絕緣層的基板100B的情況下,基板100B的熱阻為159°C/W,基板100B的溫度上升為24°C。
[0166]在此,關(guān)于絕緣層,若將反射層為0.05mm(50ym)的單層假定為基準(zhǔn)基板,則基準(zhǔn)基板的熱阻為102°C/W,基準(zhǔn)基板的溫度上升為15.3°C。若將基準(zhǔn)基板與基板5A、基板100A以及基板100B進(jìn)行比較,則與基準(zhǔn)基板相比而熱阻以及溫度上升分別增加的量是基板5A為18%、基板 100A為283%、基板 100B為56%。
[0167]此外,反射層30以及導(dǎo)熱層31的絕緣耐壓性能劣于中間層11的絕緣耐壓性能的情形較多,反射層30以及導(dǎo)熱層31的絕緣耐壓性能僅能穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)中間層11的絕緣耐壓性能的一半的7.5kV/mm ?15kV/mm。
[0168]這是基于以下的情況而產(chǎn)生的。例如在利用溶膠/凝膠法來(lái)形成玻璃系絕緣層的情況下,將在溶膠狀的玻璃原料中混入陶瓷粒子而獲得的涂料涂覆或印刷于基體,通過(guò)干燥/燒結(jié)來(lái)合成玻璃質(zhì)。在此,以合成的玻璃質(zhì)來(lái)凝固陶瓷粒子,從而在鋁基體10上形成含陶瓷的玻璃系絕緣層(含氧化鋁的玻璃系絕緣層或者含氧化鋯的玻璃系絕緣層、即反射層30或者導(dǎo)熱層31),但這種制作方法的玻璃質(zhì)在燒結(jié)前是多孔性的,燒結(jié)后也無(wú)法完全堵塞孔。因而,與通過(guò)噴鍍而形成的陶瓷層(中間層11)的絕緣耐壓性能相比,含陶瓷的玻璃系絕緣層的絕緣耐壓性能更差。
[0169]例如,在基板5A中的中間層11的絕緣耐壓性能為15kV/mm,而基板10B中的導(dǎo)熱層31的絕緣耐壓性能只有中間層11的絕緣耐壓性能的一半的7.5kV/mm的情況下,相對(duì)于基板5A的300μπι的中間層11,為了實(shí)現(xiàn)相同的絕緣耐壓4.5kV而需要加倍的600μπι。若從圖6、圖7之中讀取相當(dāng)于絕緣層600μπι的基板10A以及基板10B的熱阻和溫度上升,則在基板10A中,基板100Α的熱阻為503°C/W,基板100Α的溫度上升為76°C,在基板100B中,基板100B的熱阻為181°C/W,基板100B的溫度上升為27°C。
[0170]若與之前的情況同樣來(lái)比較基準(zhǔn)基板與基板100A以及基板100B,則則與基準(zhǔn)基板相比而熱阻以及溫度上升分別增加的量是基板100A為403%、基板100B為81 %。
[0171 ]通過(guò)300μπι的中間層11獲得相同的絕緣耐壓4.5kV的情況下的、與基準(zhǔn)基板相比較的基板5A的熱阻和溫度的上升如上所述僅為18%,因此可明確:通過(guò)使用具有噴鍍所形成的氧化鋁層的中間層11,從而充分的絕緣耐壓性的確保以及基板5A的熱阻的降低雙方均能夠得到確保。
[0172]此外,通過(guò)將在導(dǎo)熱率和絕緣耐壓性能方面劣于噴鍍氧化鋁層但在光反射率方面優(yōu)異的含陶瓷的玻璃系絕緣層、尤其是含氧化鋯的玻璃系絕緣層(反射層12),在中間層11上僅形成所需最低限度的厚度ΙΟμπι?ΙΟΟμπι,從而能夠?qū)⒒?A的熱阻的上升抑制在所需最低限度。
[0173]根據(jù)上述構(gòu)成,本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)同時(shí)滿(mǎn)足作為高亮度照明發(fā)光裝置用基板所需的高光反射率、低熱阻(高散熱性)、高電絕緣耐壓性這三個(gè)性能的理想發(fā)光裝置用基板上是最先成功的。
[0174]另外,在通過(guò)噴鍍而層疊了氧化鋁層的情況下,若加厚層厚,則有時(shí)表面會(huì)變得粗糙。此外,在提高中間層11與鋁基體10之間的密接性的目的下通過(guò)噴射處理使鋁基體10的表面變得凹凸之后,再通過(guò)噴鍍來(lái)層疊中間層11的情況下,在層疊后的中間層11表面上仍留有鋁基體10的凹凸形狀的影響。這種情況下,若在中間層11的上表面形成反射層12,則可認(rèn)為反射層12、即基板5Α的發(fā)光元件6的搭載面會(huì)變得凹凸。因而,出于使基板5Α的發(fā)光元件6的搭載面的凹凸變得平滑的目的,可以如后述的本發(fā)明的實(shí)施方式4中說(shuō)明的圖14所示那樣在中間層11上將反射層12形成得較厚。具體而言,可以在中間層11上將反射層12形成為例如60μηι?150μηι。
[0175]如上可知,根據(jù)本實(shí)施方式,基板5Α將由通過(guò)噴鍍而形成的陶瓷層構(gòu)成的中間層11設(shè)置在鋁基體10與反射層12之間,并在由中間層11和反射層12構(gòu)成的絕緣層上形成電極圖案20。其結(jié)果,能夠獲得兼?zhèn)浒ǜ叻瓷渎省⒏呱嵝?、高絕緣耐壓性和耐熱/耐光性的長(zhǎng)期可靠性的、適合高亮度照明的發(fā)光裝置用基板。并且,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠以量產(chǎn)性?xún)?yōu)異的形式來(lái)提供這種發(fā)光裝置用基板。
[0176]〔實(shí)施方式I的變形例〕
[0177]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式I的變形例,若基于圖20來(lái)進(jìn)行說(shuō)明,則如下所述。圖20是說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的基板5Α的變形例的圖,圖20(a)是基板5Α的變形例的俯視圖,圖20(b)是圖20(a)的F-F線(xiàn)向視剖面圖,圖20(c)是圖20(b)的部分放大圖。
[0178]與實(shí)施方式I不同點(diǎn)在于,如圖20(c)所示,在鋁基體10(基體)與中間層11(第2絕緣層)之間形成有緩沖層250。在實(shí)施方式I中,在由金屬構(gòu)成的鋁基體10上形成中間層11(第2絕緣層)來(lái)作為發(fā)光裝置用基板的情況、尤其是將其用作大輸出的發(fā)光裝置用基板的情況下,會(huì)受到載置在基板5A上的發(fā)光元件6所產(chǎn)生的熱的影響,所述由金屬構(gòu)成的鋁基體10反復(fù)引起膨脹收縮。因而,形成在鋁基體10上的中間層11(第2絕緣層)由于中間層11和鋁基體10的線(xiàn)膨脹率系數(shù)差等而受到機(jī)械負(fù)荷,有可能導(dǎo)致剝離或者絕緣耐壓性下降。此外,載置在基板5A上的發(fā)光元件6自身也由于發(fā)光元件6和鋁基體10的線(xiàn)膨脹率系數(shù)差等而受到熱歷史的影響,有可能導(dǎo)致壽命下降。為此,在實(shí)施方式I的變形例中,如圖20所示,在鋁基體10(基體)與中間層11(第2絕緣層)之間形成了緩沖層250。
[0179]緩沖層250是通過(guò)噴鍍或氣溶膠沉積法(AD法)而形成在鋁基體10的一個(gè)面(以下稱(chēng)作表面)上的膜,由線(xiàn)膨脹率比鋁基體10小的物質(zhì)構(gòu)成。進(jìn)而,優(yōu)選緩沖層250的線(xiàn)膨脹率比中間層11(第2絕緣層)的線(xiàn)膨脹率大。此外,緩沖層250的厚度為ΙΟμπι以上且ΙΟΟμπι以下,進(jìn)而優(yōu)選為20μηι與30μηι之間。
[0180]通過(guò)隔著線(xiàn)膨脹率比鋁基體10小且線(xiàn)膨脹率接近中間層11(第2絕緣層)的緩沖層250,從而能夠顯著地降低將因鋁基體10的熱膨脹收縮所引起的機(jī)械負(fù)荷傳遞給發(fā)光元件6的情形,因此能夠使發(fā)光元件6、進(jìn)而使發(fā)光裝置4的壽命長(zhǎng)壽命化,能夠提高產(chǎn)品的可靠性。
[0181]此外,期望緩沖層250為金屬或合金層,作為緩沖層250中所利用的金屬或合金層的材料,優(yōu)選包含N1、T1、Co、Fe或Nb、Mo、Ta、W等線(xiàn)膨脹率小的金屬之中的至少任意一種。
[0182]在本實(shí)施方式I的變形例中,作為基體的材料,雖然利用了鋁,但基體只要是由導(dǎo)熱性高的材質(zhì)構(gòu)成的基體即可,并不特別限定。例如,能夠利用由包含鋁、銅、不銹鋼或鐵作為材料的金屬構(gòu)成的基板。
[0183]尤其是,在鋁基體10(基體的材料為鋁)的情況下,緩沖層250作為材料而包含N1、Ti以及Co之中的至少任意一種,尤其優(yōu)選的是,期望緩沖層250作為材料而包含Ni。
[0184]進(jìn)而,為了提高與鋁基體10的接合性,優(yōu)選緩沖層250為Ni(鎳)和鋁的合金。在緩沖層250為Ni(鎳)和鋁的合金的情況下,為使線(xiàn)膨脹率接近鋁基體10與中間層11(第2絕緣層)的大致中間的值,期望盡量提高Ni的比例,關(guān)于緩沖層250中的鎳的比例,期望重量比率為90%以上。如后所述,這是起因于,鎳的線(xiàn)膨脹率為13.4X10—6/°C,大致與鋁以及作為代表性陶瓷材料的氧化鋁這兩者的線(xiàn)膨脹率的中間的值15X 10—6/°C—致。其原因在于,通過(guò)以重量比率而將由鎳和鋁的合金構(gòu)成的緩沖層250的鎳的比例設(shè)為90%以上,從而能夠使緩沖層250的線(xiàn)膨脹系數(shù)收斂在接近前述15 X 10—V °C的13?16 X 10—6/°C之間。
[0185]此外,Ni的熔點(diǎn)雖然在這些金屬之中是低的類(lèi)別,但實(shí)際上卻高達(dá)1455°C。若將合金作為鋁和Ni的合金,則能夠降低熔點(diǎn),可降低準(zhǔn)備熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)所需的溫度,例如對(duì)于通過(guò)噴鍍來(lái)形成由鋁和Ni的合金構(gòu)成的緩沖層250(鎳層)是非常有用的。
[0186]進(jìn)而,在鋁基體10(基體的材料為鋁)、中間層11(第2絕緣層)的材料為氧化鋁的情況下,由于Ni的線(xiàn)膨脹系數(shù)在鋁和氧化鋁的大致中間,因此適合作為緩沖層250。
[0187]若在常溫下比較上述的金屬的線(xiàn)膨脹率,則鋁為23X 10—6/°C,相對(duì)于此,Ni(鎳)、Ti(鈦)以及Co(鈷)比其小,分別為13.4父10—6/°(:、8.6\10—6/°(:以及13.0\10—6/°(:。與之相對(duì),作為代表性陶瓷材料的氧化鋁的線(xiàn)膨脹率為6?8 X 10—6/°C,大致為7 X 10—6/°C,因此相對(duì)于鋁以及氧化鋁(陶瓷)而Ni(鎳)以及Co(鈷)為大致中間的線(xiàn)膨脹率,更適合作為緩沖層250中所利用的金屬。
[0188]另外,玻璃因組成而線(xiàn)膨脹率大相徑庭,但大致為3?9X10—6/°C之間,是比較接近氧化鋁的線(xiàn)膨脹率。
[0189]緩沖層250通過(guò)噴鍍或氣溶膠沉積法(AD法)來(lái)形成。
[0190]基于噴鍍的形成方法是如前所述的方法。所謂AD法,是指將預(yù)先通過(guò)其他方法而準(zhǔn)備的微粒子、超微粒子原料與氣體混合并進(jìn)行氣霧劑化,通過(guò)噴嘴而向基體噴射來(lái)形成覆膜的技術(shù)。
[0191]另外,為了進(jìn)一步提高鋁基體10與緩沖層250之間的密接性,可以在形成緩沖層250之前通過(guò)噴射處理等使鋁基體10的表面粗糙化。
[0192]〔實(shí)施方式2〕
[0193]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式2,若基于圖8?圖9進(jìn)行說(shuō)明,則如下所述。
[0194]另外,為了便于說(shuō)明,對(duì)于與實(shí)施方式I所說(shuō)明的部件具有相同功能的部件,標(biāo)注相同的符號(hào),并省略其說(shuō)明。
[0195]在實(shí)施方式I中,在鋁基體10上形成有中間層11、反射層12以及保護(hù)層13。中間層11通過(guò)噴鍍而形成在鋁基體10與反射層12之間,具有高導(dǎo)熱率。
[0196]與之相對(duì),在實(shí)施方式2中,在鋁基體10上形成有反射層12、保護(hù)層13以及保護(hù)層
14。反射層12形成在鋁基體10的表面(以圖8(c)為基準(zhǔn))。保護(hù)層14具有與實(shí)施方式I所說(shuō)明的中間層11相同的材質(zhì),通過(guò)噴鍍而形成在鋁基體10的背面(下端面)(以圖8(c)為基準(zhǔn))。保護(hù)層13為鋁的陽(yáng)極氧化覆膜(防蝕鋁),形成在鋁基體10的側(cè)端面(以圖8(c)為基準(zhǔn))。根據(jù)上述構(gòu)成,能夠?qū)⒈Wo(hù)層14的層厚取得比中間層11足夠厚,因此即便在實(shí)施方式I所涉及的基板5A中無(wú)法加厚中間層11的厚度從而無(wú)法確保期望的絕緣耐壓性的情況下,也能夠確保期望的絕緣耐壓性。
[0197](基板5B的構(gòu)造)
[0198]參照?qǐng)D8來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式2所涉及的基板5B的構(gòu)造。圖8(a)是本實(shí)施方式所涉及的基板5B(發(fā)光裝置用基板)的俯視圖,圖8(b)是圖8(a)的B-B線(xiàn)向視剖面圖。此外,圖8(c)是圖8(b)的部分放大圖。
[0199]如圖8(c)所示,在基板5B中,在鋁基體10的表面上形成有反射層12。在反射層12的上表面上形成有電極圖案20。
[0200]保護(hù)層14(第2絕緣層)形成在鋁基體10的背面。保護(hù)層14利用與實(shí)施方式I所說(shuō)明的中間層11相同的材質(zhì)、相同的方法而形成在鋁基體10上。即,保護(hù)層14含有通過(guò)噴鍍而形成的陶瓷。保護(hù)層13是通過(guò)陽(yáng)極氧化處理而形成在鋁基體10的側(cè)端面的陽(yáng)極氧化覆膜(防蝕鋁)。另外,在基板5B中,并未形成實(shí)施方式I所說(shuō)明的中間層11。在本實(shí)施方式中,由保護(hù)層14來(lái)發(fā)揮中間層11的作用。
[0201]如實(shí)施方式I所示的基板5A那樣,在發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)的正下方配置反射層12以及中間層11的構(gòu)造中,反射層12以及中間層11的熱阻給基板5A整體的熱阻帶來(lái)較大影響。如果在為了獲得期望的絕緣耐壓性而需要將中間層11的層厚設(shè)為厚于假定厚度的情況下,可認(rèn)為熱阻會(huì)上升至假定程度以上的情形。為了避免該情形,可以取代中間層11而將保護(hù)層14形成在遠(yuǎn)離作為熱源的發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)的鋁基體10的下端面。
[0202]通過(guò)使導(dǎo)熱率比鋁基體10低的保護(hù)層14遠(yuǎn)離發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)地形成在鋁基體10的背面,從而即便保護(hù)層14是與中間層11相同的導(dǎo)熱率,也能夠使保護(hù)層14的熱阻低于中間層11的熱阻。其原因在于,在通過(guò)保護(hù)層14之前,熱在與基板5B的表面平行的水平方向上擴(kuò)散。
[0203]這樣,保護(hù)層14所產(chǎn)生的熱阻相對(duì)于基板5B整體的熱阻的貢獻(xiàn)率,與實(shí)施方式I的中間層11所產(chǎn)生的熱阻的貢獻(xiàn)率相比而能夠變得非常小。因而,能夠?qū)⒈Wo(hù)層14的厚度選得比作為中間層11使用時(shí)足夠厚,來(lái)提高絕緣耐壓性。此時(shí),即便增大保護(hù)層14的厚度,保護(hù)層14的熱阻對(duì)于基板5B整體的熱阻的影響也僅為一點(diǎn)點(diǎn)。因而,基板5B即便是需要增大保護(hù)層14的厚度的情況下,也能夠在將熱阻抑制得較低的同時(shí)確保必要的絕緣耐壓性。
[0204]具體而言,在如實(shí)施方式I中的中間層11的厚度超過(guò)例如500μπι的情況下,由于發(fā)光裝置4(參照?qǐng)D16)的每一發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)的熱阻變高,因此尤其期望采用本實(shí)施方式。在即便中間層11的厚度為500μπι以下但也需要使散熱性最優(yōu)先的情況下,期望由保護(hù)層14而不是由中間層11來(lái)確?;?Β的絕緣耐壓性。
[0205]主要的絕緣耐壓,如實(shí)施方式I那樣由形成在鋁基體10的表面上的中間層11來(lái)確保、還是如本實(shí)施方式那樣由形成在鋁基體10的背面上的保護(hù)層14來(lái)確保,還依賴(lài)于將照明裝置用作何種照明裝置,因此僅根據(jù)熱阻以及制造方法的容易度是無(wú)法決定的。在實(shí)施方式I以及本實(shí)施方式的任何情況下,均能夠選擇為由本發(fā)明構(gòu)成的發(fā)光裝置用基板的構(gòu)造。另外,即便是取代鋁基體10而利用銅基體的情況,本實(shí)施方式也同樣成立。
[0206](實(shí)施方式2所涉及的基板5Β的制造方法)
[0207]參照?qǐng)D9來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式2所涉及的基板5Β的制造方法。圖9(a)?(d)是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的基板5B的制造工序的不意圖。
[0208]首先,如圖9(a)所示,在鋁基體10的表面形成反射層12(反射層形成工序)。反射層12的形成方法與實(shí)施方式I的反射層12的形成方法相同。
[0209]然后,如圖9(b)所示,在鋁基體10的背面,形成保護(hù)層14(保護(hù)層形成工序)。保護(hù)層14的形成方法與實(shí)施方式I的中間層11的形成方法相同。此時(shí),由于保護(hù)層14形成在遠(yuǎn)離發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)的位置,因此即便將保護(hù)層14的厚度形成得厚于中間層11的厚度,也能夠?qū)嶙枰种频幂^低。
[0210]接著,如圖9(c)所示在鋁基體10的側(cè)端面形成了保護(hù)層13之后,如圖9(c)所示與實(shí)施方式I同樣地在反射層12的上表面上形成基底電路圖案22(基底電路圖案形成工序)。然后,如圖9(d)所示,形成電極圖案20(電極圖案形成工序)。
[0211]另外,如上所述,在本實(shí)施方式中,并未形成實(shí)施方式I所說(shuō)明的中間層11。因此,在本實(shí)施方式中,能夠省略中間層形成工序。
[0212]〔實(shí)施方式2的變形例〕
[0213]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式2的變形例,如果基于圖21進(jìn)行說(shuō)明,則如下所述。圖21是說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的基板5B的變形例的圖,圖21 (a)是基板5B的變形例的俯視圖,圖21(b)是圖21(a)的G-G線(xiàn)向視剖面圖,圖21(c)是圖21(b)的部分放大圖。
[0214]與實(shí)施方式2不同點(diǎn)在于,如圖21(c)所示,在鋁基體10(基體)與反射層12之間形成有緩沖層250。在實(shí)施方式2中,在由金屬構(gòu)成的鋁基體10上形成反射層12來(lái)作為發(fā)光裝置用基板的情況、尤其是將其用作大輸出的發(fā)光裝置用基板的情況下,會(huì)受到載置在基板5B上的發(fā)光元件6所產(chǎn)生的熱的影響,所述由金屬構(gòu)成的鋁基體10反復(fù)引起膨脹收縮。因而,形成在鋁基體10上的反射層12由于反射層12和鋁基體10的線(xiàn)膨脹率系數(shù)差等而受到機(jī)械負(fù)荷,有可能導(dǎo)致剝離或者絕緣耐壓性下降。此外,載置在基板5B上的發(fā)光元件6自身也由于發(fā)光元件6和鋁基體10的線(xiàn)膨脹率系數(shù)差等而受到熱歷史的影響,有可能導(dǎo)致壽命下降。為此,在實(shí)施方式2的變形例中,如圖21所示,在鋁基體10(基體)與反射層12之間形成了緩沖層250。
[0215]緩沖層250與實(shí)施方式I的變形例所說(shuō)明的緩沖層250相同,由于在實(shí)施方式I的變形例中已經(jīng)進(jìn)行了說(shuō)明,因此這里將省略。
[0216]另外,更優(yōu)選的是,在鋁基體10與保護(hù)層14之間形成了與緩沖層250同樣的緩沖層。
[0217]在本實(shí)施方式2的變形例中,作為基體的材料,雖然利用了鋁,但基體只要是由導(dǎo)熱性高的材質(zhì)構(gòu)成的基體即可,并不特別限定。例如,能夠利用由包含鋁、銅、不銹鋼或鐵作為材料的金屬構(gòu)成的基板。
[0218]〔實(shí)施方式3〕
[0219]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式3,若基于圖10?圖11進(jìn)行說(shuō)明,則如下所述。
[0220]另外,為了便于說(shuō)明,對(duì)于與實(shí)施方式I所說(shuō)明的部件具有相同功能的部件,標(biāo)注相同的符號(hào),并省略其說(shuō)明。
[0221]在實(shí)施方式I中,在鋁基體10上形成有中間層11、反射層12以及保護(hù)層13。中間層11通過(guò)噴鍍而形成在鋁基體10與反射層12之間,具有高導(dǎo)熱率。
[0222]與之相對(duì),在實(shí)施方式3中,在鋁基體10上形成有絕緣反射層15以及保護(hù)層13。絕緣反射層15形成在鋁基體10的表面(上端面)(以圖10(c)為基準(zhǔn))。絕緣反射層15提高了實(shí)施方式I的中間層11的反射率。
[0223]根據(jù)上述構(gòu)成,僅利用絕緣反射層15便能夠提供適合高亮度照明的發(fā)光裝置用基板。
[0224](基板5C的構(gòu)造)
[0225]參照?qǐng)D10來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式3所涉及的基板5C的構(gòu)造。圖10(a)是本實(shí)施方式所涉及的基板5C(發(fā)光裝置用基板)的俯視圖,圖10(b)是圖10(a)的C-C線(xiàn)向視剖面圖。此外,圖10(C)是圖10(b)的部分放大圖。
[0226]如圖10(c)所示,在基板5C中,在招基體10的表面上形成有絕緣反射層15(絕緣層)。在絕緣反射層15的上表面上形成有電極圖案20。
[0227]在實(shí)施方式I中,將導(dǎo)熱率高的陶瓷例如氧化鋁作為中間層11而形成在鋁基體10與反射層12之間,但如果中間層11的反射率高,則即便不具有反射層12而僅利用中間層11,也能夠提供適合高亮度照明的發(fā)光裝置用基板。
[0228]但是,將氧化鋁單獨(dú)作為噴鍍材料而通過(guò)噴鍍所形成的層的反射率最大也為85%,雖然光反射率良好,但無(wú)法獲得超過(guò)高亮度照明中所使用的90%?95%的反射率。為了形成具有這種高反射率的層,需要針對(duì)成為母體的氧化鋁而加入用于提高白度的無(wú)機(jī)材料的添加材料。
[0229]作為上述添加材料,例如有無(wú)機(jī)白色材料即氧化鈦、氧化鎂、氧化鋅、硫酸鋇、硫酸鋅、碳酸鎂、碳酸鈣、硅灰石等。將適當(dāng)選擇上述添加材料而混在氧化鋁中所獲得的材料作為噴鍍材料向鋁基體10噴鍍,從而能夠形成如下層,S卩,具有超過(guò)在將噴鍍材料設(shè)為單獨(dú)的氧化鋁而形成的層中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的90%?95%這樣的反射率。此時(shí),由于熔融溫度按照噴鍍材料的每種物質(zhì)而不同,因此作為本實(shí)施方式的噴鍍方法,期望還能應(yīng)對(duì)高熔點(diǎn)物質(zhì)的高速火焰噴鍍(HVOF)。雖然利用等離子噴鍍也能實(shí)現(xiàn)一部分應(yīng)對(duì),但更期望能夠形成致密且均質(zhì)的層的高速火焰噴鍍。能夠通過(guò)高速火焰噴鍍來(lái)形成致密且組成均質(zhì)的混合陶瓷層。
[0230](實(shí)施方式3所涉及的基板5C的制造方法)
[0231]參照?qǐng)D11來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式3所涉及的基板5B的制造方法。圖11(a)?(d)是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的基板5C的制造工序的示意圖。
[0232]首先,如圖11(a)所示,在鋁基體10的表面,形成絕緣反射層15(絕緣反射層形成工序)。雖然絕緣反射層15的形成方法與實(shí)施方式I的中間層11的形成方法大致相同,但向鋁基體10噴鍍的噴鍍材料不同。實(shí)施方式I將氧化鋁單獨(dú)作為噴鍍材料來(lái)進(jìn)行噴鍍,但在本實(shí)施方式中,將在氧化鋁中適當(dāng)混入提高白度的添加材料而獲得的材料作為噴鍍材料來(lái)進(jìn)行噴鍍。此外,如上所述,期望本實(shí)施方式的噴鍍方法利用的是高速火焰噴鍍。
[0233]此時(shí),由于絕緣反射層15具有高反射率,因此即便不具有反射層12而僅利用絕緣反射層15也能夠提供適合高亮度照明的發(fā)光裝置用基板。因此,能夠省略反射層形成工序。
[0234]然后,如圖11(b)所示,形成保護(hù)層13以覆蓋鋁基體10的背面以及側(cè)端面(保護(hù)層形成工序)。保護(hù)層13的形成方法與實(shí)施方式I相同。
[0235]接下來(lái),如圖11(c)所示,在絕緣反射層15的上表面,形成基底電路圖案22(基底電路圖案形成工序)。然后,如圖11(d)所示,形成電極圖案20(電極圖案形成工序)?;纂娐穲D案22以及電極圖案20的形成方法與實(shí)施方式I相同。
[0236]〔實(shí)施方式3的變形例I〕
[0237]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式3的變形例,如果基于圖12進(jìn)行說(shuō)明,則如下所述。圖12是說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的基板5C的變形例的圖,圖12(a)是基板5C的變形例的俯視圖,圖12
(b)是圖12(a)的E-E線(xiàn)向視剖面圖,圖12(c)是圖12(b)的部分放大圖。
[0238]在上述的基板5C中,將在氧化鋁中適當(dāng)混入提高白度的添加材料而獲得的材料作為噴鍍材料,通過(guò)將該噴鍍材料向鋁基體10噴鍍而形成的絕緣反射層15實(shí)現(xiàn)了適合高亮度照明的高反射率。然而,如已經(jīng)在實(shí)施方式I中也提及到的那樣,在通過(guò)噴鍍而層疊了氧化鋁層的情況下,若加厚層厚,則有時(shí)表面會(huì)變得粗糙。此外,在出于提高絕緣反射層15與鋁基體10之間的密接性的目的而通過(guò)噴射處理使鋁基體10的表面變得凹凸之后,再通過(guò)噴鍍而將絕緣反射層15層疊于鋁基體10的情況下,在層疊后的絕緣反射層15的表面上仍留有鋁基體10的凹凸形狀的影響。
[0239]若在這種具有凹凸形狀的面上形成基底電路圖案22,則基底電路圖案22會(huì)發(fā)生斷開(kāi)。此外,無(wú)法充分取得發(fā)光元件6(參照?qǐng)D16)與搭載發(fā)光元件6的絕緣反射層15之間的接觸,有可能導(dǎo)致成為尚電阻等。
[0240]在這種情況下,只要直接應(yīng)用實(shí)施方式I所記載的反射層12的形成方法即可。即,只要在絕緣反射層15的上表面形成滿(mǎn)足將絕緣反射層15的表面所產(chǎn)生的凹凸填埋得平滑的目的的最低限度的厚度的反射層12即可。具體而言,如果凹凸差為20μπι,則形成比凹部底略微超過(guò)20μηι的厚度的反射層12即可,如果凹凸差為50μηι,則形成比凹部底略微超過(guò)50μηι的厚度的反射層12即可。
[0241]由于絕緣反射層15實(shí)現(xiàn)了高反射率,因此在基板5C中不會(huì)被要求通過(guò)反射層12來(lái)獲得高反射率。因此,反射層12能夠設(shè)為滿(mǎn)足將絕緣反射層15的表面的凹凸填埋得平滑的目的的最低限度的厚度。
[0242]此外,為了實(shí)現(xiàn)上述的將絕緣反射層15的表面的凹凸填埋得平滑的目的,也可以不混入陶瓷粒子,僅將玻璃系粘合劑、或者具有耐光/耐熱性的樹(shù)脂粘合劑通過(guò)干燥、燒成等而使之固化,如圖12(c)所示,在絕緣反射層15上形成透明的平滑化層17。在重視散熱性的情況下,也可以將導(dǎo)熱率高且光吸收盡可能低的陶瓷粒子混在玻璃系粘合劑或者樹(shù)脂粘合劑中的基礎(chǔ)上使之固化,來(lái)作為透明的平滑化層17,以使得盡可能不阻礙絕緣反射層15的反射率。此外,也可以通過(guò)機(jī)械研磨來(lái)對(duì)形成有凹凸形狀的絕緣反射層15的表面進(jìn)行平滑化。
[0243]根據(jù)上述構(gòu)成,由于在平滑化層17、或者通過(guò)機(jī)械研磨而進(jìn)行了平滑化的面上搭載發(fā)光元件6,因此平滑化層17或者絕緣反射層15與發(fā)光元件6成為面接觸。由此,能夠防止發(fā)光元件6的剝落且降低基板5C的熱阻,從而能夠確保發(fā)光裝置4(參照?qǐng)D16)的可靠性。
[0244]同樣,由于在透明的平滑化層17的表面、或者通過(guò)機(jī)械研磨而進(jìn)行了平滑化的絕緣反射層15的表面上形成電極圖案20,因此能夠防止電極圖案的剝落。
[0245]另外,在機(jī)械研磨所產(chǎn)生的絕緣反射層15表面的研磨粒而導(dǎo)致的汚染或者絕緣反射層15中的損傷等成為問(wèn)題的情況下,優(yōu)選采用由前面闡述的反射層12或者透明的平滑化層17而將絕緣反射層15的表面的凹凸填埋得平滑的方法。
[0246]〔實(shí)施方式3的變形例2〕
[0247]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式3的變形例2,如果基于圖22進(jìn)行說(shuō)明,則如下所述。圖22是說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的基板5C的變形例2的圖,圖22(a)是基板5C的變形例2的俯視圖,圖22(b)是圖22(a)的H-H線(xiàn)向視剖面圖,圖22(c)是圖22(b)的部分放大圖。
[0248]與實(shí)施方式3不同點(diǎn)在于,如圖22(c)所示,在鋁基體10(基體)與絕緣反射層15之間形成有緩沖層250。在實(shí)施方式3中,在由金屬構(gòu)成的鋁基體10上形成絕緣反射層15來(lái)作為發(fā)光裝置用基板的情況、尤其是將其用作大輸出的發(fā)光裝置用基板的情況下,會(huì)受到載置在基板5C上的發(fā)光元件6所產(chǎn)生的熱的影響,所述由金屬構(gòu)成的鋁基體10反復(fù)引起膨脹收縮。因而,形成在鋁基體10上的絕緣反射層15由于絕緣反射層15和鋁基體10的線(xiàn)膨脹率系數(shù)差等而受到機(jī)械負(fù)荷,有可能導(dǎo)致剝離或者絕緣耐壓性下降。此外,載置在基板5C上的發(fā)光元件6自身也由于發(fā)光元件6和鋁基體10的線(xiàn)膨脹率系數(shù)差等而受到熱歷史的影響,有可能導(dǎo)致壽命下降。為此,在實(shí)施方式3的變形例2中,如圖22所示,在鋁基體10(基體)與絕緣反射層15之間形成了緩沖層250。
[0249]緩沖層250與實(shí)施方式I的變形例所說(shuō)明的緩沖層相同,由于在實(shí)施方式I的變形例中已經(jīng)進(jìn)行了說(shuō)明,因此這里將省略。
[0250]在本實(shí)施方式3的變形例2中,作為基體的材料,雖然利用了鋁,但基體只要是由導(dǎo)熱性高的材質(zhì)構(gòu)成的基體即可,并不特別限定。例如,能夠利用由包含鋁、銅、不銹鋼或鐵作為材料的金屬構(gòu)成的基板。
[0251]此外,如圖23所示,在本實(shí)施方式3的變形例I所示的構(gòu)造中也優(yōu)選的是,在鋁基體10(基體)與絕緣反射層15之間形成緩沖層250。圖23是說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的基板5C的變形例2的其他例的圖,圖23 (a)是基板5C的變形例2的其他例的俯視圖,圖23 (b)是圖23 (a)的1-1線(xiàn)向視剖面圖,圖23(c)是圖23(b)的部分放大圖。
[0252]具體而言,研討對(duì)于發(fā)光元件6而利用使用了藍(lán)寶石基板的LED、對(duì)于絕緣反射層15而利用了氧化鋁的情況,由于藍(lán)寶石的線(xiàn)膨脹率為7X10—6/°C,與氧化鋁的線(xiàn)膨脹率大致相同,熱膨脹收縮同步發(fā)生,因此絕緣反射層15自身的熱膨脹收縮所引起的給發(fā)光元件6帶來(lái)的機(jī)械負(fù)荷幾乎能夠忽視。此外,線(xiàn)膨脹率為23X 10—6/°C的鋁基體10的熱膨脹收縮所引起的機(jī)械負(fù)荷,經(jīng)由線(xiàn)膨脹率比鋁基體10小的緩沖層250,被絕緣反射層15降低后進(jìn)行傳遞,由于經(jīng)由絕緣反射層15被進(jìn)一級(jí)降低后傳遞給發(fā)光元件6,因此給發(fā)光元件6帶來(lái)的機(jī)械負(fù)荷顯著降低。
[0253]〔實(shí)施方式4〕
[0254]在本實(shí)施方式中,關(guān)于鋁基體10與通過(guò)噴鍍而形成的陶瓷層(中間層11)之間的密接性的改善,基于圖13?圖15來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0255]在實(shí)施方式I所涉及的基板5A中,有時(shí)不對(duì)鋁基體10的表面進(jìn)行處理而直接在鋁基體10上通過(guò)噴鍍來(lái)形成中間層11。
[0256]與之相對(duì),在實(shí)施方式4中,對(duì)鋁基體10的表面進(jìn)行噴射處理之后,在鋁基體10上通過(guò)噴鍍來(lái)形成中間層11。根據(jù)上述構(gòu)成,能夠改善鋁基體10與中間層11之間的密接性。
[0257]首先,關(guān)于鋁基體10與中間層11之間的密接性的改善,利用圖13來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。圖13是用于說(shuō)明鋁基體10與中間層11之間的密接性的改善的圖。
[0258]如圖13所示,基板100C在鋁基體10的表面上形成有中間層11。在中間層11的上表面設(shè)置有發(fā)光元件6。基板100C為了改善鋁基體10與中間層11之間的密接性,例如在鋁基體10上通過(guò)氧化鋁噴鍍來(lái)形成中間層11之前,通過(guò)噴射處理使鋁基體10的表面粗糙化。噴射處理例如通過(guò)使被壓縮空氣等載氣加速后的微細(xì)粒子從噴嘴中噴出而高速且高密度碰撞鋁基體10來(lái)進(jìn)行。在對(duì)金屬進(jìn)行噴射處理的情況下,作為微細(xì)粒子而最通常使用的是氧化鋁。接下來(lái),在進(jìn)行了粗糙化的鋁基體10的表面噴鍍氧化鋁來(lái)形成中間層11。其結(jié)果,能夠改善鋁基體10與中間層11之間的密接性。
[0259]另一方面,在通過(guò)噴射處理使鋁基體10的表面粗糙化的情況下,鋁基體10的表面具有凹凸形狀。受到該凹凸形狀的影響,形成在鋁基體10的表面上的中間層11的表面也具有凹凸形狀。若在該形成有凹凸形狀的中間層11的表面上搭載發(fā)光元件6,則中間層11和發(fā)光元件6成為點(diǎn)接觸。其結(jié)果,基板100C的散熱性變差,存在基板100C成為高熱阻的問(wèn)題。此夕卜,存在成為溫度循環(huán)試驗(yàn)等中的發(fā)光元件6剝落的原因的問(wèn)題。
[0260]故此,為了解決上述問(wèn)題,在本實(shí)施方式中,如圖14所示,由反射層12來(lái)填埋通過(guò)氧化鋁噴鍍而形成的中間層11的凹凸形狀以進(jìn)行平滑化。圖14是本實(shí)施方式所涉及的基板5A的簡(jiǎn)要剖面圖。此時(shí),為了填埋中間層11的凹凸形狀來(lái)進(jìn)行平滑化,也可以將反射層12形成得較厚。
[0261]根據(jù)上述構(gòu)成,由于在進(jìn)行了平滑化的反射層12的表面上搭載發(fā)光元件6,因此反射層12和發(fā)光元件6成為面接觸。其結(jié)果,能夠防止溫度循環(huán)試驗(yàn)等中的發(fā)光元件6的剝落。此外,能夠降低基板5A的熱阻,能夠確保發(fā)光裝置4(參照?qǐng)D16)的可靠性。同樣,由于在進(jìn)行了平滑化的反射層12的表面上形成電極圖案20(參照?qǐng)D1),因此能夠防止電極圖案20的剝落。
[0262]如上所述,反射層12是玻璃質(zhì)和光反射性陶瓷的混合層、或樹(shù)脂和光反射性陶瓷的混合層,因此固化前的原料通過(guò)液狀且具有流動(dòng)性或至少具有可塑性的玻璃層(溶膠凝膠用涂料)或者樹(shù)脂層(熱固化性樹(shù)脂或熱塑性樹(shù)脂)來(lái)形成。因而,反射層12容易填埋中間層11的凹凸形狀,能夠使搭載發(fā)光元件6的面平滑化。反射層12的厚度只要是能夠?qū)崿F(xiàn)期望的反射率的所需最小限度的厚度、且能夠填埋中間層11的表面的凹凸形狀以使搭載發(fā)光元件6的面平滑化這種所需最小限度的厚度即可。
[0263]此外,在實(shí)施方式I所涉及的基板5A中,對(duì)鋁基體10的表面進(jìn)行噴射處理來(lái)改善鋁基體10與中間層11之間的密接性的情況下,如圖15所示,也可以在反射層12與中間層11之間設(shè)置平滑化層16,以使發(fā)光元件6的搭載面平滑化。圖15是表示本實(shí)施方式所涉及的基板5A的其他例的簡(jiǎn)要剖面圖。此時(shí),期望平滑化層16的導(dǎo)熱率高于反射層12的導(dǎo)熱率。通過(guò)設(shè)置導(dǎo)熱率比反射層12高的平滑化層16,能夠進(jìn)一步降低基板5A的熱阻。
[0264]平滑化層16是玻璃質(zhì)和陶瓷的混合層、或者樹(shù)脂和陶瓷的混合層。期望選擇平滑化層16中所含的陶瓷粒子的導(dǎo)熱率比反射層12中所含的陶瓷粒子的導(dǎo)熱率高的陶瓷粒子。作為平滑化層16中所利用的陶瓷粒子,優(yōu)選氧化鋁、氮化鋁、氮化硅以及碳化硅等。
[0265]在此,形成在中間層11的表面上的凹凸形狀,除了與通過(guò)噴射處理使鋁基體10的表面粗糙化的情形有關(guān)之外,還與所噴鍍的陶瓷粒子的直徑的大小有關(guān)。
[0266]例如,在通過(guò)噴射處理而進(jìn)行了粗糙化的鋁基體10的表面,利用粒徑為50μπι以下的氧化鋁粒子而通過(guò)等離子噴鍍將中間層11(氧化鋁層)層疊了200μπι的情況下,中間層11的表面的凹凸形狀的最大高度與最小高度之差成為40μηι?60μηι。
[0267]與之相對(duì),在通過(guò)噴射處理而進(jìn)行了粗糙化的鋁基體10的表面,利用粒徑為20μπι以下的氧化鋁粒子而通過(guò)等離子噴鍍將中間層11(氧化鋁層)層疊了200μπι的情況下,中間層11的表面的凹凸形狀的最大高度與最小高度之差成為15μηι?30μηι。這樣,通過(guò)減小噴鍍中所利用的陶瓷粒子的粒徑,從而能夠抑制中間層11的表面的凹凸形狀的最大高度與最小高度之差。
[0268]在此,雖然示出對(duì)起因于噴射處理而形成的、產(chǎn)生在中間層11表面上的凹凸進(jìn)行平滑化的方法,但應(yīng)用該平滑化的方法的凹凸面并不限定于噴射處理所引起的情形,應(yīng)該廣泛地作為對(duì)中間層11表面上所產(chǎn)生的凹凸進(jìn)行平滑化的方法來(lái)應(yīng)用。例如,為使不進(jìn)行噴射處理而利用噴鍍所形成的陶瓷層平滑化,可以應(yīng)用基于圖13?圖15所說(shuō)明的本實(shí)施方式4的方法。
[0269]〔實(shí)施方式4的變形例〕
[0270]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式4的變形例,如果基于圖24以及圖25進(jìn)行說(shuō)明,則如下所述。圖24是本實(shí)施方式的圖14所涉及的基板5Α的變形例的簡(jiǎn)要剖面圖,圖25是本實(shí)施方式的圖15所涉及的基板5Α的其他例的變形例的其他例的簡(jiǎn)要剖面圖。
[0271]與實(shí)施方式4不同點(diǎn)在于,如圖24以及圖25所示,在鋁基體10(基體)與中間層11之間形成有緩沖層250。在實(shí)施方式4的圖14以及圖15中,在由金屬構(gòu)成的鋁基體10上形成中間層11來(lái)作為發(fā)光裝置用基板的情況、尤其是將其用作大輸出的發(fā)光裝置用基板的情況下,會(huì)受到載置在基板5Α上的發(fā)光元件6所產(chǎn)生的熱的影響,所述由金屬構(gòu)成的鋁基體10反復(fù)引起膨脹收縮。因而,形成在鋁基體10上的中間層11由于中間層11和鋁基體10的線(xiàn)膨脹率系數(shù)差等而受到機(jī)械負(fù)荷,有可能導(dǎo)致剝離或者絕緣耐壓性下降。此外,載置在基板5Α上的發(fā)光元件6自身也由于發(fā)光元件6和鋁基體10的線(xiàn)膨脹率系數(shù)差等而受到熱歷史的影響,有可能導(dǎo)致壽命下降。為此,在實(shí)施方式4的變形例中,如圖24以及圖25所示,在鋁基體10(基體)與中間層11之間形成了緩沖層250。
[0272]緩沖層250與實(shí)施方式I的變形例所說(shuō)明的緩沖層相同,由于在實(shí)施方式I的變形例中已經(jīng)進(jìn)行了說(shuō)明,因此這里將省略。
[0273]在本實(shí)施方式4的變形例中,作為基體的材料,雖然利用了鋁,但基體只要是由導(dǎo)熱性高的材質(zhì)構(gòu)成的基板即可,并不特別限定。例如,能夠利用由包含鋁、銅、不銹鋼或鐵作為材料的金屬構(gòu)成的基板。
[0274]〔實(shí)施方式5〕
[0275]實(shí)施方式I?4所示的發(fā)光裝置用基板中利用的緩沖層250并不限定于金屬或合金,取而代之,也可以利用加工成片狀的樹(shù)脂或者膏狀的樹(shù)脂等來(lái)作為緩沖層250。
[0276]在該情況下,為了調(diào)整緩沖層250的導(dǎo)熱率、線(xiàn)膨脹率等物理特性,可以適當(dāng)加入添加劑,作為添加劑,可列舉陶瓷粒子、玻璃纖維、金屬粒子等。
[0277]構(gòu)成緩沖層250的樹(shù)脂也可以由耐熱性?xún)?yōu)異的環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂或氟樹(shù)脂來(lái)構(gòu)成。更具體而言,作為緩沖層250,可以利用市場(chǎng)上銷(xiāo)售的散熱基板用絕緣片。
[0278]所述市場(chǎng)上銷(xiāo)售的散熱基板用絕緣片的線(xiàn)膨脹率,由于對(duì)于陶瓷粒子而將環(huán)氧系樹(shù)脂用作粘合劑,因此為1 X 10—6?15 X 1^V0C,表示鋁的線(xiàn)膨脹率23 X 10—V °C與作為代表性陶瓷材料的氧化鋁的線(xiàn)膨脹率7X 10—6/°C的中間的線(xiàn)膨脹率。此外,導(dǎo)熱率5W/(m.K)、ΙΟΟμπι的厚度下的絕緣耐壓性表示5kV以上的優(yōu)異的導(dǎo)熱性、絕緣耐壓性。
[0279]這樣,在對(duì)于緩沖層250而利用樹(shù)脂層的情況下,優(yōu)選利用的是包含使用了樹(shù)脂粘合劑的陶瓷粒子的反射層12。在對(duì)于緩沖層250而利用樹(shù)脂層的情況下,為了對(duì)于反射層12而利用玻璃系粘合劑,需要將干燥以及燒成溫度設(shè)為300°C以下,優(yōu)選設(shè)為250°C以下,來(lái)降低包含緩沖層250的樹(shù)脂層所受到的熱而引起的損傷。
[0280]〔實(shí)施方式6〕
[0281]在本實(shí)施方式中,說(shuō)明利用實(shí)施方式I所說(shuō)明的基板5A而作成的發(fā)光裝置4。本實(shí)施方式能夠適應(yīng)實(shí)施方式I?5所涉及的基板5A、基板5B以及基板5C。圖16(a)表示本實(shí)施方式所涉及的發(fā)光裝置4的俯視圖,圖16(b)表示圖16(a)的D-D線(xiàn)向視剖面圖。其中,在附圖中,為了簡(jiǎn)化,方便起見(jiàn),大幅省略繪制發(fā)光元件6的數(shù)目。
[0282]發(fā)光裝置4是在基板5A上安裝了多個(gè)LED元件或者EL元件等發(fā)光元件6的C0B(chipon board;板上芯片)類(lèi)型的發(fā)光裝置。
[0283]在基板5A上設(shè)置有設(shè)于密封樹(shù)脂7的周緣且包圍多個(gè)發(fā)光元件6的周?chē)目蝮w8。在框體8的內(nèi)部填充密封樹(shù)脂7來(lái)密封發(fā)光元件6。密封樹(shù)脂7包含以發(fā)光元件6的出射光激勵(lì)熒光體并變換為不同波長(zhǎng)的光的熒光體。通過(guò)該構(gòu)成,發(fā)光元件6在密封樹(shù)脂7的表面進(jìn)行面發(fā)光。
[0284]通過(guò)多個(gè)發(fā)光元件6的集成,作為對(duì)于發(fā)光裝置4的接通功率而可利用10W、50W、100W或者100W以上等,可獲得高亮度的出射光。例如,為了在基板5A上集成500μπι X 800μπι程度的中型尺寸大小的發(fā)光元件6來(lái)實(shí)現(xiàn)接通功率為100W程度的大輸出的發(fā)光裝置4,需要將發(fā)光元件6集成300個(gè)至400個(gè)程度這樣的多個(gè)。通過(guò)集成多個(gè),從而發(fā)光裝置4的發(fā)熱變大,因此也可以通過(guò)圖17所示那樣的與發(fā)光裝置4相比體積非常大的散熱器2來(lái)確保高散熱性。圖17是被裝在散熱器上的上述發(fā)光裝置4的俯瞰圖。
[0285]作為發(fā)光元件6,例如能夠利用藍(lán)色LED、紫色LED、紫外線(xiàn)LED等。作為被填充至密封樹(shù)脂7的熒光體,例如能夠利用發(fā)出藍(lán)色、綠色、黃色、橙色、紅色的任意一種顏色的光的熒光體、或者任意的多個(gè)熒光體的組合。由此,能夠從發(fā)光裝置4出射期望的顏色的出射光。其中,可以省略密封樹(shù)脂7的熒光體而在基板5上排列發(fā)光波長(zhǎng)不同的藍(lán)色、綠色以及紅色的三種顏色的發(fā)光元件6,也可以為任意的兩種顏色的組合,或者可以為單色。
[0286]發(fā)光元件6與正極電極圖案20a以及負(fù)極電極圖案20b連接。正極電極圖案20a與正極連接器21a連接,該正極連接器21a用于將發(fā)光元件6經(jīng)由正極電極圖案20a而與外部布線(xiàn)或者外部裝置連接。負(fù)極電極圖案20b與負(fù)極連接器21b連接,該負(fù)極連接器21b用于將發(fā)光元件6經(jīng)由負(fù)極電極圖案20b而與外部布線(xiàn)或者外部裝置連接。也可以是正極連接器21a以及負(fù)極連接器21b由連接盤(pán)構(gòu)成,通過(guò)焊接而將正極電極圖案20a以及負(fù)極電極圖案20b與外部布線(xiàn)或者外部裝置連接。
[0287]另外,在通過(guò)正極連接器21a以及負(fù)極連接器21b而將正極電極圖案20a以及負(fù)極電極圖案20b與外部布線(xiàn)或者外部裝置連接的情況下,也可以在正極電極圖案20a以及負(fù)極電極圖案20b上分別設(shè)置連接盤(pán),并經(jīng)由這些連接盤(pán)來(lái)連接正極電極圖案20a和正極連接器21a、以及負(fù)極電極圖案20b和負(fù)極連接器21b。
[0288]此外,發(fā)光裝置4例如能夠應(yīng)用于圖18所示那樣的照明裝置I。圖18(a)是應(yīng)用了實(shí)施方式6所涉及的發(fā)光裝置4的照明裝置I的俯瞰圖,圖18(b)是圖18(a)的剖面圖。照明裝置I具備:發(fā)光裝置4;散熱器2,用于對(duì)由發(fā)光裝置4產(chǎn)生的熱進(jìn)行散熱;以及反射器3,反射從發(fā)光裝置4出射的光。
[0289]〔附記事項(xiàng)〕
[0290]在實(shí)施方式I?6中,在由藍(lán)寶石基板形成了發(fā)光元件6的情況下,使通過(guò)噴鍍而形成的高品質(zhì)且致密的陶瓷層例如氧化鋁層介于發(fā)光元件6與鋁基體10之間,從而線(xiàn)膨脹系數(shù)與發(fā)光元件6接近的陶瓷層作為緩沖層發(fā)揮作用。因而,不會(huì)引起鋁基體10的膨脹收縮而致的發(fā)光元件6的壽命下降。因此,縱使施加了溫度循環(huán)的負(fù)荷,也不會(huì)發(fā)生發(fā)光元件6的輸出下降、即壽命的下降。
[0291]〔總結(jié)〕
[0292]本發(fā)明的形態(tài)I所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5A/5B)具備:基體(鋁基體10),由金屬材料構(gòu)成;第I絕緣層(反射層12),形成在用于與發(fā)光元件(6)取得電連接的電極圖案
(20)與所述基體之間,并且含有反射來(lái)自所述發(fā)光元件的光的第I陶瓷;第2絕緣層(中間層11/保護(hù)層14),該第2絕緣層含有通過(guò)噴鍍而形成的第2陶瓷來(lái)加強(qiáng)所述第I絕緣層的絕緣耐壓性能。
[0293]根據(jù)上述構(gòu)成,發(fā)光裝置用基板具備:第I絕緣層,含有反射來(lái)自發(fā)光元件的光的第I陶瓷。因而,具有高反射率、耐熱性以及耐光性。此外,第2絕緣層含有第2陶瓷且通過(guò)噴鍍來(lái)形成。因而,第2絕緣層能夠形成致密的陶瓷層,因此能夠穩(wěn)定地確保高絕緣耐壓特性和高導(dǎo)熱率。進(jìn)而,第2絕緣層能夠保持將熱阻抑制得較低的狀態(tài)地加厚厚度。因而,能夠保持將熱阻抑制得較低的狀態(tài)地加強(qiáng)第I絕緣層的絕緣耐壓性能。其結(jié)果,能夠提供兼?zhèn)浒ǜ叻瓷渎?、高散熱性、高絕緣耐壓性和耐熱/耐光性的長(zhǎng)期可靠性且量產(chǎn)性也優(yōu)異的發(fā)光裝置用基板。
[0294]本發(fā)明的形態(tài)2所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5A/5B)在上述形態(tài)I中也可以是:所述第I絕緣層(反射層12)是所述第I陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層、或者是所述第I陶瓷和樹(shù)脂的混合層,所述第2絕緣層(中間層11/保護(hù)層14)的導(dǎo)熱率高于所述第I絕緣層的導(dǎo)熱率。
[0295]根據(jù)上述構(gòu)成,由于第I絕緣層是第I陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層、或者是所述第I陶瓷和樹(shù)脂的混合層,因此能夠通過(guò)溶膠/凝膠反應(yīng)或者固化反應(yīng)來(lái)形成第I絕緣層。此外,由于第2絕緣層的導(dǎo)熱率高于第I絕緣層的導(dǎo)熱率,因此能夠維持高絕緣耐壓性的狀態(tài)不變地使第2絕緣層的導(dǎo)熱率高于第I絕緣層的導(dǎo)熱率。
[0296]本發(fā)明的形態(tài)3所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5A/5B)在上述形態(tài)I中也可以是:所述基體(鋁基體10)包含鋁材料或者銅材料。
[0297]根據(jù)上述構(gòu)成,基體能夠包含鋁材料或者銅材料。因而,能夠?qū)⑤p量、加工性?xún)?yōu)異、導(dǎo)熱率高的材料作為基體的材料來(lái)使用。
[0298]本發(fā)明的形態(tài)4所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5A)在上述形態(tài)I中也可以是:所述基體(鋁基體10)包含鋁材料,所述第2絕緣層(中間層11)覆蓋所述基體的一部分,所述發(fā)光裝置用基板還包括覆蓋所述基體的剩余的一部分或者全部的防蝕鋁層(保護(hù)層13)。
[0299]根據(jù)上述構(gòu)成,能夠通過(guò)第2絕緣層以及防蝕鋁層來(lái)覆蓋基體。因而,在基板的制造工序中,在進(jìn)行形成電極圖案而需要的鍍覆處理之際從鍍覆液中保護(hù)基體的同時(shí),還作為防止多余的鍍層的析出的保護(hù)層來(lái)發(fā)揮功能。此外,在基板完成后,能夠防止因氧化所引起的腐蝕。
[0300]本發(fā)明的形態(tài)5所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5A)在上述形態(tài)I中也可以是:所述第2絕緣層(中間層11)形成在所述第I絕緣層(反射層12)與所述基體(鋁基體10)之間。
[0301 ]根據(jù)上述構(gòu)成,第2絕緣層形成在第I絕緣層與基體之間。因而,能夠通過(guò)形成在第I絕緣層與基體之間的第2絕緣層來(lái)加強(qiáng)第I絕緣層的絕緣耐壓性能。
[0302]本發(fā)明的形態(tài)6所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5A)在上述形態(tài)5中也可以是:所述第2絕緣層(中間層11)的厚度為50μπι以上且500μπι以下,所述第I絕緣層(反射層12)的厚度為ΙΟμπι以上且ΙΟΟμπι以下。
[0303]根據(jù)上述構(gòu)成,第2絕緣層能夠適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)第I絕緣層的絕緣耐壓性能,第I絕緣層能夠適當(dāng)?shù)胤瓷鋪?lái)自發(fā)光元件的光。
[0304]本發(fā)明的形態(tài)7所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5Β)在上述形態(tài)I中也可以是:所述第2絕緣層(保護(hù)層14)形成在所述基體(鋁基體10)的與所述第I絕緣層(反射層12)側(cè)的面相反的一側(cè)的面。
[0305]根據(jù)上述構(gòu)成,發(fā)光裝置用基板將導(dǎo)熱率比基體低的第2絕緣層配置在遠(yuǎn)離發(fā)光元件6的位置。因而,在通過(guò)第2絕緣層之前,能夠使熱在與發(fā)光裝置用基板的表面平行的水平方向上擴(kuò)散。其結(jié)果,即便是與上述形態(tài)5中的第2絕緣層相同的厚度、相同的導(dǎo)熱率,也能夠降低第2絕緣層的熱阻。
[0306]本發(fā)明的形態(tài)8所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5Β)在上述形態(tài)7中也可以是:所述第2絕緣層(保護(hù)層14)的厚度為50μπι以上,所述第I絕緣層(反射層12)的厚度為ΙΟμπι以上且10ym以下。
[0307]根據(jù)上述構(gòu)成,第2絕緣層能夠適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)第I絕緣層的絕緣耐壓性能,第I絕緣層能夠適當(dāng)?shù)胤瓷鋪?lái)自發(fā)光元件的光。
[0308]本發(fā)明的形態(tài)9所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5Α/5Β)在上述形態(tài)I中也可以是:所述第2絕緣層(中間層11/保護(hù)層14)包含氧化鋁層,所述第I絕緣層(反射層12)是通過(guò)玻璃質(zhì)來(lái)覆蓋氧化鋯粒子、氧化鈦粒子、氧化鋁粒子、或氮化鋁粒子之中的任意一種而形成的。
[0309]根據(jù)上述構(gòu)成,第2絕緣層包含氧化鋁層。因而,第2絕緣層具有高導(dǎo)熱率性和絕緣耐壓性能。此外,第I絕緣層是通過(guò)玻璃質(zhì)來(lái)覆蓋氧化鋯粒子、氧化鈦粒子、氧化鋁粒子、或氮化鋁粒子之中的任意一種而形成的。因而,第I絕緣層具有高反射率,具有高絕緣耐壓性能以及高導(dǎo)熱率。此外,由于第I絕緣層具有玻璃質(zhì),因此耐熱性/耐光性?xún)?yōu)異,絕緣耐壓性也變高。
[0310]本發(fā)明的形態(tài)10所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5A/5B)在上述形態(tài)I中也可以是:所述第2絕緣層(中間層11/保護(hù)層14)包含氧化鋁層,所述第I絕緣層(反射層12)包含含有氧化鋯粒子、氧化鈦粒子、氧化鋁粒子、或氮化鋁粒子之中的任意一種粒子的樹(shù)脂,所述樹(shù)脂為硅酮樹(shù)脂、氟樹(shù)脂或者環(huán)氧樹(shù)脂。
[0311 ]根據(jù)上述構(gòu)成,第2絕緣層包含氧化鋁層。因而,第2絕緣層具有高導(dǎo)熱率性和絕緣耐壓性能。此外,第I絕緣層包含含有氧化鋯粒子、氧化鈦粒子、氧化鋁粒子、或氮化鋁粒子之中的任意一種粒子的硅酮樹(shù)脂、氟樹(shù)脂或者環(huán)氧樹(shù)脂。因而,第I絕緣層具有高反射率,具有高絕緣耐壓性能。此外,由于樹(shù)脂的固化溫度低,因此在將所述樹(shù)脂作為粘合劑用于形成第I絕緣層的情況下,與利用溶膠/凝膠反應(yīng)來(lái)形成玻璃質(zhì)的情況相比,形成變得容易。
[0312]本發(fā)明的形態(tài)11所涉及的發(fā)光裝置(4)也可以具備:上述形態(tài)I所記載的發(fā)光裝置用基板(基板5A/5B);所述發(fā)光元件(6);連接盤(pán)或者連接器(正極連接器21a/負(fù)極連接器21b),用于將所述發(fā)光元件(6)經(jīng)由所述電極圖案(20)而與外部布線(xiàn)或者外部裝置連接;框體(8),形成為包圍所述發(fā)光元件;以及密封樹(shù)脂(7),密封被所述框體包圍的發(fā)光元件。
[0313]根據(jù)上述構(gòu)成,能夠提供起到與上述形態(tài)I所涉及的發(fā)光裝置用基板同樣的效果的發(fā)光裝置。
[0314]本發(fā)明的形態(tài)12所涉及的發(fā)光裝置用基板的制造方法也可以是上述形態(tài)5所涉及的發(fā)光裝置用基板的制造方法,在所述基體上通過(guò)噴鍍來(lái)形成所述第2絕緣層(中間層11),在所述第2絕緣層上形成所述第I絕緣層(反射層12),在所述第I絕緣層上形成所述電極圖案(20)。
[0315]根據(jù)上述構(gòu)成,起到與上述形態(tài)5所涉及的發(fā)光裝置用基板的效果同樣的效果。
[0316]本發(fā)明的形態(tài)13所涉及的發(fā)光裝置用基板的制造方法在上述形態(tài)12中也可以是:所述第2絕緣層(中間層11)包含氧化鋁層,通過(guò)噴鍍氧化鋁來(lái)形成所述氧化鋁層。
[0317]根據(jù)上述構(gòu)成,第2絕緣層包含氧化鋁層。因而,第2絕緣層具有高導(dǎo)熱率性和絕緣耐壓性能。此外,第2絕緣層通過(guò)噴鍍來(lái)形成。因而,第2絕緣層能夠形成致密的氧化鋁層,因此能夠穩(wěn)定地確保高絕緣耐壓特性和高導(dǎo)熱率。
[0318]本發(fā)明的形態(tài)14所涉及的發(fā)光裝置用基板的制造方法在上述形態(tài)12中也可以是:所述第I絕緣層(反射層12)為所述第I陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層,通過(guò)玻璃原料的溶膠/凝膠反應(yīng)來(lái)形成所述玻璃質(zhì)。
[0319]根據(jù)上述構(gòu)成,第I絕緣層為第I陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層。因而,第I絕緣層具有第I陶瓷,因此具有高反射率,具有高絕緣耐壓性能以及高導(dǎo)熱率。此外,第I絕緣層具有玻璃質(zhì),因此耐熱性/耐光性?xún)?yōu)異,絕緣耐壓也變高。
[0320]本發(fā)明的形態(tài)15所涉及的發(fā)光裝置用基板的制造方法在上述形態(tài)12中也可以是:所述第2絕緣層(中間層11)包含氧化鋁層,所述第I絕緣層(反射層12)為所述第I陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層,通過(guò)噴鍍氧化鋁來(lái)形成所述氧化鋁層,通過(guò)玻璃原料的溶膠/凝膠反應(yīng)來(lái)形成所述玻璃質(zhì)。
[0321 ]根據(jù)上述構(gòu)成,第2絕緣層包含氧化鋁層。因而,第2絕緣層具有高導(dǎo)熱率性和絕緣耐壓性能。此外,第2絕緣層通過(guò)噴鍍來(lái)形成。因而,第2絕緣層能夠形成致密的氧化鋁層,因此能夠穩(wěn)定地確保高絕緣耐壓特性和高導(dǎo)熱率。進(jìn)而,第I絕緣層為第I陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層。因而,第I絕緣層具有第I陶瓷,因此具有高反射率,具有高絕緣耐壓性能以及高導(dǎo)熱率。此外,第I絕緣層具有玻璃質(zhì),因此耐熱性/耐光性?xún)?yōu)異,絕緣耐壓也變高。
[0322]本發(fā)明的形態(tài)16所涉及的發(fā)光裝置用基板的制造方法在上述形態(tài)12中也可以是:所述第2絕緣層(中間層11)包含氧化鋁層,所述第I絕緣層(反射層12)為所述第I陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層,通過(guò)噴鍍氧化鋁來(lái)形成所述氧化鋁層,通過(guò)玻璃粒子的熔融和固化來(lái)形成所述玻璃質(zhì)。
[0323]根據(jù)上述構(gòu)成,第2絕緣層包含氧化鋁層。因而,第2絕緣層具有高導(dǎo)熱率性和絕緣耐壓性能。此外,第2絕緣層通過(guò)噴鍍來(lái)形成。因而,第2絕緣層能夠形成致密的氧化鋁層,因此能夠穩(wěn)定地確保高絕緣耐壓特性和高導(dǎo)熱率。進(jìn)而,第I絕緣層為第I陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層。因而,第I絕緣層具有第I陶瓷,因此具有高反射率,具有高絕緣耐壓性能以及高導(dǎo)熱率。此外,第I絕緣層具有玻璃質(zhì),因此耐熱性/耐光性?xún)?yōu)異,絕緣耐壓性也變高。
[0324]本發(fā)明的形態(tài)17所涉及的發(fā)光裝置用基板的制造方法也可以為上述形態(tài)7所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5B)的制造方法,在所述基體(鋁基體10)上形成所述第I絕緣層(反射層12),在所述基體的與所述第I絕緣層側(cè)的面相反的一側(cè)的面上形成所述第2絕緣層(保護(hù)層14),在所述第I絕緣層上形成所述電極圖案。
[0325]根據(jù)上述構(gòu)成,起到與上述形態(tài)7所涉及的發(fā)光裝置用基板的效果同樣的效果。
[0326]本發(fā)明的形態(tài)18所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5C)具備:基體(鋁基體10),由金屬材料構(gòu)成;以及絕緣層(絕緣反射層15),含有通過(guò)噴鍍而形成的陶瓷、和用于提高所述陶瓷的白度的白色的無(wú)機(jī)材料,并且該絕緣層為了與發(fā)光元件(6)取得電連接而形成在電極圖案(20)與所述基體之間。
[0327]根據(jù)上述構(gòu)成,發(fā)光裝置用基板具備含有通過(guò)噴鍍而形成的陶瓷的絕緣層。因而,絕緣層能夠形成致密的陶瓷層,因此能夠穩(wěn)定地確保高絕緣耐壓特性和高導(dǎo)熱率。此外,發(fā)光裝置用基板含有能夠提高所述陶瓷的白度的白色的無(wú)機(jī)材料。因而,能夠反射來(lái)自發(fā)光元件的光,具有高反射率、耐熱性以及耐光性。進(jìn)而,發(fā)光裝置用基板通過(guò)絕緣層能夠保持將熱阻抑制得較低的狀態(tài)地強(qiáng)化絕緣耐壓性能。其結(jié)果,能夠提供兼?zhèn)浒ǜ叻瓷渎?、高散熱性、高絕緣耐壓性和耐熱/耐光性的長(zhǎng)期可靠性且量產(chǎn)性也優(yōu)異的發(fā)光裝置用基板。
[0328]本發(fā)明的形態(tài)19所涉及的發(fā)光裝置用基板(基板5A)在上述形態(tài)I中也可以是:在所述基體(鋁基體10)與所述第2絕緣層(中間層11)之間,形成有由線(xiàn)膨脹率比所述基體小的物質(zhì)構(gòu)成的緩沖層(250)。
[0329]根據(jù)上述構(gòu)成,發(fā)光裝置用基板在基體與第2絕緣層之間形成有線(xiàn)膨脹率比基體小的緩沖層。因而,能夠顯著降低因基體的熱膨脹收縮所引起的機(jī)械負(fù)荷傳遞給發(fā)光元件,因此能夠使發(fā)光元件、進(jìn)而使發(fā)光裝置的壽命長(zhǎng)壽命化,能夠提高可靠性。
[0330]進(jìn)而,也可以形成有由線(xiàn)膨脹率比所述基體小且線(xiàn)膨脹率比所述第2絕緣層(中間層11)大的物質(zhì)構(gòu)成的緩沖層250。
[0331]本發(fā)明并不限定于上述的各實(shí)施方式,能在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更,將不同實(shí)施方式所分別公開(kāi)的技術(shù)手段適當(dāng)組合而獲得的實(shí)施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。進(jìn)而,通過(guò)組合各實(shí)施方式所分別公開(kāi)的技術(shù)手段,從而能夠形成新的技術(shù)特征。
[0332]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0333]本發(fā)明所涉及的發(fā)光裝置用基板能夠作為各種發(fā)光裝置用的基板來(lái)利用。本發(fā)明所涉及的發(fā)光裝置尤其能夠作為高亮度LED發(fā)光裝置來(lái)利用。本發(fā)明所涉及的發(fā)光裝置用基板的制造方法能夠以量產(chǎn)性?xún)?yōu)異的方法來(lái)制造絕緣耐壓性、散熱性?xún)?yōu)異的發(fā)光裝置用基板。
[0334]符號(hào)說(shuō)明
[0335]I照明裝置
[0336]2散熱器
[0337]4發(fā)光裝置
[0338]5A、5B、5C基板(發(fā)光裝置用基板)
[0339]6發(fā)光元件
[0340]7密封樹(shù)脂[0341 ]8 框體
[0342]10鋁基體(基體)
[0343]11中間層(第2絕緣層)
[0344]12反射層(第I絕緣層)
[0345]13保護(hù)層(防蝕鋁層)
[0346]14保護(hù)層(第2絕緣層)
[0347]15絕緣反射層(絕緣層)
[0348]20電極圖案
[0349]21a正極連接器(連接器)
[0350]21b負(fù)極連接器(連接器)
[0351]250緩沖層
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)光裝置用基板,其特征在于,具備: 基體,由金屬材料構(gòu)成; 第I絕緣層,形成在用于與發(fā)光元件取得電連接的電極圖案和所述基體之間,并且含有反射來(lái)自所述發(fā)光元件的光的第I陶瓷;以及 第2絕緣層,含有通過(guò)噴鍍而形成的第2陶瓷來(lái)加強(qiáng)所述第I絕緣層的絕緣耐壓性能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置用基板,其特征在于, 在所述基體和所述第2絕緣層之間,形成有由線(xiàn)膨脹率比所述基體小的物質(zhì)構(gòu)成的緩沖層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置用基板,其特征在于, 所述第I絕緣層是所述第I陶瓷和玻璃質(zhì)的混合層、或者是所述第I陶瓷和樹(shù)脂的混合層, 所述第2絕緣層的導(dǎo)熱率高于所述第I絕緣層的導(dǎo)熱率。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置用基板,其特征在于, 所述第2絕緣層形成在所述第I絕緣層和所述基體之間。5.一種發(fā)光裝置,其特征在于,具備: 權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置用基板; 所述發(fā)光元件; 連接盤(pán)或者連接器,用于將所述發(fā)光元件經(jīng)由所述電極圖案而與外部布線(xiàn)或者外部裝置連接; 框體,形成為包圍所述發(fā)光元件;以及 密封樹(shù)脂,密封被所述框體包圍的發(fā)光元件。6.—種發(fā)光裝置用基板的制造方法,是權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置用基板的制造方法,其特征在于, 在所述基體上通過(guò)噴鍍來(lái)形成所述第2絕緣層, 在所述第2絕緣層上形成所述第I絕緣層, 在所述第I絕緣層上形成所述電極圖案。
【文檔編號(hào)】C23C4/11GK105830241SQ201480069824
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年11月11日
【發(fā)明人】小西正宏, 伊藤晉
【申請(qǐng)人】夏普株式會(huì)社
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