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公開番号2025097210
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023213370
出願日2023-12-18
発明の名称焼結体基板、発光装置及びそれらの製造方法
出願人日亜化学工業株式会社
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類C04B 41/91 20060101AFI20250623BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】実装性の良好な、信頼性の高い焼結体基板、発光装置及びそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】第1面及び前記第1面の反対側となる第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通する貫通孔を有するセラミックス基板を準備することと、前記貫通孔内に活性金属粉体を含む第1導電ペーストを配置することと、前記第1導電ペーストを乾燥することと、前記第1面側の前記第1導電ペーストの表面の少なくとも一部を除去することと、前記第1面側の前記第1導電ペースト上に活性金属粉体を含む第2導電ペーストを配置することと、前記第1導電ペースト及び前記第2導電ペーストを焼成し、第1導電部材及び第2導電部材とすることと、前記第1面側の前記第2導電部材の表面の少なくとも一部を除去し、前記第1面と前記第2導電部材の表面の全面とを面一とする焼結体基板の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１面及び前記第１面の反対側となる第２面を有し、前記第１面から前記第２面に貫通する貫通孔を有するセラミックス基板を準備することと、
前記貫通孔内に活性金属粉体を含む第１導電ペーストを配置することと、
前記第１導電ペーストを乾燥することと、
前記第１面側の前記第１導電ペーストの表面の少なくとも一部を除去することと、
前記第１面側の前記第１導電ペースト上に活性金属粉体を含む第２導電ペーストを配置することと、
前記第１導電ペースト及び前記第２導電ペーストを焼成し、第１導電部材及び第２導電部材とすることと、
前記第１面側の前記第２導電部材の表面の少なくとも一部を除去し、前記第１面と前記第２導電部材の表面の全面とを面一とする焼結体基板の製造方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１導電ペーストを乾燥した後、前記第２面側の前記第１導電ペーストの表面の少なくとも一部を除去することと、
前記第２面側の前記第１導電ペースト上に活性金属粉体を含む第３導電ペーストを配置することと、
前記第１導電部材及び前記第２導電部材とすることにおいて、前記第１導電ペースト及び前記第２導電ペーストを焼成するとともに、前記第３導電ペーストを焼成し、第３導電部材とすることと、
前記第２面側の前記第３導電部材の表面の少なくとも一部を除去し、前記第２面と前記第３導電部材の表面の全面とを面一とする請求項１に記載の焼結体基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１面と前記第２導電部材の表面とを面一とした後、さらに、前記第２導電部材の表面にめっきを配置することを含む請求項１に記載の焼結体基板の製造方法。
【請求項４】
前記セラミックス基板を準備することにおいて、前記貫通孔は、レーザ加工により形成する請求項１に記載の焼結体基板の製造方法。
【請求項５】
前記セラミックス基板を準備することにおいて、前記貫通孔は、前記第１面側に設ける第１凹部と、前記第２面側に設ける第２凹部と、前記第１凹部から前記第２凹部に貫通し、前記第１凹部及び前記第２凹部よりも幅狭の第１貫通孔とを有する請求項１に記載の焼結体基板の製造方法。
【請求項６】
前記第１導電ペーストを配置することにおいて、前記第１導電ペーストに含まれる活性金属粉体の含有量は、１重量部以上２０重量部以下である請求項１に記載の焼結体基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１導電ペーストを配置することにおいて、前記第１導電ペーストには金属粉体が含まれ、前記第１導電ペーストに含まれる金属粉体は、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ及びＡｇ－Ｃｕ合金粉末の少なくとも１種を含む請求項１に記載の焼結体基板の製造方法。
【請求項８】
前記第１導電ペーストを配置することにおいて、前記第１導電ペーストに含まれる前記金属粉体は、さらにＣｕ、Ｃｒ及びＮｉの少なくとも１種を含む請求項７に記載の焼結体基板の製造方法。
【請求項９】
前記第１導電ペーストを配置することにおいて、前記第１導電ペーストに含まれる前記活性金属粉体は、ＴｉＨ
２
、ＣｅＨ
２
、ＺｒＨ
２
、及び、ＭｇＨ
２
の少なくとも１種を含む請求項１に記載の焼結体基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１導電ペーストを配置することにおいて、前記第１導電ペーストは無機フィラーを含む請求項１に記載の焼結体基板の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、焼結体基板、発光装置及びそれらの製造方法に関する。
続きを表示（約 4,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、Ｓｉ
３
Ｎ
４
基板等の高熱伝導性に優れたセラミックス基板では、活性金属ろう材がビア材や配線に使用されている（特許文献１及び２等）。このようなセラミックス基板では、焼成後に活性金属ろう材の表面に窪みが発生し、発光素子等の電子部品の実装が困難となることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１３７６６号公報
特開２０２２－３１１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示に係る実施形態は、ビア材及び配線を有する基板において、実装性が良好な焼結体基板、発光装置及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に開示される焼結体基板の製造方法は、第１面及び前記第１面の反対側となる第２面を有し、前記第１面から前記第２面に貫通する貫通孔を有するセラミックス基板を準備することと、前記貫通孔内に活性金属粉体を含む第１導電ペーストを配置することと、前記第１導電ペーストを乾燥することと、前記第１面側の前記第１導電ペーストの表面の少なくとも一部を除去することと、前記第１面側の前記第１導電ペースト上に活性金属粉体を含む第２導電ペーストを配置することと、前記第１導電ペースト及び前記第２導電ペーストを焼成し、第１導電部材及び第２導電部材とすることと、前記第１面側の前記第２導電部材の表面の少なくとも一部を除去し、前記第１面と前記第２導電部材の表面の全面とを面一とする。
実施形態に開示される発光装置の製造方法は、上述した焼結体基板の製造方法により焼結体基板を準備することと、前記第２導電部材に、直接又は間接に電気的に接続する発光素子を配置することとを含む。
実施形態に開示される焼結体基板は、第１面及び前記第１面の反対側となる第２面を有し、前記第１面から前記第２面に貫通する貫通孔を有する窒化物若しくは酸化物のセラミックス基板と、前記貫通孔内に配置され、前記第１面側の表面付近で窪みを有する第１導電部材と、少なくとも前記窪みに配置される第２導電部材とを備え、前記第１面と前記第２導電部材の表面の全面とが面一であり、前記第１導電部材及び前記第２導電部材のそれぞれには、Ｔｉ、Ｃｅ、Ｚｒ及びＭｇの少なくとも１種を含む窒化物、又は、Ｔｉ、Ｃｅ、Ｚｒ及びＭｇの少なくとも１種を含む酸化物を含む。
実施形態に開示される発光装置は、上述した焼結体基板と、前記第２導電部材と直接又はめっきを介して間接的に電気的に接続される発光素子とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の実施形態によれば、ビア材及び配線を有する基板において、実装性が良好な焼結体基板、発光装置及びそれらの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態に係る焼結体基板の製造方法を例示するフローチャートである。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る焼結体基板を模式的に示す平面図である。
図３ＡのＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線における断面斜視図である。
実施形態に係る発光装置の製造方法を例示するフローチャートである。
実施形態に係る発光装置の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る発光装置の製造方法における概略断面工程図である。
実施形態に係る発光装置の製造方法における概略断面工程図である。
図２Ｉで表された焼結体基板の変形例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本開示に係る技術的思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、発明を以下のものに限定しない。一つの実施形態において説明する内容は、他の実施形態及び変形例にも適用可能である。図面は実施形態を概略的に示すものであり、説明を明確にするため、各部材のスケールや間隔、位置関係等を誇張し、あるいは、部材の一部の図示を省略している場合がある。各図において示す方向は、構成要素間の相対的な位置を示し、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。説明の便宜上、断面と表記している場合でも端面の場合があり、その逆もあり得る。同一の名称、符号については、原則として、同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。実施形態について、「覆う」及び「配置する」とは直接接する場合に限らず、間接的に、例えば他の部材を介して覆う又は配置する場合も含む。
【０００９】
〔焼結体基板の製造方法〕
実施形態に係る焼結体基板の製造方法は、図１に示すように、セラミックス基板を準備し（Ｓ１１）、第１導電ペーストを配置し（Ｓ１２）、第１導電ペーストを乾燥し（Ｓ１３）、第１導電ペーストの一部を除去し（Ｓ１４）、第２導電ペーストを配置し（Ｓ１５）、第１導電ペースト及び第２導電ペーストを焼成して（Ｓ１６）、第１導電部材及び第２導電部材を得、得られた第２導電部材の一部を除去する（Ｓ１７）ことを含む。
実施形態に係る焼結体基板の製造方法では、さらに、第３導電ペーストを配置すること（Ｓ１５ａ）、第１導電ペースト及び第２導電ペーストの焼成と同時に、第３導電ペーストを焼成すること（Ｓ１６ａ）、第３導電部材の一部を除去すること（Ｓ１７ａ）を含んでいてもよい。また、第２導電部材、任意に第３導電部材の表面にめっきを配置すること（Ｓ１８ａ）を含んでいてもよい。
このような工程を行うことにより、第１導電部材、第２導電部材等の表面に発生することがある凹部を効果的に抑制することができ、実装性が良好な焼結体基板を効率的に製造することが可能となる。
【００１０】
Ｓ１１：セラミックス基板の準備
図２Ａに示すように、セラミックス基板１を準備する。
セラミックス基板１としては、例えば、既に焼成されて硬化しているセラミックスの基板を使用することが好ましい。セラミックス基板１は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの窒化物系セラミックス、酸化マグネシウム及び酸化アルミニウム酸化物系セラミックス、酸化ベリリウム、炭化ケイ素、ムライト、ホウケイ酸ガラス等の少なくとも１種を含むものが好ましい。なかでも、セラミックス基板１は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの窒化物系セラミックスが好ましい。セラミックス基板は、平板状の基板であることが好ましい。平面形状は、意図する発光装置によって適宜設定することができる。例えば、平面視において、矩形のものが挙げられる。
セラミックス基板１は、第１面１Ａとその反対側の面である第２面１Ｂとを有する。セラミックス基板１は、第１面１Ａから第２面１Ｂに貫通する貫通孔１Ｃを有する。貫通孔１Ｃは、第１面１Ａから第２面１Ｂに貫通する限り、第１面１Ａ側又は第２面１Ｂからみた平面視において、どのような形状をしていてもよい。例えば、円形、楕円形、三角形及び四角形等の多角形、これらを組み合わせた形状等、種々の形状が挙げられる。また、貫通孔１Ｃの断面形状もどのような形状であってもよい。例えば、断面視において、第１面１Ａ側から第２面１Ｂに向かって、同じ幅を有していてもよいし、徐々に幅狭又は幅広になる形状であってもよいし、１段以上の段差によって幅狭又は幅広になる形状、具体的には、第１面１Ａ側で幅広となる形状、第２面１Ｂ側で幅広となる形状、第１面１Ａ及び第２面１Ｂ側で幅広となる形状等、種々の形状が挙げられる。
図２Ａにおいては、貫通孔１Ｃは、第１面１Ａ及び第２面１Ｂ側でそれぞれ幅広であり、それ以外では一定の幅を有する。第１面１Ａ側の幅広の形状を第１凹部１Ｄ、第２面１Ｂ側の幅広の形状を第２凹部１Ｅと記載することがある。つまり、貫通孔１Ｃは、第１面１Ａ側の第１凹部１Ｄと、第２面１Ｂ側の第２凹部１Ｅと、第１凹部１Ｄから第２凹部１Ｅに貫通し、第１凹部１Ｄ及び第２凹部１Ｅよりも幅狭の第１貫通孔１Ｆを有する。
第１凹部１Ｄ及び第２凹部１Ｅの幅、大きさ及び深さ、第１貫通孔１Ｆの大きさ及び深さ等は、意図する発光装置の形態によって、適宜設定することができる。例えば、第１貫通孔１Ｆの直径又は一辺（図２Ａ中、Ｗ３）は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が挙げられる。第１貫通孔１Ｆの深さ（長さ、図２Ａ中、ｄ３）は、セラミックス基板１の厚みの５０％以上９０％以下が挙げられる。第１凹部１Ｄ及び第２凹部１Ｅは、それらの直径又は一辺（図２Ａ中、それぞれＷ１、Ｗ３）が、第１貫通孔１Ｆの直径又は一辺より大きければよく、その３倍以上が好ましい。第１凹部１Ｄ及び第２凹部１Ｅの深さ（図２Ａ中、それぞれｄ１及びｄ３）は、セラミックス基板１の厚みの５％以上４０％以下が挙げられる。第１凹部１Ｄ及び第２凹部１Ｅの直径又は一辺、深さは、それぞれ、同じでもよいし、異なっていてもよい。
なお、貫通孔１Ｃは、１つの第１凹部１Ｄ及び／又は１つの第２凹部１Ｅに対して２つ以上であってもよい。貫通孔１Ｃ、１Ｈ、第１貫通孔１Ｆをまとめて貫通孔と表記することもある。
貫通孔、第１凹部１Ｄ、第２凹部１Ｅ等は、当該分野で公知の方法によって形成することができる。例えば、ドライ又はウェットエッチング、ブラスト、セラミックス基板１の第１面１Ａ及び／又は第２面１Ｂ側からレーザ光を照射するレーザ加工等により、第１凹部１Ｄ、第２凹部１Ｅ及び／又は貫通孔１Ｃを形成することができる。
セラミックス基板１は、厚み、１又は複数の発光素子を配置するための第１面１Ａ及び／又は第２面１Ｂの面積、貫通孔の数等を適宜設定して準備することができる。例えば、セラミックス基板１の厚みは、１００μｍ以上１５００μｍ以下、好ましくは、１５０μｍ以上１０００μｍ以下、具体的には２５０μｍが挙げられる。第１貫通孔１Ｆの直径は、５０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以上３００μｍ以下、具体的には、２００μｍが挙げられ、第１凹部１Ｄ及び／又は第２凹部１Ｅの直径は、８０μｍ以上８００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以上５００μｍ以下、具体的には、３００μｍが挙げられる。第１凹部１Ｄ及び／又は第２凹部１Ｅの深さは、１０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは、２０μｍ以上１００μｍ以下、具体的には、３５μｍが挙げられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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