专利名称：玻璃陶瓷烧结体、使用了它的反射构件，和发光元件搭载用基板、以及发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及外形加工性优异的玻璃陶瓷烧结体、和使用了它的反射构件和发光元件搭载用基板、以及发光装置。
背景技术：
近年来，搭载有发光元件的发光装置，可实现对于高亮度化和白化的改良，且被作为移动电话和大型的液晶电视等的背光加以利用。其中，从不仅具有高反射性、而且与现有的发光元件搭载用基板所使用的合成树脂相比其耐热性和耐久性优异且即使长期曝露在紫外线下也不会劣化这样的理由出发，玻璃陶瓷烧结体受到注目。例如，在专利文献I中公开有ー种玻璃陶瓷烧结体，其中，作为陶瓷原料，使用硼硅玻璃、氧化铝、钙等2族元素、和金属铌或氧化铌，由此在可视光区域显示出高反射率。先行技术文献专利文献专利文献I特开2009-64842号公报但是，就专利文献I所公开的玻璃陶瓷烧结体而言，由于该玻璃陶瓷烧结体中含有硬度高的氧化铝粒子，所以在使用了切片锯等的外形加工和切断处理工序中，玻璃陶瓷烧结体的表面容易发生因裂纹或脱粒引起的缺陷这样的问题存在。另外，该玻璃陶 瓷烧结体在脱离可视光区域的近紫外线的波长的区域而光的反射率低这样的问题存在。
发明内容
因此，本发明其目的在于，提供ー种在外形加工和切断处理工序中在表面难以发生因裂纹或脱粒引起的缺陷、且在近紫外线的波长的区域的光的反射率高的玻璃陶瓷烧结体，及使用了它的反射构件，和发光元件搭载用基板以及发光装置。本发明的玻璃陶瓷烧结体，其特征在于，在玻璃相中含有钙长石相、铌钙矿相、石英相，并且使所述玻璃相、所述钙长石相、所述石英相、所述铌钙矿相合并的含量为98质量％以上。本发明的反射构件，其特征在干，由上述的玻璃陶瓷烧结体构成。本发明的发光元件搭载用基板，其特征在于，具有如下具备用于搭载发光元件的搭载部的绝缘基体；在该绝缘基体的所述搭载部侧以包围所述搭载部的方式所设置的反射构件，所述绝缘基体和所述反射构件之中至少一方由上述的玻璃陶瓷烧结体构成。本发明的发光装置，其特征在于，在所述的发光元件搭载用基板的所述搭载部具备发光兀件。根据本发明，能够得到在外形加工和切断的处理工序中在表面难以发生因裂纹或脱粒引起的缺陷、且近紫外线的波长的区域中光的反射率高的玻璃陶瓷烧结体以及使用了它的反射构件、发光元件搭载用基板和发光装置。
图1(a)表示本实施方式的玻璃陶瓷烧结体，是表示对母基板进行切断后的状态的立体图，(b)是(a)的A-A线剖面图。图2是表示本实施方式的发光元件搭载用基板的一例的剖面图。
具体实施例方式基于图1，对于本实施方式的玻璃陶瓷烧结体的一例进行说明。图1(a)表示本实施方式的玻璃陶瓷烧结体，是表示切断了母基板之后的状态的立体图，(b)是(a)的A-A线剖面图。本实施方式的玻璃陶瓷烧结体1，是在玻璃相中具有钙长石相、石英相、铌钙矿相之烧结体，另外，使这些玻璃相、钙长石相、石英相、铌钙矿相合并的含量为98质量％以上。本实施方式的玻璃陶瓷烧结体I的情况下，因为是在玻璃相的基体中存在钙长石相、石英相和铌钙矿相等的结晶相的构成，所以玻璃陶瓷烧结体I的表面被玻璃相覆盖。因此能够减小在玻璃陶瓷烧结体I的表面附近的结晶相和因填料的脱粒造成的碎裂等的缺陷。 另外，就本实施方式的玻璃陶瓷烧结体I而言，由于即使是玻璃相中所含的结晶相之中的、硬度最高的石英(a -石英)，其摩氏硬度也不过7左右，所以，与含有氧化铝(摩氏硬度9)等的摩氏硬度比7高的结晶相的玻璃陶瓷烧结体I相比较，在外形加工和切断处理工序中，不仅在玻璃陶瓷烧结体I的表面、而且在内部也能够减小因裂纹和脱粒等引起的缺陷3的尺寸。本实施方式的玻璃陶瓷烧结体1，如上述，在玻璃相中，与石英相(a-石英，折射率1. 45) 一起还具有钙长石(CaAl2Si2O8，折射率1. 58)相，且还含有铌钙矿相(CaNb2O6，折射率2. 2 2. 4)作为主相。由此，能够使可视光线的波长的区域(波长400 700nm)中的光的反射率达到80%以上，并且可以使波长比可视光线的波长的区域更短的近紫外线的波长的区域(380nm以下)中的光的反射率达到69%以上。这是由于其构成为，玻璃陶瓷烧结体的表面被玻璃相覆盖，在表面的玻璃相中和该玻璃相的下层侧，在石英相的周围混合分散有钙长石相和铌钙矿相。这种情况下，钙长石相和铌钙矿相，优选平均粒径为I U m左右(粒径的范围为0.1 1. 5 ii m)，如此，钙长石相和铌钙矿相的平均粒径小之际，可以使粒径小的结晶相对应波长短的光进行反射。另外，在玻璃陶瓷烧结体的表面附近，容易发生光的漫反射。相对于此，玻璃陶瓷烧结体I中所含的玻璃相、钙长石相、石英相、铌钙矿相其合并的含量比98质量％少时，在外形加工时容易发生尺寸大的缺陷，另外，近紫外线的波长的区域(380nm以下)中的光的反射率也比69%低。另外，在本实施方式的玻璃陶瓷烧结体中，使玻璃相的含量为16 28质量％，钙长石相的含量为33 45质量％，石英相的含量为5 20质量％和银I丐矿相的含量为17 46质量并且使石英相的平均粒径为1. 8 9. 0 ii m时,能够使380nm以下的波长的区域中的光的反射率达到85%以上。
此外，使本实施方式的玻璃陶瓷烧结体的玻璃相的含量为18 27质量I丐长石相的含量为36 45质量％，石英相的含量为5 10质量％和铌钙矿相的比例为23 41质量％,并且使石英相的平均粒径为1. 8 3. 6iim时，能够将380nm以下的波长的区域中的光的反射率进ー步提高到87%以上。接下来，对于将本实施方式的玻璃陶瓷烧结体I应用于发光元件搭载用基板的例子进行说明。图2是表示本实施方式的发光元件搭载用基板的一例的剖面图。本实施方式的发光元件搭载用基板，具有如下具备用于搭载发光元件(未图示)的搭载部11的绝缘基体13 ;在绝缘基体13的上表面和下表面所设置的导体层15 ;用于使在绝缘基体13的上表面和下表面所设置的导体层15彼此得以连接的贯通导体17，此外在绝缘基体13的上表面，还具有以包围搭载部11的方式所设置的反射构件19，绝缘基体13和反射构件19之中至少一方由本实施方式的玻璃陶瓷烧结体I构成。如上述，本实施方式的玻璃陶瓷烧结体1，因为切断和研磨等的外形加工性优异、且能够减小在玻璃陶瓷烧结体I的表面发生的缺陷3的尺寸，所以，在将这样的玻璃陶瓷烧结体I适用于发光元件搭载用基板的绝缘基体13和反射构件19之中的至少一方吋，能够得到缺陷3小、且不仅在可视光区域而在波长比400nm短的近紫外线的波长的区域也显示出高反射率的发光元件搭载用基板。这种情况下，从作为发光元件搭载用基板能够减少外观检查中的不良率这一点出发，优选缺陷3的尺寸(图1(b)所示的宽度w)其最大值为90 u m以下。另外，在上述的发光元件搭载用基板的搭载部11上安装有发光元件的发光装置，因为构成发光元件搭载用基板的绝缘基体13和反射构件19之中至少一方是不仅在可视光区域而且在波长比400nm短的近紫外线的波长的区域也显示出高反射率的，所以，跨越宽阔的波长的范围而显示出高发光特性。
接着，对于本实施方式的玻璃陶瓷烧结体I的制造方法进行说明。首先，作为原料粉末，准备玻璃粉末、石英粉末、Nb2O5粉末。这种情况下，就玻璃粉末而言，从钙长石相(CaAl2Si2O8)相容易析出这样的理由出发，优选使用分别含有S1、B、Al、Ca、Mg、Zn的硼硅玻璃粉末。另外，若使原料粉末中含有Nb2O5粉末，则在与构成玻璃粉末的Ca等的碱土类元素的氧化物之间容易形成高折射率的铌钙矿相(CaNb2O6)，由此可以得到具有高的光反射率的玻璃陶瓷烧结体I。这种情况下，原料粉末中所含的石英粉末的含量优选为2 20质量％，特别优选为5 10质量％，但作为石英粉末的平均粒径，优选使用I 30 ym，特别优选使用4 10 y m。另外，原料粉末中所含的Nb2O5粉末的含量优选为5 40质量％，特别优选为20 35质量％，但是，就Nb2O5粉末而言，优选使用平均粒径比石英粉末小的粉末，优选平均粒径使用0. 3 1. 0 ii m，特别优选使用0. 3 0. 8 ii m。若使用平均粒径为I U m以下的Nb2O5粉末作为原料粉末，则能够在石英相的周围形成微粒的铌钙矿相，并且也可以使钙长石相微粒化，由此可以得到在紫外线和近紫外线的波长的区域中光的反射率更高的玻璃陶瓷烧结体I。其次，将玻璃粉末、石英粉末、Nb2O5粉末与有机载体一起通过使用球磨机等的搅拌混合机，来调制成形用的混合体。接着，将所调制的成形用的混合体成形为规定的形状后，以800 1000°C的温度进行烧成，由此得到本实施方式的玻璃陶瓷烧结体或由该玻璃陶瓷烧结体构成的反射构件。另外，在制造发光元件搭载用基板的绝缘基体13时，使成形用的混合体成为浆状的基础上，再通过刮刀法等的成形法形成片状成形体，接着，对于该片状成形体进行冲孔加エ而形成贯通孔后，在所制作的片状成形体之中的、作为具有导体层15和贯通导体17的部分的片状成形体上，使用以Ag或Cu为主成分的导电膏形成导电图。接着，使形成有导电图的片状成形体、与根据需要未形成导电图的片状成形体进行组合，以达到期望的层数的方式进行层叠，制作毛坯(生)的层叠体，其后，以规定的条件进行烧成，由此制作构成发光元件搭载用基板的母基板。接着，按规定的尺寸切断母基板，由此能够得到本实施方式的发光元件搭载用基板的绝缘基体13。由本实施方式的玻璃陶瓷烧结体形成母基板时，在切断或外形加工的处理工序中，可以抑制在表面发生因裂纹和脱粒引起的缺陷，能够得到外观良好、且光的反射特性优异的发光元件搭载用基板。实施例首先，作为原料粉末，按照表I的比例，称量具有以重量比率计SiO2 B2O3 Al2O3 CaO MgO ZnO = 49 8 18 21 I 3 的比例的组成的硼硅玻璃粉末(平均粒径2. 5 ii m)、石英(a -石英)粉末、Nb2O5粉末(平均粒径0. 5 y m)、氧化铝粉末平均粒径3 y m)，其次，对于该原料粉末100质量份，添加14质量份的丙烯酸粘合剂，添加5质量份DOP作为增塑剂，添加含有甲苯30质量份的有机载体作为溶剤，使用球磨机混合40小时左右，制作浆料。接着，将该浆料通过使用刮刀法进行成形，制作平均厚度为0. 2mm的片状成形体。还有，表I的No. 23的试料，作为玻璃粉末，使用具有以重量比率计SiO2 B2O3 Al2O3 CaO BaO = 43 8 6 5 38的比例的组成的硼硅玻璃粉末(平均粒径2. 5 ii m)。
接着， 将该片状成形体三片贴在一起，进行加压层叠，由此制作生的层叠体，之后以表I所示的最高温度进行I小时烧成，制作纵、横、厚度分别为60mm、50mm、0. 4mm的母基板。接着，将母基板用切片锯(DISCO社制DAD3350)切断，制作长、宽、厚度分别约50mm、约5mm、约0. 4mm的试料片10个。接着,对所切断的10个试料片通过使用实体显微镜进行观察，观察在试料片上发生的碎裂等的缺陷，与脊线垂直的方向的宽度的最大值记述在表I中。切断后的试料片均只在脊线附近发生微小的碎裂(碎片)。接着，使片状成形体两片贴在一起，通过加压层叠，制作生的层叠体，之后进行切断，以与用于碎裂的评价的基板相同的条件进行烧成，制作反射率測定用的基板。反射率测定用的基板的尺寸，纵、横、厚度分别为30mm、30mm、0. 25mm。所制作的反射率測定用基板的反射率通过使用分光测色计(コニヵミノルタ制CM-3700d)在波长360 720nm的范围进行测量，由全反射率求得360nm、430nm、540nm、700nm下的反射率。 另外，就在玻璃陶瓷烧结体中所存在的各结晶相和玻璃相的比例而言，通过粉碎玻璃陶瓷烧结体，将由X射线衍射所得到的主峰值位置通过与JCPDS照合进行同定，并且进行全谱拟合分析(リ一卜ベルトRietveId)而求得。玻璃陶瓷烧结体中所含的石英相的平均粒径，其求得方式为，将从母基板切下的玻璃陶瓷烧结体的一部分埋入树脂中，进行截面的研磨后，对于研磨的试料通过使用扫描型电子显微镜拍摄内部组织的照片，在该照片上描绘大约50个进入的圆，选择圆内和圆周的结晶粒子，接着对于各结晶粒子的轮廓进行图像处理，求得各结晶粒子的面积，计算出置换成拥有相同面积的圆时的直径，由其平均值求得。这时，由扫描型电子显微镜所具备的X射线显微分析仪，对结晶相所含的主成分的元素进行同定，将除Si以外只检测到氧的结晶相同定为石英相。表I
权利要求
1.一种玻璃陶瓷烧结体，其特征在于，在玻璃相中含有钙长石相、铌钙矿相、石英相，且使所述玻璃相、所述钙长石相、所述石英相、所述铌钙矿相合并的含量为98质量％以上。
2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷烧结体，其特征在于，所述玻璃相的含量为16 28质量％，所述I丐长石相的含量为33 45质量％，所述石英相的含量为5 20质量％和所述银I丐矿相的含量为17 46质量％ ,并且所述石英相的平均粒径为1. 8 9. O μ m。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃陶瓷烧结体，其特征在于，所述玻璃相的含量为18 27质量％，所述I丐长石相的含量为36 45质量％，所述石英相的含量为5 10质量％和所述银I丐矿相的含量为23 41质量％ ,并且所述石英相的平均粒径为1. 8 3. 6 μ m。
4.一种反射构件，其特征在于，由权利要求1至3中任一项所述的玻璃陶瓷烧结体构成。
5.一种发光元件搭载用基板，其特征在于，具有具备用于搭载发光元件的搭载部的绝缘基体；在该绝缘基体的所述搭载部侧以包围所述搭载部的方式所设置的反射构件，所述绝缘基体和所述反射构件之中至少一方由权利要求1至3中任一项所述的玻璃陶瓷烧结体构成。
6.一种发光装置，其特征在于，在权利要求5所述的发光元件搭载用基板的所述搭载部具备发光元件。
全文摘要
本发明提供一种在外形加工和切断处理工序中在表面难以发生因裂纹或脱粒引起的缺陷、并且在近紫外线的波长的区域的光的反射率高的玻璃陶瓷烧结体，和使用了它的反射构件及发光元件搭载用基板以及发光装置。玻璃陶瓷烧结体(1)，在玻璃相中含有钙长石相、铌钙矿相、石英相，且使这些玻璃相、钙长石相、石英相、铌钙矿相合并的含量为98质量％以上。另外，发光元件搭载用基板，具有如下具备用于搭载发光元件的搭载部(11)的绝缘基体(13)；在该绝缘基体(13)的上表面以包围所述搭载部(11)的方式所设置的反射构件(19)，绝缘基体(13)和反射构件(19)之中至少一方由上述的玻璃陶瓷烧结体构成。
文档编号H01L33/60GK103038187SQ201280002206
公开日2013年4月10日 申请日期2012年6月21日 优先权日2011年6月29日
发明者古久保洋二 申请人:京瓷株式会社