JP2009130205A - Light-emitting device, substrate device, and method of manufacturing light-emitting device - Google Patents

Light-emitting device, substrate device, and method of manufacturing light-emitting device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting device which can be improved in yield by preventing a short circuit between a pair of electrode patterns formed on a substrate, and to provide a substrate device for the light-emitting device and the method of manufacturing the light-emitting device. <P>SOLUTION: The light-emitting device has an LED element 12, the substrate 11 on the top surface of which the LED element 12 is mounted and which has two stepped portions 11c formed from the lower part of two opposite side faces to a lower surface, a top surface pattern 14 formed on the top surface of the substrate 11, a sealing portion 13 sealing the LED element 12 and top surface pattern 14, the pair of electrode patterns 16 formed at the stepped portions 11c apart from corner portions of the lower surface of the substrate 11, and a via pattern 15 connecting the top surface pattern 14 and electrode pattern 16 to each other, and the electrode patterns 16 are prevented from short-circuiting owing to sagging of metal during dicing of the substrate 11. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、LED素子を上面に搭載し下面に電極パターンが形成される基板装置、この基板装置を備えた発光装置、及び、この発光装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate device in which an LED element is mounted on an upper surface and an electrode pattern is formed on a lower surface, a light emitting device including the substrate device, and a method for manufacturing the light emitting device.

従来から、樹脂によりLED素子を封止する発光装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の発光装置は、複数の絶縁層を積層して成り、上面に発光素子を収容し搭載する凹部を有する略直方体状の絶縁基体に、凹部の底面から絶縁基体の下面にかけて発光素子の電極が電気的に接続される配線層が形成されている。そして、絶縁基体の下面の対角の角部に絶縁基体の下面と側面との間を平面視でL字形状に切り欠くように形成された段差部が設けられており、該段差部の側面に配線層が電気的に接続された側面導体が形成されている。   Conventionally, a light-emitting device that seals an LED element with a resin is known (see, for example, Patent Document 1). The light-emitting device described in Patent Document 1 is formed by laminating a plurality of insulating layers, and emits light from a bottom surface of the concave portion to a lower surface of the insulating substrate on a substantially rectangular parallelepiped insulating base having a concave portion that houses and mounts the light-emitting element on the upper surface. A wiring layer to which the electrode of the element is electrically connected is formed. Further, a step portion formed so as to be cut out in an L shape in plan view between the lower surface and the side surface of the insulating base is provided at a diagonal corner portion of the lower surface of the insulating base. A side conductor having a wiring layer electrically connected thereto is formed.

また、ガラスによりLED素子を封止する発光装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2に記載の発光装置は、フリップチップ型のGaN系LED素子と、正方形状に形成されて上面にGaN系LED素子を搭載する多層構造の基板と、基板の上面および層内に形成される回路パターンと、GaN系LED素子と回路パターンとを電気的に接続するバンプと、GaN系LED素子を封止するとともに基板と接合されガラスからなる封止部と、基板の下面の四隅において層内の中間層から露出した底面回路パターンと、を有している。すなわち、基板の角部は他の部分よりも薄く形成され、基板の下面の四隅は段状に形成され、この段状部分に底面回路パターンが形成されている。
特開2004−207542号公報 国際公開第04/082036号パンフレット
A light-emitting device that seals an LED element with glass has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). The light-emitting device described in Patent Document 2 is formed on a flip-chip type GaN-based LED element, a multi-layered substrate formed in a square shape and mounting a GaN-based LED element on the upper surface, and the upper surface and layers of the substrate. A circuit pattern, a bump for electrically connecting the GaN-based LED element and the circuit pattern, a sealing portion that seals the GaN-based LED element and is bonded to the substrate and made of glass, and layers at four corners on the lower surface of the substrate And a bottom circuit pattern exposed from the inner intermediate layer. That is, the corners of the substrate are formed thinner than the other portions, the four corners of the lower surface of the substrate are formed in steps, and the bottom circuit pattern is formed in the steps.
JP 2004-207542 A International Publication No. 04/082036 Pamphlet

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の発光装置は、いずれも基板下面の角部に電極をなすパターンが形成されていることから、発光装置の製造時にダイシングにより基板を分割する際に、当該パターンを形成する金属のダレにより各パターン間で短絡するおそれがある。   However, since the light emitting devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2 both have patterns that form electrodes at the corners of the lower surface of the substrate, when the substrate is divided by dicing when manufacturing the light emitting device, There is a risk of short-circuiting between the patterns due to sagging of the metal forming the pattern.

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板に形成される一対の電極パターン間における短絡を防止し、歩留まりを向上させることのできる発光装置、この発光装置のための基板装置、及び、発光装置の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to prevent a short circuit between a pair of electrode patterns formed on a substrate and improve the yield, and the light emitting device. And a method of manufacturing a light emitting device.

本発明によれば、LED素子と、上面視にて四角形状に形成され、前記LED素子が搭載される上面と、相対する2つ側面の下部から下面にかけてそれぞれ形成される2つの段状部と、を有する基板と、前記基板の上面に形成され、前記LED素子と電気的に接続される上面パターンと、前記LED素子及び前記上面パターンを封止する封止部と、前記基板の前記下面の各角部と離隔し、前記基板の前記2つの段状部にそれぞれ形成される一対の電極パターンと、前記基板の内部にて該基板の厚さ方向へ延び、前記上面パターン及び前記電極パターンを接続するビアパターンと、を備えた発光装置が提供される。   According to the present invention, an LED element, a top surface formed in a square shape when viewed from above, and an upper surface on which the LED element is mounted, and two stepped portions formed respectively from the lower part to the lower surface of two opposing side surfaces, , A top surface pattern formed on the top surface of the substrate and electrically connected to the LED element, a sealing portion for sealing the LED element and the top surface pattern, and the bottom surface of the substrate A pair of electrode patterns formed on the two stepped portions of the substrate, spaced apart from each corner, and extending in the thickness direction of the substrate inside the substrate, the upper surface pattern and the electrode pattern being A light emitting device including a via pattern to be connected is provided.

上記発光装置において、前記基板の前記上面は平坦に形成され、前記封止部は前記基板の前記上面と全面的に接合され、前記上面パターンは前記基板の前記上面の外縁と離隔して形成されることが好ましい。   In the light emitting device, the upper surface of the substrate is formed flat, the sealing portion is entirely bonded to the upper surface of the substrate, and the upper surface pattern is formed apart from an outer edge of the upper surface of the substrate. It is preferable.

また、上記発光装置において、前記基板はセラミックからなり、前記封止部はガラスからなることが好ましい。   In the light emitting device, it is preferable that the substrate is made of ceramic and the sealing portion is made of glass.

また、本発明によれば、上面視にて四角形状に形成され、平坦に形成される上面と、相対する2つ側面の下部から下面にかけてそれぞれ形成される2つの段状部と、を有する基板と、前記基板の上面に該上面の外縁と離隔して形成される上面パターンと、前記基板の前記下面の各角部と離隔し、前記基板の前記2つの段状部にそれぞれ形成される一対の電極パターンと、前記基板の内部にて該基板の厚さ方向へ延び、前記上面パターン及び前記電極パターンを接続するビアパターンと、を備えた基板装置が提供される。   In addition, according to the present invention, the substrate is formed in a quadrangular shape when viewed from above, and has a flat upper surface, and two stepped portions respectively formed from the lower portion to the lower surface of two opposing side surfaces. A pair of upper surface patterns formed on the upper surface of the substrate and spaced apart from the outer edge of the upper surface, and formed on the two stepped portions of the substrate, spaced apart from each corner of the lower surface of the substrate. And a via pattern extending in the thickness direction of the substrate inside the substrate and connecting the upper surface pattern and the electrode pattern.

また、本発明によれば、上記発光装置を製造するにあたり、複数の前記基板が連結された連結基板に前記上面パターン、前記電極パターン及び前記ビアパターンを形成するパターン形成工程と、前記上面パターン、前記電極パターン及び前記ビアパターンが形成された前記連結基板をダイサーにより分割するダイシング工程と、を含む発光装置の製造方法が提供される。   According to the present invention, in manufacturing the light emitting device, a pattern forming step of forming the upper surface pattern, the electrode pattern, and the via pattern on a connection substrate in which a plurality of the substrates are connected; And a dicing step of dividing the connection substrate on which the electrode pattern and the via pattern are formed by a dicer.

また、本発明によれば、上記発光装置を製造するにあたり、複数の前記基板が連結された連結基板に前記上面パターン、前記電極パターン及び前記ビアパターンを形成するパターン形成工程と、前記上面パターン、前記電極パターン及び前記ビアパターンが形成された前記連結基板に、前記LED素子を実装する素子実装工程と、前記LED素子が実装された前記連結基板に、板状に形成されたガラスをホットプレス加工により融着し、前記LED素子を前記連結基板上で封止するガラス封止工程と、前記ガラスが融着された前記連結基板をダイサーにより分割するダイシング工程と、を含む発光装置の製造方法が提供される。   According to the present invention, in manufacturing the light emitting device, a pattern forming step of forming the upper surface pattern, the electrode pattern, and the via pattern on a connection substrate in which a plurality of the substrates are connected; An element mounting step for mounting the LED element on the connection substrate on which the electrode pattern and the via pattern are formed, and hot pressing a glass formed in a plate shape on the connection substrate on which the LED element is mounted A method for manufacturing a light emitting device, comprising: a glass sealing step for sealing the LED element on the connection substrate, and a dicing step for dividing the connection substrate on which the glass has been bonded by a dicer. Provided.

本発明によれば、基板に形成される一対の電極パターン間における短絡を防止し、歩留まりを向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to prevent a short circuit between a pair of electrode patterns formed on a substrate and improve a yield.

図1から図6は本発明の一実施形態を示し、図1は発光装置の上面図である。尚、各図においては、説明のために、実際の装置の各部寸法と寸法を異にして図示している部分がある。   1 to 6 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a top view of a light emitting device. In each figure, for the sake of explanation, there are parts that are illustrated with different dimensions and dimensions of the actual apparatus.

図1に示すように、発光装置1は、フリップチップ型のGaN系半導体材料からなるLED素子12と、LED素子12を上面に搭載するセラミック基板11と、セラミック基板11の上面に形成されLED素子12へ電力へ供給するための上面パターン14と、LED素子12及び上面パターン14をセラミック基板11上にて封止する封止部13と、を備えている。本実施形態においては、1つの発光装置1に、前後及び左右に3列ずつ並ぶ計9つのLED素子12が搭載される。各LED素子12は、上面パターン14により電気的に直列に接続されている。   As shown in FIG. 1, the light emitting device 1 includes an LED element 12 made of a flip-chip GaN-based semiconductor material, a ceramic substrate 11 on which the LED element 12 is mounted, and an LED element formed on the upper surface of the ceramic substrate 11. 12 is provided with a top surface pattern 14 for supplying power to 12 and a sealing portion 13 for sealing the LED element 12 and the top surface pattern 14 on the ceramic substrate 11. In the present embodiment, a total of nine LED elements 12 arranged in three rows in the front and rear and right and left are mounted on one light emitting device 1. Each LED element 12 is electrically connected in series by the upper surface pattern 14.

LED素子12は、サファイア(Al)からなる成長基板の表面に、III族窒化物系半導体をエピタキシャル成長させることにより、バッファ層と、n型層と、MQW層と、p型層とがこの順で形成されている。このLED素子12は、700℃以上でエピタキシャル成長され、その耐熱温度は600℃以上であり、低融点の熱融着ガラスを用いた封止加工における加工温度に対して安定である。また、LED素子12は、p型層の表面に設けられるp側電極と、p側電極上に形成されるp側パッド電極と、を有するとともに、p型層からn型層にわたって一部をエッチングすることにより露出したn型層に形成されるn側電極を有する。p側パッド電極とn側電極には、それぞれバンプ18(図1中不図示)が形成される。本実施形態においては、LED素子12は、厚さ100μmで346μm角に形成される。 The LED element 12 includes a buffer layer, an n-type layer, an MQW layer, and a p-type layer by epitaxially growing a group III nitride semiconductor on the surface of a growth substrate made of sapphire (Al 2 O 3 ). They are formed in this order. This LED element 12 is epitaxially grown at 700 ° C. or higher, its heat-resistant temperature is 600 ° C. or higher, and is stable with respect to the processing temperature in the sealing process using the low melting point heat-sealing glass. In addition, the LED element 12 includes a p-side electrode provided on the surface of the p-type layer and a p-side pad electrode formed on the p-side electrode, and a part thereof is etched from the p-type layer to the n-type layer. The n-side electrode is formed on the exposed n-type layer. Bumps 18 (not shown in FIG. 1) are formed on the p-side pad electrode and the n-side electrode, respectively. In the present embodiment, the LED element 12 has a thickness of 100 μm and a 346 μm square.

セラミック基板11は、アルミナ(Al)の多結晶焼結材料からなり、上面視四角形状に形成される。本実施形態においては、セラミック基板11は、厚さ方向(上下方向)寸法が0.15mm、一辺の寸法が3.15mmの上面視正方形状に形成される。 The ceramic substrate 11 is made of a polycrystalline sintered material of alumina (Al 2 O 3 ) and is formed in a square shape when viewed from above. In the present embodiment, the ceramic substrate 11 is formed in a square shape in a top view with a thickness direction (vertical direction) dimension of 0.15 mm and a side dimension of 3.15 mm.

図2は図1のA−A断面図である。
図2に示すように、セラミック基板11は、厚さ寸法が0.15mmの一般部11aと、一般部11aよりも薄肉に形成された薄肉部11bと、を有し、上面が全面にわたって平坦に形成されている。本実施形態においては、各薄肉部11bは、セラミック基板11の所定方向(図2においては左右方向)の外縁側に形成される。一般部11aと各薄肉部11bは上面が面一に形成されており、セラミック基板11の下面における一般部11aと各薄肉部11bの境界部分に、上下に延びる垂直面を有する段状部11cが形成される。すなわち、各段状部11cは、セラミック基板11の相対する2つ側面の下部から下面にかけてそれぞれ形成される。各薄肉部11bの形成方法は任意であるが、例えばセラミック基板11を多層構造として中間の層を露出させることで形成することができる。
2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
As shown in FIG. 2, the ceramic substrate 11 has a general part 11a having a thickness of 0.15 mm and a thin part 11b formed thinner than the general part 11a, and the upper surface is flat over the entire surface. Is formed. In the present embodiment, each thin portion 11b is formed on the outer edge side of the ceramic substrate 11 in a predetermined direction (left-right direction in FIG. 2). The general portion 11a and each thin portion 11b are formed so that the upper surfaces thereof are flush with each other, and a stepped portion 11c having a vertical surface extending vertically is formed at a boundary portion between the general portion 11a and each thin portion 11b on the lower surface of the ceramic substrate 11. It is formed. That is, each stepped portion 11 c is formed from the lower part to the lower surface of two opposing side surfaces of the ceramic substrate 11. Although the formation method of each thin part 11b is arbitrary, for example, it can form by exposing the intermediate | middle layer by making the ceramic substrate 11 into a multilayer structure.

図1に示すように、上面パターン14は、LED素子12と電気的に接続され、セラミック基板11の厚さ方向へ延びるビアパターン15を介して一対の電極パターン16と電気的に接続される。上面パターン14は、セラミック基板11の上面の外縁と離隔して形成されている。電極パターン16は、セラミック基板11の下面に形成され、例えば外部の実装基板31と電気的に接続される。電極パターン16はセラミック基板11の所定方向両端に形成され、一方が正電極、他方が負電極をなす。また、セラミック基板11の下面における各電極パターン16の間には、放熱パターン17が形成される。   As shown in FIG. 1, the upper surface pattern 14 is electrically connected to the LED element 12 and is electrically connected to a pair of electrode patterns 16 via a via pattern 15 extending in the thickness direction of the ceramic substrate 11. The upper surface pattern 14 is formed apart from the outer edge of the upper surface of the ceramic substrate 11. The electrode pattern 16 is formed on the lower surface of the ceramic substrate 11 and is electrically connected to, for example, an external mounting substrate 31. The electrode pattern 16 is formed on both ends of the ceramic substrate 11 in a predetermined direction, one of which is a positive electrode and the other is a negative electrode. A heat radiation pattern 17 is formed between the electrode patterns 16 on the lower surface of the ceramic substrate 11.

上面パターン14、ビアパターン15、電極パターン16及び放熱パターン17は、導電性の金属からなる。本実施形態においては、上面パターン14、電極パターン16及び放熱パターン17は、セラミック基板11の表面に形成されるW層と、W層の表面を覆う薄膜状のNiメッキ層と、Niメッキ層の表面を覆う薄膜状のAgメッキ層と、を含んでいる。また、ビアパターン15は、Wからなり、セラミック基板11を厚さ方向に貫通するビアホールに設けられる。   The upper surface pattern 14, the via pattern 15, the electrode pattern 16, and the heat dissipation pattern 17 are made of a conductive metal. In the present embodiment, the upper surface pattern 14, the electrode pattern 16, and the heat dissipation pattern 17 are formed of a W layer formed on the surface of the ceramic substrate 11, a thin Ni plating layer that covers the surface of the W layer, and a Ni plating layer. A thin Ag-plated layer covering the surface. The via pattern 15 is made of W and is provided in a via hole penetrating the ceramic substrate 11 in the thickness direction.

封止部13は、ZnO−B−SiO−Nb−NaO−LiO系の熱融着ガラスからなる。尚、ガラスの組成はこれに限定されるものではなく、例えば、熱融着ガラスは、LiOを含有していなくてもよいし、任意成分としてZrO、TiO等を含んでいてもよい。図2に示すように、封止部13は、セラミック基板11と全面的に接合されており、セラミック基板11上に直方体状に形成され、セラミック基板11の上面からの高さが0.5mmとなっている。封止部13の側面は、ホットプレス加工によってセラミック基板11と接着された板ガラスが、セラミック基板11とともにダイサー(dicer)でカットされることにより形成される。また、封止部13の上面は、ホットプレス加工によってセラミック基板11と接着された板ガラスの一面である。この熱融着ガラスは、ガラス転移温度(Tg)が490℃、屈伏点(At)が520℃、100℃〜300℃における熱膨張率(α)が6×10−6/℃、屈折率が1.7となっている。 The sealing portion 13 is made of ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 —Nb 2 O 5 —Na 2 O—Li 2 O-based heat fusion glass. The composition of the glass is not limited to this. For example, the heat-sealing glass may not contain Li 2 O, or may contain ZrO 2 , TiO 2 or the like as an optional component. Good. As shown in FIG. 2, the sealing portion 13 is joined to the ceramic substrate 11 entirely, is formed in a rectangular parallelepiped shape on the ceramic substrate 11, and the height from the upper surface of the ceramic substrate 11 is 0.5 mm. It has become. The side surface of the sealing portion 13 is formed by cutting a plate glass bonded to the ceramic substrate 11 by hot pressing together with the ceramic substrate 11 with a dicer. The upper surface of the sealing portion 13 is one surface of a plate glass bonded to the ceramic substrate 11 by hot pressing. This heat-fusible glass has a glass transition temperature (Tg) of 490 ° C., a yield point (At) of 520 ° C., a coefficient of thermal expansion (α) at 100 ° C. to 300 ° C. of 6 × 10 −6 / ° C., and a refractive index. It is 1.7.

また、封止部13には蛍光体13aが分散されている。蛍光体13aは、MQW層から発せられる青色光により励起されると、黄色領域にピーク波長を有する黄色光を発する黄色蛍光体である。本実施形態においては、蛍光体13aとしてYAG(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体が用いられる。尚、蛍光体13aは、珪酸塩蛍光体や、YAGと珪酸塩蛍光体を所定の割合で混合したもの等であってもよい。   Further, the phosphor 13 a is dispersed in the sealing portion 13. The phosphor 13a is a yellow phosphor that emits yellow light having a peak wavelength in a yellow region when excited by blue light emitted from the MQW layer. In the present embodiment, a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) phosphor is used as the phosphor 13a. The phosphor 13a may be a silicate phosphor or a mixture of YAG and silicate phosphor at a predetermined ratio.

図2に示すように、実装基板31は、金属からなる基板本体32と、基板本体32上に形成され樹脂からなる絶縁層33と、絶縁層33上に形成され金属からなる回路パターン34と、を有している。基板本体32は、例えば銅(熱伝導率:380W・m−1・K−1)からなり、各ガラス封止LED2の放熱パターン17とはんだ材36を介して接続される。絶縁層33は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等からなり、導電性を有する基板本体32と回路パターン34との絶縁を図る。回路パターン34は、例えば表面(上面)に薄膜状の金を有する銅からなり、各ガラス封止LED2の電極パターン16とはんだ材37を介して接続される。尚、図2には発光装置1が搭載される実装基板31の一例を図示しており、発光装置1が搭載される実装基板31は任意に変更可能である。例えば、実装基板31が、回路パターン34を被覆する白色のレジスト層35を備えたものであってもよいし、例えばアルミベース基板のように銅以外の金属をベースとした基板であってもよい。さらに、実装基板31を、ポリイミドや液晶ポリマーをベースとしたフレキシブル基板としてももよい。 As shown in FIG. 2, the mounting substrate 31 includes a substrate body 32 made of metal, an insulating layer 33 made of resin formed on the substrate body 32, a circuit pattern 34 made of metal formed on the insulating layer 33, have. The substrate body 32 is made of, for example, copper (thermal conductivity: 380 W · m −1 · K −1 ), and is connected via the heat radiation pattern 17 of each glass-sealed LED 2 and the solder material 36. The insulating layer 33 is made of, for example, a polyimide resin, an epoxy resin, or the like, and insulates the conductive substrate body 32 from the circuit pattern 34. The circuit pattern 34 is made of, for example, copper having a thin film of gold on the surface (upper surface), and is connected to the electrode pattern 16 of each glass-sealed LED 2 via a solder material 37. FIG. 2 shows an example of a mounting substrate 31 on which the light emitting device 1 is mounted, and the mounting substrate 31 on which the light emitting device 1 is mounted can be arbitrarily changed. For example, the mounting substrate 31 may include a white resist layer 35 that covers the circuit pattern 34, or may be a substrate based on a metal other than copper, such as an aluminum base substrate. . Further, the mounting substrate 31 may be a flexible substrate based on polyimide or liquid crystal polymer.

図3は発光装置の下面図である。
図3に示すように、各電極パターン16及び放熱パターン17は、平面視にて矩形状に形成される。各電極パターン16は、セラミック基板11の別個の段状部11cにそれぞれ形成される。また、各電極パターン16は、セラミック基板11の下面の各角部と離隔し、当該下面の各辺部の中央側に形成されている。また、放熱パターン17は、各電極パターン16と間隔をおいて形成され、各電極パターン16が形成されていない対向する各辺部の外縁同士にわたって延びている。
FIG. 3 is a bottom view of the light emitting device.
As shown in FIG. 3, each electrode pattern 16 and heat dissipation pattern 17 are formed in a rectangular shape in plan view. Each electrode pattern 16 is formed on a separate stepped portion 11 c of the ceramic substrate 11. In addition, each electrode pattern 16 is spaced from each corner of the lower surface of the ceramic substrate 11 and is formed on the center side of each side portion of the lower surface. Further, the heat radiation pattern 17 is formed at intervals from each electrode pattern 16, and extends across the outer edges of the opposing side portions where the electrode patterns 16 are not formed.

以上のように構成された発光装置1では、実装基板31を通じて各電極パターン16に電圧が印加されると、各LED素子12から青色光が発せられる。そして、青色光の一部が蛍光体13aにより黄色に変換され、発光装置1からは青色光と黄色光の組合せにより白色光が発せられる。また、各LED素子12にて生じた熱は、放熱パターン17を介して基板本体32に伝達される。   In the light emitting device 1 configured as described above, when a voltage is applied to each electrode pattern 16 through the mounting substrate 31, blue light is emitted from each LED element 12. A part of the blue light is converted to yellow by the phosphor 13a, and white light is emitted from the light emitting device 1 by a combination of blue light and yellow light. Further, the heat generated in each LED element 12 is transmitted to the substrate body 32 via the heat dissipation pattern 17.

ここで、封止部13をガラスでなく樹脂としてもよいが、樹脂封止ではLED素子12から発せられる光、熱によっても黄変等の劣化が生じるため、経時的に光量低下や色度変化が生じる。また、封止材の熱膨張率が大きい(例えば、シリコーンでは150〜200×10−6/℃)ことにより、温度変化による膨張収縮が生じるため、LED素子12の電気接続箇所にて断線が生じ易い。このため、本実施形態のようなガラス封止が好ましく、光や熱に対して劣化がなく、また熱膨張率がLED素子12と比較的近い値であるため、電気的断線が生じ難い。尚、ガラスは低融点のガラスに限定されず、例えば、アルコキシドを出発原料として形成されるゾルゲルガラスであってもよい。 Here, the sealing portion 13 may be made of resin instead of glass. However, since resin sealing causes deterioration such as yellowing due to light emitted from the LED element 12 and heat, a decrease in light amount and chromaticity change over time. Occurs. Further, since the thermal expansion coefficient of the encapsulant is large (for example, 150 to 200 × 10 −6 / ° C. for silicone), expansion and contraction due to temperature change occurs, and thus disconnection occurs at the electrical connection portion of the LED element 12. easy. For this reason, glass sealing like this embodiment is preferable, there is no deterioration with respect to light and heat, and since a thermal expansion coefficient is a value comparatively close to LED element 12, it is hard to produce an electrical disconnection. The glass is not limited to a glass having a low melting point, and may be, for example, a sol-gel glass formed using an alkoxide as a starting material.

この発光装置1の製造方法について、図4の工程説明図を参照して以下に説明する。
まず、ZnO−B−SiO−Nb−NaO−LiO系の熱融着ガラスを粉砕して、平均粒径が30μmのガラスの粉末体を生成する。これに、平均粒径が10μmのYAGからなる蛍光体13aを混合し、蛍光体13aがガラスの粉末内に均一に分散された混合粉末を生成する(混合工程)。
A method for manufacturing the light emitting device 1 will be described below with reference to the process explanatory diagram of FIG.
First, a ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 —Nb 2 O 5 —Na 2 O—Li 2 O-based thermally fused glass is pulverized to produce a glass powder having an average particle size of 30 μm. This is mixed with a phosphor 13a made of YAG having an average particle size of 10 μm to produce a mixed powder in which the phosphor 13a is uniformly dispersed in a glass powder (mixing step).

混合工程にて生成された混合粉末を荷重を加えながら溶融した後に、この混合粉末を固化して蛍光体分散ガラス43を生成する(ガラス生成工程)。生成された蛍光体分散ガラス43は、ガラス封止部13の厚さに対応するよう板状に加工される(板状加工工程)。   After the mixed powder generated in the mixing step is melted while applying a load, the mixed powder is solidified to generate the phosphor-dispersed glass 43 (glass generation step). The produced phosphor dispersed glass 43 is processed into a plate shape corresponding to the thickness of the glass sealing portion 13 (plate processing step).

図5は、ダイサーにより各発光装置のセラミック基板を分割する前の状態を示す連結基板の下面図である。
図5に示すように、蛍光体分散ガラス43とは別個に、ビアホール及び段状部11cが形成され、複数の発光装置1のセラミック基板11が辺部にて互いに連結された状態の連結基板41を用意する。本実施形態においては、段状部11cがセラミック基板11の相対する辺部にそれぞれ形成されていることから、連結基板41において隣接するセラミック基板11の境界部分に2つの段状部11cが一体に形成されている。次いで、連結基板41に上面パターン14、ビアパターン15、電極パターン16及び放熱パターン17に応じてWペーストをスクリーン印刷する。この後、Wペーストを印刷された連結基板41を1000℃余で熱処理することによりWを連結基板41に焼き付け、さらに、W上にNiめっき、Auめっきを施すことで上面パターン14、ビアパターン15、電極パターン16及び放熱パターン17を形成する(パターン形成工程)。
FIG. 5 is a bottom view of the connection substrate showing a state before the ceramic substrate of each light emitting device is divided by the dicer.
As shown in FIG. 5, via holes and stepped portions 11c are formed separately from the phosphor-dispersed glass 43, and the connection substrates 41 in a state where the ceramic substrates 11 of the plurality of light emitting devices 1 are connected to each other at the side portions. Prepare. In the present embodiment, since the stepped portions 11 c are formed on opposite sides of the ceramic substrate 11, the two stepped portions 11 c are integrally formed at the boundary portion of the adjacent ceramic substrates 11 in the connection substrate 41. Is formed. Next, W paste is screen-printed on the connection substrate 41 in accordance with the upper surface pattern 14, the via pattern 15, the electrode pattern 16, and the heat dissipation pattern 17. After that, the connecting substrate 41 printed with the W paste is heat-treated at a temperature of about 1000 ° C. to burn W onto the connecting substrate 41, and further, Ni plating and Au plating are performed on the W to form the upper surface pattern 14 and the via pattern 15. Then, the electrode pattern 16 and the heat radiation pattern 17 are formed (pattern formation step).

次に、セラミック基板11の上面パターン14に複数のLED素子2を例えばAuからなるバンプ18によって電気的に接合する(素子実装工程)。本実施形態においては、p側1点、n側1点の合計2点のバンプ接合が施される。   Next, the plurality of LED elements 2 are electrically joined to the upper surface pattern 14 of the ceramic substrate 11 by bumps 18 made of, for example, Au (element mounting process). In the present embodiment, bump bonding is performed at a total of two points, one point on the p side and one point on the n side.

図6はホットプレス加工の状態を示す模式説明図である。
次いで、各LED素子12を実装した連結基板41を下金型91、板状の蛍光体分散ガラス43を上金型92にセットする。下金型91及び上金型92にはそれぞれヒータが配置され、各金型91,92で独立して温度調整される。そして、図6に示すように、略平坦な連結基板41の上面に蛍光体分散ガラス43を重ねて、下金型91及び上金型92を加圧し、窒素雰囲気中でホットプレス加工を行う。これにより、LED素子12が搭載された連結基板41に蛍光体分散ガラス43が融着され、LED素子12は連結基板41上で蛍光体分散ガラス43により封止される(ガラス封止工程)。本実施形態においては、加圧圧力を20〜40kgf/cm程度として加工を行っている。ここで、ホットプレス加工は、各部材に対して不活性な雰囲気中で行えばよく、窒素雰囲気の他に例えば真空中で行うようにしてもよい。
FIG. 6 is a schematic explanatory view showing a state of hot pressing.
Next, the connecting substrate 41 on which the LED elements 12 are mounted is set in the lower mold 91, and the plate-like phosphor-dispersed glass 43 is set in the upper mold 92. A heater is disposed in each of the lower mold 91 and the upper mold 92, and the temperatures of the molds 91 and 92 are independently adjusted. And as shown in FIG. 6, the fluorescent substance dispersion | distribution glass 43 is piled up on the upper surface of the substantially flat connection board | substrate 41, the lower metal mold | die 91 and the upper metal mold | die 92 are pressurized, and a hot press process is performed in nitrogen atmosphere. Thereby, the phosphor dispersion glass 43 is fused to the connection substrate 41 on which the LED elements 12 are mounted, and the LED elements 12 are sealed on the connection substrate 41 by the phosphor dispersion glass 43 (glass sealing step). In the present embodiment, the processing is performed at a pressure of about 20 to 40 kgf / cm 2 . Here, the hot pressing process may be performed in an inert atmosphere with respect to each member, and may be performed in, for example, a vacuum in addition to the nitrogen atmosphere.

これにより、蛍光体分散ガラス43は連結基板41とこれらに含まれる酸化物を介して接着される。ここで、ホットプレス加工での熱融着ガラスの粘度は10〜10ポアズとすることが好ましい。この粘度範囲とすることにより、粘度が低いことに起因するガラスの上金型92へ接合、ガラスの外部流出等を抑制して歩留まりを良好にすることができるとともに、粘度が高いことに起因するガラスの連結基板41への接合力低下、各バンプ18のつぶれ量の増大等を抑制することができる。 As a result, the phosphor-dispersed glass 43 is bonded to the connecting substrate 41 via the oxide contained therein. Here, it is preferable that the viscosity of the heat-fusible glass in the hot press processing is 10 5 to 10 7 poise. By setting this viscosity range, it is possible to improve the yield by suppressing bonding of the glass to the upper mold 92 due to low viscosity, glass outflow, etc., and high viscosity. It is possible to suppress a decrease in bonding strength of glass to the connecting substrate 41, an increase in the amount of crushing of each bump 18, and the like.

また、連結基板41は多結晶アルミナで表面が粗面状に形成されており、蛍光体分散ガラス43側の接合部の界面が連結基板41の表面に沿って粗面状に形成される。これは、例えば、ホットプレス加工時に圧力を加えるとともに、大気圧より低い減圧雰囲気で加工を行うことにより実現される。ここで、粗面化された多結晶アルミナの凹みにガラスが十分入り込む状態であれば、ホットプレス加工時の圧力条件や雰囲気の減圧条件は任意であり、例えば、ホットプレス時の加圧と雰囲気の減圧についていずれか一方だけ行って加工するようにしてもよいことは勿論である。この結果、封止部13とセラミック基板11との間に隙間のない状態となり、封止部13とセラミック基板11との接合強度を担保することができる。   The connection substrate 41 is made of polycrystalline alumina and has a rough surface, and the interface of the bonding portion on the phosphor-dispersed glass 43 side is formed in a rough shape along the surface of the connection substrate 41. This is realized, for example, by applying pressure during hot press processing and processing in a reduced-pressure atmosphere lower than atmospheric pressure. Here, as long as the glass is sufficiently inserted into the dent of the roughened polycrystalline alumina, the pressure condition at the time of hot pressing and the pressure reducing condition of the atmosphere are arbitrary. For example, the pressure and atmosphere at the time of hot pressing It goes without saying that only one of the reduced pressures may be processed. As a result, there is no gap between the sealing portion 13 and the ceramic substrate 11, and the bonding strength between the sealing portion 13 and the ceramic substrate 11 can be ensured.

ここで、ホットプレス加工のサイクルタイムを短縮するために、プレス前に予熱ステージを設けて蛍光体分散ガラス43を予め加熱したり、プレス後に徐冷ステージを設けて蛍光体分散ガラス43の冷却速度を制御するようにしてもよい。また、予熱ステージ及び徐冷ステージにおいてプレスすることも可能であり、ホットプレス加工時の工程は適宜に変更可能である。   Here, in order to shorten the cycle time of hot pressing, a preheating stage is provided before pressing to preliminarily heat the phosphor-dispersed glass 43, or a slow cooling stage is provided after pressing to cool the phosphor-dispersing glass 43. May be controlled. Moreover, it is also possible to press in a preheating stage and a slow cooling stage, and the process at the time of a hot press process can be changed suitably.

以上の工程で、複数の発光装置1が横方向に連結された状態の図6に示すような中間体51が作製される。この後、蛍光体分散ガラス43と一体化された連結基板41をダイサー(dicer)にセットして、発光装置1の単位ごとに蛍光体分散ガラス43及び連結基板41を分割して発光装置1が完成する(ダイシング工程)。このとき、封止部13及びセラミック基板11がともにダイサーによりカットされることで、セラミック基板11及び封止部13の側面が面一となる。   Through the above steps, an intermediate body 51 as shown in FIG. 6 in a state where a plurality of light emitting devices 1 are connected in the lateral direction is manufactured. Thereafter, the connecting substrate 41 integrated with the phosphor dispersed glass 43 is set on a dicer, and the phosphor dispersed glass 43 and the connecting substrate 41 are divided for each unit of the light emitting device 1 to form the light emitting device 1. Completed (dicing process). At this time, both the sealing portion 13 and the ceramic substrate 11 are cut by the dicer, so that the side surfaces of the ceramic substrate 11 and the sealing portion 13 are flush with each other.

ダイシング工程においては、中間体51を異なる2方向に分割して、上面視四角形状をなす複数の発光装置1を製造する。異なる2方向のうち一方向へのダイシングにより、セラミック基板11における電極パターン16が形成される2つの相対する辺部が形成され、他方向へのダイシングにより他の相対する辺部が形成される。   In the dicing process, the intermediate body 51 is divided into two different directions to produce a plurality of light emitting devices 1 having a quadrangular shape when viewed from above. Dicing in one of two different directions forms two opposing sides where the electrode pattern 16 is formed on the ceramic substrate 11, and forming another opposing side by dicing in the other direction.

ここで、セラミック基板11には相対する辺部に別個に一対の電極パターン16が形成されている。従って、一方向に分割する際に電極パターン16を形成する金属のダレが生じたとしても、1つのセラミック基板11について異なる電極パターン16同士が短絡することはない。そして、各発光装置1の電極パターン16がセラミック基板11の角部から離隔して形成されているので、他方向に分割する際にダイサーが電極パターン16と接触することはない(図5参照)。これにより、他方向に分割する際に電極パターン16をなす金属のダレが生じることはなく、各電極パターン16の短絡を確実に防止することができる。   Here, a pair of electrode patterns 16 are separately formed on opposite sides of the ceramic substrate 11. Therefore, even if the metal sag forming the electrode pattern 16 occurs when dividing in one direction, the different electrode patterns 16 on one ceramic substrate 11 are not short-circuited. And since the electrode pattern 16 of each light-emitting device 1 is formed apart from the corner | angular part of the ceramic substrate 11, when dividing | segmenting to another direction, a dicer does not contact the electrode pattern 16 (refer FIG. 5). . Thereby, when dividing | segmenting to another direction, the metal sagging which makes the electrode pattern 16 does not arise, but the short circuit of each electrode pattern 16 can be prevented reliably.

このように、本実施形態によれば、発光装置1の各電極パターン16間の短絡を確実に防止し、発光装置1の歩留まりを向上させることができる。   Thus, according to this embodiment, it is possible to reliably prevent a short circuit between the electrode patterns 16 of the light emitting device 1 and improve the yield of the light emitting device 1.

また、セラミック基板11の下面に段状の電極パターン16を形成したので、はんだ材37が電極パターン16の水平面に加えて垂直面にも接合され(図2参照)、実装基板31との接合強度を飛躍的に向上させることができる。従って、実装基板31からの発光装置1の脱落を抑制することができる。   Further, since the stepped electrode pattern 16 is formed on the lower surface of the ceramic substrate 11, the solder material 37 is bonded to the vertical plane in addition to the horizontal plane of the electrode pattern 16 (see FIG. 2), and the bonding strength to the mounting substrate 31. Can be dramatically improved. Accordingly, it is possible to suppress the light emitting device 1 from falling off the mounting substrate 31.

また、上面パターン14がセラミック基板11の外縁から離隔して形成されているので、セラミック基板11は外周にわたって封止部13と酸化物を介した化学結合により接合される。これにより、上面パターン14がセラミック基板11の外縁の少なくとも一部に形成された場合のように、外部から過度の負荷が加わった際に、比較的接合力の小さい上面パターン14と封止部13の界面を起点として封止部13がセラミック基板11から剥がれることはない。また、セラミック基板11と封止部13の接合界面を通じて外部から気体、液体等が侵入することはなく、良好な耐候性を得ることができる。   Moreover, since the upper surface pattern 14 is formed away from the outer edge of the ceramic substrate 11, the ceramic substrate 11 is bonded to the outer periphery by chemical bonding via the sealing portion 13 and oxide. As a result, when an excessive load is applied from the outside, such as when the upper surface pattern 14 is formed on at least a part of the outer edge of the ceramic substrate 11, the upper surface pattern 14 and the sealing portion 13 having a relatively small bonding force. The sealing portion 13 is not peeled off from the ceramic substrate 11 starting from the interface. Moreover, gas, liquid, etc. do not penetrate | invade from the exterior through the joining interface of the ceramic substrate 11 and the sealing part 13, and favorable weather resistance can be obtained.

さらに、封止部13を樹脂よりもセラミックに熱膨張率が近いガラスとすることにより、ホットプレス加工により高温で接着された後、常温あるいは低温状態としても剥離、クラック等の接着不良が生じにくい。ここで、ガラスは引っ張り応力にはクラックが生じ易いが、圧縮応力にはクラックは生じにくく、封止部13のガラスをセラミック基板11に対し熱膨張率が小さいものとすることが好ましい。   Furthermore, the sealing part 13 is made of glass having a thermal expansion coefficient closer to that of ceramic than resin, so that after bonding at high temperature by hot pressing, adhesion failure such as peeling and cracking hardly occurs even at room temperature or low temperature. . Here, the glass is likely to crack in the tensile stress, but is not likely to crack in the compressive stress, and the glass of the sealing portion 13 preferably has a smaller thermal expansion coefficient than the ceramic substrate 11.

また、各LED素子12は、フリップ実装することによりワイヤを不要とできるので、高粘度状態のガラスによる封止加工に対しても電極の不具合を生じない。LED素子12の電極とセラミック基板11の上面パターン14をワイヤで電気的に接続するフェイスアップ型のLED素子を封止する場合、ガラス封止加工時にワイヤの潰れや変形を生じることがある。また、ワイヤのボンディングスペースが不要で、かつ、ガラスとセラミックの強固な接合によって、わずかなスペースでの接着でも界面剥離が生じないので、発光装置1を小型とすることができる。   Moreover, since each LED element 12 can make a wire unnecessary by carrying out flip mounting, it does not produce the malfunction of an electrode also with respect to the sealing process by the glass of a high viscosity state. When sealing a face-up type LED element in which the electrode of the LED element 12 and the upper surface pattern 14 of the ceramic substrate 11 are electrically connected by a wire, the wire may be crushed or deformed during glass sealing. In addition, no wire bonding space is required, and interface peeling does not occur even when bonding is performed in a small space due to the strong bonding between glass and ceramic. Therefore, the light emitting device 1 can be downsized.

さらにまた、アルミナからなるセラミック基板11を用いることで、部材コストの低減を図ることができる。また、アルミナの入手が容易であることから、量産性を向上して装置コストの低減を実現できる。また、アルミナが熱伝導性に優れているので、大光量化、高出力化に対して余裕のある構成とできる。さらにアルミナは光の吸収率が小さいので光学的にも有利である。   Furthermore, by using the ceramic substrate 11 made of alumina, the member cost can be reduced. Moreover, since the availability of alumina is easy, it is possible to improve the mass productivity and reduce the apparatus cost. Moreover, since alumina is excellent in thermal conductivity, it can be configured with a margin for increasing the amount of light and increasing the output. Furthermore, alumina is optically advantageous because of its low light absorption rate.

尚、前記実施形態においては、セラミック基板11の下面における電極パターン16が形成される外縁部分にのみ段状部11cを形成したものを示したが、例えば図7に示すように、放熱パターン17が形成される外縁部分に段状部111cを形成してもよいことは勿論である。図7の発光装置101のセラミック基板11は、前述の薄肉部11bに加えて、放熱パターン17に対応した薄肉部111bを有している。これにより、放熱パターン17に接続されるはんだ材36が放熱パターン17の水平面に加えて垂直面に接合され、実装基板との接合強度がさらに向上する。   In the above embodiment, the step portion 11c is formed only on the outer edge portion of the lower surface of the ceramic substrate 11 where the electrode pattern 16 is formed. For example, as shown in FIG. Of course, the stepped portion 111c may be formed on the outer edge portion to be formed. The ceramic substrate 11 of the light emitting device 101 of FIG. 7 has a thin portion 111b corresponding to the heat dissipation pattern 17 in addition to the thin portion 11b described above. Thereby, the solder material 36 connected to the heat radiation pattern 17 is joined to the vertical surface in addition to the horizontal surface of the heat radiation pattern 17, and the joint strength with the mounting substrate is further improved.

また、前記実施形態においては、セラミック基板11が上面視にて正方形状に形成されたものを示したが、セラミック基板11は、例えば、短辺と長辺の長さが異なる長方形状に形成されていてもよいし、平行四辺形状に形成されていてもよい。また、セラミック基板11の上面が平坦なものを示したが、封止部13を収容する凹部が形成されたものであってもよい。さらに、上面パターン14がセラミック基板11の外縁から離隔して形成されたものを示したが、前記実施形態より封止部13とセラミック基板11との接合強度が劣るものの、上面パターン14がセラミック基板11の外縁にまで延びるものであってもよい。   In the above embodiment, the ceramic substrate 11 is formed in a square shape when viewed from above. However, the ceramic substrate 11 is formed in a rectangular shape having different short sides and long sides, for example. It may be formed in a parallelogram shape. Moreover, although the upper surface of the ceramic substrate 11 is shown to be flat, a recess in which the sealing portion 13 is accommodated may be formed. Further, although the upper surface pattern 14 is formed so as to be separated from the outer edge of the ceramic substrate 11, the upper surface pattern 14 is a ceramic substrate although the bonding strength between the sealing portion 13 and the ceramic substrate 11 is inferior to that of the above embodiment. It may extend to 11 outer edges.

また、前記実施形態においては、板状の蛍光体分散ガラス43がホットプレス加工により連結基板41と接合されるものを示したが、ガラスと蛍光体の混合粉末を減圧高温雰囲気にて連結基板41上で溶融固化することによりガラスを連結基板41に融着してもよい。
また、前記実施形態においては、LED素子12を実装して蛍光体分散ガラス43により封止した後に連結基板41をダイシングするものを示したが、連結基板41をダイシングした後にLED素子12の実装及び封止を行うようにしてもよい。すなわち、セラミック基板11と、上面パターン14と、電極パターン16と、ビアパターン15と、を備えた基板装置の形態であっても、電極パターン16の短絡を防止することができる。そして、素子実装工程及びガラス封止工程を省略して、パターン形成工程と、ダイシング工程と、を含んだ発光装置の製造方法であっても、電極パターン16の短絡を防止することができる。
In the above embodiment, the plate-like phosphor-dispersed glass 43 is bonded to the connection substrate 41 by hot pressing. The glass may be fused to the connection substrate 41 by melting and solidifying above.
In the above embodiment, the LED element 12 is mounted and sealed with the phosphor-dispersed glass 43, and then the connection substrate 41 is diced. However, after the connection substrate 41 is diced, the LED element 12 is mounted and You may make it perform sealing. That is, even in the form of a substrate device provided with the ceramic substrate 11, the upper surface pattern 14, the electrode pattern 16, and the via pattern 15, a short circuit of the electrode pattern 16 can be prevented. And even if it is a manufacturing method of the light-emitting device which abbreviate | omitted the element mounting process and the glass sealing process and included the pattern formation process and the dicing process, the short circuit of the electrode pattern 16 can be prevented.

また、前記実施形態においては、発光装置1から白色光が発せられるものを示したが、例えば、封止部13に蛍光体13aが含まれない構成として、発光装置1から青色光が発せられるようにしてもよい。また、LED素子12をフリップチップ型としたものを示したが、フェイスアップ型としてもよい。さらに、1つのセラミック基板11に搭載されるLED素子12の個数、LED素子12の配置状態は任意である。このように、発光装置1の細部構成、発光色等については適宜に変更が可能である。さらにまた、ガラスより信頼性等が劣るものの、封止部13を樹脂としてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although what emitted white light from the light-emitting device 1 was shown, blue light is emitted from the light-emitting device 1 as a structure by which the fluorescent substance 13a is not included in the sealing part 13, for example. It may be. Moreover, although the LED element 12 is shown as a flip-chip type, it may be a face-up type. Furthermore, the number of LED elements 12 mounted on one ceramic substrate 11 and the arrangement state of the LED elements 12 are arbitrary. As described above, the detailed configuration, emission color, and the like of the light emitting device 1 can be changed as appropriate. Furthermore, although the reliability or the like is inferior to that of glass, the sealing portion 13 may be made of resin.

また、前記実施形態においては、セラミック基板11がアルミナ(Al)からなるものを示したが、アルミナ以外のセラミックから構成するようにしてもよい。アルミナより熱伝導性に優れる高熱伝導性材料からなるセラミック基板として、例えば、BeO(熱膨張率α:7.6×10−6/℃、熱伝導率:250W/(m・k))を用いても良い。さらに、他の高熱伝導性基板として、例えばW−Cu基板を用いても良い。W−Cu基板としては、W90−Cu10基板(熱膨張率α:6.5×10−6/℃、熱伝導率:180W/(m・k))、W85−Cu15基板(熱膨張率α:7.2×10−6/℃、熱伝導率:190W/(m・k))を用いることにより、ガラス封止部との良好な接合強度を確保しながら高い熱伝導性を付与することができ、LEDの大光量化、高出力化に余裕をもって対応することが可能になる。さらには、基板としてセラミック以外の材料を用いることも可能であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。 Further, in the above embodiment, although the one ceramic substrate 11 is made of alumina (Al 2 O 3), it may be formed from a ceramic other than alumina. For example, BeO (thermal expansion coefficient α: 7.6 × 10 −6 / ° C., thermal conductivity: 250 W / (m · k)) is used as a ceramic substrate made of a high thermal conductivity material that is superior in thermal conductivity to alumina. May be. Furthermore, for example, a W—Cu substrate may be used as another highly heat conductive substrate. As a W-Cu substrate, a W90-Cu10 substrate (thermal expansion coefficient α: 6.5 × 10 −6 / ° C., thermal conductivity: 180 W / (m · k)), a W85-Cu15 substrate (thermal expansion coefficient α: By using 7.2 × 10 −6 / ° C. and thermal conductivity: 190 W / (m · k)), it is possible to impart high thermal conductivity while ensuring good bonding strength with the glass sealing portion. Therefore, it is possible to cope with an increase in the amount of light and output of the LED with a margin. Furthermore, it is possible to use a material other than ceramic as the substrate, and it is needless to say that specific detailed structures can be appropriately changed.

本発明の一実施形態を示す発光装置の上面図である。It is a top view of the light-emitting device which shows one Embodiment of this invention. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 発光装置の下面図である。It is a bottom view of a light-emitting device. 発光装置の製造方法の工程説明図である。It is process explanatory drawing of the manufacturing method of a light-emitting device. ダイサーにより各発光装置のセラミック基板を分割する前の状態を示す連結基板の下面図である。It is a bottom view of the connection board | substrate which shows the state before dividing | segmenting the ceramic substrate of each light-emitting device with a dicer. ホットプレス加工の状態を示す模式説明図である。It is model explanatory drawing which shows the state of a hot press process. 変形例を示す発光装置の下面図である。It is a bottom view of the light-emitting device which shows a modification.

符号の説明Explanation of symbols

1 発光装置
11 セラミック基板
11a 一般部
11b 薄肉部
11c 段状部
12 LED素子
13 封止部
13a 蛍光体
14 上面パターン
15 ビアパターン
16 電極パターン
17 放熱パターン
18 バンプ
31 実装基板
32 基板本体
33 絶縁層
34 回路パターン
35 レジスト層
36 はんだ材
37 はんだ材
41 連結基板
43 蛍光体分散ガラス
51 中間体
91 下金型
92 上金型
101 発光装置
111b 薄肉部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting device 11 Ceramic substrate 11a General part 11b Thin part 11c Step part 12 LED element 13 Sealing part 13a Phosphor 14 Upper surface pattern 15 Via pattern 16 Electrode pattern 17 Heat radiation pattern 18 Bump 31 Mounting substrate 32 Substrate body 33 Insulating layer 34 Circuit pattern 35 Resist layer 36 Solder material 37 Solder material 41 Connecting substrate 43 Phosphor dispersed glass 51 Intermediate 91 Lower mold 92 Upper mold 101 Light emitting device 111b Thin portion

Claims (6)

LED素子と、
上面視にて四角形状に形成され、前記LED素子が搭載される上面と、相対する2つ側面の下部から下面にかけてそれぞれ形成される2つの段状部と、を有する基板と、
前記基板の上面に形成され、前記LED素子と電気的に接続される上面パターンと、
前記LED素子及び前記上面パターンを封止する封止部と、
前記基板の前記下面の各角部と離隔し、前記基板の前記2つの段状部にそれぞれ形成される一対の電極パターンと、
前記基板の内部にて該基板の厚さ方向へ延び、前記上面パターン及び前記電極パターンを接続するビアパターンと、を備えた発光装置。
An LED element;
A substrate formed in a quadrangular shape when viewed from above, and having an upper surface on which the LED element is mounted and two stepped portions formed respectively from a lower part to a lower surface of two opposing side surfaces;
An upper surface pattern formed on the upper surface of the substrate and electrically connected to the LED element;
A sealing portion for sealing the LED element and the upper surface pattern;
A pair of electrode patterns that are spaced apart from each corner of the lower surface of the substrate and are respectively formed on the two stepped portions of the substrate;
A light emitting device comprising: a via pattern extending in a thickness direction of the substrate inside the substrate and connecting the upper surface pattern and the electrode pattern.
前記基板の前記上面は平坦に形成され、
前記封止部は前記基板の前記上面と全面的に接合され、
前記上面パターンは前記基板の前記上面の外縁と離隔して形成される請求項1に記載の発光装置。
The upper surface of the substrate is formed flat;
The sealing portion is bonded to the entire top surface of the substrate,
The light emitting device according to claim 1, wherein the upper surface pattern is formed apart from an outer edge of the upper surface of the substrate.
前記基板はセラミックからなり、
前記封止部はガラスからなる請求項2に記載の発光装置。
The substrate is made of ceramic,
The light emitting device according to claim 2, wherein the sealing portion is made of glass.
上面視にて四角形状に形成され、平坦に形成される上面と、相対する2つ側面の下部から下面にかけてそれぞれ形成される2つの段状部と、を有する基板と、
前記基板の上面に該上面の外縁と離隔して形成される上面パターンと、
前記基板の前記下面の各角部と離隔し、前記基板の前記2つの段状部にそれぞれ形成される一対の電極パターンと、
前記基板の内部にて該基板の厚さ方向へ延び、前記上面パターン及び前記電極パターンを接続するビアパターンと、を備えた基板装置。
A substrate having a quadrangular shape when viewed from above, and a flat upper surface, and two stepped portions formed respectively from a lower portion to a lower surface of two opposing side surfaces;
An upper surface pattern formed on the upper surface of the substrate apart from the outer edge of the upper surface;
A pair of electrode patterns that are spaced apart from each corner of the lower surface of the substrate and are respectively formed on the two stepped portions of the substrate;
A substrate device comprising: a via pattern extending in a thickness direction of the substrate inside the substrate and connecting the upper surface pattern and the electrode pattern.
請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置を製造するにあたり、
複数の前記基板が連結された連結基板に前記上面パターン、前記電極パターン及び前記ビアパターンを形成するパターン形成工程と、
前記上面パターン、前記電極パターン及び前記ビアパターンが形成された前記連結基板をダイサーにより分割するダイシング工程と、を含む発光装置の製造方法。
In manufacturing the light emitting device according to any one of claims 1 to 3,
A pattern forming step of forming the upper surface pattern, the electrode pattern, and the via pattern on a connection substrate in which a plurality of the substrates are connected;
A dicing step of dividing the connection substrate on which the upper surface pattern, the electrode pattern, and the via pattern are formed by a dicer.
請求項3に記載の発光装置を製造するにあたり、
複数の前記基板が連結された連結基板に前記上面パターン、前記電極パターン及び前記ビアパターンを形成するパターン形成工程と、
前記上面パターン、前記電極パターン及び前記ビアパターンが形成された前記連結基板に、前記LED素子を実装する素子実装工程と、
前記LED素子が実装された前記連結基板に、板状に形成されたガラスをホットプレス加工により融着し、前記LED素子を前記連結基板上で封止するガラス封止工程と、
前記ガラスが融着された前記連結基板をダイサーにより分割するダイシング工程と、を含む発光装置の製造方法。
In manufacturing the light emitting device according to claim 3,
A pattern forming step of forming the upper surface pattern, the electrode pattern, and the via pattern on a connection substrate in which a plurality of the substrates are connected;
An element mounting step of mounting the LED element on the connection substrate on which the upper surface pattern, the electrode pattern, and the via pattern are formed;
A glass sealing step of fusing glass formed in a plate shape to the connection substrate on which the LED element is mounted by hot pressing, and sealing the LED element on the connection substrate;
A dicing step of dividing the connecting substrate on which the glass is fused with a dicer.
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