JP2013069960A - 発光装置および発光装置の製造方法 - Google Patents
発光装置および発光装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013069960A JP2013069960A JP2011208631A JP2011208631A JP2013069960A JP 2013069960 A JP2013069960 A JP 2013069960A JP 2011208631 A JP2011208631 A JP 2011208631A JP 2011208631 A JP2011208631 A JP 2011208631A JP 2013069960 A JP2013069960 A JP 2013069960A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- emitting device
- mounting substrate
- glass plate
- led chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
- H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
- C03B19/063—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction by hot-pressing powders
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Abstract
【課題】ガラス封止部の表面に凹みが生じるのを防止可能な発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１０は、搭載基板１１と、搭載基板１１にフリップチップボンディングされたＬＥＤチップ２０と、搭載基板１１上に形成されてＬＥＤチップ２０を封止する板状のガラス材料から成るガラス封止部３０とを備える。ガラス封止部３０は、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態になっており、ガラス封止部３０の表面には微細な凹凸３０ａが略均一に分散配置されている。
【選択図】 図１
【解決手段】発光装置１０は、搭載基板１１と、搭載基板１１にフリップチップボンディングされたＬＥＤチップ２０と、搭載基板１１上に形成されてＬＥＤチップ２０を封止する板状のガラス材料から成るガラス封止部３０とを備える。ガラス封止部３０は、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態になっており、ガラス封止部３０の表面には微細な凹凸３０ａが略均一に分散配置されている。
【選択図】 図１
Description
本発明は発光装置および発光装置の製造方法に係り、詳しくは、搭載基板に搭載されたＬＥＤチップをガラス材料で封止した発光装置と、その製造方法とに関するものである。
従来より、ＬＥＤチップを搭載基板にフリップチップボンディングし、その搭載基板に板状のガラス材料（ガラス板）をホットプレス加工することにより、ガラス板をガラス封止部としてＬＥＤチップをガラス封止した発光装置が開発されている（特許文献１〜３参照）。
この発光装置は、複数個のＬＥＤチップをガラス封止部により一括してガラス封止できるため、生産性に優れている。
また、ガラス板の軟化点近傍で短時間にガラス封止可能であるため、ＬＥＤチップが過熱されて起こる熱損傷を回避できる。
この発光装置は、複数個のＬＥＤチップをガラス封止部により一括してガラス封止できるため、生産性に優れている。
また、ガラス板の軟化点近傍で短時間にガラス封止可能であるため、ＬＥＤチップが過熱されて起こる熱損傷を回避できる。
特許文献２には、粉末状のガラス材料と粉末状の蛍光体とを混合した混合粉末を生成し、その混合粉末を溶融した後に固化して蛍光体分散ガラスを生成し、その蛍光体分散ガラスを前記ガラス封止部として用いることにより、ＬＥＤチップの光により蛍光体を励起させて波長変換光を発生させ、光の色むらを低減しながら発光効率を高める技術が開示されている。
特許文献３には、粉末状のガラス材料を溶融した後に固化して形成したガラスを前記ガラス封止部として用い、ガラス封止部の内部に微細なボイドを分散させることにより、ＬＥＤチップの光をボイドによって拡散させて光の取り出し効率を高める技術が開示されている。
ガラス封止部の形成方法は、まず、ＬＥＤチップがフリップチップボンディングされた搭載基板の上面（ＬＥＤチップの搭載面）にガラス板を重ね、次に、搭載基板とガラス板とを重ねた状態でホットプレス加工装置の下金型と上金型との間にセットし、続いて、封止雰囲気中で下金型および上金型を加熱しながら搭載基板とガラス板とを加圧するホットプレス加工により、搭載基板にガラス板を熱圧着させ、熱軟化させたガラス板によって搭載基板上でＬＥＤチップをガラス封止させる。
ここで、ガラス材料を完全な溶融状態にした後に固化して形成したガラス板は、表面が平滑になっている。また、上金型の内面も平滑になっている。
そのため、ホットプレス加工時に、上金型とガラス板との間に封止雰囲気が入り込むと、その封止雰囲気の逃げ道が無いため、上金型とガラス板との間に封止雰囲気が残留したまま、搭載基板にガラス板が熱圧着されることになり、ガラス板の表面には残留した封止雰囲気の塊によって形成された凹み（「エア溜まり」と呼ばれる）が生じ、ガラス封止部となるガラス板の表面の平坦性が損なわれるという問題がある。
ガラス封止部の表面に凹みが生じて平坦性が損なわれると、ＬＥＤチップの光を正常に放出できず、発光装置の発光効率が低下するため、発光装置が不良品となることから歩留まりが悪化する。
そのため、ホットプレス加工時に、上金型とガラス板との間に封止雰囲気が入り込むと、その封止雰囲気の逃げ道が無いため、上金型とガラス板との間に封止雰囲気が残留したまま、搭載基板にガラス板が熱圧着されることになり、ガラス板の表面には残留した封止雰囲気の塊によって形成された凹み（「エア溜まり」と呼ばれる）が生じ、ガラス封止部となるガラス板の表面の平坦性が損なわれるという問題がある。
ガラス封止部の表面に凹みが生じて平坦性が損なわれると、ＬＥＤチップの光を正常に放出できず、発光装置の発光効率が低下するため、発光装置が不良品となることから歩留まりが悪化する。
本発明は前記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ガラス封止部の表面に凹みが生じるのを防止可能な発光装置と、その製造方法とを提供することにある。
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。
＜第１の局面＞
第１の局面は、
搭載基板と、
前記搭載基板にフリップチップボンディングされたＬＥＤチップと、
前記搭載基板上に形成され、前記ＬＥＤチップを封止する板状のガラス材料から成るガラス封止部と
を備えた発光装置であって、
前記ガラス封止部は、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態になっており、前記ガラス封止部の表面には微細な凹凸が略均一に分散配置されている発光装置である。
第１の局面は、
搭載基板と、
前記搭載基板にフリップチップボンディングされたＬＥＤチップと、
前記搭載基板上に形成され、前記ＬＥＤチップを封止する板状のガラス材料から成るガラス封止部と
を備えた発光装置であって、
前記ガラス封止部は、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態になっており、前記ガラス封止部の表面には微細な凹凸が略均一に分散配置されている発光装置である。
第１の局面では、ガラス封止部を生成するためのホットプレス加工時に、ホットプレス加工装置の上金型と板状のガラス材料（ガラス板）との間に封止雰囲気が入り込んだとしても、その封止雰囲気はガラス板表面の凹凸に逃げ込み、上金型とガラス板との間には封止雰囲気の大きな塊が残留しない状態で、搭載基板にガラス板が熱圧着される。
その結果、ガラス板の表面に封止雰囲気の大きな塊が残留していないため、その封止雰囲気の大きな塊によって形成される凹みが生じることは無く、ガラス封止部の表面を平坦にすることができる。
その結果、ガラス板の表面に封止雰囲気の大きな塊が残留していないため、その封止雰囲気の大きな塊によって形成される凹みが生じることは無く、ガラス封止部の表面を平坦にすることができる。
＜第２の局面＞
第２の局面は、第１の局面において、前記ガラス封止部には、前記ガラス材料の転移点以上の融点を有する材料の粉末体が略均一に分散配置されている発光装置である。
第２の局面によれば、ガラス材料に添加する材料として蛍光材料を用いれば、特許文献２と同様の作用・効果が得られる。
また、ガラス材料に添加する材料としてＬＥＤチップの光を拡散する光拡散材料を用いれば、特許文献３と同様の作用・効果が得られる。
第２の局面は、第１の局面において、前記ガラス封止部には、前記ガラス材料の転移点以上の融点を有する材料の粉末体が略均一に分散配置されている発光装置である。
第２の局面によれば、ガラス材料に添加する材料として蛍光材料を用いれば、特許文献２と同様の作用・効果が得られる。
また、ガラス材料に添加する材料としてＬＥＤチップの光を拡散する光拡散材料を用いれば、特許文献３と同様の作用・効果が得られる。
＜第３の局面＞
第３の局面は、第１の局面の発光装置を製造するための製造方法であって、
前記ガラス材料の粉末体を軟化点以上の温度まで加熱して焼結させ、前記ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態にし、そのガラス材料を板状に加工してガラス板を生成する工程と、
前記ＬＥＤチップがフリップチップボンディングされた前記搭載基板における前記ＬＥＤチップ２０の搭載面に前記ガラス板を重ね、前記搭載基板と前記ガラス板とを重ねた状態でホットプレス加工装置の下金型と上金型との間にセットし、封止雰囲気中で下金型および上金型を加熱しながら前記搭載基板と前記ガラス板とを加圧するホットプレス加工により、前記搭載基板に前記ガラス板を熱圧着させ、熱軟化させた前記ガラス板によって前記搭載基板上で前記ＬＥＤチップをガラス封止させて前記ガラス封止部を生成する工程と
を備えた発光装置の製造方法である。
従って、第３の局面によれば、第１の局面と同様の作用・効果が得られる。
第３の局面は、第１の局面の発光装置を製造するための製造方法であって、
前記ガラス材料の粉末体を軟化点以上の温度まで加熱して焼結させ、前記ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態にし、そのガラス材料を板状に加工してガラス板を生成する工程と、
前記ＬＥＤチップがフリップチップボンディングされた前記搭載基板における前記ＬＥＤチップ２０の搭載面に前記ガラス板を重ね、前記搭載基板と前記ガラス板とを重ねた状態でホットプレス加工装置の下金型と上金型との間にセットし、封止雰囲気中で下金型および上金型を加熱しながら前記搭載基板と前記ガラス板とを加圧するホットプレス加工により、前記搭載基板に前記ガラス板を熱圧着させ、熱軟化させた前記ガラス板によって前記搭載基板上で前記ＬＥＤチップをガラス封止させて前記ガラス封止部を生成する工程と
を備えた発光装置の製造方法である。
従って、第３の局面によれば、第１の局面と同様の作用・効果が得られる。
＜第４の局面＞
第４の局面は、第３の局面の製造方法において、前記ガラス材料の粉末体を軟化点以上の温度まで加熱して焼結させる際に、前記ガラス材料の転移点以上の融点を有する材料の粉末体を前記ガラス材料の粉末体に混合する発光装置の製造方法である。
従って、第４の局面によれば、第２の局面と同様の作用・効果が得られる。
第４の局面は、第３の局面の製造方法において、前記ガラス材料の粉末体を軟化点以上の温度まで加熱して焼結させる際に、前記ガラス材料の転移点以上の融点を有する材料の粉末体を前記ガラス材料の粉末体に混合する発光装置の製造方法である。
従って、第４の局面によれば、第２の局面と同様の作用・効果が得られる。
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略する。
また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは異なっている。
また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは異なっている。
図１に示すように、本実施形態の発光装置１０は、搭載基板１１、Ｐ側（アノード側）内部配線パターン（回路パターン）１２、Ｎ側（カソード側）内部配線パターン１３、バンプ１４、ＬＥＤチップ（素子）２０、ガラス封止部３０などから構成されており、ホットプレス加工装置４０（下金型４１、上金型４２）を用いてホットプレス加工される。
搭載基板１１はセラミックスの板材から成り、搭載基板１１の表面上にはＰ側内部配線パターン１２およびＮ側内部配線パターン１３が形成されている。
各配線パターン１２，１３は、導電性の高い金属の多層膜（例えば、銅またはタングステン、ニッケル、金を下層からこの順番で積層した多層膜など）から成る。
各配線パターン１２，１３は、導電性の高い金属の多層膜（例えば、銅またはタングステン、ニッケル、金を下層からこの順番で積層した多層膜など）から成る。
複数個（図示例では３個）のＬＥＤチップ２０は、Ｐ側内部配線パターン１２およびＮ側内部配線パターン１３の上にそれぞれ、バンプ１４を用いてフリップチップボンディングされることにより、搭載基板１１に搭載されている。
すなわち、ＬＥＤチップ２０は、Ｎ型半導体層、Ｐ型半導体層、Ｎ側（カソード側）パッド電極、Ｐ側（アノード側）パッド電極を備えている（いずれも図示略）。
そして、ＬＥＤチップ２０のＰ型半導体層上に形成されたＰ側パッド電極と、Ｐ側内部配線パターン１２とがバンプ１４を介して接続されている。
また、ＬＥＤチップ２０のＮ型半導体層上に形成されたＮ側パッド電極と、Ｎ側内部配線パターン１３とがバンプ１４を介して接続されている。
バンプ１４は、例えば、金、ハンダなどから成る。
すなわち、ＬＥＤチップ２０は、Ｎ型半導体層、Ｐ型半導体層、Ｎ側（カソード側）パッド電極、Ｐ側（アノード側）パッド電極を備えている（いずれも図示略）。
そして、ＬＥＤチップ２０のＰ型半導体層上に形成されたＰ側パッド電極と、Ｐ側内部配線パターン１２とがバンプ１４を介して接続されている。
また、ＬＥＤチップ２０のＮ型半導体層上に形成されたＮ側パッド電極と、Ｎ側内部配線パターン１３とがバンプ１４を介して接続されている。
バンプ１４は、例えば、金、ハンダなどから成る。
ガラス封止部３０は、無機封止材料である透明な板状のガラス材料（ガラス板）から成り、搭載基板１１に搭載されたＬＥＤチップ２０をガラス封止している。
ガラス封止部３０となるガラス板の形成方法は、まず、ガラス材料のバルク材を粉砕して、適宜な粒径（例えば、平均粒径が５０μｍ）の粉末状のガラス材料を生成し、次に、粉末状のガラス材料を容器内に収容して、適宜な圧力（例えば、２０ｋｇ／ｃｍ２）を印加しながら、軟化点以上の温度（例えば、５８０℃）まで加熱してガラス材料を焼結させることにより、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態になっているバルク材を生成し、続いて、生成したバルク材を適宜な厚さ（例えば、０．５ｍｍ）にスライスして板状に加工する。
ガラス封止部３０となるガラス板の形成方法は、まず、ガラス材料のバルク材を粉砕して、適宜な粒径（例えば、平均粒径が５０μｍ）の粉末状のガラス材料を生成し、次に、粉末状のガラス材料を容器内に収容して、適宜な圧力（例えば、２０ｋｇ／ｃｍ２）を印加しながら、軟化点以上の温度（例えば、５８０℃）まで加熱してガラス材料を焼結させることにより、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態になっているバルク材を生成し、続いて、生成したバルク材を適宜な厚さ（例えば、０．５ｍｍ）にスライスして板状に加工する。
ガラス封止部３０となるガラス材料は、例えば、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｎａ２Ｏ−Ｌｉ２Ｏ系のガラス材料からなる。
尚、ガラス材料の組成はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｌｉ２Ｏを含有していなくてもよいし、任意成分としてＺｒＯ２、ＴｉＯ２などを含んでいてもよい。
ここで、ガラス材料の組成は、転移点（Ｔｇ）がＬＥＤチップ２０の耐熱温度よりも低く、熱膨張率（α）が搭載基板１１と同等であるという条件を満たすならば、どのような組成でもよい。
前記条件を満たすガラス材料には、例えば、ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ｒ２Ｏ系（ＲはＬｉ、Ｎａ、ＫなどのＩ族の元素から選ばれる少なくとも１種）のガラスの他に、リン酸系のガラス、鉛ガラスなどがある。
ちなみに、ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ｒ２Ｏ系のガラスは、リン酸系のガラスに比して耐湿性が良好で、鉛ガラスのように環境的な問題が生じることがないので好適である。
尚、ガラス材料の組成はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｌｉ２Ｏを含有していなくてもよいし、任意成分としてＺｒＯ２、ＴｉＯ２などを含んでいてもよい。
ここで、ガラス材料の組成は、転移点（Ｔｇ）がＬＥＤチップ２０の耐熱温度よりも低く、熱膨張率（α）が搭載基板１１と同等であるという条件を満たすならば、どのような組成でもよい。
前記条件を満たすガラス材料には、例えば、ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ｒ２Ｏ系（ＲはＬｉ、Ｎａ、ＫなどのＩ族の元素から選ばれる少なくとも１種）のガラスの他に、リン酸系のガラス、鉛ガラスなどがある。
ちなみに、ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ｒ２Ｏ系のガラスは、リン酸系のガラスに比して耐湿性が良好で、鉛ガラスのように環境的な問題が生じることがないので好適である。
ガラス封止部３０の形成方法は、まず、ＬＥＤチップ２０がフリップチップボンディングされた搭載基板１１の上面（ＬＥＤチップ２０の搭載面）にガラス板を重ね、次に、搭載基板１１とガラス板とを重ねた状態でホットプレス加工装置４０の下金型４１と上金型４２との間にセットし、続いて、下金型４１および上金型４２の内蔵ヒーターを用い、封止雰囲気中で両金型４１，４２を加熱しながら搭載基板１１とガラス板とを矢印Ａ，Ｂ方向に加圧するホットプレス加工により、搭載基板１１にガラス板を熱圧着させ、熱軟化させたガラス板によって搭載基板１１上でＬＥＤチップ２０をガラス封止させる。
尚、封止雰囲気には、例えば、窒素ガスなどの不活性ガスが用いられる。
尚、封止雰囲気には、例えば、窒素ガスなどの不活性ガスが用いられる。
ここで、上金型４２の内面は平滑になっている。そのため、ガラス封止部３０となるガラス板の表面が平滑な場合には、ホットプレス加工時に、上金型４２とガラス板との間に封止雰囲気が入り込むと、その封止雰囲気の逃げ道が無いため、上金型４２とガラス板との間に封止雰囲気が残留したまま、搭載基板１１にガラス板が熱圧着されることになり、ガラス板の表面には残留した封止雰囲気の塊によって形成された凹み（「エア溜まり」と呼ばれる）が生じ、ガラス板の表面の平坦性が損なわれるという問題がある。
ガラス封止部３０の表面に凹みが生じて平坦性が損なわれると、ＬＥＤチップ２０の光を正常に放出できず、発光装置１０の発光効率が低下するため、発光装置１０が不良品となることから歩留まりが悪化する。
ガラス封止部３０の表面に凹みが生じて平坦性が損なわれると、ＬＥＤチップ２０の光を正常に放出できず、発光装置１０の発光効率が低下するため、発光装置１０が不良品となることから歩留まりが悪化する。
しかし、ガラス封止部３０となるガラス板は、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態になっているため、その表面には微細な凹凸３０ａが略均一に分散配置されている。
そのため、ホットプレス加工時に、上金型４２とガラス板との間に封止雰囲気が入り込んだとしても、その封止雰囲気はガラス板表面の凹凸３０ａに逃げ込み、上金型４２とガラス板との間には封止雰囲気の大きな塊が残留しない状態で、搭載基板１１にガラス板が熱圧着される。
その結果、ガラス板の表面に封止雰囲気の大きな塊が残留していないため、その封止雰囲気の大きな塊によって形成される凹み（「エア溜まり」と呼ばれる）が生じることは無く、ガラス封止部３０の表面を平坦にすることができる。
そのため、ホットプレス加工時に、上金型４２とガラス板との間に封止雰囲気が入り込んだとしても、その封止雰囲気はガラス板表面の凹凸３０ａに逃げ込み、上金型４２とガラス板との間には封止雰囲気の大きな塊が残留しない状態で、搭載基板１１にガラス板が熱圧着される。
その結果、ガラス板の表面に封止雰囲気の大きな塊が残留していないため、その封止雰囲気の大きな塊によって形成される凹み（「エア溜まり」と呼ばれる）が生じることは無く、ガラス封止部３０の表面を平坦にすることができる。
このように、本実施形態によれば、ガラス封止部３０の表面に凹みが生じるのを防止可能な発光装置１０と、その発光装置１０の製造方法とを提供することができる。
発光装置１０において、ガラス封止部３０の表面を平坦にすれば、ＬＥＤチップ２０の光が正常に放出するため発光装置１０の発光効率を向上させることが可能になり、発光装置１０が不良品にならないため歩留まりを良くすることができる。
加えて、発光装置１０のガラス封止部３０では、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されているため、その微細な空隙によってＬＥＤチップ２０の光が拡散されることから、光の取り出し効率を高めることができる。
発光装置１０において、ガラス封止部３０の表面を平坦にすれば、ＬＥＤチップ２０の光が正常に放出するため発光装置１０の発光効率を向上させることが可能になり、発光装置１０が不良品にならないため歩留まりを良くすることができる。
加えて、発光装置１０のガラス封止部３０では、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されているため、その微細な空隙によってＬＥＤチップ２０の光が拡散されることから、光の取り出し効率を高めることができる。
尚、ガラス封止部３０となるガラス板の表面の凹凸３０ａの大きさについては、上金型４２とガラス板との間に入り込んだ封止雰囲気を確実に排出すると共に、発光装置１０の発光効率を低下させないような大きさに適宜設定すればよい。
そして、ガラス板表面の凹凸３０ａの大きさは、前記したガラス板の形成時において、ガラス材料の粉末体の粒径、印加する圧力、加熱する温度を調節することにより、所望の大きさに設定することができる。
そして、ガラス板表面の凹凸３０ａの大きさは、前記したガラス板の形成時において、ガラス材料の粉末体の粒径、印加する圧力、加熱する温度を調節することにより、所望の大きさに設定することができる。
ところで、特許文献２の技術では、粉末状のガラス材料と粉末状の蛍光体とを混合した混合粉末を生成し、その混合粉末を溶融した後に固化して蛍光体分散ガラスを生成し、その蛍光体分散ガラスをガラス封止部として用いる。
特許文献２の蛍光体分散ガラスは、混合粉末を溶融した後に固化して生成するため、その表面が平滑になることから、前記問題が発生する。
特許文献２の蛍光体分散ガラスは、混合粉末を溶融した後に固化して生成するため、その表面が平滑になることから、前記問題が発生する。
また、特許文献３の技術では、ガラス封止部の内部に微細なボイドを分散させるとしているが、ガラス封止部の内部にボイドを有していても、ガラス封止部の表面に凹凸を有していなければ、本実施形態と同様の作用・効果を得ることはできない。
そして、特許文献３には、ボイドの具体的な形成方法や、ガラス封止材の表面にボイドを形成することについて、一切開示されておらず示唆すらもされていない。
従って、特許文献３に基づいて、本実施形態を想到することは、たとえ当業者といえども困難であり、また、本実施形態の前記作用・効果についても予測し得るものではない。
そして、特許文献３には、ボイドの具体的な形成方法や、ガラス封止材の表面にボイドを形成することについて、一切開示されておらず示唆すらもされていない。
従って、特許文献３に基づいて、本実施形態を想到することは、たとえ当業者といえども困難であり、また、本実施形態の前記作用・効果についても予測し得るものではない。
＜別の実施形態＞
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
［Ａ］図２に示すように、ホットプレス加工装置４０の上金型４２の外周部４２ａが額縁枠状に突出した外周枠付型の場合には、ガラス封止部３０となるガラス板の表面が平滑であると、上金型４２とガラス板との間に入り込んだ封止雰囲気が外周縁部４２ａに封じ込められて非常に逃げ難いため、ガラス板の表面に残留した封止雰囲気の塊が大きくなり、その封止雰囲気の塊によって形成されるガラス板の表面の凹みも大きくなるため、前記問題がより顕著にあらわれる。
図３に示すように、ホットプレス加工装置４０の上金型４２の外周部４２ａが額縁枠状に突出した外周枠付型であり、その外周部４２ａの内側に封止雰囲気を排出するためのエアベント孔４２ｂが貫通形成されている場合には、上金型４２とガラス板との間に入り込んだ封止雰囲気がエアベント孔４２ｂを介して排出されるものの、上金型４２の中央部分には封止雰囲気が残留するため、前記問題が発生することに変わりはない。
しかし、ガラス封止部３０となるガラス板の表面に微細な凹凸３０ａを略均一に分散配置させておけば、図２および図３に示す上金型４２を用いた場合でも、前記問題を確実に解決することができる。
［Ｂ］ガラス封止部３０を形成するためのガラス材料の転移点以上の融点を有する添加材料の粉末体を、ガラス封止部３０内に略均一に分散配置させてもよい。
この場合、添加材料として蛍光材料を用いれば、特許文献２と同様の作用・効果が得られる。
また、添加材料としてＬＥＤチップ２０の光を拡散する光拡散材料を用いれば、特許文献３と同様の作用・効果が得られる。
この場合、添加材料として蛍光材料を用いれば、特許文献２と同様の作用・効果が得られる。
また、添加材料としてＬＥＤチップ２０の光を拡散する光拡散材料を用いれば、特許文献３と同様の作用・効果が得られる。
本発明は、前記各局面および前記各実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
１０…発光装置
１１…搭載基板
２０…ＬＥＤチップ
３０…ガラス封止部
３０ａ…ガラス封止部となるガラス板の表面の微細な凹凸
４０…ホットプレス加工装置
４１…下金型
４２…上金型
１１…搭載基板
２０…ＬＥＤチップ
３０…ガラス封止部
３０ａ…ガラス封止部となるガラス板の表面の微細な凹凸
４０…ホットプレス加工装置
４１…下金型
４２…上金型
Claims (4)
- 搭載基板と、
前記搭載基板にフリップチップボンディングされたＬＥＤチップと、
前記搭載基板上に形成され、前記ＬＥＤチップを封止する板状のガラス材料から成るガラス封止部と
を備えた発光装置であって、
前記ガラス封止部は、ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態になっており、前記ガラス封止部の表面には微細な凹凸が略均一に分散配置されている発光装置。 - 請求項１に記載の発光装置において、
前記ガラス封止部には、前記ガラス材料の転移点以上の融点を有する材料の粉末体が略均一に分散配置されている発光装置。 - 請求項１に記載の発光装置を製造するための製造方法であって、
前記ガラス材料の粉末体を軟化点以上の温度まで加熱して焼結させ、前記ガラス材料の粉末体の間に微細な空隙が略均一に分散配置されて粉末体同士が連結した状態にし、そのガラス材料を板状に加工してガラス板を生成する工程と、
前記ＬＥＤチップがフリップチップボンディングされた前記搭載基板における前記ＬＥＤチップ２０の搭載面に前記ガラス板を重ね、前記搭載基板と前記ガラス板とを重ねた状態でホットプレス加工装置の下金型と上金型との間にセットし、封止雰囲気中で下金型および上金型を加熱しながら前記搭載基板と前記ガラス板とを加圧するホットプレス加工により、前記搭載基板に前記ガラス板を熱圧着させ、熱軟化させた前記ガラス板によって前記搭載基板上で前記ＬＥＤチップをガラス封止させて前記ガラス封止部を生成する工程と
を備えた発光装置の製造方法。 - 請求項３に記載の発光装置の製造方法において、
前記ガラス材料の粉末体を軟化点以上の温度まで加熱して焼結させる際に、前記ガラス材料の転移点以上の融点を有する材料の粉末体を前記ガラス材料の粉末体に混合する発光装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011208631A JP2013069960A (ja) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | 発光装置および発光装置の製造方法 |
| US13/550,529 US8860057B2 (en) | 2011-09-26 | 2012-07-16 | Light emitting device and manufacturing method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011208631A JP2013069960A (ja) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | 発光装置および発光装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013069960A true JP2013069960A (ja) | 2013-04-18 |
Family
ID=47910289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011208631A Pending JP2013069960A (ja) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | 発光装置および発光装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8860057B2 (ja) |
| JP (1) | JP2013069960A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI818199B (zh) * | 2020-10-06 | 2023-10-11 | 友達光電股份有限公司 | 發光裝置及其製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008041844A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Toyoda Gosei Co Ltd | 光学装置及びその製造方法 |
| JP2008270563A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置、光源装置及び発光装置の製造方法 |
| JP2010157637A (ja) * | 2008-12-27 | 2010-07-15 | Nichia Corp | 波長変換焼結体及びこれを用いた発光装置、並びに波長変換焼結体の製造方法 |
| JP2011097020A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-05-12 | Sumita Optical Glass Inc | 発光装置の製造方法 |
| JP2011129862A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-30 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置、発光装置の製造方法、発光装置の実装方法及び光源装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7824937B2 (en) * | 2003-03-10 | 2010-11-02 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Solid element device and method for manufacturing the same |
| JP4029843B2 (ja) | 2004-01-19 | 2008-01-09 | 豊田合成株式会社 | 発光装置 |
| JP4905009B2 (ja) * | 2006-09-12 | 2012-03-28 | 豊田合成株式会社 | 発光装置の製造方法 |
| KR20110116142A (ko) * | 2009-01-26 | 2011-10-25 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 전자 디바이스용 기판 및 이것을 사용한 전자 디바이스 |
-
2011
- 2011-09-26 JP JP2011208631A patent/JP2013069960A/ja active Pending
-
2012
- 2012-07-16 US US13/550,529 patent/US8860057B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008041844A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Toyoda Gosei Co Ltd | 光学装置及びその製造方法 |
| JP2008270563A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置、光源装置及び発光装置の製造方法 |
| JP2010157637A (ja) * | 2008-12-27 | 2010-07-15 | Nichia Corp | 波長変換焼結体及びこれを用いた発光装置、並びに波長変換焼結体の製造方法 |
| JP2011097020A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-05-12 | Sumita Optical Glass Inc | 発光装置の製造方法 |
| JP2011129862A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-30 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置、発光装置の製造方法、発光装置の実装方法及び光源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20130075767A1 (en) | 2013-03-28 |
| US8860057B2 (en) | 2014-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9401340B2 (en) | Semiconductor device and ceramic circuit substrate, and producing method of semiconductor device | |
| JP5873108B2 (ja) | 配線基板および電子装置 | |
| JP6207402B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP5554680B2 (ja) | 発光素子搭載用基板、発光装置およびこれらの製造方法 | |
| US10847691B2 (en) | LED flip chip structures with extended contact pads formed by sintering silver | |
| JP2008270563A (ja) | 発光装置、光源装置及び発光装置の製造方法 | |
| WO2015104928A1 (ja) | 発光装置用基板、発光装置および発光装置用基板の製造方法 | |
| JP2008071837A5 (ja) | ||
| JP2008071837A (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
| KR20120119350A (ko) | 발광소자 모듈 및 이의 제조방법 | |
| JP2012124358A (ja) | 半導体発光装置及びその製造方法 | |
| US10615320B2 (en) | Recessed chip scale packaging light emitting device and manufacturing method of the same | |
| JP2010186887A (ja) | 発光装置の製造方法 | |
| CN101359704B (zh) | 发光元件及其制造方法 | |
| JP2013229561A (ja) | 接合体の製造方法、パワーモジュールの製造方法、パワーモジュール用基板及びパワーモジュール | |
| JP6538889B2 (ja) | ローリングによって熱可塑性樹脂光変換体でｌｅｄを貼り合せてパッケージするプロセス方法 | |
| JP2017162980A (ja) | 発光装置 | |
| JP2012182357A (ja) | Ｌｅｄ発光素子用リードフレーム基板、ｌｅｄ発光素子装置、およびｌｅｄ発光素子用リードフレーム | |
| JP2011060859A (ja) | 電子部品の製造方法および電子部品 | |
| KR102208504B1 (ko) | 반사성 측면 코팅을 갖는 발광 디바이스 패키지 | |
| JP5287643B2 (ja) | 光学装置の製造方法及び光学装置 | |
| JP6630373B2 (ja) | 不定形有機シリコン樹脂光変換体でｌｅｄを貼り合せてパッケージするプロセス方法 | |
| JP2013069960A (ja) | 発光装置および発光装置の製造方法 | |
| CN104051603A (zh) | 一种双面发光的led灯条的制造工艺 | |
| JP2011176060A (ja) | 発光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130918 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140107 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140228 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140617 |