JP4492378B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子をガラス封止材料で封止することにより形成される発光装置に関し、特に、量産性に優れ、かつガラス材料全体をコーティングすることで高温多湿環境でも封止性、耐劣化性に優れ、色むらを生じることのない発光装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a light-emitting device formed by sealing a light-emitting element with a glass sealing material, in particular, excellent in mass productivity and coating performance over a high-temperature and high-humidity environment by coating the entire glass material. The present invention relates to a light-emitting device that has excellent properties and does not cause color unevenness, and a method for manufacturing the same.
従来の発光装置として、LED(Light Emitting Diode)素子をエポキシ樹脂等の透光性樹脂材料で封止した樹脂封止LEDがある。 As a conventional light emitting device, there is a resin-sealed LED in which an LED (Light Emitting Diode) element is sealed with a translucent resin material such as an epoxy resin.
樹脂封止LEDは、透光性樹脂材料を用いることで封止加工性に優れる反面、透光性樹脂材料が強い光に反応して黄変等の劣化を生じることが知られている。特に、短波長光を放出するIII族窒化物系化合物半導体発光素子を用いる場合には、当該素子から放出される高エネルギーの光と素子自体の発熱によって素子近傍の透光性樹脂が黄変し、光取り出し効率が無視できないほどに低下することがある。 It is known that the resin-sealed LED is excellent in sealing processability by using a translucent resin material, but the translucent resin material reacts with strong light to cause deterioration such as yellowing. In particular, when a group III nitride compound semiconductor light emitting device that emits short-wavelength light is used, the translucent resin near the device is yellowed by the high-energy light emitted from the device and the heat generated by the device itself. In some cases, the light extraction efficiency may be reduced to a degree that cannot be ignored.
このような封止部材の劣化を防止するものとして、封止材料に低融点ガラスを用いた発光装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In order to prevent such deterioration of the sealing member, a light-emitting device using low-melting glass as a sealing material has been proposed (for example, see Patent Document 1).
図9は、特許文献1に記載される発光装置の縦断面図である。この発光装置10は、LED発光素子11と、プリント配線基板12と、プリント配線基板12の表面に設けられる配線パターン13と、LED発光素子11と配線パターン13とを電気的に接続するワイヤ14と、LED発光素子11およびワイヤ14を封止する低融点ガラス15とを有し、GaN系LED発光素子の屈折率2.3程度に近い屈折率が2程度の低融点ガラスを用いている。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the light emitting device described in
特許文献1に記載される発光装置によると、GaN系LED発光素子の屈折率に近い低融点ガラス15でLED発光素子11を封止することによって、LED発光素子11の表面で全反射して内部に戻る光が少なくなり、LED発光素子11から放出されて低融点ガラス15に入射する光の量が多くなる。その結果、エポキシ樹脂でLED発光素子11を封止している従来のものよりも高くなる。
しかし、特許文献1に記載される発光装置では、低融点ガラスはエポキシ樹脂のように扱うことができないため、具現化や量産性に問題がある。
However, in the light emitting device described in
LED発光素子に熱ダメージを与えることなく封止加工するには、高粘度状態のガラスで封止するのが望ましいが、ワイヤ形状を保持できず電気的短絡、断線が生じる。仮に、低粘度のガラスの場合、図9に示すようなモールドは困難である。樹脂系のプリント配線基板では加工温度に耐えることができず、無機系のプリント配線基板では金型によるプレスによって破損が生じる。また、高温加工が必要なガラス封止とLED発光素子において一括工程でなく各製品対応をするのは量産性に問題がある。さらに、量産性に優れ色むらのない蛍光体白色LEDや、極めて高温多湿雰囲気での耐性に優れるガラス封止LEDについては、これまでに提案がなかった。 In order to encapsulate the LED light emitting element without causing thermal damage, it is desirable to encapsulate it with glass in a high viscosity state, but the wire shape cannot be maintained, and an electrical short circuit or disconnection occurs. In the case of low-viscosity glass, molding as shown in FIG. 9 is difficult. Resin-based printed wiring boards cannot withstand the processing temperature, and inorganic printed wiring boards are damaged by pressing with a mold. In addition, glass sealing and LED light-emitting elements that require high-temperature processing have a problem in mass productivity to deal with each product instead of a batch process. Furthermore, there has been no proposal for a phosphor white LED having excellent mass productivity and no color unevenness and a glass-sealed LED having excellent resistance in an extremely high temperature and high humidity atmosphere.
従って、本発明の目的は、量産性に優れ、かつガラス材料全体をコーティングすることで高温多湿環境でも封止性、耐劣化性に優れ、色むらを生じることのない発光装置およびその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting device that is excellent in mass productivity and excellent in sealing and deterioration resistance even in a high temperature and high humidity environment by coating the entire glass material, and a method for manufacturing the same. It is to provide.
本発明は、上記目的を達成するため、発光素子と、前記発光素子を搭載する無機材料からなる基板と、前記基板上にて前記発光素子を封止するガラスからなる封止部と、前記発光素子を取り囲むように、前記封止部の上面から前記基板の内部にかけて、前記基板の厚さ方向に形成された切り込み面と、水分が浸透しない光透過性の無機材料からなり、前記封止部の表面全体を覆うとともに、前記切り込み面における前記封止部と前記基板との界面を覆うコート部と、を有することを特徴とする発光装置を提供する。 The present invention, in order to achieve the above object, a light emitting element, a substrate made of an inorganic material for mounting the light emitting element, a sealing portion made of glass for sealing the light emitting element in the substrate, the light emitting The sealing portion is formed of a light-transmitting inorganic material that does not penetrate moisture, and a cut surface formed in the thickness direction of the substrate from the upper surface of the sealing portion to the inside of the substrate so as to surround the element. together they cover the entire surface of, to provide a light emitting device which is characterized in that chromatic and a coating portion covering the interface between the substrate and the sealing portion in the cut surface.
また、本発明は、上記した目的を達成するため、無機材料からなる基板を準備する第1のステップと、前記基板に複数の発光素子を搭載する第2のステップと、前記複数の発光素子が搭載された前記基板をガラスからなる封止材料で封止する第3のステップと、前記封止材料から前記基板にかけて前記基板が分断されることのない深さまで形成され、前記発光素子を取り囲む切り込みを設ける第4のステップと、前記切り込みにより露出した前記封止材料と前記基板との界面及び前記封止材料の表面全体に水分が浸透しない光透過性の無機材料からなるコーティングを施す第5のステップと、前記切り込みに沿って前記光透過性の無機材料および前記基板を分割する第6のステップとを有することを特徴とする発光装置の製造方法を提供する。
Further, the present invention is to achieve the above object, a first step of preparing a substrate made of an inorganic material, a second step of mounting a plurality of light emitting elements on the substrate, wherein the plurality of light emitting elements A third step of sealing the mounted substrate with a sealing material made of glass ; and a notch that is formed to a depth that does not divide the substrate from the sealing material to the substrate and surrounds the light emitting element a fourth step of providing, first a coating consisting of surfactant and optically transparent inorganic material moisture across the surface impermeable to the sealing material and the substrate the sealing material exposed to Ri by the
本発明によると、光透過性の無機材料コート部によって封止部および基板を覆うことにより、封止部の耐水性が向上し、基板と封止部の良好な密着性が確保される。また、多湿環境でも封止性、耐劣化性が得られる。 According to the present invention, by covering the sealing portion and the substrate with the light-transmitting inorganic material coating portion, the water resistance of the sealing portion is improved, and good adhesion between the substrate and the sealing portion is ensured. Further, sealing properties and deterioration resistance can be obtained even in a humid environment.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置としてのLEDを示す縦断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an LED as a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
(全体の構成)
このLED1は、フリップチップ型のLED素子2と、回路パターン4A、4B、およびビアパターン4Cとを有する無機材料基板であるAl2O3基板3と、回路パターン4BとLED素子2の電極とを電気的に接続するAuバンプ5と、Al2O3基板3およびLED素子2とを封止する無機封止材料であるガラス封止部6とを有する。
(Overall configuration)
This
(各部の構成)
LED素子2は、下地基板となるサファイア基板上にAlNバッファ層を介してn−GaN層と、発光層と、p−GaN層とを順次結晶成長させることによって形成したGaN系半導体層を有し、p−GaN層からエッチングを施すことによりn電極形成領域としてn−GaN層の一部を露出させた水平型の電極構造を有し、Auバンプ5を介して回路パターン4B上にフリップ実装されている。このLED素子2は、発光中心波長が470nmであり、熱膨張率は7×10−6/℃である。また、LED1の幅とLED素子2の幅とのサイズ比は1より大で、かつ5以下となるように構成されている。
(Configuration of each part)
The
Al2O3基板3は、熱膨張率が7×10−6/℃であり、LED素子2と略同等の熱膨張率を有し、素子搭載面、ビアホール3A、および裏面にタングステン(W)−ニッケル(Ni)−金(Au)で構成される回路パターン4A、4B、およびビアパターン4Cを有する。また、LED1の外縁となる部分に位置するように段部3Bを有している。
The Al 2 O 3 substrate 3 has a thermal expansion coefficient of 7 × 10 −6 / ° C., has a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the
ガラス封止部6は、600℃以下の低融点でホットプレス加工が可能な低融点ガラスからなり、LED素子2およびAl2O3基板3の熱膨張率と略同等の熱膨張率(7×10−6/℃)を有する。また、表面には半球状に形成された光学形状部6Aと、光学形状部6Aの表面にコート部として薄膜状に設けられるAl2O3コート膜6Bとを有する。
The
Al2O3コート膜6Bは、Al2O3をスパッタリング処理することで光学形状部6Aの表面に塗布し、乾燥させることによって薄膜状に形成されている。このAl2O3コート膜6Bは、ガラス封止部6の端面および段部3Bを覆うように設けられている。また、Al2O3コート膜6Bは、Al2O3基板3とガラス封止部6の端面を覆う端面保護部6Cを有する。
The Al 2 O 3
(LEDの製造工程)
以下に、第1の実施の形態のLEDの製造方法について説明する。図2(a)から(c)は、LED製造工程の配線形成工程からガラス準備工程にかけてを示す概略図であり、図3(a)から(d)は、ガラス封止工程からLEDの分離にかけてを示す概略図である。
(LED manufacturing process)
Below, the manufacturing method of LED of 1st Embodiment is demonstrated. FIGS. 2A to 2C are schematic views showing the wiring manufacturing process from the LED manufacturing process to the glass preparation process, and FIGS. 3A to 3D are the glass sealing process to the separation of the LEDs. FIG.
(配線形成工程)
まず、図2(a)に示すように、上記したAl2O3基板3に対し、回路パターンに応じてWペーストをスクリーン印刷する。次に、Wペーストを印刷されたガラス含有Al2O3基板3を1500℃で熱処理することによりWをAl2O3基板3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回路パターン4A、4B、およびビアパターン4Cを形成する。
(Wiring formation process)
First, as shown in FIG. 2A, W paste is screen-printed on the Al 2 O 3 substrate 3 according to the circuit pattern. Next, the glass-containing Al 2 O 3 substrate 3 printed with the W paste is heat-treated at 1500 ° C. so that W is baked on the Al 2 O 3 substrate 3, and further, Ni plating and Au plating are performed on the
(LED素子実装工程)
次に、図2(b)に示すように、Al2O3基板3の回路パターン4BにAuバンプ5を介してLED素子2をフリップ実装する。
(LED element mounting process)
Next, as shown in FIG. 2B, the
(低融点ガラス準備工程)
次に、図2(c)に示すように、板状のP2O5−ZnO−Li2O系の低融点ガラス60をAl2O3基板3に対して平行にセットする。
(Low melting point glass preparation process)
Next, as shown in FIG. 2C, a plate-like P 2 O 5 —ZnO—Li 2 O-based
(ガラス封止工程)
次に、図3(a)に示すように、窒素雰囲気中で550〜600℃の温度で低融点ガラス60のホットプレス加工を行う。低融点ガラス60は、Al2O3基板3とそれらに含まれる酸化物を介して基板表面に接着されるとともに、プレス金型の形状に応じて半球状の光学形状部6Aを有したガラス封止部6が成形される。
(Glass sealing process)
Next, as shown in FIG. 3A, hot pressing of the low-melting
(溝形成工程)
次に、図3(b)に示すように、ガラス封止部6の薄肉部分をダイシングソーでハーフカットすることにより溝30を形成する。この溝30はAl2O3基板3を分断することのない深さを有するように形成される。この状態では、ガラス封止部6とAl2O3基板3との界面が露出し、平面方向に見てLEDとなる部分が切り込み面としての溝30によって取り囲まれたものとなる。
(Groove formation process)
Next, as shown in FIG.3 (b), the groove |
(コート膜形成工程)
次に、図3(c)に示すように、ガラス封止部6の表面を覆うようにスパッタリング処理することによってAl2O3コート膜6Bを形成する。この状態では、溝30によって取り囲まれたLEDとなる部分の表面全体をAl2O3コート膜6Bで覆ったものとなる。
(Coat film forming process)
Next, as shown in FIG. 3C, an Al 2 O 3 coat film 6B is formed by performing a sputtering process so as to cover the surface of the
(LED分離工程)
次に、図3(d)に示すように、溝30に沿ってAl2O3基板3を分割することにより、LED1を分離する。分割されたLED1は、ガラス封止部6の端面がAl2O3基板3によって覆われた構成を有している。
(LED separation process)
Next, as shown in FIG. 3D, the
(LED1の動作)
以下に、第1の実施の形態の動作について説明する。図示しない電源部から回路パターン4Aを介して通電することにより、LED素子2の電極を介して発光層に通電される。発光層は、通電に基づいて発光して青色光を生じる。この青色光は、GaN系半導体層からサファイア基板を介してガラス封止部6に入射し、光学形状部6Aに至る。光学形状部6Aに至った青色光はAl2O3コート膜6Bを透過して外部放射される。
(Operation of LED1)
The operation of the first embodiment will be described below. By energizing from the power supply unit (not shown) via the
(第1の実施の形態の効果)
上記した第1の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, the following effects are obtained.
(1)LED素子2に対してガラス封止を行った後にガラス封止部6からAl2O3コート膜6Bにかけて溝30を形成し、溝30を含むガラス表面にAl2O3コート膜6Bを設けてガラス表面を保護するようにしたので、LED1を個別に分離してもガラス封止部6の端面が露出せずに保護される。このことによりガラスの低融点化、熱膨張率調整、屈折率調整等の制約により、ガラス封止部6が多少耐湿性の劣る特性でも高温多湿環境においてガラス封止部6が劣化することなく長期にわたって安定して使用することができる。また、スパッタリングによる膜形成を行っているので、溝30への膜形成がされやすい。
(1) forming a
(2)ガラス封止部6とAl2O3基板3との間に水分が浸透しないので、ガラス封止部6とAl2O3基板3との密着性低下を防ぐことができる。
(2) Since the water between the
(3)ガラス封止部6の加工後にダイシングソーによるハーフカットによって溝30を形成するので、Al2O3コート膜6B形成後にLED1を容易に分離することができ、生産性に優れる。
(3) Since the
なお、上記した第1の実施の形態では、ガラス封止部6の表面にAl2O3コート膜6Bを設けたLED1を説明したが、例えば、SiO2、SiN、MgF2等を用いても良い。
In the first embodiment described above, the
また、第1の実施の形態の実施の形態では、溝30をAl2O3基板3に設けてAl2O3コート膜6Bをコートし、溝30に沿って分割するものとしたが、例えば、ダイシングソーによらずにレーザ光で溝30を形成しても良い。レーザ加工は処理時間を短くでき、量産性をさらに向上することができる。特に、フェムト秒レーザのような短時間パルス照射によれば、滑らかな溝形成が可能である。
In the embodiment of the first embodiment, the
また、Al2O3基板3とガラスとは、ガラスの熱膨張率が6.0〜7.7×10−6/℃の範囲で、実験によって良好な接合ができることが確認されている。接合の良否はガラスのサイズ、軟化特性、応力方向に依存するが、必ずしも数%以内の熱膨張率差である必要はなく、15%程度の差があるものでも、良好な接続ができるものであれば良い。 In addition, it has been confirmed by experiments that the Al 2 O 3 substrate 3 and the glass can be bonded satisfactorily in the range where the thermal expansion coefficient of the glass is 6.0 to 7.7 × 10 −6 / ° C. The quality of bonding depends on the size, softening characteristics, and stress direction of the glass, but it is not always necessary to have a difference in thermal expansion coefficient within a few percent. Even if there is a difference of about 15%, a good connection can be made. I need it.
(第2の実施の形態)
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る発光装置としてのLEDを示す縦断面図である。以下の説明において、第1の実施の形態と同一の構成および機能を有する部分については同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an LED as a light emitting device according to the second embodiment of the present invention. In the following description, parts having the same configuration and function as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
(全体の構成)
このLED1は、光学形状部6Aの表面に第1の実施の形態で説明したAl2O3コート膜6Bに代えて、ダイクロイックミラー6Dと、蛍光体含有ガラス層6Eとを設けた構成において第1の実施の形態と相違している。
(Overall configuration)
This
(各部の構成)
ダイクロイックミラー6Dは、TiO2膜およびSiO2膜を交互に積層して多層化することによって形成されており、500nm以下の光を透過し、500nm以上の光を反射する。このことよりダイクロイックミラー6DはLED素子2の発する470nmの青色光は透過するが、蛍光体含有ガラス層6Eに含有される蛍光体が発する黄色光については反射することにより、ガラス封止部6への入射を防ぐ。
(Configuration of each part)
The dichroic mirror 6D is formed by alternately laminating TiO 2 films and SiO 2 films to form a multilayer, and transmits light of 500 nm or less and reflects light of 500 nm or more. Accordingly, the dichroic mirror 6D transmits the blue light of 470 nm emitted from the
蛍光体含有ガラス層6Eは、外径10μmの蛍光体粒子と、外径10μmのフッ化物低融点ガラス粒子とを混合した混合材料(軟化点約300℃)からなり、この混合材料を光学形状部6Aの形成されたガラス封止部6に静電塗装した後に350℃で加熱処理することによってガラス封止部6の表面に一体的に形成されている。この場合、LED素子2が放射する青色光で励起可能な蛍光体が用いられる。このような蛍光体としては。例えば、Ce:YAG(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体を用いることができる。
The phosphor-containing
(第2の実施の形態の効果)
上記した第2の実施の形態によると、ガラス封止部6の表面全体にダイクロイックミラー6Dと蛍光体含有ガラス6Eとが形成されているので、色むらの少ないものとできる。更に、ガラス封止形態であるので、加熱状態で電圧印加することによる静電塗装が可能となり、ガラス封止部6の表面に蛍光体粒子とフッ化物低融点ガラス粒子とを混合した混合材料を静電付着させるので、第1の実施の形態の好ましい効果に加えて、凹凸形状のあるガラス封止部6の表面に混合材料を均一な膜厚で付着させることができ、熱融着による均一な膜厚の蛍光体含有ガラス層6Eを容易に形成することができる。また、フッ化物低融点ガラスによるフッ化物コートがガラス封止部6の表面に形成されるので、LED1の耐湿性をより向上させることができる。
(Effect of the second embodiment)
According to the second embodiment described above, since the dichroic mirror 6D and the phosphor-containing
(第3の実施の形態)
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る発光装置としてのLEDを示す縦断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an LED as a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
(全体の構成)
このLED1は、素子実装面と異なる高さの凹部3Cを有するAl2O3基板3と、凹部3Cを覆うようにAl2O3基板3およびLED素子2を封止するガラス封止部6とを有し、Al2O3コート膜6Bあるいはダイクロイックミラー6Dを備えず、蛍光体含有ガラス層6Eのみを備える構成において第1あるいは第2の実施の形態と相違している。
(Overall configuration)
This
(各部の構成)
ガラス封止部6は、ホットプレス加工に基づいて凹部3Cの側面を覆うとともに光学形状部6Aを有するように形成される。ガラス封止部6の表面には第2の実施の形態で説明した蛍光体含有ガラス層6Eをコートしている。
(Configuration of each part)
The
(LEDの製造工程)
以下に、第3の実施の形態のLEDの製造方法について説明する。図6(a)から(c)は、LED製造工程の配線形成工程からガラス準備工程にかけてを示す概略図であり、図7(a)から(c)は、ガラス封止工程からLEDの分離にかけてを示す概略図である。
(LED manufacturing process)
Below, the manufacturing method of LED of 3rd Embodiment is demonstrated. FIGS. 6A to 6C are schematic diagrams showing the wiring manufacturing process from the LED manufacturing process to the glass preparation process, and FIGS. 7A to 7C are the glass sealing process to separation of the LEDs. FIG.
(配線形成工程)
まず、図6(a)に示すように、予め凹部3Cを設けられたAl2O3基板3に対し、回路パターンに応じてWペーストをスクリーン印刷する。次に、Wペーストを印刷されたガラス含有Al2O3基板3を1500℃で熱処理することによりWをAl2O3基板3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回路パターン4A、4B、およびビアパターン4Cを形成する。なお、凹部3Cについては、回路パターン4A、4B、およびビアパターン4Cの形成後に切削、サンドブラスト等のプロセスによって形成される。
(Wiring formation process)
First, as shown in FIG. 6A, W paste is screen-printed on the Al 2 O 3 substrate 3 provided with the
(LED素子実装工程)
次に、図6(b)に示すように、Al2O3基板3の回路パターン4BにAuバンプ5を介してLED素子2をフリップ実装する。
(LED element mounting process)
Next, as shown in FIG. 6B, the
(低融点ガラス準備工程)
次に、図6(c)に示すように、板状のP2O5−ZnO−Li2O系の低融点ガラス60をAl2O3基板3に対して平行にセットする。
(Low melting point glass preparation process)
Next, as shown in FIG. 6C, a plate-like P 2 O 5 —ZnO—Li 2 O-based
(ガラス封止工程)
次に、図7(a)に示すように、窒素雰囲気中で550〜600℃の温度で低融点ガラス60のホットプレス加工を行う。低融点ガラス60は、Al2O3基板3とそれらに含まれる酸化物を介して基板表面に接着されるとともに、プレス金型の形状に応じて半球状の光学形状部6Aを有したガラス封止部6が成形される。このとき、ガラス封止部6には凹部3Cに対応した位置に薄肉部として凹溝6Fが形成される。
(Glass sealing process)
Next, as shown in FIG. 7A, hot pressing of the low
(コート膜形成工程)
次に、図7(b)に示すように、蛍光体含有ガラス層6Eを形成する。
(Coat film forming process)
Next, as shown in FIG. 7B, a phosphor-containing
(LED分離工程)
次に、図7(c)に示すように、凹溝6Fの部分をダイサーでカットすることによりLED1を分離する。
(LED separation process)
Next, as shown in FIG.7 (c), LED1 is isolate | separated by cutting the part of the ditch | groove 6F with a dicer.
(第3の実施の形態の効果)
上記した第3の実施の形態によると、凹部3Cを設けたAl2O3基板3を低融点ガラス60でガラス封止するので、低融点ガラス60の熱収縮により生じる内部応力に基づいて低融点ガラス60が凹部3Cの側面に密着して凹凸封止される。このことにより、LED1の外縁におけるガラス封止部6とAl2O3基板3の密着性が大になり、ガラス剥離や水分の浸透を極めて高いレベルで防ぐことができる。第3の実施の形態では、端面保護部6Cにおいてガラス封止部6が僅かに露出するが、この部位はLED素子2からの光が直接至るところではないので、光学的な影響は無視できるレベルで色むらは発生しない。なお、この場合にはガラス封止部6は耐湿性の高い材料を用いることが望ましい。
(Effect of the third embodiment)
According to the third embodiment described above, since the Al 2 O 3 substrate 3 provided with the
また、蛍光体含有層に加えてAl2O3コートとしても良い。高温多湿状態でのガラスは、表面が白濁する変化が生じる。しかし、LED素子から直接光が達するガラス表面はAl2O3コートが施されているので、光学特性には変化は生じない。 In addition to the phosphor-containing layer, an Al 2 O 3 coat may be used. The glass in a high temperature and high humidity state changes so that the surface becomes cloudy. However, since the glass surface where light directly reaches from the LED element is coated with Al 2 O 3 , the optical characteristics are not changed.
(第4の実施の形態)
図8(a)から(d)は、本発明の第4の実施の形態に係る発光装置としてのLEDの凹部を示す部分断面図である。
(Fourth embodiment)
FIGS. 8A to 8D are partial cross-sectional views showing the recesses of the LED as the light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention.
(全体の構成)
第4の実施の形態は、第3の実施の形態で説明した凹部3Cにおいて、ガラス封止部6が露出しない構成としたものである。以下にその製造工程を説明する。
(Overall configuration)
In the fourth embodiment, the
(ガラス封止工程)
図8(a)に示すガラス封止工程では、ガラス封止部6の形成により凹部3Cに設けられる凹溝6Fが後述する溝加工の障害とならない溝幅を有するように形成される。その他については図7(a)で説明したガラス封止工程と同様であるので詳細については省略する。
(Glass sealing process)
In the glass sealing step shown in FIG. 8A, the
(溝形成工程)
図8(b)に示す溝形成工程では、ガラス封止部6の凹溝6Fにレーザ光を照射して溝30を形成し、Al2O3基板3を露出させる。なお、レーザ光の照射に代えてダイサーによるダイシングでAl2O3基板3に達する深さを有する溝30を設けるようにしても良い。
(Groove formation process)
In the groove forming step shown in FIG. 8B, the
(コート膜形成工程)
図8(c)に示すコート膜形成工程では、溝形成工程で露出させたAl2O3基板3を覆うようにAl2O3コート膜6Bを設けることで、レーザ光の照射により露出した凹溝6Fのガラスがコートされる。
(Coat film forming process)
In the coat film forming step shown in FIG. 8C, the Al 2 O 3 coat film 6B is provided so as to cover the Al 2 O 3 substrate 3 exposed in the groove forming step, so that the recesses exposed by the laser light irradiation are exposed. The glass of the
(LED分離工程)
図8(d)に示すLED分離工程では、コート膜形成工程後に溝30の部分をダイサーでカットすることによりLED1を個別に分離する。分離されたLED1の端面は、Al2O3基板3の凹部3Cにおいてガラス封止部6が凹凸封止されており、かつ、ガラス封止部6とAl2O3基板3との境界がAl2O3コート膜6Bで覆われたものとなる。
(LED separation process)
In the LED separation step shown in FIG. 8D, the
(第4の実施の形態の効果)
上記した第4の実施の形態によると、凹部3Cを設けたAl2O3基板3を低融点ガラス60でガラス封止し、ガラス封止された凹部3Cに溝30を設けてAl2O3コート膜6Bでコートしたので、低融点ガラスの熱収縮に基づくAl2O3基板3とガラス封止部6との高い密着性が得られるとともに、ガラス封止部6の全面保護による高い防湿性、耐劣化性を得ることができる。
(Effect of the fourth embodiment)
According to the fourth embodiment described above, the Al 2 O 3 substrate 3 provided with the
1…LED、2…LED素子、3C…凹部、3…Al2O3基板、3B…段部、4A…回路パターン、4B…回路パターン、4C…ビアパターン、5…Auバンプ、6…ガラス封止部、6A…光学形状部、6B…Al2O3コート膜、6C…端面保護部、6D…ダイクロイックミラー、6E…蛍光体含有ガラス層、6F…凹溝、10…発光装置、11…LED発光素子、12…プリント配線基板、13…配線パターン、14…ワイヤ、15…低融点ガラス、30…溝、60…低融点ガラス、 1 ... LED, 2 ... LED element, 3C ... recess, 3 ... Al 2 O 3 substrate, 3B ... stepped portion, 4A ... circuit pattern, 4B ... circuit pattern, 4C ... via pattern, 5 ... Au bumps, 6 ... sealed glass stop portion, 6A ... optical shape portion, 6B ... Al 2 O 3 coating film, 6C ... end face protective portion, 6D ... dichroic mirror, 6E ... phosphor-containing glass layer, 6F ... groove, 10 ... light-emitting device, 11 ... LED Light emitting element, 12 ... printed wiring board, 13 ... wiring pattern, 14 ... wire, 15 ... low melting glass, 30 ... groove, 60 ... low melting glass,
Claims (8)
前記発光素子を搭載する無機材料からなる基板と、
前記基板上にて前記発光素子を封止するガラスからなる封止部と、
前記発光素子を取り囲むように、前記封止部の上面から前記基板の内部にかけて、前記基板の厚さ方向に形成された切り込み面と、
水分が浸透しない光透過性の無機材料からなり、前記封止部の表面全体を覆うとともに、前記切り込み面における前記封止部と前記基板との界面を覆うコート部と、を有することを特徴とする発光装置。 A light emitting element;
A substrate made of an inorganic material on which the light emitting element is mounted;
A sealing portion made of glass for sealing the light emitting element on the substrate;
A cut surface formed in the thickness direction of the substrate from the upper surface of the sealing portion to the inside of the substrate so as to surround the light emitting element,
Moisture made of a light transmissive inorganic material that does not penetrate, to cover the entire surface of the sealing portion, characterized in that organic and a coating portion covering the interface between the substrate and the sealing portion in the cut surface A light emitting device.
前記基板は、前記封止部と同等の熱膨張率を有する無機材料からなることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 The light emitting element is a flip mounting type light emitting element,
The light emitting device according to claim 1, wherein the substrate is made of an inorganic material having a thermal expansion coefficient equivalent to that of the sealing portion.
前記基板に複数の発光素子を搭載する第2のステップと、
前記複数の発光素子が搭載された前記基板をガラスからなる封止材料で封止する第3のステップと、
前記封止材料から前記基板にかけて前記基板が分断されることのない深さまで形成され、前記発光素子を取り囲む切り込みを設ける第4のステップと、
前記切り込みにより露出した前記封止材料と前記基板との界面及び前記封止材料の表面全体に水分が浸透しない光透過性の無機材料からなるコーティングを施す第5のステップと、
前記切り込みに沿って前記光透過性の無機材料および前記基板を分割する第6のステップとを有することを特徴とする発光装置の製造方法。 A first step of preparing a substrate made of an inorganic material;
A second step of mounting a plurality of light emitting elements on the substrate;
A third step of sealing the substrate on which the plurality of light emitting elements are mounted with a sealing material made of glass ;
A fourth step of forming a cut from the sealing material to the substrate to a depth that does not divide the substrate and surrounding the light emitting element;
A fifth step of applying a coating of surfactant and optically transparent inorganic material moisture across the surface impermeable to the sealing material and the substrate the sealing material exposed Ri by said cuts,
And a sixth step of dividing the light transmissive inorganic material and the substrate along the cut.
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