JP4924012B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
Light emitting device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP4924012B2 JP4924012B2 JP2006346315A JP2006346315A JP4924012B2 JP 4924012 B2 JP4924012 B2 JP 4924012B2 JP 2006346315 A JP2006346315 A JP 2006346315A JP 2006346315 A JP2006346315 A JP 2006346315A JP 4924012 B2 JP4924012 B2 JP 4924012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- substrate
- glass
- pattern member
- emitting element
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明は、発光装置およびその製造方法に係り、特にガラス材料を用いて半導体発光素子を封止した構造の発光装置およびその製造方法に関するもので、例えば白色発光ダイオードの製造に使用されるものである。 The present invention relates to a light-emitting device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a light-emitting device having a structure in which a semiconductor light-emitting element is sealed using a glass material and a method for manufacturing the light-emitting device. is there.
従来の発光装置は、リードフレームまたはプリント配線基板などの基板に発光素子が載置され、その発光素子を被覆するように透光性を有する封止体が形成されている。封止体には、通常、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機材料が用いられており、発光素子から放出される光が封止体を透過して空気中に放出されることになる。有機材料で発光素子を被覆する場合、有機材料が発光素子や外部からの熱や光により劣化することがあり、有機材料中の成分が、発光素子搭載基板や発光素子の電極などを変質させることもある。これにより発光装置の光学特性、電気特性、信頼性特性の低下を招く場合がある。 In a conventional light emitting device, a light emitting element is placed on a substrate such as a lead frame or a printed wiring board, and a light-transmitting sealing body is formed so as to cover the light emitting element. Usually, an organic material such as an epoxy resin or a silicone resin is used for the sealing body, and light emitted from the light-emitting element passes through the sealing body and is released into the air. When a light-emitting element is covered with an organic material, the organic material may be deteriorated by the light-emitting element or external heat or light, and the components in the organic material may alter the light-emitting element mounting substrate, the light-emitting element electrode, or the like. There is also. As a result, the optical characteristics, electrical characteristics, and reliability characteristics of the light emitting device may be deteriorated.
一方、エポキシ樹脂等の有機材料を低融点ガラスに置き換えたチップ型発光装置が知られている(例えば、特許文献1乃至3参照)。このような低融点ガラスを封止材料に用いた発光装置を製造する際、低融点ガラスを融点以上に加熱して液状で供給する方法は、ガラスが液体から冷却されて固体となる場合に、その膨張率や収縮率の大きさで応力が発生し、クラックが発生したり、配線が切断されたり外れたりする問題があった。また、ガラスが液体から冷却されて固体となる場合に、その膨張率や収縮率の大きさで応力が発生し、クラックが発生したり、配線が切断されたり、発光素子が基板から外れたりする問題があった。また、低融点ガラスは、着色されているので、発光素子から出射された光が低融点ガラスの着色部分で一部吸収され、光の取り出し効率が悪い。 On the other hand, a chip-type light emitting device in which an organic material such as an epoxy resin is replaced with a low-melting glass is known (for example, see Patent Documents 1 to 3). When manufacturing a light-emitting device using such a low-melting glass as a sealing material, the method of heating the low-melting glass to a melting point or higher and supplying it in a liquid state is as follows. There is a problem in that stress is generated due to the magnitude of the expansion rate and contraction rate, cracks occur, and the wiring is cut or disconnected. In addition, when the glass is cooled from a liquid and becomes a solid, stress is generated due to the magnitude of the expansion rate and contraction rate, cracks are generated, wiring is cut, and the light emitting element is detached from the substrate. There was a problem. Further, since the low melting point glass is colored, the light emitted from the light emitting element is partially absorbed by the colored portion of the low melting point glass, and the light extraction efficiency is poor.
他方、特許文献4では、板状の低融点ガラスを固体素子搭載基板に平行にセットし、板状のガラスをホットプレス加工することによってガラス封止部を形成し、耐湿性、透明性、耐熱性に優れた固体素子デバイスを実現する点が提案されている。
On the other hand, in
しかし、例えば図14(a)に示すように、キャビティ付き基板60のキャビティ空間61の垂直断面形状が矩形である場合には、ガラス封止部を形成する際に次のような問題がある。即ち、キャビティ空間内に発光素子62を実装した後、キャビティ上方から板状ガラス63を加熱プレス加工してキャビティ空間の開口先端面部から底面部に向けて充填させる際、図14(b)に示すようにキャビティ側壁の上面に接するガラス部分よりもキャビティ空間内側のガラス部分がキャビティ空間内側へ突出し、板状ガラス63の中央付近が最も突出した湾曲形状になる。これにより、板状ガラス63がキャビティ空間内へ充填される過程で、板状ガラスはキャビティ空間内の中央付近の底面から接し始めることになるので、キャビティ空間内底面の周縁部に板状ガラスの充填が進むまでの間に、キャビティ空間内底面の中央付近は大きな応力を受けることになる。この際、図14(c)に示すように内底面中央付近に発光素子62を配置している場合には、発光素子62は大きな応力を受けることになり、発光素子62の電極やエピ構造のバンプ接合部相当部分が大きな応力を受けることになり、その部分の構造的な破壊や、電気的特性や発光特性が劣化する原因となる。
However, for example, as shown in FIG. 14A, when the vertical cross-sectional shape of the
また、通常、発光素子搭載基板には、図15に示すように、発光装置を例えば半田で実装するための導電パターン64が裏面の両サイド寄りに形成されており、この導電パターン64の厚さは5〜500μmほどである。そして、この基板裏面の導電パターン64は、前記ガラス封止時に受ける荷重に対して支持部になるので、基板裏面の中央付近は浮いた状態になり、基板は中央付近に荷重を受ける両端支持梁となる。したがって、前記ガラス封止時に荷重を受ける基板には曲げ応力が発生し、特に基板中央付近は大きい応力を受け、基板にクラックが発生するおそれがある。
Further, normally, as shown in FIG. 15, a
これに対して、キャビティが取り付けられていない基板上に実装された発光素子をガラス封止する場合には、ガラス封止時に発光素子62が突起部となっており、この部分がガラスに押され始めるので、発光素子62の実装位置に荷重がかかり、その部分の基板には大きな曲げ応力が発生し、基板にクラックが発生するおそれがある。
本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、基板上に発光素子を実装してガラス封止した構造の発光装置を製造する際、ガラス封止時に荷重を受ける基板中央付近あるいは発光素子実装部の基板に曲げ応力が発生することを抑制し、基板にクラックが発生するおそれを回避でき、簡易に量産性良く製造し得る発光装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems. When manufacturing a light emitting device having a structure in which a light emitting element is mounted on a substrate and sealed with glass, the vicinity of the center of the substrate that receives a load during glass sealing is provided. Or it aims at providing the manufacturing method of the light-emitting device which can suppress that a bending stress generate | occur | produces in the board | substrate of a light emitting element mounting part, can avoid the possibility that a crack will generate | occur | produce in a board | substrate, and can be easily manufactured with mass productivity. .
また、本発明は、基板上に発光素子を実装してガラス封止した構造の発光装置において、ガラス封止時に荷重を受ける基板中央付近あるいは発光素子実装部の基板に曲げ応力が発生することを抑制し、基板にクラックが発生するおそれを回避し、耐熱性、耐光性に優れ、信頼性の高い発光装置を提供することを目的とする。 Further, according to the present invention, in a light emitting device having a structure in which a light emitting element is mounted on a substrate and sealed with glass, bending stress is generated in the vicinity of the center of the substrate that receives a load during glass sealing or on the substrate of the light emitting element mounting portion. An object of the present invention is to provide a light-emitting device that is suppressed, avoids the possibility of cracking in a substrate, has excellent heat resistance and light resistance, and has high reliability.
本発明の発光装置の製造方法は、配線基板上に発光素子が実装されてガラス封止された発光装置の製造方法であって、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる荷重分散用のパターン部材が発光素子実装部分に対応する基板裏面に形成され、前記導電パターン部材と前記荷重分散用のパターン部材とを連ねる連結パターン部材が基板裏面に形成され、前記各パターン部材は同じ厚みを有し、前記連結パターン部材は前記導電パターン部材および前記荷重分散用のパターン部材よりも細く形成されてなる配線基板を製造する工程と、前記配線基板上に発光素子を実装する工程と、前記発光素子が実装された配線基板上に板状のガラスを載置し、当該ガラスをガラス軟化点以上、かつ、融点より低い温度となるように加熱してプレス成形することによって、前記ガラスを融着させて前記発光素子を封止し、この後に前記ガラスを冷却するガラス封止工程と、所望の切断位置で前記配線基板のダイシングを行い、所望の発光装置に分割する分割工程と、を具備し、前記ガラスは、SiO 2 、BaO、TiO 2 、Al 2 O 3 、P 2 O 5 、PbO、B 2 O 3 、ZnO、Nb 2 O 5 、Na 2 O、K 2 O、Sb 2 O 5 、CaO、Li 2 O、WO 3 、Gd 2 O 3 、Bi 2 O 3 、ZrO 2 、SrO、MgO、La 2 O 3 、Y 2 O 3 、AgO、LiF、NaF、KF、AlF 3 、MgF 2 、CaF 2 、SrF 2 、BaF 2 、YF 3 、LaF 3 、SnF 2 、ZnF 2 のいずれかを含み、ガラス転移温度Tgが200℃〜600℃であることを特徴とする。 The method for manufacturing a light emitting device of the present invention is a method for manufacturing a light emitting device in which a light emitting element is mounted on a wiring substrate and sealed with glass , and a conductive pattern member for mounting the light emitting device is formed on a part of the back surface of the substrate. And a load distribution pattern member for generating a reaction force that cancels a bending moment due to a load from above the substrate and distributing the load is formed on the back surface of the substrate corresponding to the light emitting element mounting portion, and the conductive pattern member and the load A connection pattern member that is connected to the pattern member for dispersion is formed on the back surface of the substrate, each pattern member has the same thickness, and the connection pattern member is formed thinner than the conductive pattern member and the load distribution pattern member. a step of manufacturing a wiring board formed by the steps of mounting the light emitting element on the wiring board, the plate-like to the light emitting element is implemented on a wiring board Placing the lath, the glass softening point of glass or higher, and, by press-molding by heating such that the temperature lower than the melting point, sealing the light emitting element by fusing the glass, after the A glass sealing step for cooling the glass, and a dividing step for dicing the wiring board at a desired cutting position to divide the substrate into a desired light emitting device. The glass is made of SiO 2 , BaO, TiO 2. Al 2 O 3 , P 2 O 5 , PbO, B 2 O 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , Na 2 O, K 2 O, Sb 2 O 5 , CaO, Li 2 O, WO 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , ZrO 2 , SrO, MgO, La 2 O 3 , Y 2 O 3 , AgO, LiF, NaF, KF, AlF 3 , MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , YF 3 , Including any of LaF 3 , SnF 2 , ZnF 2 , and glass The transition temperature Tg is 200 ° C. to 600 ° C.
また、本発明の発光装置の製造方法は、キャビティ付き基板上でキャビティ空間内に発光素子が実装されてガラス封止された発光装置の製造方法であって、前記キャビティ空間をそれぞれ有する複数のキャビティ領域が一体的に形成されたキャビティアレイの底面部を配線基板上に固着してなるキャビティ付き配線基板を形成する工程と、前記各キャビティ空間内で前記配線基板上に前記発光素子を実装する工程と、前記キャビティ空間内の前記発光素子をガラスで封止するガラス封止工程と、所望の切断位置で前記キャビティ付き基板のダイシングを行い、個々の発光装置に分割する分割工程と、を具備し、前記キャビティアレイ付き配線基板は、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる荷重分散用のパターン部材が基板中央付近に対応する基板裏面に形成され、前記導電パターン部材と前記荷重分散用のパターン部材とを連ねる連結パターン部材が基板裏面に形成され、前記各パターン部材は同じ厚みを有し、前記連結パターン部材は前記導電パターン部材および前記荷重分散用のパターン部材よりも細く形成されてなり、前記ガラスは、SiO 2 、BaO、TiO 2 、Al 2 O 3 、P 2 O 5 、PbO、B 2 O 3 、ZnO、Nb 2 O 5 、Na 2 O、K 2 O、Sb 2 O 5 、CaO、Li 2 O、WO 3 、Gd 2 O 3 、Bi 2 O 3 、ZrO 2 、SrO、MgO、La 2 O 3 、Y 2 O 3 、AgO、LiF、NaF、KF、AlF 3 、MgF 2 、CaF 2 、SrF 2 、BaF 2 、YF 3 、LaF 3 、SnF 2 、ZnF 2 のいずれかを含み、ガラス転移温度Tgが200℃〜600℃であり、前記ガラス封止工程は、前記キャビティアレイの各キャビティの開口先端面を塞ぐように板状のガラスを載置し、当該ガラスのガラス軟化点以上、かつ、融点より低い温度となるように加熱してプレス成形することによって、前記ガラスを前記キャビティ空間内に充填させるとともに融着させて前記発光素子を封止し、この後に前記ガラスを冷却することを特徴とする。
The light emitting device manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a light emitting device in which a light emitting element is mounted in a cavity space on a substrate with a cavity and sealed with glass, and the plurality of cavities each having the cavity space. A step of forming a wiring substrate with a cavity formed by fixing a bottom surface portion of a cavity array in which regions are integrally formed on the wiring substrate; and a step of mounting the light emitting element on the wiring substrate in each cavity space If, comprising a glass sealing step of sealing with glass the light emitting element in the cavity space, diced of the cavity-substrate at the desired cutting position, a dividing step of dividing into individual light emitting device, the In the wiring board with cavity array, the conductive pattern member for mounting the light emitting device is formed on a part of the back surface of the board, and the load from above the board A load distribution pattern member that generates a reaction force that counteracts the bending moment and disperses the load is formed on the back surface of the substrate corresponding to the vicinity of the center of the substrate, and connects the conductive pattern member and the load distribution pattern member. A pattern member is formed on the back surface of the substrate, each pattern member has the same thickness, the connection pattern member is formed thinner than the conductive pattern member and the load distribution pattern member, and the glass is made of SiO. 2 , BaO, TiO 2 , Al 2 O 3 , P 2 O 5 , PbO, B 2 O 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , Na 2 O, K 2 O, Sb 2 O 5 , CaO, Li 2 O, WO 3, Gd 2 O 3, Bi 2
本発明の発光装置は、一対の電極を有する発光素子と、前記発光素子が上面に実装され、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる荷重分散用のパターン部材が発光素子実装部分に対応する基板裏面に形成され、前記導電パターン部材と前記荷重分散用のパターン部材とを連ねる連結パターン部材が基板裏面に形成され、前記各パターン部材は同じ厚みを有し、前記連結パターン部材は前記導電パターン部材および前記荷重分散用のパターン部材よりも細く形成されてなる配線基板と、前記配線基板上に設けられ、前記発光素子の電極に電気的に接続される基板電極と、前記発光素子を封止したガラス封止部と、を具備し、前記ガラス封止部は、SiO 2 、BaO、TiO 2 、Al 2 O 3 、P 2 O 5 、PbO、B 2 O 3 、ZnO、Nb 2 O 5 、Na 2 O、K 2 O、Sb 2 O 5 、CaO、Li 2 O、WO 3 、Gd 2 O 3 、Bi 2 O 3 、ZrO 2 、SrO、MgO、La 2 O 3 、Y 2 O 3 、AgO、LiF、NaF、KF、AlF 3 、MgF 2 、CaF 2 、SrF 2 、BaF 2 、YF 3 、LaF 3 、SnF 2 、ZnF 2 のいずれかを含むことを特徴とする。
The light emitting device of the present invention includes a light emitting element having a pair of electrodes, the light emitting element mounted on the upper surface, a conductive pattern member for mounting the light emitting device formed on a part of the back surface of the substrate, and bending by a load from above the substrate. A load distribution pattern member that generates a reaction force that counteracts the moment and disperses the load is formed on the back surface of the substrate corresponding to the light emitting element mounting portion, and connects the conductive pattern member and the load distribution pattern member. A pattern member is formed on the back surface of the substrate, each pattern member has the same thickness, and the connection pattern member is formed thinner than the conductive pattern member and the load distribution pattern member, and the wiring provided on the substrate, comprising a substrate electrode that is electrically connected to the electrode of the light emitting element, a glass sealing portion which seals the light emitting element, a, Serial glass sealing portion, SiO 2, BaO, TiO 2 , Al 2
また、本発明の発光装置は、一対の電極を有する発光素子と、上下面間に連通するキャビティ空間を有するキャビティの底面が配線基板の上面に固着され、キャビティ空間内底面部の基板上に前記発光素子が実装されたキャビティ付き配線基板と、前記キャビティ空間内底面部の基板上に設けられ、前記発光素子の電極に電気的に接続される基板電極と、前記キャビティ空間内に充填されたガラスにより前記発光素子を封止したガラス封止部と、を具備し、前記キャビティ付き配線基板は、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる荷重分散用のパターン部材が基板中央付近に対応する基板裏面に形成され、前記導電パターン部材と前記荷重分散用のパターン部材とを連ねる連結パターン部材が基板裏面に形成され、前記各パターン部材は同じ厚みを有し、前記連結パターン部材は前記導電パターン部材および前記荷重分散用のパターン部材よりも細く形成されてなり、前記ガラス封止部は、SiO 2 、BaO、TiO 2 、Al 2 O 3 、P 2 O 5 、PbO、B 2 O 3 、ZnO、Nb 2 O 5 、Na 2 O、K 2 O、Sb 2 O 5 、CaO、Li 2 O、WO 3 、Gd 2 O 3 、Bi 2 O 3 、ZrO 2 、SrO、MgO、La 2 O 3 、Y 2 O 3 、AgO、LiF、NaF、KF、AlF 3 、MgF 2 、CaF 2 、SrF 2 、BaF 2 、YF 3 、LaF 3 、SnF 2 、ZnF 2 のいずれかを含むことを特徴とする。 In the light emitting device of the present invention, a light emitting element having a pair of electrodes and a bottom surface of a cavity having a cavity space communicating between the upper and lower surfaces are fixed to the upper surface of the wiring board, A wiring substrate with a cavity on which a light emitting element is mounted, a substrate electrode provided on a substrate at the bottom of the cavity space and electrically connected to an electrode of the light emitting element, and glass filled in the cavity space A glass sealing part that seals the light emitting element by the above, and the wiring substrate with cavity has a conductive pattern member for mounting the light emitting device formed on a part of the back surface of the substrate, and is bent by a load from above the substrate. A pattern member for load distribution that generates a reaction force that cancels the moment and distributes the load is formed on the back surface of the substrate corresponding to the vicinity of the center of the substrate, and the conductive pattern A connection pattern member connecting the member and the load distribution pattern member is formed on the back surface of the substrate, the pattern members have the same thickness, and the connection pattern member includes the conductive pattern member and the load distribution pattern member. The glass sealing portion is made of SiO 2 , BaO, TiO 2 , Al 2 O 3 , P 2 O 5 , PbO, B 2 O 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , Na 2 O. , K 2 O, Sb 2 O 5 , CaO, Li 2 O, WO 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , ZrO 2 , SrO, MgO, La 2 O 3 , Y 2 O 3 , AgO, LiF, It includes any one of NaF, KF, AlF 3 , MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , YF 3 , LaF 3 , SnF 2 , and ZnF 2 .
本発明の発光装置において、パターン部材の面積は、基板裏面において発光装置実装用の導電パターン部材の領域を除く領域に対して10〜99%の範囲内で形成されている。パターン部材は、基板裏面において、発光素子実装部分あるいは基板中央付近に対応する位置を中心に円形あるいは矩形あるいは多角形あるいは楕円等の閉曲線、または、メッシュ状あるいはストライプ状あるいは放射状あるいは同心円状あるいはドット状等のパターンを有するように構成することができる。パターン部材は、前記導電パターン部材と連なるように構成することができる。パターン部材は、前記導電パターン部材と同じ工程および同じ材料で形成することができる。パターン部材として、セラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより絶縁性パターンを形成することができる。 In the light emitting device of the present invention, the area of the pattern member is formed in the range of 10 to 99% with respect to the region excluding the region of the conductive pattern member for mounting the light emitting device on the back surface of the substrate. The pattern member is a closed curve such as a circle, rectangle, polygon, or ellipse, or a mesh, stripe, radial, concentric, or dot shape centered on the light emitting element mounting portion or near the center of the substrate on the back side of the substrate. Or the like. The pattern member can be configured to be continuous with the conductive pattern member. The pattern member can be formed by the same process and the same material as the conductive pattern member. As the pattern member, an insulating pattern can be formed by applying or printing ceramic paste, vapor deposition of inorganic material, sputtering or plating.
本発明の発光装置の製造方法によれば、ガラス封止時に荷重を受ける基板中央付近の裏面あるいは発光素子実装部に対応する基板の裏面に、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるためのパターン部材が形成されている。これにより、ガラス封止時に基板中央付近あるいは発光素子実装部に対応する基板部分に曲げ応力が発生することを抑制し、基板にクラックが発生するおそれを回避でき、簡易に量産性良く製造することができる。 According to the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, the reaction force that cancels the bending moment due to the load from above the substrate is applied to the back surface near the center of the substrate that receives a load during glass sealing or the back surface of the substrate corresponding to the light emitting element mounting portion. A pattern member for generating and distributing the load is formed. This suppresses the occurrence of bending stress in the vicinity of the center of the substrate or the portion of the substrate corresponding to the light emitting element mounting portion at the time of glass sealing, avoids the possibility of cracks occurring on the substrate, and easily manufactures with high productivity. Can do.
本発明の発光装置によれば、基板上に発光素子を実装してガラス封止した構造の発光装置において、ガラス封止時に荷重を受ける基板裏面中央付近あるいは発光素子実装部に対応する基板裏面部分に、基板上方からの荷重を分散するためのパターン部材が形成されている。これにより、ガラス封止時に基板中央付近あるいは発光素子実装部の基板に曲げ応力が発生することを抑制し、基板にクラックが発生するおそれを回避し、耐熱性、耐光性に優れ、信頼性の高い発光装置を提供することができる。 According to the light emitting device of the present invention, in a light emitting device having a structure in which a light emitting element is mounted on a substrate and sealed with glass, the substrate back surface portion corresponding to the light emitting element mounting portion near the center of the substrate back surface that receives a load during glass sealing. Further, a pattern member for dispersing a load from above the substrate is formed. This suppresses the occurrence of bending stress in the vicinity of the center of the substrate or the substrate of the light emitting element mounting portion during glass sealing, avoids the possibility of cracks occurring in the substrate, has excellent heat resistance, light resistance, and reliability. A high light emitting device can be provided.
上記パターン部材は、基板裏面において、発光素子実装部分あるいは基板中央付近に対応する位置を中心に円形あるいは矩形あるいは多角形あるいは楕円等の閉曲線、または、メッシュ状あるいはストライプ状あるいは放射状あるいは同心円状あるいはドット状等のパターンを有するように構成することで容易に実現することができる。 The pattern member is a closed curve such as a circle, a rectangle, a polygon, an ellipse, etc., or a mesh, a stripe, a radial, a concentric circle, or a dot around the position corresponding to the light emitting element mounting portion or the vicinity of the center of the substrate It can be easily realized by configuring so as to have a pattern such as a shape.
また、パターン部材は、導電パターン部材と同じ工程および同じ材料で形成し、さらに、導電パターン部材と連なるように構成することで容易に実現することができる。また、パターン部材は、セラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより絶縁性パターンを形成することができる。 Moreover, a pattern member can be easily implement | achieved by forming with the same process and the same material as a conductive pattern member, and also connecting with a conductive pattern member. Further, the pattern member can form an insulating pattern by applying or printing ceramic paste, vapor deposition of inorganic material, sputtering or plating.
以下、図面を参照して本発明の実施形態および実施例を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。但し、本発明は、この実施形態および実施例に限定されない。 Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the drawings. In this description, common parts are denoted by common reference numerals throughout the drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment and example.
<第1の実施形態>
図1および図2(a)乃至(c)は、本発明の発光装置の製造方法の第1の実施形態における工程を概略的に示す図である。図3(a)、(b)は、図1中の発光素子実装済みのキャビティ付き配線基板10の一例を概略的に示す側断面図および底面図である。図4は、本発明の発光装置の製造工程を経て個々に分割して得られた発光装置の一例を概略的に示す断面図である。ここでは、チップ状の発光素子をキャビティ付き配線基板上にフェイスダウン実装したものを図示しているが、発光素子をキャビティ付き配線基板上にフェイスアップ実装することもできる。また、図示の便宜上、キャビティ付き配線基板に形成されている基板電極の一部は図示を省略している。
<First Embodiment>
FIG. 1 and FIGS. 2A to 2C are diagrams schematically showing steps in the first embodiment of the method for manufacturing a light emitting device of the present invention. FIGS. 3A and 3B are a side cross-sectional view and a bottom view schematically showing an example of the
この発光装置は、一対の電極を有する発光素子40が、キャビティ空間21内底面部の配線基板30上に実装され、発光装置実装用の導電パターン部材31aが配線基板30の裏面の一部に形成されている。そして、発光素子実装部分に対応する配線基板30の裏面には、導電パターン部材31aと同じ厚みを有し、配線基板30上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33が形成されている。そして、配線基板30上には、発光素子40の電極に電気的に接続される基板電極および配線パターン31が設けられており、発光素子40を封止したガラス封止部11aを有する。
In this light emitting device, a
まず、例えば図1中に示すように、キャビティアレイ20および配線基板30を別々に形成し、キャビティアレイ20の底面部を配線基板30に例えば接着により固着してなるキャビティ付き配線基板10を通常の方法により形成する。この場合、キャビティアレイ20は、例えばセラミックスを用いて複数のキャビティ領域20aが一体的に形成されたものである。各キャビティ領域20aは、上下面間に連通するキャビティ空間21を有し、各キャビティ空間21は、その垂直断面形状が矩形であってもよいが、開口先端面側から底面側に向かって開口面積が徐々に減少する内壁構造を有することが望ましい。
First, as shown in FIG. 1, for example, the
一方、前記配線基板30は、アルミナ(Al2 O3 )あるいは窒化アルミ(AlN)等を用いて複数の基板領域30aが一体的に形成されたものである。各基板領域30aには、基板電極およびパターン配線31が形成されており、基板電極およびパターン配線31の一部は各キャビティ空間21の底面に露呈している。各基板領域30aには、配線基板30の両面の基板電極およびパターン配線31相互間を導通させるために、スルーホール(図示せず)と、ホール内の導通材(図示せず)が形成されている。図3(a)、(b)に示すように、基板電極およびパターン配線31の一部は基板裏面の両サイド寄りの位置にある発光装置実装用の導電パターン部の導電パターン部材31aまで延長された状態で形成されている。さらに、各基板領域30aの裏面の中央付近には、後述するガラス封止時に基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33が導電パターン部材31aと同じ幅で同じ厚みを有するように形成されている。なお、パターン部材33の面積は、基板裏面において発光装置実装用の導電パターン部材31aの領域を除く領域に対して10〜99%の範囲内で形成されている。
On the other hand, the
ここで、発光素子40がフェイスダウン実装された発光装置の場合は、所定の基板電極およびパターン配線31が設けられたキャビティ付き配線基板10a上に発光素子40の一対の電極がそれぞれAuバンプまたは半田ボールを介して接合(フリップチップ接続)される。なお、フェイスダウン実装に際して、上記例に限らず、配線基板30上の基板電極および配線パターン31と発光素子40のパッド電極との間に半田を用いて超音波接合された構造や、金、銀、パラジウム、ロジウム等の導電性ペースト、異方性導電ペースト等を用いて接合された構造など、種々の形態を採用できる。
Here, in the case of a light-emitting device in which the light-emitting
各キャビティ空間21内の基板領域30a上に、例えば図2中に示すように導電性のバンプ32を介して発光素子40をフリップチップ接続してフェイスダウン実装することにより素子実装済み配線基板30aを得る。本例では、同一面側に正負一対の電極を有する発光素子40を基板領域30a上にフェイスダウン実装しているが、発光素子40をフェイスアップ実装するように変更してもよい。
On the
発光素子40がフェイスアップ実装された発光装置の場合は、所定の基板電極および配線パターン31が設けられたキャビティ付き配線基板10上に発光素子40の底面がAuSn、AgSn等の金属ロウ材を用いてダイボンディングされ、発光素子40の一対の電極と基板電極および配線パターン31とがAu、Ag、Al、W、Pt等からなるループ状のボンディングワイヤーを介して接続される。なお、フェイスアップ実装における配線基板30と発光素子40とのダイボンディング手段は上記例に限らず、無機接着剤、金属接合など種々の形態を採用できる。
In the case of a light-emitting device in which the light-emitting
次に、各キャビティ空間21内の発光素子40を一括してガラス11で封止し、この後にガラス11を冷却する。このガラス封止に際して、本実施形態では、図2(a)乃至(b)に示すように、各キャビティ空間の開口先端面を塞ぐようにキャビティアレイ20上の全体に板状のガラス11を載置する。このように板状のガラス11をワークに重ねた状態で金型(上金型51と下金型52)に挟み、例えば窒素雰囲気中でガラス軟化点以上となるように全体的に加熱し、加圧を行うことによって、ガラス11を融着させて発光素子40を封止する。この際、加熱は、ガラスの融点より低い温度となるように加熱する。この後、冷却によりガラス11は固化され、発光素子40を封止するガラス封止部11aとなる。
Next, the
この後、ガラス封止部11aおよびキャビティ付き配線基板10aは、最終的には例えば図4中に示すように単位領域(30a、20a)毎に個片化されて複数の発光装置に分割される。これにより、各発光装置は、前記基板領域30aに対応する配線基板30aと前記キャビティ領域20aに対応するキャビティ20aとからなるキャビティ付き配線基板10aを備えることになる。
Thereafter, the
図2(a)乃至(c)は、前記ガラス封止工程においてキャビティ空間21の開口先端面部から底面部に向けて板状のガラス11が充填されていく様子の一例を示している。即ち、図2(a)に示すようにキャビティアレイ20の上方から板状のガラス11を加熱して軟化させ、それをプレスして充填させる。この際、図2(b)に示すようにキャビティ側壁の上面に接するガラス部分よりもキャビティ空間21内側のガラス部分がキャビティ空間21内側へ突出し、ガラス11の中央付近が最も突出した湾曲形状になる。これにより、ガラス11がキャビティ空間21内へ充填される過程で、ガラス11はキャビティ空間21内の中央付近の底面から接し始める。内底面中央付近に発光素子40を配置している場合には、発光素子40はガラス11から応力を受けることになる。この際、基板領域30aの裏面中央付近あるいは発光素子実装部に対応する裏面部分には、図2(c)に示すようにガラス封止時に配線基板30の上方から荷重を受けるが、この荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるためのパターン部材33が導電パターン部材31aと同じ厚みで形成されている。これにより、ガラス封止時に基板領域30aの中央付近あるいは発光素子実装部の配線基板30に曲げ応力が発生することを抑制し、キャビティ付き配線基板10にクラックが発生するおそれを回避し、簡易に量産性良く製造することができる。
2A to 2C show an example of a state in which the plate-
したがって、基板領域30aが受ける曲げ応力は緩和され、その部分の構造的な破壊や、電気的特性や発光特性が劣化することは抑制される。また、発光素子40が蛍光体層で覆われている場合、充填したガラスが蛍光体層に接するが、蛍光体層がガラスからの圧力とガラスの変形に伴う剪断力を受けるが、これに曲げ応力が加わっている場合と比べ、剥離等の損傷の程度は緩和される。
Therefore, the bending stress received by the
また、キャビティ空間21内へのガラス11の充填が進む過程で、ガラス11はキャビティ空間21内の中央付近が突出した湾曲形状になるが、キャビティ空間21の開口先端面側から底面側に向かって開口面積が徐々に減少するように形成しておくことにより、キャビティ空間21内底面周縁部までガラス11が十分に充填され、キャビティ空間21内底面周縁部はガラス11の未充填箇所は生じ難い。
Further, in the process of filling the
この後、必要に応じて、所望の切断位置で、ガラス11、キャビティアレイ20および配線基板30をダイシングすることによって複数の発光装置に分割する。この際、発光素子40を避けたダイシングライン部でガラス封止済みの配線基板30をダイシングブレードにより切断し、発光素子40を1個単位の個片に分割した発光装置、あるいは、発光素子40実装済み配線基板30上の発光素子配列の各列間で配線基板30を切断し、発光素子40を複数個単位のモジュールに分割した発光装置を得るようにしてもよい。この際、ダイシングブレードを用いることなく、キャビティアレイ20および配線基板30に予めスナップラインを形成しておき、応力を加えてスナップラインのブレーキングにより分割してもよい。あるいは、ダイシングブレードを用いて部分的に切断した後、スナップラインのブレーキングにより分割してもよい。この後、必要に応じて、ガラス封止部の側面および上面を研磨し、凹凸のない平坦面あるいは滑らかな曲面に形成することもできる。
Thereafter, if necessary, the
前述したような一連の工程により、キャビティ付き配線基板10a上でキャビティ空間21内に発光素子40が実装されて、発光素子40をガラス封止部11aにより封止された発光装置が得られる。
Through the series of steps as described above, the
上記した発光装置の製造方法によれば、ガラス封止時にガラス11から荷重を受ける配線基板30の中央付近あるいは発光素子実装部の配線基板30に曲げ応力が発生することを抑制し、配線基板30にクラックが発生するおそれを回避でき、耐熱性、耐光性に優れ、信頼性の高い発光装置を簡易に量産性良く製造することができる。
According to the method for manufacturing a light emitting device described above, the generation of bending stress in the vicinity of the center of the
さらに、キャビティ付き配線基板10のキャビティ形状をガラス封止に適したように工夫し、キャビティ空間21の開口先端面側から底面側に向かって開口面積が徐々に減少する内壁構造を持たせることにより、ガラス充填の効率化を図り、発光素子40に及ぼす損傷の減少効果を改善することが可能になる。即ち、キャビティ空間21内底面周縁部のガラス未充填箇所の発生を抑制でき、発光素子40にかかる応力負荷を減少することができる。また、ガラス充填に要する加工時間を短縮でき、発光素子40が高温・高圧に晒される時間も短縮でき、発光素子40の電極やエピタキシャル成長構造および発光素子が蛍光体層で覆われている場合に蛍光体層に及ぼす損傷も減少でき、簡易に量産性良く製造することが可能になる。
Furthermore, by devising the cavity shape of the
なお、一般的に熱膨張率の大きい低融点ガラスを用いても、封止材料にフィラーを混入することによってバルクとしての膨張率を低減でき、封止体と被封止物界面のクラック抑制と応力を低減することができ、厳しい環境条件下での使用に耐え得る発光装置を実現できる。また、封止材料に蛍光体を混合することも可能である。この際、発光素子40として青色発光素子、蛍光体としてYAG蛍光体を用いることにより、白色発光装置を安価に実現することができる。
In general, even if low-melting-point glass having a large thermal expansion coefficient is used, the expansion coefficient as a bulk can be reduced by mixing a filler into the sealing material, and cracks at the interface between the sealing body and the object to be sealed can be suppressed. A light-emitting device that can reduce stress and can withstand use under severe environmental conditions can be realized. It is also possible to mix a phosphor with the sealing material. At this time, a white light emitting device can be realized at low cost by using a blue light emitting element as the
さらに、発光素子40をガラス封止部11aにより直接に被覆することに代えて、発光素子40を被覆部材(図示せず)で被覆した後にガラス封止部11aにより被覆することにより、発光素子40を熱や埃等から保護することができる。この被覆部材に、所定の液体、ゾル、ゲルなどに蛍光物質等を混合しておくこともできる。例えば被覆部材に粉末状の蛍光物質を用いる場合、水や有機溶剤に混合した蛍光物質を発光素子の周囲に固着させることができる。ガラスを軟化させるために温度を上げると、水や有機溶剤が揮発する。このようにすれば、発光素子40は、直接的にガラス封止部被覆されず、被覆部材を介してガラス封止部11aに被覆されているので、蛍光物質の使用量を少なくすることができ、配向特性を向上することができる。なお、被覆部材は、発光素子を被覆するだけでなく、基板電極も被覆することができ、発光素子40の周囲に容易に配置することができる。
Further, instead of directly covering the
さらに、ガラス封止部の外表面に被膜が固着されていることが好ましい。これによりガラス封止部の変色を低減し、また、被膜に所定の機能を持たせることもできる。例えば、所定の波長の光を吸収し、特定の波長の光を外部に放出するフィルター作用を有する被膜などである。また、ガラス封止部の表面にガラスレンズあるいは樹脂レンズを貼り付けることによって形成してもよい。 Furthermore, it is preferable that the film is fixed to the outer surface of the glass sealing portion. Thereby, discoloration of the glass sealing portion can be reduced, and the coating film can have a predetermined function. For example, a film having a filter function that absorbs light of a predetermined wavelength and emits light of a specific wavelength to the outside. Moreover, you may form by sticking a glass lens or a resin lens on the surface of a glass sealing part.
以下、前記した各構成要素について詳述する。 Hereinafter, each of the above-described components will be described in detail.
<発光素子>
発光素子40は、基板上にGaAlN、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs、AlN、InN、AlInGaP、InGaN、GaN、AlInGaN等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。半導体の構造としては、MIS接合、PIN接合やPN接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としても良い。
<Light emitting element>
The
屋外などの使用を考慮する場合、高輝度な発光素子を形成可能な半導体材料として窒化ガリウム系化合物半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・インジュウム・ガリウム・燐系の半導体を用いることが好ましいが、用途によって種々利用することもできる。 In consideration of outdoor use, it is preferable to use a gallium nitride compound semiconductor as a semiconductor material capable of forming a high-luminance light-emitting element. In red, gallium / aluminum / arsenic semiconductors or aluminum / indium / gallium are used. -It is preferable to use a phosphorus-based semiconductor, but it can be used in various ways depending on the application.
窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、基板にはサファイヤ、スピネル、SiC、Si、ZnOやGaN等の材料が用いられる。結晶性の良い窒化ガリウムを量産性良く形成させるためにはサファイヤ基板を用いることが好ましい。発光素子40はフェイスダウンで用いるため、基板は透光性であることを要する。窒化物系化合物半導体を用いた発光素子40を示す。サファイヤ基板上にGaN、AlN等のバッファー層を形成する。その上にN或いはP型のGaNである第1のコンタクト層、量子効果を有するInGaN薄膜である活性層、P或いはN型のAlGaNであるクラッド層、P或いはN型のGaNである第2のコンタクト層を順に形成した構成とすることができる。窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でN型導電性を示す。なお、発光効率を向上させる等所望のN型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、N型ドーパントとしてSi、Ge、Se、Te、C等を適宜導入することが好ましい。
When a gallium nitride compound semiconductor is used, a material such as sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO or GaN is used for the substrate. A sapphire substrate is preferably used to form gallium nitride with good crystallinity with high productivity. Since the
一方、P型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、P型ドーパンドであるZn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba等をドープさせる。窒化ガリウム系半導体は、P型ドーパントをドープしただけではP型化しにくいためP型ドーパント導入後に、炉による加熱、低電子線照射やプラズマ照射等によりアニールすることでP型化させる必要がある。こうして形成された半導体ウエハーを部分的にエッチングなどさせ正負の各電極を形成させる。その後、半導体ウエハーを所望の大きさに切断することによって発光素子40を形成することができる。
On the other hand, when a P-type gallium nitride semiconductor is formed, a P-type dopant such as Zn, Mg, Be, Ca, Sr, or Ba is doped. Since a gallium nitride based semiconductor is difficult to be converted to P-type only by doping with a P-type dopant, it is necessary to make it P-type by annealing it by heating in a furnace, low electron beam irradiation, plasma irradiation or the like after introducing the P-type dopant. The semiconductor wafer thus formed is partially etched to form positive and negative electrodes. Thereafter, the
発光素子40は、適宜に複数個用いることができ、その組み合わせによって種々の色調を実現することができる。例えば、三原色となるように青色系、緑色系、赤色系が発光可能な発光素子を用いる。なお、表示装置用のフルカラー発光装置として利用するためには赤色系の発光波長が610nmから700nm、緑色系の発光波長が495nmから565nm、青色系の発光波長が430nmから490nmであることが好ましい。また、白色系の発光装置は、青色の発光素子と、黄色に発光する蛍光物質とを用いる。蛍光物質は、発光素子からの光を吸収して波長変換を行い黄色に発光する。この蛍光物質からの光と、発光素子からの光とが混合され、混色光となり白色系に発光する。また、複数個の発光素子の配列は用途、製造工程等により適宜変更する。
A plurality of
発光素子のp側電極は、直線状、曲線状、ひげ状、櫛状、網目状等の形状を成す。p側電極はAu、Au―Sn等の金属や、金属以外のITO、ZnOも使用することができる。また透光性p側電極の代わりに、メッシュ状電極などの複数の光取り出し用開口部を備えた電極形態としてもよい。発光素子の大きさは□1mmサイズが実装可能で、□600μm、□320μmサイズ等のものも実装可能である。 The p-side electrode of the light emitting element has a linear shape, a curved shape, a whisker shape, a comb shape, a mesh shape, or the like. For the p-side electrode, metals such as Au and Au—Sn, ITO other than metals, and ZnO can also be used. Moreover, it is good also as an electrode form provided with several opening part for light extractions, such as a mesh electrode, instead of the translucent p side electrode. The size of the light emitting element can be mounted in a size of □ 1 mm, and a size of □ 600 μm, □ 320 μm, etc. can be mounted.
<配線基板、キャビティ>
配線基板30aは、所定の基板電極および配線パターン31を設けており、発光素子40の電極と基板電極およびパターン部材31aとを電気的に接続して発光素子40を載置している。配線基板30aは、ガラス11を加熱して軟化状態にする温度で変質しない物質であればよい。例えば、アルミナ(Al2 O3 )、窒化アルミ(AlN)、SiC、SiO2 、ZrO2 、SiN等のセラミックス基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板、W合金、Ni,Mo,V,Mn,Cr,Fe等を含む低膨脹金属基板等である。そのうち、耐熱性、耐光性に優れたセラミックス基板が好ましい。特に、原料粉末の90重量%〜96重量%がアルミナであり、焼結助剤として粘度、タルク、マグネシア、カルシアおよびシリカ等が4重量%〜10重量%添加され1500℃から1700℃の温度範囲で焼結させたセラミックスや、原料粉末の40重量%〜60重量%がアルミナで焼結助剤として60重量%〜40重量%の硼珪酸ガラス、コージュライト、フォルステライト、ムライトなどが添加され800℃〜1200℃の温度範囲で焼結させたセラミックス等が挙げられる。これらのセラミックス材料にTiO2 、TiNなどを添加しておくこともできる。また、Cr2 O3 、MnO2 、Fe2 O3 などをグリーンシート自体に含有させることによって暗色系にすることもできる。
<Wiring board, cavity>
The
配線基板30aは、所定の厚さを有する平板に所定の位置にスルーホール(図示せず)を設け、そのスルーホールに導電性の部材を配置することもできる。例えば略直方体の形状をなすセラミックスの基板(単位基板領域)の上面から裏面にかけて四隅にスルーホールを設ける。さらに、向かい合う二辺にスルーホールを設け、基板の上面から裏面にかけて導電性部材を設ける。基板の上面は、所定の基板電極および配線パターン31を形成し、スルーホールの導電性の部材と電気的に接続している。また、基板の裏面は、短絡しない程度に広面積の導電性の部材を配置し、スルーホールの導電性の部材と電気的に接続しており、これらの導電性の部材を基板電極および配線パターン31とする。これにより、セラミックスの基板の裏面側と導通をとることができる。基板に設けられる基板電極および配線パターン31は、発光素子40のn側電極とp側電極とを電気的に接続する少なくとも一対の導電性の部材である。基板電極および配線パターン31は、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属またはITOのように電気伝導率が高く、反射効率の高い部材を使用することが好ましい。発光素子40からの光を基板電極および配線パターン31で反射させ、正面への発光効率を高めるためである。基板電極および配線パターン31の材質は発光素子の発光波長との関係で選択することが好ましい。ある波長域では反射率が高いが、異なる波長域では反射率が低い場合もあるからである。基板電極および配線パターン31は配線基板30aの上面の大部分を占めることもできるが、配線基板30aへのガラスの固定力を高めるため、および基板電極および配線パターン31の絶縁性を取るため、配線基板30aの上面積の半分以下とすることが好ましい。
The
例えば、セラミックスを用いた基板は、所定の形状を形成した後、焼成を行い、キャビティアレイ付き配線基板10を形成する。基板はセラミックスグリーンシートを1枚若しくは複数枚使用する。焼成前のグリーンシート段階においてセラミックスの基板は種々の形状をとることができる。セラミックスの基板内の基板電極および配線パターン31は、タングステンやモリブデンなど高融点金属を樹脂バインダーに含有させたペースト状の材料から形成される。スクリーン印刷などの方法により、ペースト状の材料グリーンシートに設けたスルーホールを介して所望の形状とし、セラミックスの焼成によって導体のパターン配線となる。このようなグリーンシートを積層させた後、焼結させることによってセラミックスの基板とすることができる。
For example, a substrate using ceramics is fired after forming a predetermined shape to form the
キャビティアレイ付き配線基板10aの厚さは0.3mmから3mmが好ましいが、任意のものを使用することができる。キャビティアレイ付き配線基板10aは、略長方形の平面を持つものや、略正方形の平面を持つもの、略多角形の平面を持つものなどを使用することができる。個片化されたキャビティアレイ付き配線基板10aは、長辺が2mmから5mm、短辺が1mmから3mmの平面を持つものを製造できるほか、所定の大きさのものも製造できる。
The thickness of the
<基板電極およびパターン配線31>
基板電極および配線パターン31は、配線基板30aに設けられる。金属部材である基板電極およびパターン配線31は、メッキ、蒸着、スパッタ、印刷等により、Au,Ag,Cu,W,Pt,Rh,Al,Ni金等のパターニングにより形成される。基板電極およびパターン配線31の表面は、反射率を向上させるために平滑にすることが好ましい。また、基板領域の一部に貫通孔(スルーホールまたはビアホール)を設け、貫通孔の内面に導電材料を形成し、あるいは、貫通孔の内部を導電性部材で埋めるなどして配線基板30aの上面と底面のパターン配線31相互間の電気的接続をとっている。この貫通孔を基板領域分割予定部に設けた場合には、配線基板が分割された後に配線基板30aの側面に、配線基板30aの上面と底面とを電気的に接続するパターン配線が露呈する。
<Substrate electrode and
The substrate electrode and the
各基板領域30aにおいて、基板電極およびパターン配線31の一部は各キャビティ空間21の底面に露呈しており、基板電極およびパターン配線31の一部は基板裏面の両サイド寄りの位置まで延長されて発光装置実装用の基板電極および導電パターン部材31aとして利用される。パターン部材33の面積は、配線基板30の裏面において発光装置実装用の導電パターン部材31aの領域を除く領域に対して10〜99%の範囲内である。
In each
<バンプ>
導電性のバンプ32は、発光素子40のn側電極およびp側電極を基板電極および配線パターン31と電気的に接合するものである。また、ガラス11を加熱して軟化状態にする際にバンプ等の金属が軟化して短絡しないものを用いる。例えば、Au−Sn、Ag、Cu、Pb等の金属および合金を用いることができる場合もあるが、好ましくはAuである。Auの融点は1064℃である。金バンプはガラスを加熱して軟化状態にする温度では軟化せず、発光素子40の電極と基板電極および配線パターン31との短絡は生じない。バンプは、通常100から300μm径のボールのものである。
<Bump>
The
<ガラス>
ガラス11は、SiO2 、BaO、TiO2 、Al2 O3 、P2 O5 、PbO、B2 O3 、ZnO、Nb2 O5 、Na2 O、K2 O、Sb2 O5 、CaO、Li2 O、WO3 、Gd2 O3 、Bi2 O3 、ZrO2 、SrO、MgO、La2 O3 、Y2 O3 、AgO、LiF、NaF、KF、AlF3 、MgF2 、CaF2 、SrF2 、BaF2 、YF3 、LaF3 、SnF2 、ZnF2 のいずれかを含む。そして、ガラス転移温度Tgが200℃〜600℃、軟化点/屈伏点が200℃〜700℃、かつ、融点が200℃〜800℃、線膨張係数が3〜15ppmである。
<Glass>
Glass 11, SiO 2, BaO, TiO 2 , Al 2
ガラス11の一具体例は、P2 O5 を56〜63wt%、Al2 O3 を5〜13wt%、ZnOを21〜41wt%含むP2 O5 −Al2 O3 −ZnO系低融点ガラスである。この場合、さらに、B2 O3 、Na2 O、K2 O、Li2 O、MgO、WO3 、Gd2 O3 、ZrO2 をそれぞれ0〜6wt%、CaO、SrOをそれぞれ0〜12wt%、BaO、TiO2 、Nb2 O5 、Bi2 O3 をそれぞれ0〜22wt%含ませてもよい。
A specific example of the
ガラス11の他の具体例は、B2 O3 を20〜31wt%、SiO2 を0.3〜14.5wt%、Na2 Oを1〜9wt%、ZnOを40〜58wt%、Nb2 O5 を10〜20wt%含むB2 O3 −SiO2 −Na2 O−ZnO−Nb2 O5 系低融点ガラスである。この場合、さらに、BaO、TiO2 、Al2 O3 、K2 O、CaO、Li2 O、ZrO2 、SrO、MgOをそれぞれ0〜6wt%含ませてもよい。
Other specific examples of the
ガラス11のさらに他の具体例は、B2 O3 を15〜30wt%、SiO2 を1〜9wt%、ZnOを25〜59wt%、Nb2 O5 を10〜49wt%含むB2 O3 −SiO2 −ZnO−Nb2 O5 系低融点ガラスである。この場合、さらに、BaO、TiO2 、Nb2 O5 、CaO、Gd2 O3 、SrO、La2 O3 、Y2 O3 をそれぞれ0〜19wt%、Al2 O3 を0〜9wt%、Bi2 O3 を0〜9wt%、Na2 O、K2 O、Li2 O、ZrO2 をそれぞれ0〜4wt%含ませてもよい。
Yet another embodiment of the
ガラス11のさらに他の具体例は、PbO、B2 O3 、SiO2 を含み、その中で、PbOを29〜69wt%、B2 O3 を20〜50wt%含むB2 O3 −SiO2 −PbO系低融点ガラスである。
Still another specific example of the
<蛍光物質>
ガラス11には、蛍光物質を含有することもできる。蛍光物質を含有することにより、発光素子40から射出された光が蛍光物質に吸収され、波長変換を行い発光素子40と異なる色を発光することができる。よって、蛍光物質は発光素子からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、または、Ce等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩またはEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機および有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
<Fluorescent substance>
The
Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体は、M2 Si5 N8 :Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。)などがある。また、M2 Si5 N8 :EuのほかMAlSiN3 :Eu、MSi7 N10:Eu、M1.8 Si5 O0.2 N8 :Eu、M0.9 Si7 O0.1 N10:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。)などもある。 A nitride phosphor mainly activated by a lanthanoid element such as Eu or Ce is M 2 Si 5 N 8 : Eu (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn). There is.) In addition to M 2 Si 5 N 8 : Eu, MAlSiN 3 : Eu, MSi 7 N 10 : Eu, M 1.8 Si 5 O 0.2 N 8 : Eu, M 0.9 Si 7 O 0.1 N 10 : Eu (M is Sr , At least one selected from Ca, Ba, Mg, Zn).
Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、MSi2 O2 N2 :Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。)などがある。 An oxynitride phosphor mainly activated by a lanthanoid element such as Eu or Ce is MSi 2 O 2 N 2 : Eu (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) Etc.).
Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、M5 (PO4 )3 X:R(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。Xは、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種以上である。Rは、Eu、Mn、EuとMn、のいずれか1以上である。)などがある。 Alkaline earth halogen apatite phosphors mainly activated by lanthanoid elements such as Eu and transition metal elements such as Mn include M 5 (PO 4 ) 3 X: R (M is Sr, Ca, Ba). X is at least one selected from F, Cl, Br and I. R is any one of Eu, Mn, Eu and Mn. Etc.).
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体には、M2 B5 O9 X:R(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。Xは、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種以上である。Rは、Eu、Mn、EuとMn、のいずれか1以上である。)などがある。 The alkaline earth metal borate phosphor has M 2 B 5 O 9 X: R (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn. X is F, Cl , Br, or I. R is Eu, Mn, or any one of Eu and Mn.).
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、SrAl2 O4 :R、Sr4 Al14O25:R、CaAl2 O4 :R、BaMg2 Al16O27:R、BaMg2 Al16O12:R、BaMgAl10O17:R(Rは、Eu、Mn、EuとMn、のいずれか1以上である。)などがある。 Alkaline earth metal aluminate phosphors include SrAl 2 O 4 : R, Sr 4 Al 14 O 25 : R, CaAl 2 O 4 : R, BaMg 2 Al 16 O 27 : R, BaMg 2 Al 16 O 12 : R, BaMgAl 10 O 17 : R (R is Eu, Mn, or any one of Eu and Mn).
アルカリ土類硫化物蛍光体には、La2 O2 S:Eu、Y2 O2 S:Eu、Gd2 O2 S:Euなどがある。 Examples of alkaline earth sulfide phosphors include La 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 2 S: Eu, and Gd 2 O 2 S: Eu.
Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Y3 Al5 O12:Ce、(Y0.8 Gd0.2 )3 Al5 O12:Ce、Y3 (Al0.8 Ga0.2 )5 O12:Ce、(Y,Gd)3 (Al,Ga)5 O12の組成式で表されるYAG系蛍光体などがある。また、Yの一部若しくは全部をTb、Lu等で置換したTb3 Al5 O12:Ce、Lu3 Al5 O12:Ceなどもある。 Rare earth aluminate phosphors mainly activated by lanthanoid elements such as Ce include Y 3 Al 5 O 12 : Ce, (Y 0.8 Gd 0.2 ) 3 Al 5 O 12 : Ce, Y 3 (Al 0.8 Ga 0.2 ) 5 O 12 : Ce, (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 and other YAG phosphors represented by the composition formula. Further, there are Tb 3 Al 5 O 12 : Ce, Lu 3 Al 5 O 12 : Ce, etc., in which a part or all of Y is substituted with Tb, Lu or the like.
その他の蛍光体には、ZnS:Eu、Zn2 GeO4 :Mn、MGa2 S4 :Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。Xは、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種以上である。)などがある。 Other phosphors include ZnS: Eu, Zn 2 GeO 4 : Mn, MGa 2 S 4 : Eu (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn. X is At least one selected from F, Cl, Br, and I).
上述の蛍光体は、所望に応じてEuに代えて、または、Euに加えてTb、Cu、Ag、Au、Cr、Nd、Dy、Co、Ni、Tiから選択される1種以上を含有させることもできる。また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。 The phosphor described above contains one or more selected from Tb, Cu, Ag, Au, Cr, Nd, Dy, Co, Ni, and Ti instead of Eu or in addition to Eu as desired. You can also. Moreover, it is fluorescent substance other than the said fluorescent substance, Comprising: The fluorescent substance which has the same performance and effect can also be used.
これらの蛍光体は、発光素子の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有する蛍光体を使用することができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する蛍光体も使用することができる。これらの蛍光体を種々組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する発光装置を製造することができる。 These phosphors can use phosphors having emission spectra in yellow, red, green, and blue by the excitation light of the light-emitting element, and emission spectra in yellow, blue-green, orange, etc., which are intermediate colors between them. A phosphor having the following can also be used. By using these phosphors in various combinations, light emitting devices having various emission colors can be manufactured.
例えば、青色に発光するGaN系化合物半導体を用いて、Y3 Al5 O12:Ce若しくは(Y0.8 Gd0.2 )3 Al5 O12:Ceの蛍光物質に照射し、波長変換を行う。発光素子からの光と、蛍光体からの光との混合色により白色に発光する発光装置を提供することができる。 For example, the wavelength conversion is performed by irradiating a fluorescent material of Y 3 Al 5 O 12 : Ce or (Y 0.8 Gd 0.2 ) 3 Al 5 O 12 : Ce using a GaN-based compound semiconductor that emits blue light. A light emitting device that emits white light by a mixed color of light from a light emitting element and light from a phosphor can be provided.
例えば、緑色から黄色に発光するCaSi2 O2 N2 :Eu、またはSrSi2 O2 N2 :Euと、青色に発光する(Sr,Ca)5 (PO4 )3 Cl:Eu、赤色に発光する(Ca,Sr)2 Si5 N8 :Euと、からなる蛍光体を使用することによって、演色性の良好な白色に発光する発光装置を提供することができる。これは、色の三源色である赤・青・緑を使用しているので、第1の蛍光体および第2の蛍光体の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。 For example, CaSi 2 O 2 N 2 : Eu, which emits light from green to yellow, or SrSi 2 O 2 N 2 : Eu, and (Sr, Ca) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, which emits blue light, emits red light. By using a phosphor composed of (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8 : Eu, a light emitting device that emits white light with good color rendering can be provided. This uses the three primary colors of red, blue, and green, so that the desired white light can be achieved simply by changing the blend ratio of the first phosphor and the second phosphor. Can do.
<光拡散部材>
前述の蛍光物質に代えて、若しくは蛍光物質とともに光拡散部材をガラスに含有させてもよい。具体的な光拡散部材としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられる。
<Light diffusion member>
A light diffusing member may be included in the glass instead of the above-described fluorescent material or together with the fluorescent material. As a specific light diffusion member, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide or the like is preferably used.
本明細書において、蛍光物質、光拡散部材、フィラーの厳密な区別は特になく、蛍光物質のうち反射率の高い物質は光拡散部材として作用する。光拡散部材は、中心粒径が1nm以上5μm未満のものをいう。1nm以上5μm未満の光拡散部材は、発光素子および蛍光物質からの光を良好に乱反射させ、大きな粒径の蛍光物質を用いることにより生じやすい色むらを抑制することができる。また、発光スペクトルの半値幅を狭めることができ、色純度の高い発光装置を得ることができる。一方、1nm以上1μm未満の光拡散部材は、透明度が高く、光度を低下させることなくガラスの粘度を高めることができる。 In the present specification, there is no particular distinction between the fluorescent substance, the light diffusing member, and the filler, and a substance having a high reflectance among the fluorescent substances acts as a light diffusing member. The light diffusing member is one having a center particle diameter of 1 nm or more and less than 5 μm. A light diffusing member having a thickness of 1 nm or more and less than 5 μm favorably diffuses light from the light-emitting element and the fluorescent material, and can suppress uneven color that tends to occur when a fluorescent material having a large particle diameter is used. In addition, the half width of the emission spectrum can be narrowed, and a light emitting device with high color purity can be obtained. On the other hand, a light diffusing member of 1 nm or more and less than 1 μm has high transparency and can increase the viscosity of the glass without lowering the light intensity.
<フィラー>
前述の蛍光物質に代えて、若しくは蛍光物質、光拡散部材とともにフィラーをガラスに含有させてもよい。具体的な材料は、光拡散部材と同様であるが、光拡散部材と中心粒径が異なる。ここで、粉体フィラ−は、SiO2 、TiO2 、Al2 O3 、ZnO、ZrO2 、TaO2 、SnO、SnO2 、ITO、In2 O3 、Ga2 O3 のいずれかであり、中心粒径(平均粒径)が5nm〜100μmのものをいう。このような粒径のフィラーをガラス中に含有させると、光拡散作用により発光装置の色度バラツキを改善することができる。ガラスの流動性を一定に調整することが可能となり、歩留まり高く発光装置を量産することができる。
<Filler>
Instead of the above-described fluorescent material, a filler may be included in the glass together with the fluorescent material and the light diffusing member. The specific material is the same as that of the light diffusing member, but the central particle diameter is different from that of the light diffusing member. Here, the powder filler - is either SiO 2, TiO 2, Al 2
粉体フィラーは、蛍光物質と同一若しくは類似の粒径および/または形状を有することが好ましい。類似の粒径は、各粒子の真円との近似程度を表す円形度(円経度=粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ/粒子の投影の周囲長さ)の値の差が20%未満の場合をいう。このような粉体フィラーを用いることにより、蛍光物質とフィラーが互いに作用しあい、ガラス中にて蛍光物質を良好に分散させることができ色むらを抑制することができる。 The powder filler preferably has the same or similar particle size and / or shape as the fluorescent material. The similar particle size is a difference in circularity (circular / longitude = peripheral length of a true circle equal to the projected area of the particle / perimeter of the projected particle) representing a degree of approximation with a perfect circle of each particle is 20 If less than%. By using such a powder filler, the fluorescent material and the filler interact with each other, the fluorescent material can be favorably dispersed in the glass, and color unevenness can be suppressed.
<被膜>
ガラス封止部11aの表面に被膜を形成することが好ましい。被膜はガラス表面の劣化(変色、失透、白濁)を防止することができる。ガラスの白濁、失透は主にガラスが結晶化することに起因する。また水分の透過を抑制することができる。被膜はフィラーなどを入れたものを使用することができる。例えば所定の波長の光(350nm以下の波長および550nm以上の波長の光)を吸収する被膜を用いることにより、特定の波長の光(350nmから550nmまでの波長の光)を取り出すことができる発光装置を提供することができる。被膜は一層だけでなく、多層構造とすることもできる。多層構造とすることにより透過率を上げることもできる。
<Coating>
It is preferable to form a film on the surface of the
<第1の実施形態の変形例>
第1の実施形態における配線基板のパターン部材33は、配線基板30a上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる作用を有するものであればそのパターン形状は所望の形状に設定してよい。即ち、配線基板30a裏面において、発光素子実装部分に対応する位置または配線基板30a中央付近に対応する位置を中心に、円形あるいは矩形あるいは多角形あるいは楕円等の閉曲線、または、メッシュ状あるいはストライプ状あるいは放射状あるいは同心円状あるいはドット状等のパターンを有するものでもよい。また、パターン部材33は、導電パターン部材31aと連なって形成されてもよく、導電パターン部材31aと同じ工程および同じ材料で形成されてもよい。さらに、パターン部材33は、セラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより形成された絶縁性パターンであってもよい。配線基板の上面と底面のパターン配線相互間を接続するために、配線基板に貫通孔を設け、貫通孔の内面に導電材料を形成し、あるいは、貫通孔の内部を導電性部材で埋めるようにしてもよい。
<Modification of First Embodiment>
The
図5乃至図7は、それぞれ図3(a)、(b)に示したキャビティ付き配線基板における導電パターン31aおよびパターン部材33の複数の変形例を概略的に示す側断面図および底面図である。
5 to 7 are a side sectional view and a bottom view schematically showing a plurality of modified examples of the
図5(a)、(b)は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内面に導電材料を形成した例、図5(c)、(d)は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内部を導電性部材で埋めた例を示している。ここに示したキャビティ付き配線基板においては、配線基板30裏面の中央付近あるいは発光素子実装部に対応する配線基板30裏面部分に、配線基板30裏面の両サイド寄りの発光装置実装用の導電パターン部材31aと同じ幅および同じ厚みで荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33が形成されている。荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33は、熱伝導性が良い材料を用いれば、放熱効果の増大にも寄与する。
FIGS. 5A and 5B are examples in which a conductive material is formed on the inner surface of the through hole provided in the wiring board with the cavity. FIGS. 5C and 5D are through holes provided in the wiring board with the cavity. The example which filled the inside with the electroconductive member is shown. In the wiring substrate with a cavity shown here, the conductive pattern member for mounting the light emitting device near the center of the back surface of the
この荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33は、導電パターン部材31aと同じ材料を用いれば、同じ工程で簡単に形成することが可能になる。また、この荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33は、他の材料を用いてもよく、例えばセラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより形成された絶縁性パターンであってもよい。
The
図6(a)、(b)は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内面に導電材料を形成した例、図6(c)、(d)は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内部を導電性部材で埋めた例を示している。図6のキャビティ付き配線基板においては、発光装置実装用の導電パターン部材31aと荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材31bが連続的・一体的に形成されている。換言すれば、導電パターン部材31a及びパターン部材31bが、配線基板30裏面の両サイド寄りから配線基板30裏面の中央付近まで同じ幅および同じ厚みで延長されている。この配線基板30裏面の中央付近の導電パターン部材31bは、荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材31bとして機能するとともに、放熱効果の増大にも寄与している。また、導電パターン部材31aは、通常、導電膜に電界メッキが施されることによって形成されるが、荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材31bが発光装置実装用の導電パターン部材31aと電気的に接続されているので、電界メッキを容易に行うことが可能になる。
FIGS. 6A and 6B are examples in which a conductive material is formed on the inner surface of the through hole provided in the wiring board with the cavity. FIGS. 6C and 6D are through holes provided in the wiring board with the cavity. The example which filled the inside with the electroconductive member is shown. In the wiring board with a cavity of FIG. 6, the
図7(a)、(b)は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内面に導電材料を形成した例、図7(c)、(d)は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内部を導電性部材で埋めた例を示している。図7のキャビティ付き配線基板においては、発光装置実装用の導電パターン部材31aと荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材31bが細い連結用の導電パターン部材31cにより連なって形成されている。換言すれば、導電パターン部材31a及びパターン部材31bが配線基板30裏面の両サイド寄りと配線基板30裏面の中央付近に同じ幅および同じ厚みで形成されており、配線基板裏面の両サイド寄りと中央付近とを連ねる細い連結パターン31cが導電パターン部材31aと同じ厚みでされている。この配線基板30裏面の中央付近の導電性のパターン部材31bは、荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材31bとして機能し、放熱効果の増大にも寄与している。また、荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材31b及び連結パターン31cが発光装置実装用の導電パターン部材31aと電気的に接続されており、電界メッキを容易に行うことが可能になる。
FIGS. 7A and 7B are examples in which a conductive material is formed on the inner surface of the through hole provided in the wiring board with the cavity. FIGS. 7C and 7D are through holes provided in the wiring board with the cavity. The example which filled the inside with the electroconductive member is shown. In the wiring board with a cavity of FIG. 7, the
<第2の実施形態>
図8(a)乃至(c)は、本発明の発光装置の製造方法の第2の実施形態における工程を概略的に示す図である。図9(a)、(b)は、図8中の発光素子実装済み配線基板の一例を概略的に示す側断面図および底面図である。図10は、第2の実施形態の製造工程を経て個々に分割して得られた発光装置の一例を概略的に示す断面図である。ここでは、発光素子40を配線基板30上にフェイスダウン実装したものを図示しているが、発光素子を配線基板上にフェイスアップ実装したものも使用することができるが図示を省略している。また、図示の便宜上、配線基板30に形成されている配線基板電極の一部は図示を省略している。
<Second Embodiment>
FIGS. 8A to 8C are diagrams schematically showing steps in the second embodiment of the method for manufacturing a light emitting device of the present invention. FIGS. 9A and 9B are a side sectional view and a bottom view schematically showing an example of the wiring board on which the light emitting element is mounted in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of a light-emitting device obtained by individual division through the manufacturing process of the second embodiment. Here, the light-emitting
第2の実施形態は、前述した第1の実施形態と比べて、キャビティ付き配線基板10を用いないで、キャビティが付いていない配線基板30を用いた点が異なり、その他は同じであるので、以下、主として異なる点を説明する。まず、第1の実施形態と同様に配線基板30および発光素子40を別々に形成し、各基板領域30a上に発光素子40を実装して素子実装済み配線基板30を得る。本例では、同一面側に正負一対の電極を有する発光素子40を基板領域30a上に導電性のバンプ32を介してフリップチップ接続してフェイスダウン実装しているが、発光素子40をフェイスアップ実装するように変更してもよい。
The second embodiment is different from the first embodiment described above in that the
次に、各基板領域30a上の発光素子40を一括してガラス11で封止し、この後にガラス11を冷却する。このガラス封止に際して、本実施形態では、図8(a)乃至(b)に示すように、素子実装済み配線基板30上の全体に板状のガラス11を載置する。このように板状のガラス11をワークに重ねた状態で金型(上金型51と下金型52)に挟み、例えば窒素雰囲気中でガラス軟化点以上となるように全体的に加熱し、加圧を行うことによって、ガラス11を融着させて発光素子40を封止する。この際、ガラス11への加熱は、ガラスの融点より低い温度となるように加熱する。この後、冷却によりガラス11は固化され、発光素子40を封止するガラス封止部11aとなる。この後、ガラス封止部11aおよび配線基板30は、最終的には例えば図10中に示すように単位領域30a毎に個片化されて複数の発光装置に分割される。
Next, the
図8(a)乃至(c)は、前記ガラス封止工程において板状のガラス11を封止する過程の一例を示している。即ち、図8(a)に示すように上方から板状のガラス11を加熱、プレスする。この際、図8(b)に示すように配線基板30上は内底面中央付近における発光素子40の実装部分が最も突出した状態になっているので、板状のガラス11は中央付近から接し始めることになり、発光素子40は応力を受けることになる。この際、基板領域30aの裏面中央付近あるいは発光素子実装部に対応する裏面部分には、図8(c)に示すようにガラス封止時に配線基板30上方から荷を受けるが、この荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33が導電パターン部材31aと同じ厚みで形成されている。これにより、ガラス封止時に基板領域30aの基板中央付近あるいは発光素子実装部の基板に曲げ応力が発生することを抑制することができ、配線基板にクラックが発生するおそれを回避し、簡易に量産性良く製造することができる。即ち、基板領域30aが受ける応力は緩和され、その部分の構造的な破壊や、電気的特性や発光特性が劣化することは抑制される。
FIGS. 8A to 8C show an example of a process of sealing the plate-
この後、必要に応じて、所望の切断位置で、ガラス11aおよび配線基板30をダイシングすることによって複数の発光装置に分割する。この際、発光素子40を避けたダイシングライン部でガラス封止済み配線基板をダイシング・ブレードにより切断し、発光素子を1個単位の個片に分割した発光装置、あるいは、実装済み配線基板上の発光素子配列の各列間で配線基板を切断し、発光素子を複数個単位のモジュールに分割した発光装置を得るようにしてもよい。この際、ダイシングブレードを用いることなく、配線基板30に予めスナップラインを形成しておき、応力を加えてスナップラインのブレーキングにより分割してもよい。あるいは、ダイシングブレードを用いて部分的に切断した後、スナップラインのブレーキングにより分割してもよい。この後、必要に応じて、ガラス封止部の側面および上面を研磨し、凹凸のない平坦面あるいは滑らかな曲面に形成することもできる。
Thereafter, if necessary, the
前述したような一連の工程により、図10に例示するように、配線基板30a上に発光素子40が実装されてガラス封止部11aにより封止された発光装置が得られる。
Through the series of steps as described above, as illustrated in FIG. 10, a light emitting device in which the
<第2の実施形態の変形例>
第2の実施形態における配線基板のパターン部材33は、第1の実施形態と同様に、配線基板30上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させて曲げ応力の発生を防止し、かつ荷重を分散させる作用を有するものであれば、そのパターン部材33の形状は所望の形状に設定してよい。即ち、配線基板30裏面において、発光素子実装部分に対応する位置または配線基板中央付近に対応する位置を中心に、円形あるいは矩形あるいは多角形あるいは楕円等の閉曲線、または、メッシュ状あるいはストライプ状あるいは放射状あるいは同心円状あるいはドット状等のパターンを有するものでもよい。また、パターン部材33は、導電パターン部材31aと連なって形成されてもよく、導電パターン部材31aと同じ工程および同じ材料で形成されてもよい。さらに、パターン部材33は、セラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタにより形成された絶縁性パターンであってもよい。配線基板30の上面と底面のパターン配線相互間を接続するために、配線基板30に貫通孔を設け、貫通孔の内面に導電材料を形成し、あるいは、貫通孔の内部を導電性部材で埋めるようにしてもよい。
<Modification of Second Embodiment>
Similarly to the first embodiment, the wiring
図11乃至図13は、それぞれ図9(a)、(b)に示した配線基板30における導電パターン31aおよびパターン部材33の複数の変形例を概略的に示す側断面図および底面図である。図11乃至図13において、それぞれ(a)、(b)は、配線基板30に設けた貫通孔の内面に導電材料を形成した例、(c)、(d)は、配線基板30に設けた貫通孔の内部を導電性部材で埋めた例を示している。ここに示した配線基板30においては、配線基板30裏面の中央付近あるいは発光素子実装部に対応する配線基板30裏面部分に、配線基板30裏面の両サイド寄りの発光装置実装用の導電パターン部材31aと同じ幅および同じ厚みで荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33が形成されている。荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33は、熱伝導性が良い材料を用いれば、放熱効果の増大にも寄与する。また、荷重分散用のパターン部材33は、導電パターン部材31aと同じ材料を用いれば、同じ工程で簡単に形成することが可能になる。また、荷重分散用のパターン部材33は、他の材料を用いてもよく、例えばセラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより形成された絶縁性パターンであってもよい。
FIGS. 11 to 13 are a side sectional view and a bottom view schematically showing a plurality of modified examples of the
図11(a)乃至(d)は、前述した図5(a)乃至(d)と比べて、キャビティ部分がない点が異なり、図5(a)乃至(d)中と同一部分には同一符号を付している。 11 (a) to 11 (d) are different from FIGS. 5 (a) to (d) described above in that there is no cavity part, and the same parts as in FIGS. 5 (a) to (d) are the same. The code | symbol is attached | subjected.
図12(a)乃至(d)は、前述した図6(a)乃至(d)と比べて、キャビティ部分がない点が異なり、図6(a)乃至(d)中と同一部分には同一符号を付している。 12 (a) to (d) are different from FIGS. 6 (a) to (d) described above in that there is no cavity part, and the same parts as in FIGS. 6 (a) to (d) are the same. The code | symbol is attached | subjected.
図13(a)乃至(d)は、前述した図7(a)乃至(d)と比べて、キャビティ部分がない点が異なり、図7(a)乃至(d)中と同一部分には同一符号を付している。 13 (a) to (d) are different from FIGS. 7 (a) to (d) described above in that there is no cavity part, and the same parts as in FIGS. 7 (a) to (d) are the same. The code | symbol is attached | subjected.
<第3の実施形態>
第3の実施形態は、前述した各実施形態において、配線基板の発光素子搭載面側あるいはその裏側に、保護素子(図示せず)が実装されたものである。保護素子として例えばツェナーダイオードが発光素子に対して電気的に逆並列接続されている。この場合、ツェナーダイオードは、一対の電極が素子の上下面に分離して形成された構造を有し、一方の電極から配線基板電極にループ状のワイヤ配線が接続され、前述したフェイスアップ実装状態の発光素子と同様にガラス封止がなされている。この際、特にダメージを受けることなくガラス封止が可能である。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, a protective element (not shown) is mounted on the light emitting element mounting surface side or the back side of the wiring board in each of the above-described embodiments. As a protection element, for example, a Zener diode is electrically connected in reverse parallel to the light emitting element. In this case, the Zener diode has a structure in which a pair of electrodes are formed separately on the upper and lower surfaces of the element, and a loop-like wire wiring is connected from one electrode to the wiring board electrode, and the face-up mounting state described above Glass sealing is performed in the same manner as the light emitting element. At this time, glass sealing is possible without any particular damage.
なお、赤色発光素子、赤外線発光素子などのように、一対の電極が素子の上下面に分離形成されている構造を有する発光素子を配線基板上に実装する場合にも、一方の電極から配線基板電極にループ状のワイヤ配線を接続するが、前述したフェイスアップ実装状態の発光素子と同様にガラス封止が可能である。 Even when a light-emitting element having a structure in which a pair of electrodes are separately formed on the upper and lower surfaces of the element, such as a red light-emitting element and an infrared light-emitting element, is mounted on a wiring board, the wiring board is connected from one electrode to the wiring board. A loop-shaped wire wiring is connected to the electrode, and glass sealing is possible as in the light-emitting element in the face-up mounting state described above.
第1の実施形態で前述した図1乃至図4を参照しながら一実施例を説明する。図1中に示すようなキャビティアレイ20の底面部がアルミナ(Al2 O3 )製の配線基板30上に固着され、配線基板30の各基板領域30aにスクリーン印刷やメッキ等により基板電極およびパターン配線31が形成されたキャビティアレイ付き配線基板10を製造する。この際、各基板領域30aには、基板電極をn側の基板電極とp側の基板電極に分け、基板電極およびパターン配線31の少なくとも一部が各キャビティ空間の底面に露呈する状態で形成されており、かつ、パターン配線31の一部は配線基板30の上面から側面、下面にかけて配線基板30裏面の一部まで延長されて発光装置実装用の導電パターン部材31aとして形成されている。また、配線基板30裏面の中央付近あるいは発光素子実装部分に対応する部分には、導電パターン部材31aと同じ厚み(100μm)を有し、配線基板30上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材33が形成されている。この後、基板電極上にAu等のバンプ32を球状若しくは卵状に形成する。
An example will be described with reference to FIGS. 1 to 4 described above in the first embodiment. A bottom surface portion of the
さらに、発光素子40を多数形成しておく。この発光素子40は、発光ピーク波長が460nm近傍にある青色に発光する素子であって、同一面側にn側電極とp側電極とを有し、その反対側に透光性の基板を持つ半導体素子を使用するものとする。この発光素子40を配線基板30上に載置する際、透光性の基板をコレット等で吸引して、n側電極とp側電極とをフェイスダウンする。バンプ32に熱を加え、発光素子40をコレット等で超音波振動を加え、n側電極およびp側電極をバンプ32と接合することによって基板電極および配線パターン31に電気的に接続する。この後、コレット等の吸引を止め、コレット等を引き上げることによって素子実装済み配線基板30が得られる。
Further, a large number of
また、上記キャビティアレイ付き配線基板10は、最終的には例えば図4中に示すように単位領域(30a、20a)毎に個片化されて複数の発光装置の分割される。この際、各発光装置は、基板領域30aに対応する配線基板30aとキャビティ領域20aに対応するキャビティ20aとからなるキャビティ付き配線基板10aを備えることになる。
Further, the
次に、各キャビティ空間内の発光素子40を一括してガラス11で封止し、この後にガラス11を冷却する。このガラス封止に際して、本実施形態では、図1に示すように、各キャビティ空間21の開口先端面を塞ぐようにキャビティアレイ20上の全体に板状のガラス11を載置する。なお、板状のガラス11を形成する際、ガラス、蛍光体およびフィラーを例えば100:40:30(重量%)の割合で混合し、十分に撹拌することにより、ガラス中に蛍光体およびフィラーをほぼ均一に分散させる。本例では、ガラス転移温度Tgが200℃〜600℃、軟化点/屈伏点が250℃〜700℃、かつ、融点が200℃〜800℃、線膨張係数が3〜15ppm 、平均粒径が10nm〜200μmのガラスを使用する。このガラスは、P2 O5 を56〜63wt%、Al2 O3 を5〜13wt%、ZnOを21〜41wt%含み、さらに、B2 O3 、Na2 O、K2 O、Li2 O、MgO、WO3 、Gd2 O3 、ZrO2 をそれぞれ0〜6wt%、CaO、SrOをそれぞれ0〜12wt%、BaO、TiO2 、Nb2 O5 、Bi2 O3 をそれぞれ0〜22wt%含む。
Next, the
このように板状のガラス11をワークに重ねた状態で金型(上金型51と下金型52)に挟み、所定の加熱成形装置内に配置する。この装置は、内部を所定の温度に保持できるように構成されている。また、加熱成形装置内は、基板電極等の金属に酸化膜を形成させないために、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気中に保持しておくほか、真空にすることも可能である。本例では、窒素雰囲気中でガラス軟化点以上となるように、かつ、ガラスの融点より低い温度となるようにゆっくりと昇温し、全体的に加熱することによって、ガラス11を融着させて発光素子40を封止する。これにより、ガラスが軟化状態となる。但し、ガラスは融点よりも低い温度であるので、液状となっていない。ガラス11を加熱する温度は200℃以上800℃以下の温度が好ましい。特に500℃以上600℃以下の温度に加熱を行い、ガラスを軟化状態にすることも可能である。
In this manner, the plate-
ガラス11が軟化状態となったら、この状態で、下金型52と上金型51とを押圧する。この際、ガラス11は軟化状態となっているので、発光素子40を破壊することなく配線基板30に接触する。
When the
なお、バンプ32を介して接合される発光素子40と基板電極および配線パターン31との隙間に、エポキシ樹脂等の絶縁部材を予め配置しておくこともできる。これにより、発光素子40から発生する熱を基板電極および配線パターン31側に伝達し易くし、放熱性を向上させることが可能になる。また、フリップチップ実装の場合には、封止工程における封止材料による押圧に耐えることができる。
Note that an insulating member such as an epoxy resin may be disposed in advance in the gap between the light emitting
所定の温度以下に下金型52および上金型51が冷えたら、上金型51と下金型52とを離し、固化したガラス11がガラス封止部11aとして固着された配線基板30を装置から取り出す。取り出された配線基板30のガラス封止部11aの上面は、そのままでも使用できるが、透光性を向上させるため研磨して平坦面にしておくことが好ましい。ガラス封止部11a、キャビティアレイ20および配線基板30を上方から切断機を用いて切断し、個別化された発光装置を得る。この切断により、ガラス封止部11aの側面が形成される。
When the
ガラス封止部11aおよび配線基板30を、切断機を用いて切断する際、ガラス封止部11aと配線基板30との接触部分に達するまで、あるいは、接触部分に侵入しない程度まで入刃した後、所定の応力を加え、配線基板30と共にガラス封止部11aを分割するようにしてもよい。配線基板30を割るためには、配線基板30の発光素子搭載面(ガラス封止部が固定されている側)とは反対の裏面側に、配線基板30の厚さの(2/5)〜(3/5)程度まで切り込みを設けておき、この切り込み部分に沿って分割する。この場合には、ガラス封止部11aの側面は、切断された部分と分割された部分とを有する。ガラス封止部11aの側面は研磨しておくこともできる。これにより製品毎のバラツキを抑制できるからである。
After cutting the
個片化された発光装置の大きさは縦3.0mm、横2.0mm、高さ1.5mmである。配線基板の大きさは縦3.0mm、横2.0mm、高さ1.0mmである。ガラス封止部は、切断機で入刃する分だけ配線基板よりも小さく、その大きさは縦2.9mm、横1.9mm、高さ0.5mmである。 The size of the separated light emitting device is 3.0 mm in length, 2.0 mm in width, and 1.5 mm in height. The size of the wiring board is 3.0 mm in length, 2.0 mm in width, and 1.0 mm in height. The glass sealing portion is smaller than the wiring board by the amount inserted by the cutting machine, and the size is 2.9 mm in length, 1.9 mm in width, and 0.5 mm in height.
さらに、ガラス封止部11aの表面に被膜を形成してもよい。この被膜の形成は、ガラス封止部を切断する前に行ってもよい。被膜は所定のシートを貼り付ける他、被膜を付けたい部分にスプレーする方法、ガラス封止部を所定の液中に浸積する方法、所定の物質をスクリーン印刷する方法、スパッタや蒸着により形成する方法などがある。
Furthermore, a film may be formed on the surface of the
本発明の発光装置は、携帯電話のバックライト用照明、自動車前照灯、室内照明、屋外照明、各種デ−タを表示するディスプレイ装置、ラインセンサ−など各種センサー、各種インジケータなどの光源、各種計測機器、屋外の案内板、車載機器などの表示に利用される。特に、太陽光、深海、電気炉など、高圧、高温の環境下で使用される機器への適用が可能になる。 The light emitting device of the present invention includes a backlight for a mobile phone, an automobile headlight, an interior lighting, an outdoor lighting, a display device for displaying various data, various sensors such as a line sensor, a light source such as various indicators, It is used for display of measuring equipment, outdoor guide boards, in-vehicle equipment, etc. In particular, it can be applied to devices used under high-pressure and high-temperature environments such as sunlight, deep sea, and electric furnaces.
10、10a…キャビティ付き配線基板、11…ガラス、11a…ガラス封止部、20…キャビティアレイ、20a…キャビティ(キャビティ領域)、21…キャビティ空間、30…配線基板、30a…配線基板(基板領域)、31…基板電極およびパターン配線、31a…発光装置実装用の導電パターン部材、31b…荷重分散用の導電パターン部材、31c…連結用の導電パターン部材、32…導電性バンプ、33…荷重分散用のパターン部材、40…発光素子
DESCRIPTION OF
Claims (10)
発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる荷重分散用のパターン部材が発光素子実装部分に対応する基板裏面に形成され、前記導電パターン部材と前記荷重分散用のパターン部材とを連ねる連結パターン部材が基板裏面に形成され、前記各パターン部材は同じ厚みを有し、前記連結パターン部材は前記導電パターン部材および前記荷重分散用のパターン部材よりも細く形成されてなる配線基板を製造する工程と、
前記配線基板上に発光素子を実装する工程と、
前記発光素子が実装された配線基板上に板状のガラスを載置し、当該ガラスをガラス軟化点以上、かつ、融点より低い温度となるように加熱してプレス成形することによって、前記ガラスを融着させて前記発光素子を封止し、この後に前記ガラスを冷却するガラス封止工程と、
所望の切断位置で前記配線基板のダイシングを行い、所望の発光装置に分割する分割工程と、
を具備し、
前記ガラスは、SiO 2 、BaO、TiO 2 、Al 2 O 3 、P 2 O 5 、PbO、B 2 O 3 、ZnO、Nb 2 O 5 、Na 2 O、K 2 O、Sb 2 O 5 、CaO、Li 2 O、WO 3 、Gd 2 O 3 、Bi 2 O 3 、ZrO 2 、SrO、MgO、La 2 O 3 、Y 2 O 3 、AgO、LiF、NaF、KF、AlF 3 、MgF 2 、CaF 2 、SrF 2 、BaF 2 、YF 3 、LaF 3 、SnF 2 、ZnF 2 のいずれかを含み、ガラス転移温度Tgが200℃〜600℃であることを特徴とする発光装置の製造方法。 A method of manufacturing a light emitting device in which a light emitting element is mounted on a wiring board and sealed with glass,
A conductive pattern member for mounting the light emitting device is formed on a part of the back surface of the substrate, and a pattern member for load distribution that generates a reaction force that cancels the bending moment due to the load from above the substrate and distributes the load is the light emitting element mounting portion. A connection pattern member formed on the back surface of the substrate corresponding to the conductive pattern member and the pattern member for load distribution is formed on the back surface of the substrate, the pattern members have the same thickness, and the connection pattern member is A step of manufacturing a wiring board formed thinner than the conductive pattern member and the load distribution pattern member;
Mounting a light emitting element on the wiring board;
Placing a glass sheet on a wiring board on which the light emitting element is mounted, heating the glass so that the glass has a temperature higher than the glass softening point and lower than the melting point , and press-molding the glass. A glass sealing step of sealing the light emitting element by fusing, and then cooling the glass;
Dividing the wiring board at a desired cutting position and dividing it into a desired light emitting device; and
Equipped with,
The glass, SiO 2, BaO, TiO 2 , Al 2 O 3, P 2 O 5, PbO, B 2 O 3, ZnO, Nb 2 O 5, Na 2 O, K 2 O, Sb 2 O 5, CaO , Li 2 O, WO 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , ZrO 2 , SrO, MgO, La 2 O 3 , Y 2 O 3 , AgO, LiF, NaF, KF, AlF 3 , MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , YF 3 , LaF 3 , SnF 2 , ZnF 2 , and a glass transition temperature Tg of 200 ° C. to 600 ° C.
前記キャビティ空間をそれぞれ有する複数のキャビティ領域が一体的に形成されたキャビティアレイの底面部を配線基板上に固着してなるキャビティ付き配線基板を形成する工程と、
前記各キャビティ空間内で前記配線基板上に前記発光素子を実装する工程と、
前記キャビティ空間内の前記発光素子をガラスで封止するガラス封止工程と、
所望の切断位置で前記キャビティ付き基板のダイシングを行い、個々の発光装置に分割する分割工程と、
を具備し、
前記キャビティアレイ付き配線基板の配線基板は、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる荷重分散用のパターン部材が基板中央付近に対応する基板裏面に形成され、前記導電パターン部材と前記荷重分散用のパターン部材とを連ねる連結パターン部材が基板裏面に形成され、前記各パターン部材は同じ厚みを有し、前記連結パターン部材は前記導電パターン部材および前記荷重分散用のパターン部材よりも細く形成されてなり、
前記ガラスは、SiO 2 、BaO、TiO 2 、Al 2 O 3 、P 2 O 5 、PbO、B 2 O 3 、ZnO、Nb 2 O 5 、Na 2 O、K 2 O、Sb 2 O 5 、CaO、Li 2 O、WO 3 、Gd 2 O 3 、Bi 2 O 3 、ZrO 2 、SrO、MgO、La 2 O 3 、Y 2 O 3 、AgO、LiF、NaF、KF、AlF 3 、MgF 2 、CaF 2 、SrF 2 、BaF 2 、YF 3 、LaF 3 、SnF 2 、ZnF 2 のいずれかを含み、ガラス転移温度Tgが200℃〜600℃であり、
前記ガラス封止工程は、前記キャビティアレイの各キャビティの開口先端面を塞ぐように板状のガラスを載置し、当該ガラスのガラス軟化点以上、かつ、融点より低い温度となるように加熱してプレス成形することによって、前記ガラスを前記キャビティ空間内に充填させるとともに融着させて前記発光素子を封止し、この後に前記ガラスを冷却することを特徴とする発光装置の製造方法。 A method of manufacturing a light emitting device in which a light emitting element is mounted in a cavity space on a substrate with a cavity and sealed with glass,
A step of forming a wiring substrate with a cavity formed by fixing a bottom surface portion of a cavity array in which a plurality of cavity regions each having the cavity space are integrally formed on the wiring substrate;
Mounting the light emitting element on the wiring board in each cavity space;
A glass sealing step of sealing the light emitting element in the cavity space with glass;
Dividing the substrate with the cavity at a desired cutting position and dividing it into individual light emitting devices; and
Comprising
In the wiring board of the wiring board with the cavity array, the conductive pattern member for mounting the light emitting device is formed on a part of the back surface of the board, generates a reaction force that cancels the bending moment due to the load from above the board, and distributes the load. A pattern member for load distribution is formed on the back surface of the substrate corresponding to the vicinity of the center of the substrate, a connection pattern member connecting the conductive pattern member and the pattern member for load distribution is formed on the back surface of the substrate, and each pattern member is the same Having a thickness, the connection pattern member is formed thinner than the conductive pattern member and the pattern member for load distribution,
The glass, SiO 2, BaO, TiO 2 , Al 2 O 3, P 2 O 5, PbO, B 2 O 3, ZnO, Nb 2 O 5, Na 2 O, K 2 O, Sb 2 O 5, CaO , Li 2 O, WO 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , ZrO 2 , SrO, MgO, La 2 O 3 , Y 2 O 3 , AgO, LiF, NaF, KF, AlF 3 , MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , YF 3 , LaF 3 , SnF 2 , ZnF 2 , and glass transition temperature Tg is 200 ° C. to 600 ° C.,
In the glass sealing step, a plate-like glass is placed so as to close the opening front end surface of each cavity of the cavity array, and the glass sealing step is heated to a temperature equal to or higher than the glass softening point of the glass and lower than the melting point. A method of manufacturing a light-emitting device , wherein the glass is filled in the cavity space and is fused to seal the light-emitting element, and then the glass is cooled .
前記発光素子が上面に実装され、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる荷重分散用のパターン部材が発光素子実装部分に対応する基板裏面に形成され、前記導電パターン部材と前記荷重分散用のパターン部材とを連ねる連結パターン部材が基板裏面に形成され、前記各パターン部材は同じ厚みを有し、前記連結パターン部材は前記導電パターン部材および前記荷重分散用のパターン部材よりも細く形成されてなる配線基板と、
前記配線基板上に設けられ、前記発光素子の電極に電気的に接続される基板電極と、
前記発光素子を封止したガラス封止部と、
を具備し、
前記ガラス封止部は、SiO 2 、BaO、TiO 2 、Al 2 O 3 、P 2 O 5 、PbO、B 2 O 3 、ZnO、Nb 2 O 5 、Na 2 O、K 2 O、Sb 2 O 5 、CaO、Li 2 O、WO 3 、Gd 2 O 3 、Bi 2 O 3 、ZrO 2 、SrO、MgO、La 2 O 3 、Y 2 O 3 、AgO、LiF、NaF、KF、AlF 3 、MgF 2 、CaF 2 、SrF 2 、BaF 2 、YF 3 、LaF 3 、SnF 2 、ZnF 2 のいずれかを含むことを特徴とする発光装置。 A light emitting device having a pair of electrodes;
The light-emitting element is mounted on the upper surface, and the conductive pattern member for mounting the light-emitting device is formed on a part of the back surface of the substrate, generating a reaction force that cancels the bending moment due to the load from above the substrate, and distributing the load. A pattern member for the substrate is formed on the back surface of the substrate corresponding to the light emitting element mounting portion, a connection pattern member that connects the conductive pattern member and the pattern member for load distribution is formed on the back surface of the substrate, and each pattern member has the same thickness. The connection pattern member is formed thinner than the conductive pattern member and the load distribution pattern member, and
A substrate electrode provided on the wiring substrate and electrically connected to the electrode of the light emitting element;
A glass sealing part sealing the light emitting element;
Equipped with,
The glass sealing portion, SiO 2, BaO, TiO 2 , Al 2 O 3, P 2 O 5, PbO, B 2 O 3, ZnO, Nb 2 O 5, Na 2 O, K 2 O, Sb 2 O 5 , CaO, Li 2 O, WO 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , ZrO 2 , SrO, MgO, La 2 O 3 , Y 2 O 3 , AgO, LiF, NaF, KF, AlF 3 , MgF 2 , a light emitting device comprising any one of CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , YF 3 , LaF 3 , SnF 2 , and ZnF 2 .
上下面間に連通するキャビティ空間を有するキャビティの底面が配線基板の上面に固着され、キャビティ空間内底面部の基板上に前記発光素子が実装されたキャビティ付き配線基板と、
前記キャビティ空間内底面部の基板上に設けられ、前記発光素子の電極に電気的に接続される基板電極と、
前記キャビティ空間内に充填されたガラスにより前記発光素子を封止したガラス封止部と、
を具備し、
前記キャビティ付き配線基板は、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる荷重分散用のパターン部材が基板中央付近に対応する基板裏面に形成され、前記導電パターン部材と前記荷重分散用のパターン部材とを連ねる連結パターン部材が基板裏面に形成され、前記各パターン部材は同じ厚みを有し、前記連結パターン部材は前記導電パターン部材および前記荷重分散用のパターン部材よりも細く形成されてなり、
前記ガラス封止部は、SiO 2 、BaO、TiO 2 、Al 2 O 3 、P 2 O 5 、PbO、B 2 O 3 、ZnO、Nb 2 O 5 、Na 2 O、K 2 O、Sb 2 O 5 、CaO、Li 2 O、WO 3 、Gd 2 O 3 、Bi 2 O 3 、ZrO 2 、SrO、MgO、La 2 O 3 、Y 2 O 3 、AgO、LiF、NaF、KF、AlF 3 、MgF 2 、CaF 2 、SrF 2 、BaF 2 、YF 3 、LaF 3 、SnF 2 、ZnF 2 のいずれかを含むことを特徴とする発光装置。 A light emitting device having a pair of electrodes;
A cavity-side wiring board in which a bottom surface of a cavity having a cavity space communicating between upper and lower surfaces is fixed to an upper surface of the wiring board, and the light-emitting element is mounted on a substrate on a bottom surface portion in the cavity space ;
A substrate electrode provided on the substrate in the bottom surface of the cavity space and electrically connected to the electrode of the light emitting element;
A glass sealing portion that seals the light emitting element with glass filled in the cavity space ;
Equipped with,
In the wiring board with cavity, the conductive pattern member for mounting the light emitting device is formed on a part of the back surface of the substrate, generates a reaction force that cancels the bending moment due to the load from above the substrate, and distributes the load. A pattern member is formed on the back surface of the substrate corresponding to the vicinity of the center of the substrate, and a connection pattern member that connects the conductive pattern member and the pattern member for load distribution is formed on the back surface of the substrate, and each pattern member has the same thickness. The connection pattern member is formed thinner than the conductive pattern member and the load distribution pattern member,
The glass sealing portion, SiO 2, BaO, TiO 2 , Al 2 O 3, P 2 O 5, PbO, B 2 O 3, ZnO, Nb 2 O 5, Na 2 O, K 2 O, Sb 2 O 5 , CaO, Li 2 O, WO 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , ZrO 2 , SrO, MgO, La 2 O 3 , Y 2 O 3 , AgO, LiF, NaF, KF, AlF 3 , MgF 2 , a light emitting device comprising any one of CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , YF 3 , LaF 3 , SnF 2 , and ZnF 2 .
さらに、B2 O3 、Na2 O、K2 O、Li2 O、MgO、WO3 、Gd2 O3 、ZrO2 をそれぞれ0〜6wt%、CaO、SrOをそれぞれ0〜12wt%、BaO、TiO2 、Nb2 O5 、Bi2 O3 をそれぞれ0〜22wt%含むことを特徴とする請求項3または4に記載の発光装置。 The glass sealing portion, P 2 O 5 to 56~63wt%, 5~13wt% of Al 2 O 3, comprises a ZnO 21~41wt%,
Further, B 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, MgO, WO 3 , Gd 2 O 3 , ZrO 2 are each 0 to 6 wt%, CaO and SrO are each 0 to 12 wt%, BaO, 5. The light emitting device according to claim 3, comprising 0 to 22 wt% of TiO 2 , Nb 2 O 5 , and Bi 2 O 3 , respectively.
さらに、BaO、TiO2 、Al2 O3 、K2 O、CaO、Li2 O、ZrO2 、SrO、MgOをそれぞれ0〜6wt%含むことを特徴とする請求項項3または4に記載の発光装置。 The glass sealing portion, B 2 O 3 of 20~31wt%, the SiO 2 0.3~14.5wt%, 1~9wt% of Na 2 O, ZnO and 40~58wt%, the Nb 2 O 5 10-20 wt% included,
Further, BaO, TiO 2, Al 2 O 3, K 2 O, CaO, Li 2 O, ZrO 2, SrO, emission of claim claim 3 or 4, characterized in that MgO respectively containing 0~6Wt% apparatus.
さらに、BaO、TiO2 、Nb2 O5 、CaO、Gd2 O3 、SrO、La2 O3 、Y2 O3 をそれぞれ0〜19wt%、Al2 O3 を0〜9wt%、Bi2 O3 を0〜9wt%、Na2 O、K2 O、Li2 O、ZrO2 をそれぞれ0〜4wt%含むことを特徴とする請求項項3または4に記載の発光装置。 The glass sealing portion, B 2 O 3 and 15 to 30 wt%, a SiO 2 1~9wt%, 25~59wt% of ZnO, wherein 10~49Wt% of Nb 2 O 5,
Furthermore, BaO, TiO 2 , Nb 2 O 5 , CaO, Gd 2 O 3 , SrO, La 2 O 3 , Y 2 O 3 are each 0 to 19 wt%, Al 2 O 3 is 0 to 9 wt%, Bi 2 O 3 0~9wt%, Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, the light emitting device according to claim to claim 3 or 4, characterized in that the ZrO 2 containing respectively 0~4wt%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006346315A JP4924012B2 (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006346315A JP4924012B2 (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008159791A JP2008159791A (en) | 2008-07-10 |
JP4924012B2 true JP4924012B2 (en) | 2012-04-25 |
Family
ID=39660388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006346315A Active JP4924012B2 (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4924012B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010021346A1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | 三菱化学株式会社 | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same |
JP5757238B2 (en) * | 2009-07-27 | 2015-07-29 | コニカミノルタ株式会社 | Phosphor-dispersed glass and method for producing the same |
JP5550937B2 (en) * | 2010-02-18 | 2014-07-16 | 北陸電気工業株式会社 | Force detector |
KR101852390B1 (en) * | 2011-11-18 | 2018-04-26 | 엘지이노텍 주식회사 | Light source module |
EP2919286A4 (en) | 2012-11-06 | 2016-05-11 | Ngk Insulators Ltd | Substrate for light emitting diodes |
JP6125528B2 (en) * | 2012-11-06 | 2017-05-10 | 日本碍子株式会社 | Light emitting diode substrate and method for manufacturing light emitting diode substrate |
JP2014203942A (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | 信越化学工業株式会社 | Optical semiconductor device |
JP6547661B2 (en) * | 2016-03-09 | 2019-07-24 | 豊田合成株式会社 | Light emitting device |
JP2017183572A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | セントラル硝子株式会社 | Manufacturing method of optical device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4067802B2 (en) * | 2001-09-18 | 2008-03-26 | 松下電器産業株式会社 | Lighting device |
JP4129169B2 (en) * | 2002-11-21 | 2008-08-06 | 京セラ株式会社 | Light emitting element storage package and light emitting device |
JP4295525B2 (en) * | 2003-01-28 | 2009-07-15 | 京セラ株式会社 | Light emitting element storage package and light emitting device |
JP2004259958A (en) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Kyocera Corp | Package for housing light emitting element, and light emitting device |
WO2005020338A1 (en) * | 2003-08-26 | 2005-03-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor light-emitting device mounting member, light-emitting diode constituting member using same, and light-emitting diode using same |
JP4394036B2 (en) * | 2004-09-09 | 2010-01-06 | 豊田合成株式会社 | Solid state device |
JP4358713B2 (en) * | 2004-09-09 | 2009-11-04 | 株式会社住田光学ガラス | Solid state device |
JP2006156668A (en) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Nichia Chem Ind Ltd | Light emitting device and its manufacturing method |
-
2006
- 2006-12-22 JP JP2006346315A patent/JP4924012B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008159791A (en) | 2008-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4855869B2 (en) | Method for manufacturing light emitting device | |
JP4650378B2 (en) | Method for manufacturing light emitting device | |
US8531105B2 (en) | Light emitting device | |
JP4924012B2 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
CN100565951C (en) | Luminescent device and manufacture method thereof | |
JP4792726B2 (en) | Manufacturing method of support for semiconductor element | |
JP3991961B2 (en) | Side-emitting type light emitting device | |
JP2008153553A (en) | Light-emitting device and method of manufacturing same | |
CN102292802B (en) | Semiconductor device and method of manufacturing same | |
JP5755420B2 (en) | Light emitting device | |
JP6079209B2 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
JP4142080B2 (en) | Light emitting device | |
JP5307364B2 (en) | Method for producing phosphor-containing glass and method for producing solid-state device | |
JP5619533B2 (en) | Light emitting device | |
CN107275457A (en) | The manufacture method of light-emitting device | |
WO2004082036A1 (en) | Solid element device and method for manufacture thereof | |
JP2007329249A (en) | Surface-mount light-emitting device and method of manufacturing the same | |
JP2018078188A (en) | Light-emitting device | |
EP2023408A1 (en) | Process for manufacturing light emitting device and light emitting device | |
JP2006179520A (en) | Semiconductor device | |
JP3729001B2 (en) | Light emitting device, bullet-type light emitting diode, chip type LED | |
JP4059293B2 (en) | Light emitting device | |
JP4637160B2 (en) | Method for manufacturing solid element device | |
JP5077282B2 (en) | Light emitting element mounting package and light emitting device | |
JP4539235B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080523 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120110 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120123 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4924012 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |