JP5370238B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、搭載基板上の発光素子がレンズ形状を有するガラス材により封止される発光装置の製造方法に関する。

従来、搭載基板上の発光素子がガラス材により封止された発光装置において、ガラス封止部の端面がコート膜によって保護された発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の発光装置は、複数の発光素子を搭載基板に搭載しておき、レンズ形状を成形するための金型を用いて低融点ガラスにホットプレス加工を行い、各発光素子を一括してレンズ形状を有するガラスにより封止した後、各レンズ間に搭載基板に至る深さの溝を形成し、溝及びガラス表面にＡｌ_２Ｏ_３のコート膜を設けてガラス表面を保護することで中間体が形成される。中間体を溝に沿って分割することにより、各発光装置が形成され、各発光装置は、そのガラス封止部と搭載基板との接合部がＡｌ_２Ｏ_３のコート膜により保護されて露出しないため、ガラス封止部のレンズ端面における剥離等の劣化が生じにくい。

特開２００６−２１６７５３号公報

ところで、特許文献１に記載の発光装置を製造するにあたり、ガラス材を搭載基板側へ金型で押し付けると、軟化したガラス材が金型と搭載基板の間を流出し、搭載基板上のガラス封止部の周辺に余肉による端部が形成される。これにより、ＬＥＤ素子の側方から発せられる発光光の光路差が生じ、発光方向によって色むらが生じるおそれがあった。また、上述した溝は、ガラス封止部の端部を部分的に切削するものであるが、端部が搭載面上に一部分でも残存する以上、ガラス封止部の配光特性が端部において均一となり難い。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光素子をガラス材により封止してレンズ形状を成形する場合に、レンズ外縁における配光特性を均一にすることのできる発光装置の製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明では、発光素子搭載面と、前記発光素子搭載面の周囲に前記発光素子搭載面より低く設けられた低部とを有する搭載基板を作製する作製工程と、前記搭載基板の前記発光素子搭載面に発光素子を実装する実装工程と、金型を前記搭載基板の前記発光素子搭載面と対向して配置し、前記搭載基板と前記金型の間にガラス封止部材を配置する準備工程と、前記金型により前記ガラス封止部材を前記搭載基板に熱圧着し、レンズ形状面を有する前記ガラス封止部材の端部が前記低部上に形成されるよう前記搭載基板に接合する封止工程とを含み、前記ガラス封止部材の外表面は、内側に形成される前記レンズ形状面と、端部側に形成される非レンズ形状面とを有し、前記封止工程にて、前記レンズ形状面と前記非レンズ形状面の境界部分が前記発光素子搭載面よりも低くなるように、前記ガラス封止部材が前記搭載基板に熱圧着され、前記搭載基板の前記低部は、前記発光素子搭載面の周囲に溝部を形成して設けられる発光装置の製造方法が提供される。

上記発光装置の製造方法において、前記搭載基板は、前記低部にさらに複数の穴部を有してもよい。

上記発光装置の製造方法において、前記封止工程は、前記ガラス封止部材を前記穴部に流入させてもよい。

本発明によれば、発光素子をガラス材により封止してレンズ形状を成形する場合に、レンズ外縁における配光特性を均一にすることができる。

図１Ａ（ａ）〜（ｈ）は、本発明の第１の実施形態の発光装置の製造工程を説明するための概略縦断面図である。 図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態の発光装置の概略断面図である。 図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第２の実施形態の発光装置の製造工程を説明するための概略縦断面図である。 図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施形態の発光装置の製造工程を説明するための概略縦断面図である。 図４Ａ（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第４の実施形態の発光装置の製造工程を説明するための概略縦断面図である。 図４Ｂは、本発明の第４の実施形態の搭載基板の平面図である。 図５（ａ）〜（ｃ）は、第１〜４の実施の形態の第１変形例を説明するための概略縦断面図である。 図６Ａは、第２変形例を説明するための概略斜視図である。 図６Ｂ（ａ）〜（ｄ）は、第２変形例を説明するための概略縦断面図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、第１〜４の実施の形態の第２変形例を説明するための概略縦断面図である。

［第１の実施の形態］
図１Ａ（ａ）〜（ｈ）は、本発明の第１の実施形態の発光装置の製造工程を説明するための概略縦断面図である。

本発明の発光装置の製造方法は、発光素子の搭載領域及び搭載領域より低い位置に設けられる溝部（低部）を有する搭載基板を作製する作製工程と、基板にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子をフリップチップ実装する実装工程と、ＬＥＤ素子を収納可能な凹部を備える封止部材を準備する封止部材準備工程と、封止部材の凹部の形成面がＬＥＤ素子に対向するように封止部材を配置して準備する準備工程と、封止部材を基板側に熱圧着して基板に接合すると共に、凹部の形成面をＬＥＤ素子に沿わせる封止工程とを含む。

まず、作製工程において、図１Ａ（ａ）に示すように搭載基板１０を用意する。搭載基板１０は、窒化アルミ、アルミナ等のセラミックや、表面に絶縁層を設けた銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）／銅（Ｃｕ）積層体などの公知の基板を採用できるが、中でも放熱性に優れた窒化アルミを採用することが好ましい。

次に、図１Ａ（ｂ）に示すように、搭載基板１０の搭載面１２をサンドブラスト又はプレスによって断面を凹型に加工し、搭載領域１２ａの周囲に円状に溝部１１を形成する。溝部１１は、その断面が底面を短辺とする台形状であって、後述する封止部材３１と搭載基板１０との接合強度の低下及び応力集中によるガラスへのクラック発生の防止のために滑らかな角部を有することが望ましい。

次に、実装工程において、図１Ａ（ｃ）に示すように、搭載基板１０にＬＥＤ素子２０をフリップチップ実装する。ＬＥＤ素子２０はフリップチップ型のＬＥＤ素子であって、発光色は白色である。ＬＥＤ素子２０は金属バンプを介して搭載基板１０にフリップチップ実装される。実装方法は、後述する第１変形例において詳細に説明する。

次に、封止部材準備工程において、図１Ａ（ｄ）に示すように封止部材成形型３０の半球状の凹部に、これと対応する形状である球状の封止部材３１を配置する。

封止部材３１の材質はガラスであって、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とする酸化亜鉛−酸化ボロン−酸化珪素−酸化ニオブ（ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｎｂ_２Ｏ_５）系や、酸化亜鉛−酸化ボロン−酸化珪素−酸化ビスマス（ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｂｉ_２Ｏ_３）系のガラスをベースとし、少量の酸化リチウム（ＬｉＯ_２）や酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）等のアルカリ金属酸化物を添加したガラスを使用すればよい。

尚、封止部材３１のガラス転移温度Ｔｇは４８５℃であり、屈伏点Ａｐは５２０℃である。当該封止工程において、熱圧着温度（Ｔ（℃））は、封止部材のガラス転移点の温度（Ｔｇ（℃））と、屈伏点（降伏点）の温度（Ａｐ（℃））とに対して、例えば、Ｔｇ＜Ｔ≦Ａｐ+３０℃、好ましくはＴｇ＜Ｔ≦Ａｐ+２０℃、更に好ましくはＴｇ＜Ｔ≦Ａｐの温度範囲に設定すればよい。

このように、ＴをＴｇからＡｐ近傍の温度に設定して熱圧着することにより、封止部材が過度に軟化しないため、封止部材を基板に圧下して封止する際に、成形型への封止部材の張り付きが防止される。これにより、成形型の面精度を上げて、封止部材の表面を平滑化、非球面、ミクロンオーダー、ナノオーダーの成形型の微細凹凸形状を転写することが可能となり、緻密なレンズを形成することができる。

また、従来、Ｔを軟化点の温度（ＳＰ（℃））に設定して熱圧着していたが、ＴをＳＰより低い温度にして熱圧着することができる。例えば、青色ＬＥＤチップとして使用される窒化ガリウム系化合物半導体（Ａｌ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｉｎ_ＸＧａ_ＹＮ、０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）では、一般的に半導体形成過程における最高温度は７００℃〜８００℃であり、これより高い温度での封止加工はＬＥＤ素子にダメージを与える可能性がある。従って、ＬＥＤ素子に損傷を与えることなく封止加工が可能なガラス組成を選択する必要があり、封止部材の選択の自由度が低下してしまう。本発明の方法によれば、従来の封止加工に比べ、Ｔを低く抑えることができるため、封止部材の選択の自由度が増す。

また、封止工程では、熱圧着して封止部材の凹部の形成面をＬＥＤ素子に沿わせる。すなわち、封止部材の凹部形成面を加熱によりＬＥＤ素子に沿って変形させることになる。これにより、封止部材とＬＥＤ素子との間隙が実質的になくなるため、ＬＥＤ素子と封止部材が光学的に接続される。

また、封止部材３１に蛍光材を含有させてもよい。蛍光材は、ＬＥＤ素子の発光色で励起して蛍光を発するものを使用する。例えば、蛍光材は、封止部材と同一の材料を基材として、当該基材に蛍光材を分散させて、ＬＥＤ素子の近傍に蛍光体層を設ければよい。前記基材は、封止工程の温度に対して軟化しない材料であり、屈折率が封止部材と同程度であれば更によい。例えば、前記基材をイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）とし、蛍光材としてＣｅを付活させたＹＡＧとする。

その後、図１Ａ（ｅ）に示すように、封止部材３１に凸部３３を備える凹部形成型３２を封止部材３１に圧化して型抜きする。これにより、封止部材３１に凹部３４が形成される。また、封止部材３１の余肉が外側へ流出することにより、余肉部３１ａが形成される。凹部３４の縦断面形状は、封止部材３１側が短辺となる台形であって、ＬＥＤ素子２０の外形よりも大きい。従って、凹部３４の形成面により囲繞される空間部はＬＥＤ素子２０の外形よりも大きいものとなる。

準備工程において、図１Ａ（ｆ）に示すように、封止部材３１の凹部３４の形成面がＬＥＤ素子２０に対向するように封止部材３１を搭載基板１０上に配置する。このとき、余肉部３１ａは、溝部１１上方に配置される。

そして、封止工程において、図１Ａ（ｇ）に示すように、封止部材３１を搭載基板１０側に熱圧着して凹部３４の形成面をＬＥＤ素子２０に沿わせると共に、封止部材３１の下面を搭載基板１０に接合する。このとき、余肉部３１ａを溝部１１に沿わせ、封止部材３１のレンズ形状面３１０が搭載面１２に達するまで形成されるようにする。熱圧着温度は、封止部材のＴｇと同じ５２０℃である。余肉部３１ａが溝部１１に沿って変形することにより、図１Ａ（ｈ）に示すように、搭載面１２上ではなく、搭載面１２より低い位置に余肉部３１ｂが形成され、ＬＥＤ素子２０が封止される。以上の工程により、発光装置１Ａが形成される。

図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態の発光装置の概略断面図である。

封止部材３１のレンズ形状面３１０は、封止部材成形型３０及び表面張力によって形成される。非レンズ形状面３１１は、余肉部３１ｂと溝部１１との接合及び表面張力により形成される。ここで、レンズ形状面３１０とは、ＬＥＤ素子２０の発する発光光の配光特性を均一に保てる領域のことをいう。

レンズ形状面３１０と非レンズ形状面３１１との境界部分３１２は、搭載基板１０の搭載面１２より低い位置に形成される。

尚、封止部材準備工程及び封止工程では、成形装置のチャンバー内部を、真空雰囲気の状態にして成形を行う。真空雰囲気下では、ガスの巻き込みにより成形型の形状が封止部材へ精密に転写されないといった不良を防止することができる。

また、減圧雰囲気下、又は常圧雰囲気下の状態にして成形を行ってもよい。減圧雰囲気下では、不純物ガスによるＬＥＤ素子の劣化を防止するため、チャンバー内に不活性ガス（例えば、窒素ガス）を充填することが好ましい。更に、チャンバー内に不活性ガスに加えて酸素ガスを導入することにより、ＬＥＤ素子とその電極とのコンタクト性を向上させると共に、封止部材の材質のガラスに含有されている酸素の離脱によるガラスの黒化現象を防止することもできる。常圧雰囲気下においても、上記の減圧雰囲気下と同様のガスを添加することが好ましい。

第１の実施の形態によれば、封止工程において、まず、封止部材３１の余肉部３１ａを溝部１１上方に位置するように配置し、次に、封止部材３１を搭載基板１０に熱圧着して接合することで、溝部１１に沿うように搭載面１２より低い位置に余肉部３１ｂを形成するため、搭載面１２より高い位置に非レンズ形状面３１１を形成しない。これにより、封止部材３１のレンズ形状面３１０が搭載面１２より低い位置に形成されることとなり、ＬＥＤ素子２０の側方から発せられる発光光の光路差が生じず、レンズ外縁における配光特性を均一にすることができる。

また、溝部１１を設けたことにより、溝部１１による表面積が増加して封止部材３１と搭載基板１０との接合面積が増加し、接合強度が向上する。

また、封止部材３１のうち、レンズ形状面３１０を形成した後に生じる余剰体積分である余肉部３１ｂは溝部１１に形成される。このため、溝部１１によって封止部材３１の体積誤差を吸収することができる。

さらに、体積誤差のある封止部材３１を使用することができるため、封止部材３１として、体積が均一となるよう高精度に研磨加工された研磨ボールの他、研磨を必要としない反面、研磨ボールに比べて体積誤差の大きいゴブ材を使用しても、形状の安定したレンズ形状面３１０を形成することができる。ここで、ゴブ材は、研磨ボールに比べて安価であることから、封止部材３１として使用した場合に、発光装置１Ａの製造コストを減少することができる。

［第２の実施の形態］
図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第２の実施形態の発光装置の製造工程を説明するための概略縦断面図である。第２の実施の形態は、第１の実施の形態の溝部１１をさらに外側へ拡張した低部１３とした点で異なる。

まず、作製工程において、図２（ａ）に示すように搭載基板１０を用意する。

次に、図２（ｂ）に示すように、搭載基板１０の搭載面１２をサンドブラスト又はプレスによって加工し、搭載領域１２ａの周囲より外側に低部１３を形成する。搭載領域１２ａは、その断面が搭載面１２ａを短辺とする台形状であって、封止部材３１と搭載基板１０との接合強度を向上させるため及び封止部材３１にクラックが生じるのを防止するため、滑らかな角部を有することが望ましい。

次に、実装工程において、図２（ｃ）に示すように、搭載基板１０にＬＥＤ素子２０をフリップチップ実装する。

次に、準備工程において、図２（ｄ）に示すように、第１の実施の形態と同様に、型抜きした封止部材３１を用いて、封止部材３１の凹部３４の形成面がＬＥＤ素子２０に対向するように封止部材３１を搭載基板１０上に配置する。このとき、余肉部３１ａは、低部１３上方に配置される。

そして、封止工程において、図２（ｅ）に示すように、封止部材３１を搭載基板１０側に熱圧着して凹部３４の形成面をＬＥＤ素子２０に沿わせると共に、封止部材３１の下面を搭載基板１０に接合する。このとき、余肉部３１ａを搭載領域１２ａから低部１３に沿わせ、封止部材３１のレンズ形状面３１０が搭載面１２より下まで形成されるようにする。余肉部３１ａが搭載領域１２ａから低部１３に沿って変形することにより、図２（ｆ）に示すように、搭載面１２より低い位置に余肉部３１ｂが形成され、ＬＥＤ素子２０が封止される。以上の工程により、発光装置１Ｂが形成される。

第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、封止工程において、低部１３に沿うように余肉部３１ｂを形成するため、搭載面１２より高い位置に非レンズ形状面３１１を形成しない。これにより、封止部材３１のレンズ形状面３１０が搭載面１２より低い位置まで形成され、ＬＥＤ素子２０の側方から発せられる発光光の光路差が生じず、レンズ外縁における配光特性を均一にすることができる。

また、封止部材３１の余肉の量にかかわらず、余肉部３１ｂを低部１３に形成することができる。

［第３の実施の形態］
図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施形態の発光装置の製造工程を説明するための概略縦断面図である。第３の実施の形態は、作製工程において、搭載基板１０に対して加工を行わない点で第２の実施の形態と異なる。

まず、実装工程において、図３（ａ）に示すように搭載基板１０と、導電性材料の配線パターンが予め形成されたセラミック等から構成されるサブマウント２１の搭載面２２にＬＥＤ素子２０がフリップチップ実装されたものを用意する。

次に、図３（ｂ）に示すように、作製工程において、搭載基板１０にサブマウント２１を実装する。ここで、第３の実施の形態において、搭載基板１０の搭載面におけるサブマウント２１の外側にて露出した部分を低部１４と呼ぶ。サブマウント２１の実装方法は、後述する第１変形例において詳細に説明する。

次に、準備工程において、図３（ｃ）に示すように、第１の実施の形態と同様に型抜きした封止部材３１を用いて、封止部材３１の凹部３４の形成面がＬＥＤ素子２０に対向するように封止部材３１を搭載基板１０上に配置する。このとき、余肉部３１ａは、低部１４上方に配置される。

そして、封止工程において、図３（ｄ）に示すように、封止部材３１を搭載基板１０側に熱圧着して凹部３４の形成面をＬＥＤ素子２０に沿わせると共に、封止部材３１の下面をサブマウント２１及び搭載基板１０に接合する。このとき、余肉部３１ａを搭載面２２から低部１４にかけて沿わせ、封止部材３１のレンズ形状面３１０が搭載面２２より低い位置まで形成されるようにする。余肉部３１ａが搭載面２２から低部１４に沿って変形することにより、図３（ｅ）に示すように、余肉部３１ｂが形成され、ＬＥＤ素子２０が封止される。以上の工程により、発光装置１Ｃが形成される。

第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、ＬＥＤ素子２０の側方から発せられる発光光の光路差が生じず、レンズ外縁における配光特性を均一にすることができるとともに、サブマウント２１によって高低差を設け、搭載基板１０の搭載面を低部１４とみなしたため、作製工程において搭載基板１０の加工を省略することができる。

［第４の実施の形態］
図４Ａ（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第４の実施形態の発光装置の製造工程を説明するための概略縦断面図である。第４の実施の形態は、溝部１１にさらに穴部を設ける点で第１の実施の形態と異なる。

まず、作製工程において、図４Ａ（ａ）に示すように搭載基板１０を用意する。

次に、図４Ａ（ｂ）に示すように、第１の実施の形態と同様、搭載基板１０の搭載面１２をサンドブラスト又はプレスによって凹型に加工し、搭載領域１２ａの周囲に円状に溝部１１を形成する。

次に、図４Ａ（ｃ）に示すように、サンドブラスト又はプレスによって溝部１１に複数の穴部１５を形成する。尚、穴部１５は、図４Ｂに示すように搭載領域１２ａの周囲に、溝部１１の周方向に等間隔に、溝部１１の円の中心について点対称に配置することが望ましい。また、穴部１５は、搭載基板１０を貫通するものであってもよいが、搭載基板１０の強度を考慮して貫通しないものを用いることが望ましい。

次に、実装工程において、図４Ａ（ｄ）に示すように、搭載基板１０にＬＥＤ素子２０をフリップチップ実装する。

次に、準備工程において、図４Ａ（ｅ）に示すように、第１の実施の形態と同様、封止部材３１の凹部３４の形成面がＬＥＤ素子２０に対向するように封止部材３１を搭載基板１０上に配置する。このとき、余肉部３１ａは、溝部１１上方に配置される。

そして、封止工程において、図４Ａ（ｆ）に示すように、封止部材３１を搭載基板１０側に熱圧着して凹部３４の形成面をＬＥＤ素子２０に沿わせると共に、封止部材３１の下面を搭載基板１０に接合する。このとき、余肉部３１ａを溝部１１及び穴部１５に沿わせ、封止部材３１のレンズ形状面３１０が搭載面１２より低い位置まで形成されるようにする。余肉部３１ａが溝部１１に沿って変形することにより、図４Ａ（ｇ）に示すように、封止部材３１が穴部１５を満たし、端部３１ｃが穴部１５より外側に形成され、ＬＥＤ素子２０が封止される。以上の工程により、発光装置１Ｄが形成される。

第４の実施形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、封止工程において、封止部材３１が穴部１５を満たすように接合したため、封止部材３１と搭載基板１０の搭載面１２との接合面積が増加し、第１の実施の形態に比べてさらに接合強度が向上する。

また、封止部材成形型３０の内側に溜まる気体が穴部１５に送出されるため、封止部材３１の気泡を低減することができる。

［第１変形例］
図５（ａ）〜（ｃ）は、第１〜４の実施の形態の第１変形例を説明するための概略縦断面図である。尚、図５（ａ）〜（ｃ）では、ｎ層５２及びｐ層５４の表面にそれぞれ形成した電極については図示を省略している。

第１〜４の実施の形態では、実装工程において、図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子２０を搭載基板１０（又はサブマウント２１）にバンプ５５によって電気的に接合するフリップチップ実装する例を示した。すなわち、ＬＥＤ素子２０は、成長基板５１の上に、ｎ層５２、発光層５３、ｐ層５４をこの順番で積層形成した後に、ｎ層５２の表面側が露出するようにパターニングして作製される。そして、ＬＥＤ素子２０を各層５２〜５４の形成時とは裏返した状態で搭載基板１０（又はサブマウント２１）上に配置し、ｎ層５２及びｐ層５４をそれぞれバンプ５５によって搭載基板１０（又はサブマウント２１）上の配線パターン（図示略）と電気的に接合してフリップチップ実装される。

ところで、図５（ｂ）に示すように、搭載基板１０（又はサブマウント２１）に対して、ＬＥＤ素子２００を構成する各層５２〜５４の積層方向が平行となるように配置し、ｎ層５２及びｐ層５４をそれぞれ導電性接着剤５６によって搭載基板１０（又はサブマウント２１）上の配線パターン（図示略）と電気的に接合する実装方法（一般に「横実装」と呼ばれる）を採用してもよい。

また、図５（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子２０１を各層５２〜５４の形成時と同じ状態で搭載基板１０（又はサブマウント２１）上に配置し、ｎ層５２及びｐ層５４をそれぞれボンディングワイヤ５８によって搭載基板１０（又はサブマウント２１）上の配線パターン（図示略）と電気的に接合するフェイスアップ実装を採用してもよい。但し、本発明では、通常のガラスによる熱圧着より高粘度で封止加工するため、ボンディングワイヤ５８の潰れが懸念される。従って、ボンディングワイヤ５８の保護の観点から、ＬＥＤ素子２０１及びボンディングワイヤ５８の表面を覆うようにゾルゲルガラス等からなる緩衝層５７を設けることが好ましい。

このように、ＬＥＤ素子２０をフリップチップ実装またはフェイスアップ実装すれば、搭載基板１０（又はサブマウント２１）に対してＬＥＤ素子２０を容易かつ確実に実装できる。

尚、図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子２０をフリップチップ実装する場合、バンプ５５に替えて搭載基板１０（又はサブマウント２１）とＬＥＤ素子２０との間に接合層を設け、当該接合層によりＬＥＤ素子２０を搭載基板１０に接合してもよい。ここで、前記接合層は、ＬＥＤ素子２０の接着面または搭載基板１０（又はサブマウント２１）の少なくともいずれか一方の接着面に設ければよい。そして、前記接合層には、例えば、金スズ（ＡｕＳｎ）はんだ層や、金、銀、白金、パラジウム等の金属微粒子を含むペーストからなる金属薄膜層などを用いればよい。

前記接合層として当該金属薄膜層を使用すれば、金属微粒子間に形成される間隙が、金属微粒子及び圧着で融合した金属微粒子の移動や変形を許容することにより、ＬＥＤ素子２０と搭載基板１０（又はサブマウント２１）との間の熱膨張収縮量の違い等により生じる応力が緩和され、ＬＥＤ素子２０の破損や搭載基板１０（又はサブマウント２１）からの剥離が防止される。

尚、前記接合層として当該金属薄膜層を使用する場合は、当該金属薄膜層と同種の金属からなる金属層を、ＬＥＤ素子２０の接着面及び搭載基板１０（又はサブマウント２１）の接着面の両方に設けることが好ましい。なぜなら、圧着時に金属薄膜層の金属微粒子の一部が金属層をＬＥＤ素子２０及び搭載基板１０（又はサブマウント２１）のそれぞれの接着面に設けた金属層に侵入することにより接着性が高まるからである。

また、ＬＥＤ素子２０の接着面と搭載基板１０（又はサブマウント２１）の接着面の両方に金メッキ層を設けて当該両金メッキ層にプラズマを照射して活性化することにより、当該金メッキ層同士を常温で接合してもよい。また、以上の接合方法は、搭載基板１０とサブマウント２１との接合においても同様に適用できる。

［第２変形例］
図６Ａは、第２変形例を説明するための概略斜視図である。

図６Ａに示すように、まず、搭載基板１６上に複数個（この例では１６個）のＬＥＤ素子２０を縦横方向に等間隔に枡目状に配置して実装する。ここで、搭載基板１６は、第２の実施の形態の作製工程における加工を経たものであり、複数の搭載領域１２ａ及び低部１３が形成されている。尚、第３の実施の形態に関して適用する場合は、複数のサブマウント２１を搭載基板１６に枡目状に実装する。

図６Ｂ（ａ）〜（ｄ）は、第２変形例を説明するための概略縦断面図である。

次に、封止部材３１を複数用意する。封止部材３１は、図６ＡのＡ−Ａ線位置の断面である図６（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子２０のそれぞれに対向する位置に、縦断面形状が台形の複数の凹部３４を備える。尚、封止部材３１は、第１の実施の形態で用いたものと同一のものを使用できる。

そして、各凹部３４の形成面が対応するＬＥＤ素子２０を囲繞するように封止部材３１を搭載基板１６上に配置する。その後、図６（ｂ）に示すように、封止部材成形型３００を圧下して、封止部材３１の凹部３４の形成面をＬＥＤ素子２０に沿わせるとともに、封止部材３１の底面を搭載基板１６側に熱圧着して余肉部３１ａを搭載基板１６の低部に沿わせて接合する。余肉部３１ａが搭載領域１２ａから低部１３に沿って変形することにより、図６（ｃ）に示すように、搭載面１２より低い位置に余肉部３１ｂが形成され、ＬＥＤ素子２０が封止される。

次に、図６（ｄ）に示すように、封止されたＬＥＤ素子２０毎に図示の破線で示す箇所でダイシングして個別の発光装置１Ｅを複数形成する。

第２変形例によれば、搭載基板１６に複数のＬＥＤ素子２０を実装し、封止部材３１によって同時に封止工程を行ったため、第１〜４の実施の形態における発光装置１Ａ〜１Ｄを複数個同時に形成することができる。

［第３変形例］
図７（ａ）〜（ｃ）は、第１〜４の実施の形態の第２変形例を説明するための概略縦断面図である。第３変形例は、第１〜４の実施の形態の作製工程により溝部又は低部が形成された分割済みの複数の搭載基板１０を用いる点で第２変形例と異なる。

まず、図７（ａ）に示すように、例えば、第１の実施の形態の作製工程により溝部１１が形成された搭載基板１０に複数のＬＥＤ素子２０を実装した後、下型３０１上にそれぞれ離隔した状態でセットする。

下型３０１上には、下型３０１と同一の材質からなるスペーサ３０２が載置されている。尚、スペーサ３０２は一体化したものでも複数のスペーサを組み合わせたものでもよい。

離隔した状態で配置された搭載基板１０の間にスペーサ３０２が配置され、これにより分離された搭載基板１０が位置決めされる。スペーサ３０２の厚さは搭載基板１０の厚さと略同一である。

そして、図７（ｂ）に示すように、封止部材成形型３００を圧下して、封止部材３１の凹部３４の形成面をＬＥＤ素子２０に沿わせるとともに、封止部材３１の底面を搭載基板１０側に熱圧着して余肉部３１ａを搭載基板１０の溝部１１に沿わせて接合する。余肉部３１ａが搭載領域１２ａから溝部１１に沿って変形することにより、図７（ｃ）に示すように、搭載面１２より低い位置に余肉部３１ｂが形成され、ＬＥＤ素子２０が封止される。以上の工程により、複数の発光装置１Ｆが形成される。

第３変形例によれば、分離された各搭載基板１０の間にそれぞれスペーサ３０２を介在させた状態で下型３０１にセットするため、搭載基板１０を分離して隔離することが可能になり、搭載基板１０と封止部材３１の膨張収縮量の差による影響が緩和されて、封止部材３１にクラックが生じることが防止される。更に、スペーサ３０２により、分離された搭載基板１０の位置を規定することができる。

本発明は、上記各実施形態および上記各変形例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した公開特許公報、特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

１Ａ-１Ｆ 発光装置
１０ 搭載基板
１１ 溝部
１２ 搭載面
１２ａ 搭載領域
１３ 低部
１４ 低部
１５ 穴部
１６ 搭載基板
２０ ＬＥＤ素子
２１ サブマウント
２２ 搭載面
３０ 封止部材成形型
３１ 封止部材
３１ａ 端部
３１ｂ 端部
３１ｃ 端部
３２ 凹部形成型
３３ 凸部
３４ 凹部
５１ 成長基板
５２ ｎ層
５３ 発光層
５４ ｐ層
５５ バンプ
５６ 導電性接着剤
５７ 緩衝層
５８ ボンディングワイヤ
２００ ＬＥＤ素子
２０１ ＬＥＤ素子
３００ 封止部材成形型
３０１ 下型
３０２ スペーサ

Claims (3)

1. 発光素子搭載面と、前記発光素子搭載面の周囲に前記発光素子搭載面より低く設けられた低部とを有する搭載基板を作製する作製工程と、
   前記搭載基板の前記発光素子搭載面に発光素子を実装する実装工程と、
   金型を前記搭載基板の前記発光素子搭載面と対向して配置し、前記搭載基板と前記金型の間にガラス封止部材を配置する準備工程と、
   前記金型により前記ガラス封止部材を前記搭載基板に熱圧着し、レンズ形状面を有する前記ガラス封止部材の端部が前記低部上に形成されるよう前記搭載基板に接合する封止工程とを含み、
   前記ガラス封止部材の外表面は、内側に形成される前記レンズ形状面と、端部側に形成される非レンズ形状面とを有し、
   前記封止工程にて、前記レンズ形状面と前記非レンズ形状面の境界部分が前記発光素子搭載面よりも低くなるように、前記ガラス封止部材が前記搭載基板に熱圧着され、
   前記搭載基板の前記低部は、前記発光素子搭載面の周囲に溝部を形成して設けられる発光装置の製造方法。
2. 前記搭載基板は、前記低部にさらに複数の穴部を有する請求項１に記載の発光装置の製造方法。
3. 前記封止工程は、前記ガラス封止部材を前記穴部に流入させる請求項２に記載の発光装置の製造方法。

Images