JP7107692B2

JP7107692B2 - 光源用パッケージ及び光源用パッケージの製造方法

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Publication number: JP7107692B2
Application number: JP2018023231A
Authority: JP
Inventors: 聡田中
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2038-02-13
Also published as: JP2019140281A

Description

本発明は、光源用パッケージ及びその製造方法に関する。

図９Ａ及び図９Ｂは、従来の光源用パッケージを示す概略的な断面図である。図示する光源用パッケージは、たとえば水殺菌装置用光源に使用される。

光源用パッケージは、たとえば凹部を備えるキャビティ５１、キャビティ５１上（キャビティ５１の凹部上方）に配置されたガラス基板（石英ガラス基板）５３、及び、光源５６を含んで構成される。光源５６は、基板５７を介し、キャビティ５１上（キャビティ５１の凹部底面上）に配置され、ガラス基板５３は、キャビティ５１（キャビティ５１の凹部）に蓋をするように配置される。光源５６は、たとえば紫外光を発光する半導体発光素子、一例としてＬＥＤ(light emitting diode)素子である。

キャビティ５１とガラス基板５３は、ＡｕＳｎ等の金属合金（接着部材）５５を用いて接着される。接着部には、キャビティ５１上に金属膜５２が配置され、ガラス基板５３上に金属膜５４が配置される。金属膜５２、５４は、金属合金５５と濡れ性のよい材料で形成される。金属膜５２によって、金属合金５５とキャビティ５１が密に接着され、金属膜５４によって、金属合金５５とガラス基板５３が密に接着される。

ガラス基板５３がキャビティ５１上に密着配置されることで、光源５６は外部から遮断される。キャビティ５１とガラス基板５３は、たとえばヘリウムを用いたリークテストで１．０×１０^－７［Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ］以下の気密性が保たれる程度に、密に接着されることが望ましい。

なお、図９Ａに示す光源用パッケージは、キャビティ５１上面上にガラス基板５３を配置した構造を有する。図９Ｂに示す光源用パッケージは、キャビティ５１上部に段差を設け、キャビティ５１の最外周部より内側にガラス基板５３を落とし込んだ構造を有する。図９Ｂに示す光源用パッケージは、図９Ａに示す光源用パッケージよりも厚さが薄い。

ＬＥＤパッケージ等の光源用パッケージに関する種々の発明が知られている（たとえば特許文献１参照）。

特開２０１６－６３１９６号公報

図９Ａ及び図９Ｂに示す、従来の光源用パッケージにおいては、所望の気密性が確保できないという不具合が生じることがあった。また、ガラス基板５３がキャビティ５１から脱離するという不具合が発生することもあった。

本願発明者は、このような不具合について研究し、その原因を考察した。

図１０Ａは、不具合の発生した光源用パッケージを、ガラス基板５３上面側（金属膜５４配置面とは反対側）から撮影した写真である。本写真から、金属膜５４がガラス基板５３面から剥離していることが確認される。

図１０Ｂは、光源用パッケージのインクテスト（グロスリークテスト）の様子を示す写真である。写真には、インクの侵入が確認された箇所を楕円で囲って示した。楕円で囲った位置においては、金属膜５４がガラス基板５３から剥離し、光源用パッケージ内にインクが侵入していることが確認される。写真に示す光源用パッケージにおいては、金属膜５４の剥離部からグロスリークが発生し、所望の気密レベルを維持することができない。また、金属膜５４の剥離が進行すると、ガラス基板５３がキャビティ５１から脱離する。

写真を参照すると、特に光源用パッケージの角部（金属膜５４の角部）において、インクの侵入が著しい（金属膜５４の剥離が著しい）ことも認められる。

本願発明者は、金属合金５５からの応力によって金属膜５４がガラス基板５３から剥離したものと考えた。

図１０Ｃに、図１０Ｂの写真の金属膜５４角部を拡大した写真を示す。金属膜５４の剥離部においては、溶融した金属合金５５が金属膜５４の端部からはみ出していることが確認される。これは、キャビティ５１とガラス基板５３の接着時、溶融した金属合金５５が金属膜５２、５４の配置位置よりも広がってしまった状態で凝固したためであると考えられる。

本願発明者は、金属膜５４の配置位置からはみ出した金属合金５５が凝固する際、金属膜５４の端部をガラス基板５３から引き剥がすように収縮することが、金属膜５４の剥離原因であると考えた。

図１１Ａ～図１２Ｃを参照し、金属膜５４の剥離について具体的に説明する。

図１１Ａは、キャビティ５１とガラス基板５３の接着時における合金金属温度プロファイルを示す概略的なグラフであり、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｄは、それぞれ金属合金５５の溶融前（固相領域）、溶融後（液相領域）、凝固後（収縮変化）の様子を示す概略的な断面図である。また、図１１Ｅは、図１１Ｄの一部拡大図である。

加熱前、合金金属５５は固相を示す（図１１Ａ及び図１１Ｂ参照）。加熱を開始し、固相線を超える温度になると、合金金属５５は徐々に液化し、液相線を超える温度では完全に液相となる（図１１Ａ及び図１１Ｃ参照）。金属合金５５が液体となることで、金属膜５２、５４と金属合金５５の金属原子が互いに混ざりあい、接合界面で金属間化合物を形成し、接合可能な状態をつくる。

冷却過程を経て、金属合金５５は固体化し、金属膜５２、５４と金属合金５５の界面が完全に接合される（図１１Ａ及び図１１Ｄ参照）。冷却過程において、合金金属５５は体積収縮する。この収縮現象は、合金金属５５が液体から固体に遷移する過程で継続的に発生するものである（図１１Ａ参照）。収縮率は、合金金属５５材料に依存する。

本願発明者は、予備実験を行い、合金金属５５材料としてＡｕＳｎを用いる場合とＳｎＳｂを用いる場合を比較した。

図１２Ａは、合金金属５５材料としてＡｕＳｎを用いた光源用パッケージを、ガラス基板５３上面側（金属膜５４配置面とは反対側）から撮影した写真である。金属膜５４がガラス基板５３面から剥離している。

図１２Ｂは、合金金属５５材料としてＳｎＳｂを用いた光源用パッケージを、ガラス基板５３上面側（金属膜５４配置面とは反対側）から撮影した写真である。金属膜５４のガラス基板５３面からの剥離は認められない。

図１２Ｃに、ＡｕＳｎとＳｎＳｂに関する物性を示す。熱膨張係数はＳｎＳｂが大きいが、ＡｕＳｎを構成するＡｕの凝固収縮率が大きい。本願発明者は、ＡｕＳｎは溶融して金属膜５２、５４と金属間化合物を形成した後の固液共存領域での体積収縮による変化が大きいため、金属合金５５が所定位置から広がってしまうと、金属膜５２、５４を巻き込んで収縮し、金属膜５４剥離を生じさせる（図１１Ｅ参照）力が大きいためこのような結果が生じたものと考えた。なお、同様のことはＡｕＳｎに限らず、金属膜５２、５４と金属間化合物を形成した後の体積収縮による変化が生じる材料であれば生じうる。

本発明の目的は、高品質の光源用パッケージ及びその製造方法を提供することである。

本発明の一観点によると、凹部を備えるキャビティと、前記キャビティの凹部底面上に配置された光源と、前記キャビティと接着部材を用いて接着され、前記光源上方に配置された透明基板とを有し、前記キャビティと前記透明基板の接着部においては、前記接着部材の前記透明基板側に金属膜が配置され、前記金属膜の縁部上に堰堤膜が配置され、前記金属膜面と前記堰堤膜側面で画定される領域に前記接着部材が配置されている光源用パッケージが提供される。

また、本発明の他の観点によると、（ａ）凹部を備え、前記凹部底面上に配置された光源を有するキャビティと、金属膜及び前記金属膜の縁部上に配置された堰堤膜を備える透明基板を準備する工程と、（ｂ）前記金属膜面と前記堰堤膜側面で画定される領域に接着部材を配置して、前記光源上方に前記透明基板が配置されるように、前記キャビティと前記透明基板を接着する工程とを有する光源用パッケージの製造方法が提供される。

本発明によれば、高品質の光源用パッケージ及びその製造方法を提供することができる。

図１Ａ～図１Ｅは、ガラス基板１１側の準備を示す概略図である。図１Ｆ～図１Ｉは、ガラス基板１１側の準備を示す概略図である。図２Ａ～図２Ｅは、キャビティ２１側の準備を示す概略図である。図３は、第１実施例による光源用パッケージを示す概略的な断面図である。図４Ａは、堰堤膜１５を配置しない構造を示す概略的な断面図であり、図４Ｂは、第１実施例による光源用パッケージのガラス基板１１側を示す概略的な断面図である。図５Ａ～図５Ｅは、第２実施例による光源用パッケージの製造方法を示す概略的な断面図である。図５Ｆ～図５Ｉは、第２実施例による光源用パッケージの製造方法を示す概略的な断面図である。図６Ａ～図６Ｅは、第３実施例による光源用パッケージの製造方法を示す概略的な断面図である。図６Ｆ～図６Ｉは、第３実施例による光源用パッケージの製造方法を示す概略的な断面図である。図７Ａは、実施例による光源用パッケージにおける堰堤膜１５配置領域の一例を示す概略的な断面図であり、図７Ｂは、堰堤膜１５配置領域の他の例を示す概略的な断面図である。図８Ａは、実施例による光源用パッケージのキャビティ２１側を示す概略的な断面図であり、図８Ｂは、キャビティ２１側の他の例を示す概略的な断面図である。図９Ａ及び図９Ｂは、従来の光源用パッケージを示す概略的な断面図である。図１０Ａは、不具合の発生した光源用パッケージを、ガラス基板５３上面側から撮影した写真であり、図１０Ｂは、光源用パッケージのインクテストの様子を示す写真であり、図１０Ｃは、図１０Ｂの写真の金属膜５４角部を拡大した写真である。図１１Ａは、キャビティ５１とガラス基板５３の接着時における合金金属温度プロファイルを示す概略的なグラフであり、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｄは、それぞれ金属合金５５の溶融前、溶融後、凝固後の様子を示す概略的な断面図であり、図１１Ｅは、図１１Ｄの一部拡大図である。図１２Ａは、合金金属５５材料としてＡｕＳｎを用いた光源用パッケージを、ガラス基板５３上面側から撮影した写真であり、図１２Ｂは、合金金属５５材料としてＳｎＳｂを用いた光源用パッケージを、ガラス基板５３上面側から撮影した写真であり、図１２Ｃは、ＡｕＳｎとＳｎＳｂに関する物性を示す表である。

図１Ａ～図３を参照し、第１実施例による光源用パッケージの製造方法を説明する。

まず、図１Ａ～図１Ｉを参照し、透明基板（ガラス基板（石英ガラス基板）１１）側の準備について説明する。

図１Ａ及び図１Ｂを参照する。ガラス基板１１を準備し、準備したガラス基板１１上にフォトリソ工程を用い、レジスト１２パターンを形成する。

図１Ｃを参照する。レジスト１２パターンが形成されたガラス基板１１上に、第１接着層１３ａ、第２接着層１３ｂ、第３接着層１３ｃを順次成膜する。第１～第３接着層１３ａ～１３ｃは、たとえば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等を用いて成膜することができる。第１～第３接着層１３ａ～１３ｃにより金属膜１３が構成される。

第１接着層１３ａは、ガラス基板１１と接着しやすい材料、たとえばＣｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ等を用いて形成する。第３接着層１３ｃは、後工程で使用する金属合金（接着部材）２５（一例としてＡｕＳｎ）と金属間化合物を形成する材料、たとえばＡｕを用いて形成する。第２接着層１３ｂは、第１、第３接着層１３ａ、１３ｃの両者と接着しやすい材料、たとえばＮｉ、Ｐｔ、Ｔｉを用いて形成する。

図１Ｄを参照する。リフトオフ工程により、レジスト１２を除去する。図１Ａ～図１Ｄに示す工程までで、ガラス基板１１上に、所望形状の金属膜１３を配置することができる。

図１Ｅに、金属膜１３の配置領域の一例を示す。金属膜１３は、矩形状のガラス基板１１の輪郭に沿って帯状に配置される。

図１Ｆを参照する。金属膜１３が形成されたガラス基板１１上に、フォトリソ工程を用い、レジスト１４パターンを形成する。

図１Ｇを参照する。金属膜１３及びレジスト１４パターンが形成されたガラス基板１１上に、たとえば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等を用い、堰堤膜１５を成膜する。

堰堤膜１５は、たとえば第１接着層１３ａを形成する材料と等しい材料、または第１接着層１３ａを形成する材料と線膨張係数が近い材料で形成される。一例として、第１接着層１３ａがＣｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちのいずれかで形成される場合、堰堤膜１５もＣｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちのいずれかで形成することができる。

図１Ｈを参照する。リフトオフ工程により、レジスト１４を除去する。図１Ｆ～図１Ｈに示す工程により、ガラス基板１１及び金属膜１３（第３接着層１３ｃ）上に、堰堤膜１５を配置することができる。堰堤膜１５は、金属膜１３（第３接着層１３ｃ）上の一部（金属膜１３（第３接着層１３ｃ）の縁部上）から、金属膜１３（第１～第３接着層１３ａ～１３ｃ）の側面を覆って、ガラス基板１１上に至る領域に配置される。金属膜１３（第３接着層１３ｃ）上面と堰堤膜１５の側面により、凹部（堰堤膜１５の開口部）１６領域が画定される。

図１Ｉに、堰堤膜１５の配置領域の一例を示す。堰堤膜１５は、平面視上、金属膜１３の内側輪郭をまたぐ領域、及び、金属膜１３の外側輪郭をまたぐ領域に配置される。

次に、図２Ａ～図２Ｅを参照し、キャビティ２１側の準備について説明する。なお、キャビティ２１側の準備と、図１Ａ～図１Ｉを参照して説明したガラス基板１１側の準備は、どちらを先に行ってもよく、並行して行うこともできる。

図２Ａを参照する。キャビティ２１をホットプレート３０上に載置する。キャビティ２１は凹部を備え、また、上面に金属膜２２が配置されている。金属膜２２は、たとえば平面視上、矩形状であるキャビティ２１の輪郭に沿って帯状に配置される。

図２Ｂを参照する。基板２４上に配置された光源２３を、キャビティ２１上（キャビティ２１の凹部底面上）にセットする。光源２３は、たとえば紫外光を発光する半導体発光素子、一例としてＬＥＤ素子である。基板２４は、たとえばＡｌＮで形成される。

図２Ｃを参照する。ホットプレート３０の温度を所定温度まで上昇させる。基板２４の裏面、及び、キャビティ２１の凹部底面の所定位置には、あらかじめ接合剤が配置されている。接合剤は、ホットプレート３０による加熱で溶融する。

図２Ｄを参照する。冷却工程で接合剤が凝固し、基板２４の裏面と、キャビティ２１の凹部底面が接合される。

なお、図２Ｅに、キャビティ２１側構造の概略的な平面図を示した。

図３を参照する。図１Ｈ及び図１Ｉに示すガラス基板１１（金属膜１３及び堰堤膜１５が配置されたガラス基板１１）と、図２Ｄ及び図２Ｅに示すキャビティ２１（上面に金属膜２２が配置され、凹部底面上に基板２４を介して光源２３が配置されたキャビティ２１）を、たとえばＡｕＳｎ、ＳｎＣｕ等である金属合金（接着部材）２５を用いて接着する。

具体的には、金属膜１３（第３接着層１３ｃ）上面（凹部１６）に、金属合金２５を配置して加熱する。金属合金２５は、たとえば小片状、ペースト状、薄膜状等の状態で配置される。配置時点で金属膜１３と接着されている必要はない。

加熱された金属合金２５は溶融して液体となる。金属合金２５と金属膜１３、２２の金属原子は互いに混ざりあい、接合界面で金属間化合物を形成し、接合可能な状態をつくる。

冷却過程を経て、金属合金２５は固体化し、金属合金２５と金属膜１３、２２の界面が完全に接合される。

こうして、第１実施例による光源用パッケージが製造される。

なお、「発明が解決しようとする課題」で述べたように、本願発明者による予備実験では、合金金属材料としてＳｎＳｂを用いた場合に金属膜の剥離は認められなかったにもかかわらず、第１実施例による光源パッケージの製造においては、ＡｕＳｎ、ＳｎＣｕ等である金属合金２５を用いて、キャビティ２１とガラス基板１１を接合する。これは、キャビティ２１とガラス基板１１を接合した後の光源用パッケージは、約２６０℃の雰囲気下で、はんだ材等を用い回路基板と接合されるためである。金属合金２５としてＳｎＳｂ（固相線約２３８℃、液相線約２４１℃）を使用すると、約２６０℃の雰囲気中でＳｎＳｂが軟化（再溶融）して、ガラス基板１１の浮きが発生し、または、ガラス基板１１がキャビティ２１から脱離し、光源用パッケージ内部の気密性を保持できなくなるという不具合が生じる。このため、金属合金２５には、ＡｕＳｎ（固相線約２７８℃）、ＳｎＣｕ等、合金化後の固相温度が２７０℃以上である材料を使用する。

第１実施例による光源用パッケージは、凹部を備えるキャビティ２１、キャビティ２１上（キャビティ２１の凹部底面上）に、基板２４を介して配置された光源２３、及び、キャビティ２１上（キャビティ２１の凹部上方、光源２３上方）に配置されたガラス基板１１を含んで構成される。ガラス基板１１は、たとえば光源２３から出射される光に対して透明な基板であり、キャビティ２１（キャビティ２１の凹部）に蓋をするように配置される。

キャビティ２１とガラス基板１１は、金属合金２５を用いて接着される。接着部には、キャビティ２１上に金属膜２２が配置され、ガラス基板１１上に金属膜１３が配置される。キャビティ２１とガラス基板１１の接着部においては、金属合金２５のガラス基板１１側に金属膜１３が配置され、金属膜１３上の一部（金属膜１３の縁部上）から、金属膜１３の側面を覆う領域に堰堤膜１５が配置され、金属膜１３面と堰堤膜１５の側面で画定される領域に金属合金２５が配置されている。

ガラス基板１１上の金属膜１３は、複数の層、第１実施例においては、ガラス基板１１側から順に配置される、第１、第２、第３接着層１３ａ、１３ｂ、１３ｃで構成される。金属膜２２、及び、金属膜１３の第３接着層１３ｃは、金属合金２５と濡れ性のよい材料で形成される。金属膜２２によって、金属合金２５とキャビティ２１が密に接着され、金属膜１３によって、金属合金２５とガラス基板１１が密に接着される。

ガラス基板１１がキャビティ２１上に密着配置されることで、光源２３は外部から遮断される。キャビティ２１とガラス基板１１は、たとえばヘリウムを用いたリークテストで１．０×１０^－７［Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ］以下の、高い気密性が保たれる程度に、密に接着されている。

図４Ａを参照する。堰堤膜１５を配置しない構造においては、加熱され、溶融された金属合金２５は、金属膜１３の側面を被覆した状態で凝固収縮し、収縮時に、金属膜１３をガラス基板１１から剥離させる応力を発生させる。図示するように、堰堤膜１５を配置しない構造においては、金属間化合物形成領域と金属膜１３配置領域がほぼ等しいため、また、異種材料間の応力は界面端部で強くなることから、金属合金２５の収縮時に、金属膜１３の剥離はその端部から発生しやすくなる。

図４Ｂを参照する。これに対し、第１実施例による光源用パッケージにおいては、金属膜１３の側面を被覆してガラス基板１１上面まで配置される堰堤膜１５を形成する。このため、まず、金属膜１３とガラス基板１１の間の接着強度を強くすることができる。

更に、金属膜１３の側面を被覆する堰堤膜１５は、金属膜１３の上面にも配置され、金属合金２５は、金属膜１３上面と堰堤膜１５の側面により形成される凹部（堰堤膜１５の開口部）１６に配置される。このため、金属合金２５は溶融されてもガラス基板１１上に流れず、金属合金２５と金属膜１３（第３接着層１３ｃ）とで金属間化合物が形成される領域が限定される。たとえば溶融された金属合金２５は、金属膜１３配置領域からはみ出さず、金属膜１３の側面に濡れ広がらない。したがって、冷却過程において金属合金２５が収縮する際、ガラス基板１１と金属膜１３の界面において、ガラス基板１１面に接触した金属膜１３（第１接着層１３ａ）の端部にかかる収縮応力が低減され、金属膜１３のガラス基板１１からの剥離を防止することができる。

第１実施例による光源用パッケージは、たとえば金属膜１３の剥離が防止され、高い気密性を有する、高品質の光源用パッケージである。

なお、堰堤膜１５は、金属膜１３（第３接着層１３ｃ）上面の面積の５％以上５０％以下の領域を覆うように、金属膜１３（第３接着層１３ｃ）上面に配置されること（堰堤膜１５による金属膜１３上面の被覆領域の面積が、堰堤膜１５が配置されないときの金属膜１３上面の面積の５％以上５０％以下であること）が好ましい。

また、第１実施例においては、堰堤膜１５を、たとえばＣｒ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏのうちのいずれかで形成する。

図５Ａ～図５Ｉを参照し、第２実施例による光源用パッケージの製造方法を説明する。第２実施例による光源用パッケージは金属膜１３及び堰堤膜１５の構成において第１実施例と相違する。

第２実施例においては、たとえば以下の方法で透明基板（ガラス基板（石英ガラス基板）１１）側の準備を行う。

図５Ａを参照する。ガラス基板１１を準備し、準備したガラス基板１１上にフォトリソ工程を用い、レジスト４１パターンを形成する。

図５Ｂを参照する。レジスト４１パターンが形成されたガラス基板１１上に、第１接着層１３ａを成膜する。第１接着層１３ａは、たとえば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等を用いて成膜することができる。

第１接着層１３ａは、ガラス基板１１と接着しやすい材料、たとえばＣｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ等を用いて形成する。

図５Ｃを参照する。リフトオフ工程により、レジスト４１を除去する。なお、図５Ｃに示す第１接着層１３ａは堰堤膜１５の一部を構成する。

図５Ｄを参照する。第１接着層１３ａが配置されたガラス基板１１上にフォトリソ工程を用い、レジスト４２パターンを形成する。

図５Ｅを参照する。第１接着層１３ａ及びレジスト４２パターンが形成されたガラス基板１１上に、第２接着層１３ｂ、第３接着層１３ｃを順次成膜する。第２、第３接着層１３ｂ、１３ｃは、たとえば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等を用いて成膜することができる。

第３接着層１３ｃは、後工程で使用する金属合金（接着部材）２５（一例としてＡｕＳｎ）と金属間化合物を形成する材料、たとえばＡｕを用いて形成する。第２接着層１３ｂは、第１、第３接着層１３ａ、１３ｃの両者と接着しやすい材料、たとえばＮｉ、Ｐｔ、Ｔｉを用いて形成する。

図５Ｆを参照する。リフトオフ工程により、レジスト４２を除去することで、第１接着層１３ａ上に、第２、第３接着層１３ｂ、１３ｃが配置される。第２接着層１３ｂ及び第３接着層１３ｃにより、金属膜１３が構成される。

図５Ｇを参照する。第１、第２、第３接着層１３ａ、１３ｂ、１３ｃが形成されたガラス基板１１上に、フォトリソ工程を用い、レジスト４３パターンを形成する。

図５Ｈを参照する。第１、第２、第３接着層１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及びレジスト４３パターンが形成されたガラス基板１１上に、第１接着層１３ａと等しい材料を用い成膜を行う。たとえば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等を用いて成膜可能である。

図５Ｉを参照する。リフトオフ工程により、レジスト４３を除去する。図５Ｃに示す第１接着層１３ａとその上に形成された第１接着層１３ａとで、堰堤膜１５が構成される。堰堤膜１５（第１接着層１３ａ）は、ガラス基板１１及び金属膜１３（第３接着層１３ｃ）上（金属膜１３（第３接着層１３ｃ）上の一部（金属膜１３（第３接着層１３ｃ）の縁部上）から、金属膜１３（第２、第３接着層１３ｂ、１３ｃ）の側面を覆って、ガラス基板１１上に至る領域）に配置される。

キャビティ２１側の準備は第１実施例と同様に行うことができる（図２Ａ～図２Ｅ参照）。また、ガラス基板１１（金属膜１３及び堰堤膜１５が配置されたガラス基板１１）と、キャビティ２１（上面に金属膜２２が配置され、凹部底面上に基板２４を介して光源２３が配置されたキャビティ２１）の接合についても、第１実施例と同様である。

こうして、第２実施例による光源用パッケージが製造される。

第２実施例による光源用パッケージも、第１実施例と同様に、たとえば金属膜１３の剥離が防止され、高い気密性を有する、高品質の光源用パッケージである。

なお、第２実施例による光源用パッケージにおいては、第１実施例よりも、ガラス基板１１と堰堤膜１５の密着力、及び、金属膜１３と堰堤膜１５の密着力が強い。

図６Ａ～図６Ｉを参照し、第３実施例による光源用パッケージの製造方法を説明する。第３実施例による光源用パッケージは金属膜１３及び堰堤膜１５の構成において第１、第２実施例と相違する。

第３実施例においては、たとえば以下の方法で透明基板（ガラス基板（石英ガラス基板）１１）側の準備を行う。

図６Ａを参照する。ガラス基板１１を準備し、準備したガラス基板１１上にフォトリソ工程を用い、レジスト４４パターンを形成する。

図６Ｂを参照する。レジスト４４パターンが形成されたガラス基板１１上に、第１接着層１３ａを成膜する。第１接着層１３ａは、たとえば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等を用いて成膜することができる。

図６Ｃを参照する。リフトオフ工程により、レジスト４４を除去する。

図６Ｄを参照する。第１接着層１３ａが配置されたガラス基板１１上にフォトリソ工程を用い、レジスト４５パターンを形成する。

図６Ｅを参照する。第１接着層１３ａ及びレジスト４５パターンが形成されたガラス基板１１上に、第２接着層１３ｂ、第３接着層１３ｃを順次成膜する。第２、第３接着層１３ｂ、１３ｃは、たとえば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等を用いて成膜可能である。

図６Ｆを参照する。リフトオフ工程により、レジスト４５を除去することで、第１接着層１３ａ上に、第２、第３接着層１３ｂ、１３ｃが配置される。第２、第３接着層１３ｂ、１３ｃは、第１接着層１３ａの配置範囲よりも狭い範囲に配置される。第１～第３接着層１３ａ～１３ｃにより金属膜１３が構成される。

図６Ｇを参照する。金属膜１３（第１、第２、第３接着層１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）が形成されたガラス基板１１上に、フォトリソ工程を用い、レジスト４６パターンを形成する。

図６Ｈを参照する。金属膜１３（第１、第２、第３接着層１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）及びレジスト４６パターンが形成されたガラス基板１１上に、たとえば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等を用い、堰堤膜１５を成膜する。

堰堤膜１５は、たとえば第１接着層１３ａを形成する材料と等しい材料、または第１接着層１３ａを形成する材料と線膨張係数が近い材料で形成する。一例として、第１接着層１３ａがＣｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちのいずれかで形成される場合、堰堤膜１５もＣｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちのいずれかで形成することができる。

図６Ｉを参照する。リフトオフ工程により、レジスト４６を除去することで、第３接着層１３ｃ上の一部（第３接着層１３ｃの縁部上）から、第２、第３接着層１３ｂ、１３ｃの側面を覆って、第１接着層１３ａ上に至る領域に、堰堤膜１５が形成される。

キャビティ２１側の準備は第１、第２実施例と同様に行うことができる（図２Ａ～図２Ｅ参照）。また、ガラス基板１１（金属膜１３及び堰堤膜１５が配置されたガラス基板１１）と、キャビティ２１（上面に金属膜２２が配置され、凹部底面上に基板２４を介して光源２３が配置されたキャビティ２１）の接合についても、第１、第２実施例と同様である。

こうして、第３実施例による光源用パッケージが製造される。

第３実施例による光源用パッケージも、第１、第２実施例と同様に、たとえば金属膜１３の剥離が防止され、高い気密性を有する、高品質の光源用パッケージである。

また、第３実施例による光源用パッケージにおいては、第２、第３接着層１３ｂ、１３ｃを第１接着層１３ａの配置範囲よりも狭い範囲に配置するため、ガラス基板１１とキャビティ２１の接合時に、金属合金２５が収縮する際、ガラス基板１１面に接触した金属膜１３（第１接着層１３ａ）の端部にかかる収縮応力が一層低減される。したがって、金属膜１３（第１接着層１３ａ）のガラス基板１１からの剥離を、一層防止することができる。

以上、実施例等に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

たとえば第１～第３実施例による光源用パッケージにおいては、一例として図７Ａに示すように、堰堤膜１５は、金属膜１３上の一部（金属膜１３の縁部上）から、金属膜１３の側面を覆う領域に配置されたが、たとえば図７Ｂに示すように、金属膜１３上の一部（金属膜１３の縁部上）にのみ配置することもできる。

また、実施例による光源用パッケージは、図８Ａに示すように、上面の一部に金属膜２２が配置されたキャビティ２１を備えるが、図８Ｂに示すように、上面全体に金属膜２２が配置されたキャビティ２１を備えてもよい。

更に、実施例による光源用パッケージは、キャビティ２１上面上にガラス基板１１を配置した構造を有するが、キャビティ２１上部に段差を設け、キャビティ２１の最外周部より内側にガラス基板１１を落とし込んだ構造としてもよい。実施例による光源用パッケージよりも厚さを薄くすることができる。

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。

実施例による光源用パッケージは、ＬＥＤパッケージ、深紫外ＬＥＤパッケージ等に好適に利用可能である。たとえば水殺菌装置用光源に使用することができる。

１１ガラス基板
１２レジスト
１３金属膜
１３ａ第１接着層
１３ｂ第２接着層
１３ｃ第３接着層
１４レジスト
１５堰堤膜
１６凹部
２１キャビティ
２２金属膜
２３光源
２４基板
２５金属合金
３０ホットプレート
４１～４６レジスト
５１キャビティ
５２金属膜
５３ガラス基板
５４金属膜
５５金属合金
５６光源
５７基板

Claims

凹部を備えるキャビティと、
前記キャビティの凹部底面上に配置された紫外光を発光する光源と、
前記キャビティと接着部材を用いて接着され、前記光源上方に配置された透明基板と
を有し、
前記キャビティと前記透明基板の接着部においては、前記接着部材の前記透明基板側に金属膜が配置され、前記金属膜の縁部上に堰堤膜が配置され、前記堰堤膜は金属によって形成され、前記金属膜面と前記堰堤膜側面で画定される領域に前記接着部材が配置されている光源用パッケージ。
前記堰堤膜は、前記金属膜の縁部上から前記金属膜の側面の少なくとも一部を覆う領域に配置されている請求項１に記載の光源用パッケージ。
前記堰堤膜は、前記金属膜面の面積の５％以上５０％以下の領域を覆うように、前記金属膜上に配置されている請求項１または２に記載の光源用パッケージ。
前記金属膜は複数の層で構成され、前記堰堤膜は、前記複数の層のうち最も前記透明基板側に位置する層を形成する材料と等しい材料で形成されている請求項１～３のいずれか１項に記載の光源用パッケージ。
前記金属膜は複数の層で構成され、前記複数の層のうち最も前記透明基板側に位置する層は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちのいずれかで形成され、前記堰堤膜は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちのいずれかで形成されている請求項１～４のいずれか１項に記載の光源用パッケージ。
前記接着部材は、合金化後の固相温度が２７０℃以上である金属合金材料で形成されている請求項１～５のいずれか１項に記載の光源用パッケージ。
（ａ）凹部を備え、前記凹部底面上に配置された紫外光を発光する光源を有するキャビティと、金属膜及び前記金属膜の縁部上に配置された金属によって形成された堰堤膜を備える透明基板を準備する工程と、
（ｂ）前記金属膜面と前記堰堤膜側面で画定される領域に接着部材を配置して、前記光源上方に前記透明基板が配置されるように、前記キャビティと前記透明基板を接着する工程と
を有する光源用パッケージの製造方法。
前記堰堤膜は、前記金属膜の縁部上から前記金属膜の側面の少なくとも一部を覆う領域に配置されている請求項７に記載の光源用パッケージの製造方法。
前記堰堤膜は、前記金属膜面の面積の５％以上５０％以下の領域を覆うように、前記金属膜上に配置されている請求項７または８に記載の光源用パッケージの製造方法。
前記金属膜は複数の層で構成され、前記堰堤膜は、前記複数の層のうち最も前記透明基板側に位置する層と等しい材料で形成されている請求項７～９のいずれか１項に記載の光源用パッケージの製造方法。
前記金属膜は複数の層で構成され、前記複数の層のうち最も前記透明基板側に位置する層は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちのいずれかで形成され、前記堰堤膜は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちのいずれかで形成されている請求項７～１０のいずれか１項に記載の光源用パッケージの製造方法。
前記接着部材は、合金化後の固相温度が２７０℃以上である金属合金材料で形成されている請求項７～１１のいずれか１項に記載の光源用パッケージの製造方法。