JP7454439B2 - semiconductor light emitting device - Google Patents
semiconductor light emitting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7454439B2 JP7454439B2 JP2020076894A JP2020076894A JP7454439B2 JP 7454439 B2 JP7454439 B2 JP 7454439B2 JP 2020076894 A JP2020076894 A JP 2020076894A JP 2020076894 A JP2020076894 A JP 2020076894A JP 7454439 B2 JP7454439 B2 JP 7454439B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- semiconductor light
- emitting device
- pressing ring
- substrate
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 81
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 106
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 97
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 76
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 76
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical group Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 14
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N gold tin Chemical compound [Sn].[Au] JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- FEVXRLDWGLPWMY-XMMPIXPASA-N (2R)-2-methyl-2-[[4-[4-(4-methylphenyl)sulfonylpiperazin-1-yl]phenoxy]methyl]-6-nitro-3H-imidazo[2,1-b][1,3]oxazole Chemical compound Cc1ccc(cc1)S(=O)(=O)N1CCN(CC1)c1ccc(OC[C@@]2(C)Cn3cc(nc3O2)[N+]([O-])=O)cc1 FEVXRLDWGLPWMY-XMMPIXPASA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/483—Containers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
-
- 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
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer 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
- H01L2224/32221—Disposition the layer 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
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—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
- H01L2224/48221—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
- H01L2224/48225—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
- H01L2224/48227—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 connecting the wire to a bond pad of the item
-
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
- H01L2224/49175—Parallel arrangements
-
- 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
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明は、半導体発光装置、特に紫外光を放射する半導体発光素子が内部に封入された半導体発光装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and particularly to a semiconductor light emitting device in which a semiconductor light emitting element that emits ultraviolet light is enclosed.
従来、半導体素子を半導体パッケージの内部に封入する半導体装置が知られている。半導体発光モジュールの場合では、半導体発光素子が載置された支持体に、発光素子からの光を透過するガラスなどの透明窓部材が接合されて気密封止される。 2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor devices are known in which a semiconductor element is enclosed inside a semiconductor package. In the case of a semiconductor light emitting module, a transparent window member such as glass that transmits light from the light emitting element is bonded to a support body on which the semiconductor light emitting element is placed and hermetically sealed.
例えば、特許文献1、2には、半導体発光素子を収容する凹部が設けられた基板と、窓部材とが接合された半導体発光モジュールが開示されている。 For example, Patent Documents 1 and 2 disclose semiconductor light emitting modules in which a window member is joined to a substrate provided with a recess for accommodating a semiconductor light emitting element.
また、特許文献3、4には、紫外線発光素子が搭載された実装基板と、スペーサと、ガラスにより形成されたカバーとが接合された紫外光発光装置が開示されている。 Moreover, Patent Documents 3 and 4 disclose an ultraviolet light emitting device in which a mounting board on which an ultraviolet light emitting element is mounted, a spacer, and a cover formed of glass are joined together.
しかしながら、基板と窓部材との間の封止性、接合信頼性について一層の向上が求められている。紫外光を放射する半導体発光素子、特にAlGaN系の半導体発光素子は、気密が不十分であると劣化し易く、当該半導体発光素子が搭載された半導体装置には高い気密性が求められる。 However, there is a need for further improvement in sealing performance and bonding reliability between the substrate and the window member. Semiconductor light-emitting devices that emit ultraviolet light, particularly AlGaN-based semiconductor light-emitting devices, are susceptible to deterioration if airtightness is insufficient, and a semiconductor device equipped with such semiconductor light-emitting devices is required to have high airtightness.
また、AlGaN系結晶は水分によって劣化する。特に、発光波長が短波長になるほどAl組成が増加して劣化し易い。そこで、発光素子を収めるパッケージ内部に水分が侵入しない気密構造として、基板とガラス蓋を金属接合材で気密する構造が採用されていたが、多湿環境下又は水回りで使用される場合に気密が十分でないという問題があった。 Furthermore, AlGaN-based crystals deteriorate due to moisture. In particular, as the emission wavelength becomes shorter, the Al composition increases and deterioration tends to occur more easily. Therefore, to create an airtight structure that prevents moisture from entering the inside of the package containing the light-emitting element, a structure was adopted in which the substrate and the glass lid were made airtight using a metal bonding material. The problem was that it wasn't enough.
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、高接合性及び高気密性を有するとともに、高い信頼度及び高い耐環境性を有する半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having high bonding properties and high airtightness, as well as high reliability and high environmental resistance.
本発明の1実施形態による半導体発光装置は、
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が搭載されるとともに、基板金属層で被覆された基板接合面を有する基板と、
前記半導体発光素子の放射光を透過する窓部と、内縁が円形状のフランジ接合面を有するフランジとを備え、前記半導体発光素子を収容する空間を有して前記基板に封止接合された透光性キャップを有し、
前記フランジ接合面は、表面が金属層であり、平坦部と前記平坦部から突出し当該円形状の前記内縁と同心の円環状凸部である押圧環とを有し、
前記基板金属層及び前記フランジ金属層は、前記基板金属層と前記押圧環の頂部とが一定の間隔で接合材によって接合されている。
A semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention includes:
A semiconductor light emitting device,
a substrate on which the semiconductor light emitting element is mounted and has a substrate bonding surface covered with a substrate metal layer;
A transparent transparent material having a window portion that transmits light emitted from the semiconductor light emitting device, and a flange having a circular inner edge and a flange joint surface, having a space for accommodating the semiconductor light emitting device, and sealingly bonded to the substrate. has a photosensitive cap;
The flange joint surface has a metal layer on the surface, and has a flat part and a pressing ring that protrudes from the flat part and is an annular convex part concentric with the circular inner edge,
In the substrate metal layer and the flange metal layer, the substrate metal layer and the top of the pressing ring are bonded to each other at regular intervals using a bonding material.
以下においては、本発明の好適な実施例について説明するが、これらを適宜改変し、組合せてもよい。また、以下の説明及び添付図面において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。
[第1の実施形態]
図1Aは、本発明の第1の実施形態による半導体発光装置10の上面を模式的に示す平面図である。図1Bは、半導体発光装置10の側面を模式的に示す図である。図1Cは、半導体発光装置10の裏面を模式的に示す平面図である。図1Dは、半導体発光装置10の内部構造を模式的に示す図である。また、図2は、図1AのA-A線に沿った半導体発光装置10の断面を模式的に示す断面図である。
Preferred embodiments of the present invention will be described below, but these may be modified and combined as appropriate. Further, in the following description and the accompanying drawings, substantially the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals.
[First embodiment]
FIG. 1A is a plan view schematically showing the top surface of a semiconductor
図1A及び図1Bに示すように、半導体発光装置10は、矩形板形状の基板11と、半円球状のガラスからなる透光性窓である透光キャップ13と、が接合されて構成されている。より詳細には、基板11の上面上には、円環状の金属層12(以下、基板金属層12ともいう。)が形成され、透光キャップ13と接合されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor
なお、基板11の側面がx方向及びy方向に平行であり、基板11の上面がxy平面に平行であるとして示している。
Note that the side surfaces of the
図1E及び図2に示すように、透光キャップ13は、半円球状のドーム部13Aと、ドーム部13Aの底部に設けられたフランジ部13Bとからなる。なお、図1Eは、透光キャップ13の1/4部分を模式的に示す斜視図である。
As shown in FIGS. 1E and 2, the light-transmitting
フランジ部13Bは円環板形状を有している。フランジ部13Bの底面にはフランジ金属層21が固着されており、フランジ接合面が形成されている。基板金属層12上に接合層22によってフランジ金属層21が接合されることによって、基板11と透光キャップ13との気密が保たれている。
The
基板11は、ガス等を透過しないセラミック基板である。例えば、高い熱伝導率を有し、気密性に優れた窒化アルミニウム(AlN)が用いられる。なお、基板11の基材としては、アルミナ(Al2O3)等の気密性に優れた他のセラミックを用いることができる。
The
透光キャップ13は、半導体発光装置10内に配された発光素子15からの放射光を透過するガラスからなる。例えば、石英ガラス又はホウ珪酸ガラスを好適に用いることができる。
The light-transmitting
半導体発光装置10内の封入ガスとしては、ドライな窒素ガスや空気などを用いることができ、あるいは内部を真空としてもよい。
As the gas sealed inside the semiconductor
図1Dに示すように、基板11上には、半導体発光装置10内の配線電極である第1配線電極(例えば、アノード電極)14A及び第2配線電極(例えば、カソード電極)14Bが備えられている(以下、特に区別しない場合には、配線電極14と称する。)。発光ダイオード(LED)又は半導体レーザなどの半導体発光素子15が第1配線電極14A上に金属接合層15Aによって接合され、発光素子15のボンディングパッド15Bがボンディングワイヤ18Cを介して第2配線電極14Bに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1D, a first wiring electrode (for example, an anode electrode) 14A and a second wiring electrode (for example, a cathode electrode) 14B, which are wiring electrodes in the semiconductor
発光素子15は、n型半導体層、発光層及びp型半導体層を含む半導体構造層が形成されたアルミ窒化ガリウム(AlGaN)系の半導体発光素子(LED)である。また、発光素子15は、半導体構造層が、反射層を介して導電性の支持基板(シリコン:Si)上に形成(接合)されている。
The
発光素子15は、支持基板の半導体構造層が接合された面の反対面(発光素子15の裏面とも称する)にアノード電極を備え(図示せず)、基板11上の第1配線電極14Aに電気的に接続されている。また、発光素子15は、半導体構造層の支持基板が接合された面の反対面(発光素子15の表面とも称する)にカソード電極(カソード電極パッド15B)を備え、ボンディングワイヤを介して第2配線電極14Bに電気的に接続されている。
The
発光素子15は、波長265~415nmの紫外光を発光する窒化アルミ系の発光素子であることが好適である。具体的には、発光中心波長が、265nm、275nm、355nm、365nm、385nm、405nm又は415nmの発光素子を用いた。
The
窒化アルミ系の紫外線を放射する発光素子(UV-LED素子)を構成する半導体結晶のAl組成は高く、酸素(O2)や水分(H2O)によって酸化劣化され易い。 Semiconductor crystals constituting aluminum nitride-based light emitting devices (UV-LED devices) that emit ultraviolet rays have a high Al composition and are easily oxidized and deteriorated by oxygen (O 2 ) and moisture (H 2 O).
また、基板11上には、第1配線電極14A及び第2配線電極14Bに接続されたツェナーダイオード(ZD)である保護素子16が設けられ、発光素子15の静電破壊を防止する。
Further, a
図1Cに示すように、基板11の裏面には、第1配線電極14A及び第2配線電極14Bにそれぞれ接続された第1実装電極17A及び第2実装電極17B(以下、特に区別しない場合には、実装電極17と称する。)が設けられている。具体的には、第1配線電極14A及び第2配線電極14Bの各々は、例えば銅(Cu)からなる金属ビア18A、18Bを介してそれぞれ第1実装電極17A及び第2実装電極17Bに接続されている。
As shown in FIG. 1C, the back surface of the
図2を参照すると、半導体発光装置10は配線回路基板(図示しない)上に実装され、第1実装電極17A及び第2実装電極17Bへの電圧印加によって、発光素子15は発光し、発光素子15の表面(光取り出し面)からの放射光LEは透光キャップ13を経て外部に放射される。
Referring to FIG. 2, the semiconductor
次に、基板11と透光キャップ13のフランジ部13Bとの接合について説明する。
(透光キャップ13及びフランジ部13B)
また、図1A及び図1Bに示すように、透光キャップ13は、半円球状の窓部であるドーム部13Aと、ドーム部13Aの底部に設けられたフランジ部13Bとからなる。フランジ部13Bは円柱状の外形を有している。より詳細には、フランジ部13Bの底面はドーム部13Aの中心と同心の円環形状(中心:C)を有している。すなわち、フランジ部13Bの外縁(外周)は、フランジ部13Bの内縁(内周)と同心である。
Next, the joining between the
(
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, the light-transmitting
図3Aは、基板11と透光キャップ13の接合前の状態を模式的に示す断面図である。フランジ部13Bの円環状底面の半径方向(幅方向)の中央部には、フランジ部13Bの底面(フランジ接合面)と同心円の円周に沿って凸部13Cが形成されている。すなわち、フランジ部13Bの底面は、平坦面と当該平坦面から突出した凸部13Cとが形成されている(以後、円環状凸部と称することもある)。また、円環状凸部13Cの当該同心円の円周に垂直な断面形状は半円形であるが、これに限定されない。例えば、矩形状又は台形状であってもよい。
(フランジ金属層21)
また、フランジ部13Bの底面には金属層21が固着されている。凸部13C及びフランジ金属層21によって、フランジ部13Bの底面に沿って、表面が金属で被覆された円環状の凸部である押圧環21Aが形成されている。
(基板金属層12)
図1A及び図1Dに示すように、基板11上には、円環形状を有する金属環体である基板金属層12が固着され、基板接合面が形成されている。より詳細には、基板金属層12が固着されている基板11の接合領域は平坦であり、基板金属層12は、フランジ部13Bの底面に対応する形状(すなわち、円環形状)及び大きさを有している。
FIG. 3A is a cross-sectional view schematically showing the state of the
(Flange metal layer 21)
Furthermore, a
(Substrate metal layer 12)
As shown in FIGS. 1A and 1D, a
また、基板金属層12は、フランジ部13Bの底面のフランジ金属層21の全体を包含する大きさを有している。基板金属層12は、第1配線電極14A、第2配線電極14B、発光素子15及び保護素子16とは電気的に絶縁され、これらを取り囲むように形成されている。
Further, the
円環状の基板金属層12上に、円環状の接合材が載置され、加熱しつつ、透光キャップ13に力Fを印加し押圧することによって、図3Bに示すように、基板11に透光キャップ13が接合された円環状のキャップ接合層22が形成される。
An annular bonding material is placed on the annular
基板金属層12は、基板11上に、順にタングステン、ニッケル、金を積層した構造(W/Ni/Au)あるいは、ニッケルクロム、金、ニッケル、金 を積層した構造(NiCr/Au/Ni/Au)を有している。
The
フランジ部13Bの底面の金属層21は、フランジ部13Bの基材(ガラス)上に、順にクロム、ニッケル、金を積層した構造(Cr/Ni/Au)、あるいはチタン、パラジウム、銅、ニッケル、金を積層した構造(Ti/Pd/Cu/Ni/Au)を有している。
The
キャップ接合層22となる接合材は、例えば、フラックスを含まない円環状のAuSn(金スズ)シートであり、Snを22wt%含有するもの(溶融温度:約300℃)を用いた。金スズ合金シートの両表面に、Au(10~30nm)層を備えることもできる。AuSn合金の酸化を防ぎ、気密性を向上する。また、このAu層は、溶融固化(接合)時に、キャップ接合層22に溶解される。
[発光装置10の製造方法]
以下に、発光装置10の製造方法について、詳細かつ具体的に説明する。
(素子接合工程)
まず、基板11の第1配線電極14A上にAuSn揮発性ソルダーペーストはんだを塗布する。次に、発光素子15を揮発性ソルダーペースト上に載せて、基板を300℃まで加熱して、AuSnを溶融・固化して第1配線電極14A上に発光素子15を接合する。なお、保護素子16を搭載する場合には同時に行う。このとき、揮発性ソルダーペーストに含まれるフラックスは殆ど揮発する。
The bonding material that becomes the
[Method for manufacturing light emitting device 10]
Below, the method for manufacturing the
(Element bonding process)
First, AuSn volatile solder paste solder is applied onto the
次に、発光素子15の上部電極のボンディングパッド15Bと第2配線電極14Bとの間をボンディングワイヤ18C(Auワイヤ)によって電気的に接続する。
(フラックス追揮発工程)
上記のように発光素子15が接合された基板11をヒーターにセットし、窒素雰囲気下で、アニール温度320℃で20秒加熱して、揮発性ソルダーペーストの残留物(フラックス)を揮発させる。
Next, the
(Flux volatilization process)
The
追揮発温度の下限は、残留物(フラックス)が揮発する300℃以上(すなわち、接合層22の溶融温度以上)が好ましい。また、追揮発温度の上限は、接合層22が再溶融しない温度以下、例えば330℃以下が好ましい。
(エキシマ光洗浄工程)
追揮発後の基板11をエキシマ-光照射装置にセットし、2000 mJ/cm2以上のエキシマ光を基板に照射する。これにより、基板11及び発光素子15の表面に吸着している残留物(フラックス)を分解除去した。
(キャップ接合工程)
エキシマ光洗浄工程後の基板11と、透光キャップ13とをキャップ接合装置にセットする。次に、基板11及び透光キャップ13の雰囲気を真空状態にし、温度275℃で15分加熱処理(アニール処理)する。
The lower limit of the additional volatilization temperature is preferably 300° C. or higher (that is, higher than the melting temperature of the bonding layer 22) at which the residue (flux) is volatilized. Further, the upper limit of the volatilization temperature is preferably below a temperature at which the
(Excimer light cleaning process)
The
(Cap joining process)
The
続いて、基板11及び透光キャップ13の雰囲気を封入ガスであるドライ窒素(N2)ガス、1気圧(101.3kPa)で満たす。次に、基板11の基板金属層12上に環状AuSnシート(キャップ接合層22の接合材)載せ、さらにその上に透光キャップ13を載せ押圧する。
Subsequently, the atmosphere around the
図3Aに示すように、透光キャップ13を環状AuSnシートに押圧しつつ、320℃まで加熱する。加熱により、AuSnシートは押圧環21Aに密着した部分から内側および外側に向かって溶融し、金属層12および21の金を若干量溶融しつつ固化する、又は冷却により固化する。以上のように、基板11及び透光キャップ13が接合され、半導体発光装置10が完成する。
[基板11及びフランジ部13Bの接合部]
上記した基板11及びフランジ部13Bの接合によって、図4Aに示すように、押圧環21Aが溶融したAuSnを押し広げた円環状の領域が狭窄接合領域JNを形成する。また、押圧環21Aの内側及び外側、すなわち狭窄接合領域JNの内側及び外側に、上面視において(フランジ部13Bに垂直な方向(z方向)から視たとき)、それぞれ円環状の内側接合領域JIと外側接合領域JOが形成される。
As shown in FIG. 3A, the
[Joint portion between
By joining the
この場合、押圧環21Aの頂部及び基板金属層12は、押圧環21Aの頂部の全周に渡って一定の間隔(間隙)GAで接合される。なお、以下においては、説明及び理解の容易さのため、内側領域JI、狭窄接合領域JN及び外側接合領域JOの幅をそれぞれ同一符号(JI、JN、JO)を用いて説明する。
In this case, the top of the
なお、上記接合工程において、さらに押圧環21Aが溶融したAuSnを押し広げ、押圧環21Aの頂部が基板金属層12に突き当たるまで押圧することができる。この場合、図4Bに示すように、押圧環21Aの頂部と基板金属層12とが接する円形状の接続線、すなわち押圧環21A及び基板金属層12の間に接合材(AuSn)が存在しない円形状の接続部JLが形成され、この部分に線状の気密構造が形成される。
In addition, in the above-mentioned joining process, the
すなわち、押圧環21Aの頂部が基板金属層12に密着した円形状の気密構造が形成される。この場合、円形状の接続部JLにおいて、押圧環21Aの頂部及び基板金属層12の間隔(間隙)GA=0である。
That is, a circular airtight structure is formed in which the top of the
上記したように、押圧環21Aによって、キャップ接合層22は、押圧環21Aの中心を境に、内側接合領域JI、狭窄接合領域JN及び外側接合領域JOの3領域に区分される。押圧環21Aは、接合材の押圧部であると同時に、キャップ接合層22の領域区分、及び位置決めの機能を有する。
As described above, the
また、押圧環21Aは、押圧環21Aの頂部と基板金属層12との間の間隙(ギャップ)GAの制御による接合材のオーバーフロー防止の機能を有する。
Further, the
内側接合領域JI及び外側接合領域JOは、押圧環21Aに対してフィレットとしての機能を有し、シェア強度、すなわち横方向(接合面に平行な方向)の破壊強度を向上する。
The inner joint region JI and the outer joint region JO have a function as a fillet for the
さらに、間隙GA=0の場合には、狭窄接合領域JNは、押圧環21Aの頂部と基板金属層12とが位置JL(図4B)で線状(円状)に接した線状気密として働き、内側接合領域JI及び外側接合領域JOは、帯状気密として働く。
Further, when the gap GA=0, the narrowed joint region JN acts as a linear airtight area where the top of the
従って、接合結晶部を薄く、もしくは無くすことができ、リーク発生の原因となる金属粒界面の面積を極小化できるため、気密歩留まりを向上できる。 Therefore, the bonding crystal part can be thinned or eliminated, and the area of the metal grain interface that causes leakage can be minimized, so that the hermetic yield can be improved.
また、内側接合領域JI及び外側接合領域JOのキャップ接合層22は、押圧環21Aを起点に内側および外側に向かって溶融しつつ固化するので応力の内在を防ぎ、接合層22を形成する金属粒界間に間隙ができることを防止できるため、気密歩留まりを向上できる。
In addition, since the
狭窄接合領域を採用し、線状気密又は帯状気密にすることにより、接合不良が発生する領域を小さくできるため、気密性を向上することができる。また、リーク発生の原因となる金属粒界面の面積を極小化できるため、気密性を向上することができる。さらに、狭窄接合領域とその両側に気密構造を有するため高い気密信頼性が得られる。また、さらに、金属粒界間に間隙ができることを防止できるため、気密性を向上することができる。 By employing a narrowed joint region and creating a linear or band-like hermetic seal, the area where a joint failure occurs can be made smaller, and thus the airtightness can be improved. Furthermore, since the area of metal grain interfaces that cause leakage can be minimized, airtightness can be improved. Furthermore, since the narrow junction region and its both sides have an airtight structure, high airtight reliability can be obtained. Furthermore, since the formation of gaps between metal grain boundaries can be prevented, airtightness can be improved.
なお、押圧環21Aは、内側接合領域JI及び外側接合領域JOの幅が等しくなる(すなわち、幅JI=JO)ように構成されていることが好ましい。すなわち、押圧環21Aは、円環状のフランジ金属層21(フランジ接合面)の当該円環の幅の中心を円周とする円に沿って設けられている。
In addition, it is preferable that the
また、透光キャップ13の窓部であるドーム部13Aの肉厚は、全体が等厚であるように、又は中央部を厚く(凸メニスカスレンズ)して配光を狭くし、又は周囲を厚く(凹メニスカスレンズ)して配光を広くすることができる
[第2の実施形態]
図5Aは、本発明の第2の実施態様による半導体発光装置30の上面を模式的に示す平面図である。図5B及び図5Cは、それぞれ半導体発光装置30の側面及び裏面を模式的に示す図である。図5Dは、半導体発光装置30の内部構造を模式的に示す図である。図5Eは、透光キャップ13の1/4の部分を模式的に示す斜視図である。また、図6は、図5AのB-B線に沿った半導体発光装置30の断面を模式的に示す断面図である。なお、図6は、図面及び説明の明確さのため透光キャップ13の片側1/2の部分を示している。
The thickness of the
FIG. 5A is a plan view schematically showing the top surface of a semiconductor
図5A及び図5Bに示すように、半導体発光装置30は、矩形の板形状の基板11と、半円球状のガラスからなる透光性窓である透光キャップ13と、が接合されて構成されている。より詳細には、図5Dに示すように、基板11の上面上には、基板金属層12が形成され、透光キャップ13と接合されている。以下に、基板11と透光キャップ13のフランジ部13Bとの接合について、より詳細に説明する。
(透光キャップ13及びフランジ部13B)
図5A及び図6に示すように、第2の実施形態の透光キャップ13は、半円球状の窓部であるドーム部13Aと、ドーム部13Aの底部に設けられたフランジ部13Bとからなる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the semiconductor
(
As shown in FIGS. 5A and 6, the light-transmitting
図5A及び図5Eに示すように、本実施形態の透光キャップ13は、第1の実施形態の透光キャップ13とは異なり、フランジ部13Bは角柱状の外形を有している。より詳細には、フランジ部13Bは外縁(外周)が矩形である板形状を有している。ここでは、フランジ部13Bが正方形状の外縁を有している場合について説明する。なお、フランジ部13Bの内縁はドーム部13Aの縁部に接続されており、円形状(中心:C)を有している。
As shown in FIGS. 5A and 5E, the light-transmitting
図5A及び図6に示すように、フランジ部13Bの底面には、ドーム部13Aと同心円(中心:C)の円環状の凸部13Cが形成されている。円環状凸部13Cの当該同心円の円周に垂直な断面形状は半円形であるが、これに限定されない。例えば、矩形状又は台形状であってもよい。
As shown in FIGS. 5A and 6, an annular
さらに、正方形状の外縁を有するフランジ部13Bの対角線DL上であって、円環状凸部13Cの外側に円環状凸部13Cから離間して半円球状の凸部13Dが設けられている
(フランジ金属層21)
また、図6に示すように、フランジ部13Bの底面にはフランジ金属層21が固着されている。すなわち、フランジ接合面は、内縁が円形状を有し、外縁が矩形状を有している。
Further, a semicircular
Further, as shown in FIG. 6, a
凸部13C及びフランジ金属層21によって、フランジ部13Bの底面に沿った円環状の凸部である押圧環21Aが形成されている。また、凸部13Dの表面がフランジ金属層21によって被覆された凸部である補助押圧部21Bが形成されている。
(基板金属層12)
図5A及び図5Dに示すように、基板11には、外縁が矩形形状の基板金属層12が固着され、基板接合面が形成されている。すなわち、基板金属層12は、内縁(内周)が円形状で外縁が矩形形状のフランジ部13Bの底面に対応する形状を有している。また、基板金属層12は、フランジ部13Bの底面のフランジ金属層21の全体を包含する大きさを有している。
The
(Substrate metal layer 12)
As shown in FIGS. 5A and 5D, a
基板金属層12は、第1配線電極14A、第2配線電極14B、発光素子15及び保護素子16とは電気的に絶縁され、これらの周囲を取り囲むように形成されている。
The
基板金属層12上に、フランジ部13Bの底面に対応する形状及び大きさを有する接合シートである接合層22が載置され、加熱しつつ、透光キャップ13に力Fを印加し押圧することによって、図6に示すように、基板11と透光キャップ13とを接合することができる。すなわち、フランジ金属層21が接合層22によって基板金属層12に接合されることによって、基板11と透光キャップ13との気密が保たれている。
[基板11及びフランジ部13Bの接合部]
図7Aは基板11及びフランジ部13Bの接合部を拡大して示す部分拡大断面図である。上記した基板11及びフランジ部13Bの接合によって、押圧環21Aが溶融したAuSnを押し広げた円環状の領域が第1の狭窄接合領域JN1を形成する。また、押圧環21Aの内側及び外側、すなわち第1の狭窄接合領域JN1の内側及び外側にそれぞれ内側接合領域JIと中間接合領域JMが形成される。
A
[Joint portion between
FIG. 7A is a partially enlarged sectional view showing the joint between the
本実施形態の場合、内側接合領域JIは、上面視において円環状形状を有する。また、中間接合領域JMは、フランジ部13Bの対角線DLに沿った帯状の領域として形成される。
In the case of this embodiment, the inner joining region JI has an annular shape when viewed from above. Further, the intermediate joint region JM is formed as a belt-shaped region along the diagonal line DL of the
また、当該接合時に、補助押圧部21Bによって、接合材AuSnが押し広げた第2の狭窄接合領域JN2が形成される。すなわち、補助押圧部21Bが半円球状の場合、フランジ部13Bの対角線DL上であって押圧環21Aの外側に、上面視において(フランジ部13Bに垂直な方向から視たとき)円形の第2の狭窄接合領域JN2が形成される。
Further, during the bonding, a second constricted bonding region JN2 is formed in which the bonding material AuSn is expanded by the auxiliary
第2の狭窄接合領域JN2の内側の領域は中間接合領域JMであり、第2の狭窄接合領域JN2の外側には外側接合領域JOが形成される。 A region inside the second narrowed junction region JN2 is an intermediate junction region JM, and an outer junction region JO is formed outside the second narrowed junction region JN2.
以下においては、補助押圧部21Bの高さ(突起の高さ)H2は、押圧環21Aの高さH1よりも小さい場合について説明する。しかし、補助押圧部21B及び押圧環21Aが同じ高さを有していてもよい(H1=H2)。
In the following, a case will be described in which the height H2 of the auxiliary
押圧環21Aの頂部及び基板金属層12は、間隙GAを有して接合される。また、補助押圧部21B及び基板金属層12は、間隙GBを有して接合され、間隙GAは間隙GBよりも小さい(GA<GB)。
The top of the
なお、第1の実施形態の場合と同様に、上記接合工程において、さらに押圧環21Aが溶融したAuSnを押し広げ、押圧環21Aの頂部が基板金属層12に突き当たるまで押圧することができる。この場合、図7Bに示すように、押圧環21Aの頂部と基板金属層12とが直接に接する円形の接続線、すなわち押圧環21A及び基板金属層12の間に接合材(AuSn)が存在しない円形の接続部JLが形成され、線状の気密構造が形成される。
Note that, as in the case of the first embodiment, in the above bonding step, the
すなわち、押圧環21Aの頂部が基板金属層12に密着した円形状の気密構造が形成される。この場合、円形状の接続部JLにおいて、押圧環21Aの頂部及び基板金属層12の間隔(S間隙)GA=0である。
(補助押圧部21Bの機能)
基板11とフランジ部13Bとの接合(すなわち、接合材の溶融及び固化)は、押圧環21Aからフランジ13Bの外側方向へ接合が進むのが好ましい。しかし、フランジ部13Bが矩形の場合では、押圧環21Aから離れた部分において接合、すなわちAuSn接合材の溶融及び固化が押圧環21Aの部分よりも遅れる場合がある。
That is, a circular airtight structure is formed in which the top of the
(Function of auxiliary
It is preferable that the bonding between the
本実施形態においては、押圧環21Aからの距離が遠いフランジ部13Bの角部領域(対角線DL方向)に補助押圧部21Bを設けているので、当該領域における接合遅れを防止でき、フランジ部13Bの全面に渡る安定な接合が可能である。また、接合遅れを防止することでAuSn接合材の結晶粒界間に間隙ができることも防止できる。
[第2の実施形態の改変例]
図8Aは第2の実施形態の改変例であり、半導体発光装置30の上面から視た構成を模式的に示す平面図である。また、図8Bは、フランジ部13Bの角部を拡大して示す上面図である。本改変例においては、当該角部に複数の押圧要素21B1,21B2,21B3からなる補助押圧部21Bが設けられている。
In this embodiment, since the auxiliary
[Modification example of second embodiment]
FIG. 8A is a modified example of the second embodiment, and is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor
より詳細には、上面視において矩形のフランジ部13Bの対角線DL上に配された1つの押圧要素21B1と、対角線DLから外れた位置に複数の(本改変例では2つの)押圧要素21B2,21B3とが設けられている。このように複数の押圧要素21Bn(nは2以上の整数)からなる補助押圧部21Bを設ける場合には、少なくとも1つの押圧要素は対角線DL上に設けられていることが好ましい。また、補助押圧部21Bは、フランジ部13Bの4つの角部の全てに設けられていることが好ましい。
More specifically, one pressing element 21B1 is arranged on the diagonal line DL of the
あるいは、図8Cに示すように、複数の押圧要素21Bnが、押圧環21Aと同心円CC(中心:C)の円周上に、すなわち押圧環21Aから等距離であるように配されていてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 8C, the plurality of pressing elements 21Bn may be arranged on the circumference of a concentric circle CC (center: C) with the
また、図9は、他の改変例を示す上面図である。当該改変例においては、補助押圧部21Bは、押圧環21Aの外側に、押圧環21Aと同心であり、押圧環21Aよりも径の大きな円環の一部である円環部分として対角線DL上に配されている場合を示している。
Moreover, FIG. 9 is a top view showing another modified example. In this modified example, the auxiliary
なお、補助押圧部21Bとして、押圧環21Aと同心円環であり、押圧環21Aよりも径の大きな円環全体である補助押圧環を設けてもよい。
In addition, as the auxiliary|
本改変例においても、第2の実施形態と同様に、フランジ部13Bの全面に渡る安定な接合が可能である。
Also in this modified example, as in the second embodiment, stable joining over the entire surface of the
また、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、押圧環21Aによる領域区分、位置決めの機能、及び接合材のオーバーフロー防止の機能を有する。また、内側接合領域JI及び中間接合領域JMは、押圧環21Aに対してフィレットとしての機能を有し、シェア強度の破壊強度を向上する機能を有する点も同様である。
Also, in this embodiment, similarly to the first embodiment, the
さらに、間隙GA=0の場合には、狭窄接合領域JNは、押圧環21Aの頂部と基板金属層12とが位置JLで直接に接し、線状(上面視で円形)に接した線状気密として働く。一方、内側接合領域JI及び中間接合領域JMは帯状気密として働く。
[さらなる改変例]
上記した実施形態においては、フランジ部13Bの外縁が円形状を有する場合(第1の実施形態)、及び矩形の場合(第2の実施形態)について説明したが、フランジ部13Bの外縁はn角形(nは3以上の整数)の多角形状を有する場合であってもよい。
Further, when the gap GA=0, the narrowed joint area JN is a linear airtight area in which the top of the
[Further modification examples]
In the embodiments described above, the case where the outer edge of the
フランジ部13Bの外縁が円形状又はn角形状を有する場合、図11に示すように、押圧環21Aの外側に、補助押圧部21Bとして押圧環21Aと同心であり、フランジ部13Bの底面の平坦部から突出した円環状凸部であって押圧環21Aよりも径の大きな補助押圧環21Cを設けてもよい。
When the outer edge of the
また、フランジ部13Bの外縁(外形)がn角形状(nは3以上の整数)を有する場合においても、補助押圧部21Bとして押圧環21Aと同心円環であり、押圧環21Aよりも径の大きな補助押圧環を設けてもよい。特に、フランジ部13Bの外形が回転対称性の低い、又は回転対称性を有しない形状を有する場合に、高い気密性を得ることができる。
Further, even when the outer edge (outside shape) of the
なお、上記した実施形態及び改変例においては、押圧環21A及び補助押圧部21Bが、凸部13C及び13Dを有するフランジ部13Bの底面に金属が被覆された構成として説明したが、これに限定されない。
In addition, in the above-described embodiment and modification example, the
例えば、図10に示すように、フランジ部13Bの底面の全体又は一部が平坦面であって、当該底面上に金属層が押圧環21A又は補助押圧部21Bとして機能する凸部を有するように構成されていてもよい。図10は第2の実施形態の場合について示す断面図であるが、第1の実施形態の場合についても同様に適用可能である。また、当該凸部は、断面が半円状に限らず、矩形状、台形状、逆三角状(V字状)であってもよい。
For example, as shown in FIG. 10, the entire or part of the bottom surface of the
また、上記した半導体材料及び金属材料、数値等は、特記した場合を除いて、例示であり、限定的に解釈されない。また、本明細書において、用語「円環」は、楕円環、長円環、オーバル形の環等を含み、円、円球等についても同様である。また、用語「矩形」は、正方形、長方形、及びこれらの角部が面取りされた形状を含む。 Further, the semiconductor materials, metal materials, numerical values, etc. described above are merely examples, and should not be interpreted in a limited manner, unless otherwise specified. Further, in this specification, the term "circle" includes an elliptical ring, an elliptical ring, an oval ring, etc., and the same applies to a circle, a round sphere, etc. Furthermore, the term "rectangle" includes squares, rectangles, and shapes with chamfered corners.
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、高接合性及び高気密性を有するとともに、多湿などの悪環境下においても高い耐環境性を有する、高信頼度及び長寿命の半導体装置を提供することができる。 As described in detail above, according to the present invention, a highly reliable and long-life semiconductor device has high bonding properties and high airtightness, and also has high environmental resistance even in adverse environments such as high humidity. can be provided.
10,30 半導体発光装置
11 基板
12 基板金属層
13 透光キャップ
13A 窓部
13B フランジ部
13C,13D 凸部
21 フランジ金属層
21A 押圧環
21B 補助押圧部
21B1,21B2,21B3 補助押圧要素
21C 補助押圧環
22 キャップ接合層
C 円中心
CC 同心円
GA,GB 間隙
DL 対角線
JI 内側接合領域
JM 中間接合領域
JN,JN1,JN2 狭窄接合領域
JO 外側接合領域
10, 30 Semiconductor
Claims (14)
前記半導体発光素子が搭載されるとともに、基板金属層で被覆された基板接合面を有する基板と、
前記半導体発光素子の放射光を透過する窓部と、内縁が円形状のフランジ接合面を有するフランジとを備え、前記半導体発光素子を収容する空間を有して前記基板に封止接合された透光性キャップを有し、
前記フランジ接合面は、表面が金属層であり、平坦部と前記平坦部から突出し当該円形状の前記内縁と同心の円環状凸部である押圧環とを有し、
前記基板金属層及び前記金属層は、前記基板金属層と前記押圧環の頂部とが一定の間隔で接合材によって接合されている、半導体発光装置。 A semiconductor light emitting device,
a substrate on which the semiconductor light emitting element is mounted and has a substrate bonding surface covered with a substrate metal layer;
A transparent transparent material having a window portion that transmits light emitted from the semiconductor light emitting device, and a flange having a circular inner edge and a flange joint surface, having a space for accommodating the semiconductor light emitting device, and sealingly bonded to the substrate. has a photosensitive cap;
The flange joint surface has a metal layer on the surface, and has a flat part and a pressing ring that protrudes from the flat part and is an annular convex part concentric with the circular inner edge,
The substrate metal layer and the metal layer are semiconductor light emitting devices, wherein the substrate metal layer and the top of the pressing ring are bonded to each other at regular intervals using a bonding material.
前記押圧環は、前記フランジ接合面の当該円環と同心である同心円に沿って設けられている、請求項1に記載の半導体発光装置。 The flange joint surface has an annular shape,
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the pressing ring is provided along a concentric circle that is concentric with the ring on the flange joint surface.
前記フランジ接合面は、前記フランジ接合面の対角線上であって、前記押圧環の外側に、前記平坦部から突出した凸部である補助押圧部をさらに有する、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 The flange joint surface has a rectangular outer edge,
The flange joint surface further includes an auxiliary pressing portion that is a convex portion protruding from the flat portion on a diagonal line of the flange joint surface and on the outside of the pressing ring. The semiconductor light-emitting device described in .
14. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the light-transmitting cap is made of quartz glass or borosilicate glass.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020076894A JP7454439B2 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | semiconductor light emitting device |
CN202110423317.6A CN113555488A (en) | 2020-04-23 | 2021-04-20 | Semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020076894A JP7454439B2 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | semiconductor light emitting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021174852A JP2021174852A (en) | 2021-11-01 |
JP7454439B2 true JP7454439B2 (en) | 2024-03-22 |
Family
ID=78130111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020076894A Active JP7454439B2 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | semiconductor light emitting device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7454439B2 (en) |
CN (1) | CN113555488A (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005303242A (en) | 2004-03-19 | 2005-10-27 | Hitachi Cable Ltd | Electro-optical conversion module with cooling function |
JP2006216817A (en) | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
JP2008135696A (en) | 2006-10-27 | 2008-06-12 | Kyocera Corp | Electronic component housing package, electronic apparatus, and optical semiconductor apparatus |
CN103907249A (en) | 2011-11-30 | 2014-07-02 | 松下电器产业株式会社 | Nitride semiconductor light-emitting device |
US20170031118A1 (en) | 2015-07-31 | 2017-02-02 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optoelectronic components housed in a to-can package |
JP2017037908A (en) | 2015-08-07 | 2017-02-16 | アイアールホトニクス株式会社 | Optical semiconductor device and method for manufacturing the same |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2546910B2 (en) * | 1990-05-14 | 1996-10-23 | ローム株式会社 | Semiconductor laser device |
JP5079474B2 (en) * | 2007-11-29 | 2012-11-21 | シャープ株式会社 | Cap member and semiconductor device using the same |
JP5121783B2 (en) * | 2009-06-30 | 2013-01-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | LED light source, manufacturing method thereof, exposure apparatus using LED light source, and exposure method |
US8710680B2 (en) * | 2010-03-26 | 2014-04-29 | Shu-Ming Chang | Electronic device package and fabrication method thereof |
JP6780293B2 (en) * | 2016-05-24 | 2020-11-04 | 日亜化学工業株式会社 | Manufacturing method of light emitting device |
JP6958121B2 (en) * | 2017-08-29 | 2021-11-02 | 住友電気工業株式会社 | Optical module and its manufacturing method |
-
2020
- 2020-04-23 JP JP2020076894A patent/JP7454439B2/en active Active
-
2021
- 2021-04-20 CN CN202110423317.6A patent/CN113555488A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005303242A (en) | 2004-03-19 | 2005-10-27 | Hitachi Cable Ltd | Electro-optical conversion module with cooling function |
JP2006216817A (en) | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
JP2008135696A (en) | 2006-10-27 | 2008-06-12 | Kyocera Corp | Electronic component housing package, electronic apparatus, and optical semiconductor apparatus |
CN103907249A (en) | 2011-11-30 | 2014-07-02 | 松下电器产业株式会社 | Nitride semiconductor light-emitting device |
US20170031118A1 (en) | 2015-07-31 | 2017-02-02 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optoelectronic components housed in a to-can package |
JP2017037908A (en) | 2015-08-07 | 2017-02-16 | アイアールホトニクス株式会社 | Optical semiconductor device and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021174852A (en) | 2021-11-01 |
CN113555488A (en) | 2021-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6294417B2 (en) | Optical semiconductor device and method of manufacturing optical semiconductor device | |
US11222998B2 (en) | Optical semiconductor apparatus and method of manufacturing optical semiconductor apparatus | |
JP6294418B2 (en) | Optical semiconductor device and method of manufacturing optical semiconductor device | |
EP3579361B1 (en) | Light emitting device | |
WO2021251102A1 (en) | Semiconductor light-emitting device, and water disinfection device | |
US20220020905A1 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP7500317B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP7454439B2 (en) | semiconductor light emitting device | |
JP7460453B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP7554647B2 (en) | Semiconductor light emitting device and its manufacturing method | |
JP7523345B2 (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP2023067026A (en) | Light-emitting apparatus | |
JP7245132B2 (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP7554694B2 (en) | Semiconductor light emitting device and its manufacturing method | |
JP2023051294A (en) | Light-emitting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230306 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231107 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240109 |
|
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: 20240220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240311 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7454439 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |