JPWO2011013581A1 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記枠部は、前記パッケージとの接着部から前記パッケージの凹部の内側まで延在しており、前記パッケージは、その凹部内に、前記発光素子が接続された電極を有し、前記キャップが接着された接着部と前記電極との間に段差が設けられている。
前記枠部は、その上面視形状が矩形であり、前記接着工程において、前記金属接着剤を前記枠部の対向する2辺に形成し、前記金属接着剤を前記周縁部の対向辺から該対向辺と隣接する辺へ延伸させて接着する。
前記枠部は金属部材である。
前記発光素子は、紫外線を発光する発光素子である。
前記枠部は、前記段差に沿って突出した形状である。
前記枠部は、前記段差の上に前記凹部側の面を有する。
前記接着工程において、前記金属接着剤を延伸させて接合させ、前記金属接着剤が接合された接合部に空隙を有する。
前記枠部は、その上面視形状が矩形であり、前記接着工程において、前記金属接着剤を前記枠部の対向する2辺に形成し、前記金属接着剤を前記周縁部の対向辺から該対向辺と隣接する辺へ延伸させて接着する。
前記枠部は金属部材である。
前記枠部は、前記段差に沿って突出した形状である。
前記枠部は、前記段差の上に前記凹部側の面を有する。
前記枠部は金属部材である。
前記発光素子は、紫外線を発光する発光素子である。
また、本発明の発光装置によれば、キャップの枠部をパッケージの凹部内に延伸させ、枠部に対する濡れ性大の金属接着剤を用いることで、金属接着剤をパッケージ凹部内方向へ導入すると共に、凹部内の段差によって、金属接着剤をパッケージの電極の手前で止めることができる。よって、短絡を防止することができる。また、金属接着剤をパッケージの凹部内に導入するので、金属接着剤のパッケージ外への漏出を抑制できる。
図1aに、本発明の実施の形態に係る発光装置を示す。発光装置は、パッケージ1と、パッケージ1の凹部内に実装された発光素子2と、パッケージの凹部の開口を塞ぐキャップ3とを有する。パッケージ1の内部には、発光素子2を載置可能な凹部が形成されており、発光素子2は、凹部底面に接合部材を用いてそれぞれ固定されている。発光素子の電極とパッケージ1に設けられた電極8a、8bとは、導電性ワイヤ9を用いて電気的に接続されている。
本発明の発光装置の製造方法は、パッケージ1と枠部4とを金属接着剤31によって接着する工程を含む。
枠部4とパッケージ1を接着する金属接着剤31の材料の一例としては、AuSn合金、高融点半田、Agロウが挙げられる。接着時の温度を考慮すると、比較的低温で溶融して接着できるAuSn合金を用いることが好ましい。金属接着剤31は、例えば、ペースト状のものや、予め枠部4に形成された固体状のものを用いることができる。透光性部材5としては透光性ガラスが挙げられる。
接着方法としては、金属接着剤31を部分的に設けて枠部4に沿って延伸させることによって接着する方法を採用することができる。このように金属接着剤31を枠部4に沿って延伸させて接着する方法を用いると、金属接着剤31が枠部4の外や凹部の内側に流れ易いが、本実施の形態の段差6を有するパッケージ1とすることで、パッケージ1の電極8aの手前で金属接着剤31を止めることができる。
このような空隙は、金属接着剤になる金属部材が枠部4に沿って延伸する温度であって且つ金属接着剤31同士が接合しない程度の温度で溶融させ、枠部4に沿って延伸させて接着することで形成できる。例えば、金属接着剤31がAuSn合金である場合は200〜330℃程度とすることが好ましい。また、このような温度範囲であれば、発光素子2を構成する半導体層の成長温度よりも低温であるので、発光素子2への悪影響を抑制することができる。
なお、金属接着剤31同士の接合部30a、30bに形成される空隙は、金属接着剤31の厚み方向(パッケージと枠部との金属接着剤31を介した距離)においては、金属接着剤31の厚みよりも小さい高さとすることが好ましい。また、空隙は、例えば、枠部側又はパッケージ側(好ましくはパッケージ側)において、最大幅が上述したような数μm〜数十μm程度とすることが好ましい。
以下、本願の各構成について説明する。
パッケージ1は、金属接着剤31の濡れ性が枠部4より小さい材料から選択する。例えばセラミックが採用でき、具体的にはAlN、Al2O3等があげられる。セラミックは紫外線に対する耐性に優れており、発光素子2として紫外発光の素子を用いる場合に好ましい。パッケージ1は、金属接着剤31が形成される位置にAu等の金属めっきを施し、金属接着剤31の延伸を促進させることもできる。この場合、金属接着剤31のパッケージ外への漏出を抑制するために、金属めっきはキャップ3によって完全に被覆される位置に形成することが好ましい。パッケージ1の凹部は、発光素子2が載置可能な領域を確保できればよい。また、ツェナーダイオードなどの保護素子10を設ける場合は、それらの載置領域も確保できるようにする。
発光素子2は、発光ダイオード(LED)、又はレーザダイオード(LD)として用いることが可能な半導体発光素子である。紫外線を発光する発光素子を用いることもできる。紫外発光の発光素子を用いる場合、接着剤として樹脂等の有機物を含有する部材を用いると、紫外線により有機物が分解されて発光素子に付着してしまうが、本実施の形態では金属接着剤を使用しているので、これを防止することができる。
キャップ3は、少なくとも枠部4を有し、さらには枠部4に嵌め込まれた透光性部材5を有する。
枠部4の平面視形状は、矩形、円形、楕円形を選択することができ、好ましくは上述のように正方形とする。枠部4の材料としては、金属接着剤の濡れ性が金属接着剤のパッケージ1に対する濡れ性よりも大きいものから選択され、少なくとも表面が金属からなるものが好ましい。具体的にはコバールを採用することができ、金属接着剤との密着性を向上するために表面をAuめっきしてもよい。
2 発光素子
3 キャップ
4 枠部
5 透光性部材
6 段差
7 凹部の側壁
8a、8b パッケージの電極
9 導電性ワイヤ
10 保護素子
20 接着用の金属部材
30a、30b 接合部
31 金属接着剤
32 空隙
41 パッケージ
42 発光素子
43 光色変換部材
44 パッケージ
45 半導体発光素子
46 導電性部材
47 導電性ワイヤ
48 透光性部材
49 金属キャップ
50 メッキ
Claims (16)
- 凹部内に発光素子が実装されたパッケージに、枠部を備えたキャップを前記凹部の開口部を覆うように接着する接着工程を有し、
前記接着工程において、前記パッケージ又は前記枠部に、前記枠部に対する濡れ性が前記パッケージに対する濡れ性よりも大きい金属接着剤を部分的に形成し、前記金属接着剤を、前記枠部に沿って延伸させて接合させることで、前記金属接着剤が接合された接合部に空隙を形成し、前記パッケージと前記枠部とを接着する発光装置の製造方法。 - 前記枠部は、前記パッケージとの接着部から前記パッケージの凹部の内側まで延在しており、
前記パッケージは、その凹部内に、前記発光素子が接続された電極を有し、前記キャップが接着された接着部と前記電極との間に段差が設けられている請求項1に記載の発光装置の製造方法。 - 前記枠部は、その上面視形状が矩形であり、
前記接着工程において、前記金属接着剤を前記枠部の対向する2辺に形成し、前記金属接着剤を前記周縁部の対向辺から該対向辺と隣接する辺へ延伸させて接着する請求項1又は2に記載の発光装置の製造方法。 - 前記枠部は金属部材である請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記発光素子は、紫外線を発光する発光素子である請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記枠部は、前記段差に沿って突出した形状である請求項2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記枠部は、前記段差の上に前記凹部側の面を有する請求項6に記載の発光装置の製造方法。
- 凹部内に発光素子が実装されたパッケージに、前記凹部の開口部を覆うキャップを接着する接着工程を有し、
前記キャップは、その周辺部に、前記パッケージと接着され、前記パッケージとの接着部から前記パッケージの凹部の内側まで延在する枠部を備え、
前記パッケージは、その凹部内に、前記発光素子が接続された電極を有し、前記キャップが接着された接着部と前記電極との間に段差が設けられており、
前記接着工程において、前記パッケージ又は前記枠部に、前記枠部に対する濡れ性が前記パッケージに対する濡れ性よりも大きい金属接着剤を部分的に形成し、前記金属接着剤を、前記枠部に沿って延伸させて前記パッケージと前記枠部とを接着する発光装置の製造方法。 - 前記接着工程において、前記金属接着剤を延伸させて接合させ、前記金属接着剤が接合された接合部に空隙を有する請求項8記載の発光装置の製造方法。
- 前記枠部は、その上面視形状が矩形であり、
前記接着工程において、前記金属接着剤を前記枠部の対向する2辺に形成し、前記金属接着剤を前記周縁部の対向辺から該対向辺と隣接する辺へ延伸させて接着する請求項8又は9に記載の発光装置の製造方法。 - 前記枠部は金属部材である請求項8〜10のいずれか1項に記載の発光装置。
- 凹部を有するパッケージと、前記凹部内に実装された発光素子と、前記凹部の開口部を覆って接着されたキャップと、を具備し、
前記キャップは、その周辺部に、前記パッケージと接着され、前記パッケージとの接着部から前記パッケージの凹部の内側まで延在する枠部を備え、
前記枠部と前記パッケージは、前記枠部に対する濡れ性が前記パッケージに対する濡れ性よりも大きい金属接着剤を介して接着されており、
前記パッケージは、その凹部内に、前記発光素子が電気的に接続された電極を有し、前記キャップが接着された接着部と前記電極との間に段差を有する発光装置。 - 前記枠部は、前記段差に沿って突出した形状である請求項12に記載の発光装置。
- 前記枠部は、前記段差の上に前記凹部側の面を有する請求項13に記載の発光装置。
- 前記枠部は金属部材である請求項12〜14のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、紫外線を発光する発光素子である請求項12〜15のいずれか1項に記載の発光装置。
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