TWI246780B - Solid-state component device and manufacturing method thereof - Google Patents

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TWI246780B
TWI246780B TW093106393A TW93106393A TWI246780B TW I246780 B TWI246780 B TW I246780B TW 093106393 A TW093106393 A TW 093106393A TW 93106393 A TW93106393 A TW 93106393A TW I246780 B TWI246780 B TW I246780B
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light
glass
substrate
layer
solid
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Yoshinobu Suehiro
Mitsuhiro Inoue
Hideaki Kato
Kunihiro Hadame
Ryoichi Tohmon
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Toyoda Gosei Kk
Sumita Optical Glass
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Priority claimed from JP2004010385A external-priority patent/JP4029843B2/ja
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Description

1246780 九、發明說明： 一、【發明所屬之技術領域】 本申請案之提出以下湘本專利申請案號碼(2〇〇3_〇63〇15、 2003-160855、2003-160867、2003-193182、2003-342705、 2003=706、2___385)為依據，此等日本專利申請案之 内谷均導入本申請案中供作參考。 本^係有_用玻璃材料將光學元件進行密封之固體元科 衣置，特別是關於使用低融點玻璃材料做為玻璃材料之固體 裝置。 ^ 二、【先前技術】 用縣細旨魏紐樹脂材·發光二鋪等固體 體Ϊ件裝置’該固體元件裝置中，透光性樹脂 ⑵ί盆=元件時，該元件所放 黃，導致取光效率有相成凡件附近之透光樹脂變 叫7=止之劣化’特解8_聰53號公報及特開平 特開平ti低融點玻璃做為密封構件之發光裝置。 點玻所記叙發絲錢義之低融 ^ Tit 唐之姑癌〇 ψ n士 is； « 且峨”、、占約在攝氏130〜350 更佳)之低融點=疋使㈣點在攝氏度以下⑽度以下 體在經過，編賺，致使密封 另夕卜’藉由特開平H77U9號 ___㈣細辩4 1246780 系歹12:件之折射率為2左右之低融點玻璃。 列朵開ΤΜ77129號公報之發光裝置，運用接近氮化鉀系 封時，折射率之低融點玻璃進行㈣發光元件之密 元件表面產生完全反射後折回内部之光量會變 其结果η，件放出、_射人低融點賴之光量會增加； i桔；有關之晶片型LED等之發光效率將較利用環 乳树曰進=LED發光元件密封之以往之LED絲光效率上較高二 門韻1 ^以低融點玻璃做為密封構件之固體元件裝置有以下 材料，· 玻璃，但必須進行高溫加工，且由於是硬質 ^二，ft脂密封加工之延伸，實際上並不能成功製作樣品。 以抽出、並解ΐϊϋ的Ϊ提供―固體元件裝置及其製造方法， 封之體貫現無機材料加卫時之課題，進而以玻璃密 ^之方式貝際達到預期之效果。 三、【發明内容】 晋.ίϋ述目的，本發明提供—具備下列特徵之固體元件裝 认雷式安裝之111體元件、（2)接受111體耕之電力、供 ίίϋ::件之電力接受供給部、（3)對觀趙元件進行密 外，為達成上述目的’本發明亦提供-固體元件裝置，其 二: _體元件、（2)接受固體元件之電力、供 ΐΪϋίΐΪ元件之電力接受供給部、⑶將該固體元件之電連 之電供給部覆蓋之财熱構件、（4)將包含制熱構件 之η亥固體TL件進行密封之無機密封構件。 辨-ίϊ班為達成上述目白勺’本發明亦提供一具備下列特徵之固 衣Ϊ .⑴固體讀、⑵接受固體元件之電力、供給電力至 凡件之電力接受供給部、⑶玻璃密封部：密封該固體元件 si〇rNb2〇5 . b2〇3.f ^ p2〇5-f > P2〇5-Zn〇 糸、Si〇2_B 〇rLa2〇3 系、Si(VB2〇3 系中選擇。 另外，為達成上述目的，本發明亦提供一固體元件裝置，其 ^46780 莎之電力、供 该、封材料。 、 〜卩（3)獪封該固體元件之無機 特徵為具備述明亦提供一固體元件裝置，其 給電力至該固體元件之電力接34)接件之電力、供 基板有相同熱膨脹係數之無機㈣材料進仃4 ’與該無機材料 特為達成上述目的’本發明亦提供—_元件F置，i 降伏點之溫度，對減密騎料加$ 密封材料之 四、【實施方式】 第1實施型態有關之 以下以參照圖示之方式說明與本發明之 發光裝置進行詳細說明。 置之二施型態有關之發光裝置，⑻是發光裝 ⑵ϋ ^ )如圖1⑻所示之覆晶型⑽系LED元 ⑶於由糊、綱、綱猶、於含有 4 ίί ΐίίίίί f案4 ’(4)將GaN系、led元件2與電路圖案 進ϋ連接j凸塊(Au studbump)5 ’⑶將⑽系led元件2 j二ΐϊΪ” 3有玻璃成分之A12〇3基才反3連接之P2〇5_Zn〇系 列玻璃密封部6。 如圖1(b)所示’ GaN系LED元件2之形成方式是於藍寶石 (Al2〇3)之基板20表面依序形成緩衝(Buffer)層21、n型層22、包 含發光層之層23、ρ型層24，並包含有⑴設置於ρ型層曰24表面 之Ρ電極25 ’（2)將ρ型層24至η型層22之部分範圍^刻之方 1246780
式去除彳，所外露之n型層22上所形成之n電極26。該GaN系LED 70件2。係以超過700°C之溫度長成磊晶(Epitaxial)，且耐熱溫度達 到600C以上’於下文會說明之使用低融點玻璃進行密封加工時之 溫度下可保持穩定。 另外P笔極25具有將包含發光層之層23所發出之光朝基板 20 7献，下权概之功能。 、，含有玻璃成分之Al2〇3基板3之熱膨脹係數為ujxioYc， 並含有通孔3A;該通孔3A利用由金屬化之貿之電路圖案4將 基板表面及背面進行導通。 ^ 璃始、封部6由P2〇rZnO系列低融點玻璃(熱膨脹係數：114 xlO /C、，伏點：415°C、折射率：1.59、内部透過率：99%(470nm)) 所幵y成藉由利用模具所進行之熱壓(H〇t press)加工使之與含有玻 璃成分之Al2〇3基板3結合後，再以切割機切割成具有頂面6A及 側面6B之矩形。 ，融點玻璃是於較一般樹脂中被稱之為高黏度的等級還要再 钻很多之條件下加工，而玻璃之降伏點即使超出數 樹職狀贿雜。又，絲達=般 ，形^之#丨度’ _要較LED元狀結，日成長溫度還高之溫度， 附?？模具上，導致密封及成形加工變的較困難0為此， 取好疋以10、泊(p01se••黏度單位)以上進行加工。 以下針對此發光裝置丨之製造方法進行說明。 计狀lii準備具有3A之之含有綱成分之αιλ基板3， 網二^有ΐΐ成分之Α1Α基板3上之電路贿進行嫣膠(Paste) 以1000 k二’it印刷有鶴膠之含有玻璃成分之Al2〇3基板3 Λ 將鶴膠燒印至基板3上，再於W上鍍 5 H形成電路圖#4。其次，细金凸塊5將GaN ίί有ί璃成分之A1A基板3之電路圖案4(表面 ^ 次’將板狀之P2〇rZno系列之低融點玻 离/、域有GaN纟LED元件2之含有_齡之彻3基板3 1246780 行地放置，之後於氮氣中以60kgf之壓力、465它之溫度進行鼽壓 加工。該餅下之低_賴之減為⑽〜⑹泊，錄點玻璃盘 含有玻璃成分之Al2〇3基板3間係透過其含有之氧化物接著在一、 起。其次，將與低融點玻璃一體化之含有玻璃成分之Al2〇3基板3 放置於切割機中進行切割，將矩形狀之發光裝置分離。 藉由該第1實施型態可獲得以下效果。 (1)於咼黏度狀態下使用低融點玻璃進行熱壓加工時 結晶成長溫度下進行加工。 可於遠低於 物將含有玻璃成分之Αΐ2〇3基板3與玻璃密封部6以 ί匕之方式接著時，可獲得更麵之封著強度。因此，即使 疋接5面積小之小型封裝，亦可達成目的。 璃與s有玻璃成分之Αΐ2〇3基板3之熱膨脹係數相同， 行縣後，之後即使是衫溫或低溫狀態下，亦不 裂等情形。且玻璃不容易因為拉伸應力而碎裂， 分使if裂’而密封玻璃使用的是較含有玻璃成 於3 土板3之熱膨服係數小之材料。經發明者確認之結果， 離及碎裂雜麵娜，亦無發生剝 人美磔，脾1確'" 大小之玻璃片與陶究基板之接 二i 板以各種熱膨脹係數之組合進行實驗之 低較高之材料之熱膨脹係數之相對 剛性大小裂之接合。以上結果與材料之 =ywirc) ’ 7使於高黏度狀態下 左魏’熟硬鱗理前之雜樹脂之5泊 封時ΐ破ϊίί f電=，電連接之朝上型元件進行密 於破•封加I時連線會漏壞、魏，此發 1246780 ^夕’針對透過金等凸塊將元件表面之電極與引線等供 接合之覆晶型led元件進行密封時，玻璃之黏度會 挪二7朝，供電材料方向之壓力，此壓力會造成凸塊之崩 I又或凸鬼驗路等，但藉由本發酬可防止上述不良。 (j)將，融，玻璃與含有玻璃成分之Al2〇3基板3平行地放置，於 熱壓加卫，低雜玻璃會平行雜至含有玻璃 成基板3之表面、並與之密合，且由於將_系LED 兀件2進行袷封，因此不會產生空隙(v〇id)。 ί 成分之Al2〇3基板3之配線用電路圖案4於通孔3A處 因此不需針對其進入不需要玻璃之處、或電端子 ΐίίit兄ϋ特別對策，只需針對板狀之低融點玻璃、多個 即可輕易地利用切割機量產多個發光裝 ^ 1。另外’由於低融點玻璃係於高黏度狀態下被加工，因此 需特別採取對策，即使不依靠通孔，只要外部端 子被拉出至背面即可對應大量生產。 丨响 (7)將GaN系LED元件2進行覆晶安裝時，不僅可克服於 問s ，可具體實現α5—·5職之超小型發光裝 要連線之接合_nding)空間，且玻璃密封 料，^以彳卜ΐΐίν之Α1Α基板3可選擇具相同熱膨脹係數之材 ί 強固結合方式，即使是微小接_積1 者亦不會產生界面剝離之情形。 、按 曰私Κΐΐΐ1實施型態有關之發光裝置之第1變形例，其中⑷ 3 面圖^)是光源之⑽紅ed元件之侧面圖。 ^同引用數子針對共通之構成部分進行說明。 該發光裝置1與第i實施型態不同之處在以下之構 抓兀件2以覆晶方式結合在電路圖案4^ (2) -置，呆4GaN紅ED元件2之電極和金凸塊5之白 = 古填膠7可使用例如氮化卿N:B_ Nitride)等光反射性、/权 之支、充材’將GaN系LED元件2接合之前，預先將之灌注至^有 11 1246780 職板3上’再於其上方以覆晶方式將⑽系哪 ^圖2(b)所示般，GaN系、咖元件2具有⑴設置於p型層 性電極ί 27 ’⑺自& ,,田ίί該第1變形例，即使是朝上型⑽系LED元件2，亦可 =Ϊ2反射Ϊ散光由⑽* LED元件2之基板2G處放射 / it ί之取出率。另外，第2實施型態中選擇了白色系封 祕部ί，可於玻璃密封部6之表面使用提高耐濕性、 sm财式，械日括狀處财翁μ凼錢、 :進行減少介峨之處
^ TFn 丨得蛤性良好之鑽石做為保護GaN ί值道件電極及金凸塊5之封谬7。另外，亦可使用苴他 ί!ί^ίί^1；"^σ BN' ^blS(A1N)' ^ 陶竞鍍臈材Ξ中為數微米之填充_㈣之型態混入财熱性 ίίίί哪縣8 Μ，纟纖胁 球狀之光學形狀面9A，以轉注成型 开"p 9包圍，而提而耐濕性。另外，除了環氧樹月旨外，m 12 1246780 之而夕f 了，注成型法之外，亦可利用灌入 、’ ^’ f.可利克力、聚碳酸乙醋㈣ 性。曰材科、以注入(Injection)法形成，此時可提高生產 粉、可含有螢光體，螢紐可使用彻螢光 圖%:將述螢光體以歡比例進行混合亦可。 裝置與第G施型之縱剖面圖’該發光
ίίί^ ^，代第1實施型態中之玻璃材料之構成，（2)於 S.O ίτκ 2〇3基板3上設置Ag系列電路圖案4之構成。 mmm,20：^ 6 si〇rNb2〇5 ίίί X赠、降伏點：峨、折射率··丨.69、内部 ill ο. 斤形成，藉由熱壓加工使之與含有玻璃成分 二3 土板3、、Ό &後，再以切割機形成具有頂面6Α及侧面6Β 形0 、/目if玻璃成为之处03基板3之熱膨脹係數為mi〇 6/°c，
藉由該第2實施型態’當使用Si〇馬〇系 ；♦ ^ ^ 低融點玻璃時，有以下好處·· 生】之 巧如將⑽紅ED元件以覆晶方式騎安裝時之電關案般，當 ^力:電壓、圖案間隔為數1()微米時，即使是採取樹脂密封時 ^(^Ugration)之問題、顧上有困難之處，亦可使用高反射率材 料之Αβ。 圖6是與本發明之第3實施型態有關之發光裝置之縱剖面 圖，該發光裝置1具有以下部分：⑴朝上型GaN系、LED元件2， ⑺搭载有GaN系、LED元件2之含有玻璃成分之处〇3基板 由w構成之形成於含有玻璃成分之入丨2〇3基板3上之電路圖案4, 13 1246780 (5)將GaN系LED元件2與電路圖案4以電連接之金凸塊5，（6) 將GaN系LED元件2與電路圖案4以電連接之由Au形成之連線 10 ’⑺將GaN系LED元件2、連線1〇及電路圖案4等包圍並鑛 膜之对熱無機材鑛膜11，（8)將GaN系LED元件2與電路圖案4 接著之無機白色接着劑12 ’（9)密封並將含有玻璃成分之ai2〇3基 板3接著之P2〇5-ZnO系列玻璃密封部6。 而才熱無機材料鍍膜11是一具有透光性、多孔性質之別〇2系列 硬化處理鍍膜(HardCOat)，可防止連線10於P2OrZno系列玻璃 於密封加工時產生變形之情形。
無機白色接著劑12將由GaN系LED元件2放射至基板側之 光進行反射，再由電極形成面使其放射。 以下說明該發光裝置1之製造方法。 首先，準備具有通孔3之含有玻璃成分之Al2〇3基板3，並依 ，含有玻璃成分之Al2〇3基板3上之電路圖案將w(鎢)膠(paste)進 行網板印^，、其次，將印财轉之含有玻璃成分之纟说基板3 以1500夕C進行熱處理，將鎢膠燒印至基板3上，再於w上鍍 j(^i)及金(Au) ’形成電路圖案4。其次，利用無機白色接著劑
宏4:本件·3與含有玻璃成分之A12〇3基板3上之電路圖 :二則進行接著。其次，利用連線10將GaN系led元件2 ί ^極與電路圖案4進行電性接合；其次，以將⑽ S ft.、兀t 2與連線1〇包圍之方式，將Si〇2系鑛膜材料灌注 其施行i5G°c之熱處理，形成多孔性質之财熱 $ i ’將Ρ2〇5_ζη0系列之低融點玻璃與搭載有 =之含有玻璃成分之ai办基板3平行地放置， 1^力、415 C之溫度進行熱壓(Hot Press)加工。其次， 機(Dicer)中進^切增^ Ί璃成分之A12〇3基板3放置於切割 g)，將矩形狀之發光裝置1分離。 連線域臟鍍膜對 了」訂對接合有連線之GaN系LED元件2， 14 1246780 以尚良率進行P2〇5_ZnO系列低融點玻璃進行玻璃密封加工，具體 實踐玻璃密封型發光裝置1。 八 另外，雖然不設置耐熱無機材料鍍膜n，仍可實現玻璃密封 加工，但無法避免連線10產生變形之情形，易產生電性短路，使 良率降低；另外，除了 GaN系LED元件2上之金線10之球狀接 合部毀損、容易產生電性短路之外，亦容易發生膜狀之Au覆蓋元 件表面，妨礙光之取出等問題。 圖7是與第3實施型態有關之發光裝置之變形例之縱剖面 -，忒啦光I置1於使用元件上下具有電極之AlInGap系列 元件2之構成部分與第3實施型態有不同。
AlInGaP _LED元件2巾，細之電鋪由連線1G與電路 =4電連接，而底面電極觸由_(AgPaste)與電路圖案々有 電連接。 料=對底面配置有電極之LED元件，施行耐熱無機材 ’丁 ’又；^用p2〇5_Zn0系低融點玻璃進行玻璃密封加工之條件 下，可以南良率實踐玻璃密封型發光裝置1。 穿置施型態有關之發光裝置之縱剖面圖，該發光
GaN ^ LED 2 ^ 於她•加工傻所軸之件刀所加工所形成之LED元件2 構造’棚元倾麟14將該側面覆蓋。 李鍍膜材I 使闕如SlC>2系狀顧材料，鏟上Si〇2 ί 盍^系㈣元件2之細，再靖t：之熱處 造成分斷(_加工容易 碎裂，同:夺還可抑制空隙之發生。狀奸，月後，不僅可防止 面圖：該發2型f有闕之發光裝置之第1變形例之縱剖 ^衣置1中’由si〇2系列鍍膜材料所構成之元件^ 15 1246780 材料14將GaN系LED元件2之周圍全體包覆之構成是其與第4 實施型態不同之處。 元件锻膜材料14之熱膨脹係數介於GaN系LED元件2之熱 膨脹係數與P2〇rZnO系列低熔點玻璃之熱膨脹係數中間，因此^ 使使用熱膨脹係數大之玻璃或大尺寸LED元件時，可防止碎裂之 情形。 乂 藉由該第1變形例，不僅可抑制GaN系LED元件2表面形狀 所導致之碎裂或空隙，亦可防止GaN系LED元件2與低熔點^ 之熱膨脹係數差所導致之碎裂之發生。另外，從GaN系LED元件 2中之取光性之觀點來看，元件鍍膜材料14愈薄愈好。 圖10是與第4實施型態有關之發光裝置之第^變形例之縱 面圖，該發光裝置1中，以含有螢光體之螢紐層15將邮系: LED元件2之周圍全體包覆之構成是其與第4實施型態不同之處、。 ^螢光體層15之構成是:於第1變形例中所使用之由Si02系鍍 膜材料所構成之元件鍵膜材料14加上做為螢光體之yag螢光 體’此R螢光體可以是一種類或是多種類螢光體之混合。另外， 亦可使用賴鹽螢光體，甚至可於榮光體層中混合γΑ 與珪酸鹽螢光體。 土a尤體 藉由該第2變形例’除了有第〗變形例之良好效果外 玻璃密封將外部濕氣阻擒於螢光體外，因此可防止榮光體、 化，可長期獲得安定之波長變換性。 圖11是與第5實施型態有關之發光裝置，其中 t發光裝置之側_，⑹是發絲置编n ，(1)覆晶型之多個GaN系LED元件2， yff 載有⑽紅ed元件2之多層構造之含有破璃 ί刀，Αί2〇3基板3，⑶於含有玻璃成分之Al2〇3基板3之表面1 賴案4(基板表面之圖毅鍛有錄、 f 系LED兀件2與電路圖案4進行電連接之金凸境 5，⑶將GaN系LED元件2進行密封，並與含有玻璃成分之^ 16 1246780 基板3連接之P2〇rZn〇系列玻璃密封部
Al2〇3基板3之四角巾，從内層之中間 ；3有玻璃成7刀之 遍(陽極)、16C(陰極)，⑺將⑽系元;中2路出之底面= 由銅㈣成之放熱圖案17;透過金凸塊 系㈣元件2配置在於基板表面所^ 含有玻璃成分之Al2〇3基板US由魏電路圖案4上。 多1構造，並_ 11(b)所示之財向之3個 =聯、形成7L件群’將元件狀陽極與絲 ^
接’並將元件群之陰極與底面電路圖案肖接==二 與另外2列上所形成之元件群之陰極連接。 β °亦 藉由該第5 f施型態，即使是使衫個GaN系㈣元 ϊίί 多層基板之情況下，可輕絲成串並聯電路， ==層，出、於底面設置放熱用金屬圖案日| =虞上去之9個GaN系LED元件2在發光時產生之熱，由放轨 用金屬圖案傳導致散熱槽(HEAT SINK；)。 … 圖12是與第5實施型態有關之發光裝置之第j變形例之縱 面圖，該發光裝置i於P2〇5_Zn0系玻璃密封部6之表面設置螢光
體層15做為波長變換型發絲置，此點是與第5實施型態不同之 處。 ^ ，由遠第1變形例，由於P2〇rZn〇系玻璃密封部6具備將
GaN系LED元件2之全體包圍之螢光體層15，因此可實現具高光 輸出之白色發光裝置1。另外，多元件型發光裝置i中，各元件之 特性即使有不同，但差異不顯著，因此可實現有均一發光特性之 發光裝置1。 圖13是與第5實施型態有關之發光裝置之第2變形例之縱 音1面圖，該發光裝置1與第5變形例不同之處是：發出藍光或綠 ，之覆晶型GaN系LED元件2與發出紅光之上下電極型A1InGaP 系LED元件2二元件混合存在，並以P2〇rzn〇系玻璃密封部6 17 1246780 紅ED播2連同連線1G —起削熱無機材 料鑛膜11所包圍。 藉由该第2變形例，即使覆晶型與上下電極型LED元件混人 存在，亦可利用hOrZnO系低融點玻璃進行密封 二 設定LED元件2之發光顏色之組合。 - 圖14是與第6實施型態有關之發光裝置之剖面圖，該發光裝 置^具有以下部分·⑴於元件上下方具有電極之A1InGap系 =牛2，(2)搭載有A1InGaP系、LED元件2之含有玻璃成分之八说 =板3 ’⑶由鎢構成、形成於含有玻璃成分之Α12〇3基板3上之 =圖案4 ’（4)與A1InGaP系LED元件2之電極及電路圖案4有 電連接之由金所形成之連線1〇，（5)包圍AlInGaP系LED元件2、 Ϊί 1〇:電路圖案4並麵之由Ti〇2(折射率2··成之高折射率 、二鍵膜11A ’⑹將AlInGaP系LED元件2與電路圖案4接著並 進仃電連j妾之銀膠13，⑺將被高折射率材料鍍膜11A包圍之 =GaP紅ED it件2㈣、並與含有玻璃成分之a12q3基板3 接者之Si〇rNb2〇5系玻璃密封部6。 =CVNb2〇5系玻璃密封部6由Si〇2揚2〇5系低融點玻璃(熱膨 ^糸數· 10·2χ1〇Ί、降伏點：543°C、折射率：1.92、内部透過 率、:，81%(47〇nm)或91%(厚度10mm處))所形成，其具有半球面狀 之，學形狀面6D ;其將由A1InGap系LED元件2所發出之光透 ，巧射率材料鑛膜11A，略垂直地射入玻璃界面，將界面反射 極力縮小後向外放射。另外，當由A1InGaP系LED元件2發出之 光以其與玻璃密封部6之界面間小於臨界角之角度射入時，光學 =狀面6D亦可以是半球狀以外之形狀，具體來說，可以是六面體 或八面體。 藉由該第6實施型態，由於A1InGaP系LED元件2被折射率 2·4之Τι〇2之高折射率材料鍍膜11A所包圍，並以折射率為192 =Si〇rNb2〇5系玻璃密封部6進行密封，因此可抑制高折射率材 邛11A與Si〇rNb2〇5系玻璃密封部6之界面處之界面反射損失， 18 1246780 提高高折射率媒體之LED元件之光取出效率。 廿"二卜二：於恥2焉〇5系破璃密封部6係被形成為凸面狀， 二，n a系、LED元件2以垂直入射角度射入玻璃密封部6與 工氣之界面，而可以獲得較高之外部放射效率。 圖15疋與第6實施型態有關之發光裝置之第j變形例，其中 ⑻是發光裝置之縱剖關，（b)是絲之⑽系LED元件之侧面 圖；該發光裝置1之構成是以具有Sic基板29之GaN系、LED元
件=代A1InGaP紅奶元件2，且岭施办系玻璃密封部6 之表面具有光學形狀面6D，該光學形狀面6D配置有1/4波長厚 度之Si〇2膜6E，以上是其與第6實施型態不同之處。
SiC基板29於底面具有n電極％，透過銀膠13與電路圖案4 有電連接。 ^ 藉由該第1變形例，由於光學形狀面6D配置有1/4波長厚度 之SiCb膜6E，Si〇2膜會干涉被導引至光學形狀面6D之光，因此 可降低反射。
圖16是與第6實施型態有關之發光裝置之第2變形例，盆中 ⑻是發光裝置之縱剖面圖，（b)是光源之GaN系LED元件之^面 圖。该發光裝置1與第6實施型態不同之處在，使用且有GaN基 板30+之覆晶型GaN系LED元件2取代A1InGap系/ΕΙ)元件 藉由該第2變形例，由於是使用具有GaN基板3〇之〇咖系 LED元件2，LED元件内部不會產生界面反射，因此可將光很有 效率地導引至基板表面；而被導引至基板表面之光透過
Si〇2_Nb2〇5系玻璃密封部6，從光學球狀面6D放射至外部，因此 可獲得較兩之外部放射效率。 圖17是與第7實施型態有關之發光裝置，其中⑻是發光裝置 之縱剖面圖，（b)是光源之GaN系LED元件之側面圖。該發光裝 置1利用Al2〇3取代含有玻璃成分之Al2〇3做為基板，並使用與 Al2〇3相當之熱膨脹係數之密封玻璃材料，以上是與至第6為止之 貫施型態不同之處。圖17中同時顯示被切斷為一個個裝置前之狀 19 1246780 態，如圖17⑻所示，各個發光裝置i具有以下部分
GaN系LED元件2，（2)搭載有㈣系元件2之a ^ 3 ’（3)形成於Al2〇3基板3上之電路圖案4，（5)將⑽系咖 件2與電路圖案4進行電連接之金凸塊5，_ —紅Ε〇 2進行密封、並與含有玻璃成分之处〇3基板3連接之 ^ 列玻璃密封部6。 如(b)所示’為防止GaN系B2〇rF系列玻璃之密封加工 生之金凸塊5之鶴或電路間短路，GaN系LED元件於並1 Al2〇3基板3間加入填膠(填膠lyy。 〜、 關ΪΓρίΐϋ有通孔3，並透過此通孔3與表面及背面之電 路圖案4間有電連接’且以—定之間隔形成基板靖位置之溝样 3B 〇 曰 電路圖案4於搭載有G礼系LED元件2之 b2〇3-f系列玻璃密封部6之接著強度用之_ ^ 著用圖案4B亦是被取出至Α1Α基板3背面之電路圖宰4之一^ 分。 、 6.9x10?°^ ίS *^539?i'F： 所形成，並針對預成形玻璃(Pref_gl ^ ) 玻璃設置有_先加4式、預先設置有光學形狀 6Β)，使其與Al203基板3之表面接著。較薄處犯 對分斷(Scribe)加工處施加重力進行切割時， ^不十 會產生碎裂等損壞之厚度為標準所形成。 卷光裝置1不 發光裝置1在安裝上GaN $ LED元件2，並 璃密封部進行密封後，將佩基板3 玻 並施加重量後，A1203基板3因_力隹rif為割置 處6Β之B2〇rF系玻璃密封部6會被切斷。 Uf 藉由該第7實施型態，使用一般常用之 色光吸收較、可提高光之取出效率； 丄土板3柃白 人午，不僅谷易取得，同時亦很廉 20 ^46780 ί置f 娜各個發光 18卜内部透過率：99%(47〇nm))。 手· 巧。另外’分斷以外之其他分割方法中，亦可使用雷射光進行分
圖^8是與第7實施型態有關之發光裝置之第i變形例之 ，’該發光裝置1與第7實施型態不同之處在：藉由B2〇3:F 1 低融點玻璃形成B2〇rF系玻璃密封部6。 ’、 、B2〇rF系Si〇2_B2〇3玻璃密封部6與於Al2〇3基板3上形 之溝槽3B之相對位置處具有晝線部6C，當施加重力時，晝^ 6C與溝槽3B產生連動、應力集中，將b2〇3_f系玻璃 ΑΙΑ基板3分割。 丨及
藉由該第1變形例，由於不需要將B2〇rF系玻璃密封部6 成型，因此可簡化製裎，利於生產。 另外’亦可使用SiOrB2〇rF系低融點玻璃做為玻璃密封部6 之低融點玻璃。 圖19是與第8實施型態有關之發光裝置，其中⑻是發光裝置 之縱剖面圖，（b)是光源之GaN系LED元件之側面圖；此實施型 態與第7實施型態不同之處在該發光裝置1具有以下部分:（1)GaN 系LED元件2下方具有熱傳導性佳之bn之填膠7，(2)搭載有GaN 系LED元件2之A1N基板3，⑶將GaN系LED元件2密封，並 與A1N基板3接著之與A1N有相同熱膨脹係數之SiOrB2OrF系 玻璃密封部6。
SiOrB2OrF系玻璃密封部6係由Si02_B203系低融點玻璃(熱 21 1246780 膨脹係數：4.9xlO_6/°C、降伏點·· 558°C、折射率：1·61、内部透過 率：96%(380nm))所形成，其熱膨脹係數與GaN系LED元 熱膨脹係數：5xl0—6/°C相當。 · 藉由該第8實施型態，GaN系LED元件2發光所產生之 透過熱傳導性佳之填膠7及金凸塊5傳導致高放熱材料之A1f美 板3，並有效率地被釋放至外部。另外，由於GaN系LED元件i A1N基板3、SiQ2_B2CVF系玻璃密封部6之主要材料之熱膨脹係 二;Γίί ^因此不會發生熱膨脹係數不同所導致之剝離或密封
例如，即使主要材料間之熱膨脹係數有不同，藉由設置有緩 和應力效果之構成，可以吸收内部應力，防止密封性之降低戋 離等情形。 一/ 圖20疋與弟8貫施型態有關之發光裝置之變形例之縱剖面 圖，該發光裝置1與第7實施型態不同之處在：於安裝有QaN系 LED元件2之電路圖案4之表面配置有以吸收内部應力為目的之 軟金屬層。 、，圖21之(句至(e)是於A1N基板上形成電路圖案之形成步驟， 首先’如圖⑻所示，預先於形成有通孔3A之A1N基板3之兩面，
根據電路圖案網板印刷上含有鎢之膠；其次，以超過15〇〇。〇之溫 度燒烤A1N基板3，將鎢(w)燒印上去。藉此，鎢與AiN基板3 會強固地結合，而該鎢亦可以使用濺鍍(SPUTTERING)的方式形 成。另外，亦可使用Mo等高融點金屬取代鎢。其次，如(b)所示， A1N基板3表面之電路圖案4上以電鍍法配置了鎳(Ni)層。其次， 如⑻所示，以700 C將A1N基板3加熱，使鎳與鎢產生反應；藉 此使電路随4細地接合在A1N基板3上。其次，如⑷所示， 以電解電鍍法將金(Au)層4C形成於電路圖案4之表面。其次，如 ⑻所示，利用金凸塊5將GaN系LED元件2裝載(M_t)至規定 之位置。
如此，針對於電路圖案4上安裝有GaN系LED元件2之A1N 22 1246780 基板3，將SiOrB2〇3系低融點玻璃進行熱壓加工，再將之分 各個發光裝置1。 °两 藉由該變形例，可將強固之電路圖案4與A1N基板3進 合’且藉由設置(1)金圖案(AgPattem)4C ··透過金凸塊將GaN系 $元件2裝載於電路圖案4上，（2)鎳圖案4A :與低融點玻璃接 口為目的之兩者，可實現導電凸塊裝載，又可緩和應力。另外， 玻璃是透過氧化物進行接合，其與金之間雖不能接^，但盥鎳之 間則透過鎳表面之鎳氧化膜進行接合。另外，亦與玻璃及iiN之 間有良好接合。A1N基板具高度熱傳導度，使GaN系元件2 點燈後容易與玻璃間產生溫度差，但即使是此種情況下，金層4c φ 之彈性變形會緩和應力，而可獲得安定之玻璃密封性。 圖22是與第9實施形態有關之發光裴置之縱剖面圖，該發光 裝置1具有以下部分··（1)覆晶型GaN系LED元件2，（2)搭載有 系fD元件2之A1N次裝載基纟18，⑶由鶴構成、形成於 A1N次核基台之電路圖案4，（4)具有搭載趣次裝載基台之梯 級部19A之由銅合金構成之引線19，⑸將GaN系led元件2與 電路圖案4進行電連接之金凸塊5，(6)將GaN系、LED元件2及引 線19包圍、將整體密封之P2〇5_f系玻璃密封部6。 A1N久I载基台π具有金屬化之電路圖案。 系玻璃密封部6由？2〇5孑系低融點玻璃(熱膨脹係數·· 16·9χ10 /C、降伏點：363°C、折射率·· 1.54、内部透過率·· 99% (470nm))所形成，並利用熱壓加工形成光學形狀面6D，該光學形 狀面6D為半球面狀，並將光放射至所希望之放射範圍。 熱C加工之方式為：將2片P2〇5_F系低融點玻璃以夾住形成 於^線架之引線I9之方式平行放置，於氮氣中以1〇喊之壓力、 140 C以上之條件進行，該條件時之低融點玻璃之黏度為1〇8至 泊。 士圖23是針對導線架以熱壓加工進行密封時之狀態，該圖亦同 柃顯不一對引線311往一方向被拉出之由板狀銅合金所構成之導 23 1246780 架31具有以下部分：⑴固定ain:欠裝載 ΐ二引線311周圍於將板狀之銅合金打洞時，被 以下針對發光裝置i之製造方法進行說明。
有引線19之導線架3卜該導線架31上形成有 ΪΪ念人域基口 18之梯級部19Α ;其次，將導線架31與形 路随4之細次裝載基台18結合。其次，透過金凸塊f 又置於A1N次裝絲台18表面之電路随4與⑽彡led天 ϋ進打覆晶接合。其次’將P2〇5_F系低融點玻璃平行放置於導 ，木_31之上下方。其次’使用圖示未顯示出來之模具，針對 系低融點_進行熱壓加H桃』系低融點玻璃分別形成(1、 以熱壓加謂成之㈣處6B，（2)P2CVF纽璃密封部6。其次， 切割線311 ’使其從導線架31分離，成為一個個發光裝置。 藉由該第9實施型態可獲得以下效果。 ⑴由於是使肖P2〇rF系低融點玻璃，於高黏度狀態進行熱壓加 工，因此可以低於結晶成長溫度之條件進行玻璃密封加工。 (2) 由於是於氮氣中進行熱壓加工，因此各材料不容易氧化。 (3) 由於是以夾住引線之方式放置2片玻璃，因此可以在高黏度狀 態進行封著。
(4)P2〇5_F系低融點玻璃與銅合金引線具有相同之熱膨脹係數，因 此不易發生剝離、碎裂等接合不良。另外，即使熱膨脹係數有不 同，内部應力會被軟金屬之銅之塑性所吸收。第1至第8實施型 恶中是使用形成有電路圖案之陶瓷基板做為電力供給之手段，但 一般可取得之陶瓷基板之熱膨脹係數較低融點玻璃還低。雖然不 二定有直接關聯，分子間結合較弱之材料有低融點且熱膨脹係數 車义大之特性。相對於此，使用金屬引線做為供電手段時，即使是 熱膨脹係數大於15xl〇_6/°C以上之更低融點之玻璃亦可具體實現 24 1246780 發光裂置1。另外，選擇熱膨脹係數較大之低融點玻璃時，由於其 與GaN系LED元件間之熱膨脹係數差變大之故，最好同時採取對 應該差異之對策。 (5) 由於採取覆晶安裝，因此電極部分不易受損。 (6) 具有一不易因材料間熱膨脹係數不同而產生碎裂之構造。亦 即丄於引線上形成對應A1N次裝載基台形狀之段差，A1N次裝载 基台之長度方向之應力之緩和可藉由軟金屬之引線之塑性而達 成二另外，拉伸應力容易使玻璃產生碎裂，但壓縮應力則不易產 ^裂。熱膨脹係數小之GaN系LED元件包圍的是中央部份，相 對=，高膨脹係數之引線、p2〇rF系低融點玻璃則是包圍周圍 因此應力會騎GaN紅肪元狀各面於垂直方向產生 ¥致綱產生獅應力。藉此，姆於LED元件或次裝載基 口，即使低融點玻璃之熱膨脹係數較大，亦可具體 元件所發出之熱會透過A1N次裝載基台及引線迅 =士 ^邛，且玻璃之熱傳導係數優於樹脂密封構件達10倍 左右，由玻璃釋放出之熱為不可忽視之程度。 二導，進行熱壓加工，之後除了針對引線個別進行 卜產亦進行切割作細*⑽，因此可一 台之材财限定是趨，亦可使用藍寶石 & ί π 3 4，由於其與玻璃材料之熱膨脹係數差較小之 故，因此可控制碎裂、剝離之發生。 于乂』< 系Lit件ϋ所示，亦可利用讀ι8βμ層衝將⑽ 台，此時可基 二： 護，㈣線進行保 另外’夾料狀μ _相，下方之朗亦可使用白色 25 1246780 之玻璃。此時，其會反射被放射至下方之光，可將之放射至光學 形狀形成側。 另外，夾住引線之2片玻璃可具有不同之黏度，具體來說， 上方玻巧使用P2〇5«F系低融點(熱膨脹係數：P MO-yC、降伏 點：310°C:折射率：1.51、内部透過率：99%(470nm))，下方使 用P2〇rF系低融點玻璃(熱膨脹係數：16 9x1〇yc、降伏點：泌 °C、折射率：1·54、内部透過率：99%(470nm));此時，熱壓加工 時，上方為咼黏度、下方則為低黏度，因此較易成形。 口圖25是與第1〇實施型態有關之發光裝置，其中⑻是俯視圖， (b)疋(a)中A-A部分之剖面圖，（c)是下方玻璃之立體圖。該發光裝鲁 置具^以下部分：（1)朝上型GaN系LED元件2，（2)具備搭載有 GaN系LED tl件2之引線罩杯部19B之引線19，⑶將GaN系 LED το件與引線19進行電連接之連線1〇，（句包覆GaN系led 兀件2及連線1〇、進行保護之矽鍍膜35，（5)藉由經過預成形之上 方玻璃60A及下方玻璃6〇]B，將引線19進行整體密封之p2〇5_F 系玻璃密封部6。 、引線罩杯部19因為傾斜面ι9〇及底面19ι而形成擂鉢狀，並 被收納至(c)所示之下方玻璃6〇B之引線收納溝槽6〇c處，而引線 收納溝槽60C是於利用模具製作下方玻璃6〇之預型體(pref〇 時所形成。 矚 以下說明發光裝置丨之製造方法。 …首先丄準備圖示未顯示之導線架，該導線架配置有以銅為材 料、^面經過鍍銀處理之一對引線19 ;其次，將GaN系LED元 件2搭載於引線19之引線罩杯部19B上。㈣系LED元件2藉 由無機透明接著劑與引線罩杯部19B之底部191接著。其次，利 用連線川將一對引線19與GaN系LED元件2之電極間進行電連 接，^後於一對引線19與GaN系LED元件2之電極間有電連接 之狀態下，將之收納於預成型之下方玻璃6〇B之引線收納溝槽6〇c 中。其次’以覆蓋—對弓丨線19與GaN系LED元件2之方式，將 26 1246780 矽樹脂鍍膜灌入。其次，準備上方玻璃6〇A，利用熱壓加工使之 與下^玻，fOB成為一體，之後將發光裝置1從導線架上切割開。 藉由該第10實施形態，可獲得以下效果。 々矽樹脂在400Ϊ以上之溫度下，分子結合因熱而被破壞、並產 生^體’但由於可在不會使矽樹脂鍍膜35產生熱分解之36〇。〇下 進行加工之故，矽樹脂會吸收玻璃密封加工時之熱、緩和應力。 另外，使用收納引線罩杯19b之預成型之下方玻璃6〇B時，一對 引線19之密封狀態會較安定。另外，針對導線架進行熱壓加工， =各別針對引軸行玻璃密封之同時，亦進行從導線架上將發光
I置切割(TIBARCUT)之作業，可同時進行大量之生產，量產性 佳0 圖26是與第10實施形態有關之發光裝置之第1變形例之剖 面圖，該發光裝置1具有(1)覆晶型GaN系LED元件2(〇·3_χ OJmm)，（2)搭載有GaN系LED元件2之α1ν次裝載基台18 具有收納Α1Ν次裝載基台18之梯級部19Α之一對導線架19，以 上疋與苐10實施形態不同之處。 一對導線架19於梯級部19Α上方具有傾斜面19D，由GaN系 LED元件2放射出之光經由傾斜面19D反射、放射至外部。/、
y A1N—人I載基台丨8具有將設置於表面及背面之電路圖案4進 行電連接之通孔18A。 〃 以下說明發光裝置1之製造方法。 首先，準備圖示未顯示之設置有一對引線19之導線架，其次 將A1N次裝載基台ι8放置於引線19之梯級部隱，並利用刺 將之進行電賴。其:欠，透過金凸塊5將GaN $LED元件2與 =次域基台18接合。其次，於-對引線19與⑽系led; 件2之電極間有電連接之狀訂，將之收納於賊型之下方玻拜 =之弓隱，溝槽60C中。其次，以覆蓋一對引線19與⑽ /ίΐ件2之方式，灌入石夕樹脂艘膜。其次，準備上方玻璃_ 利用祕加使之與下方玻璃_成為―體，之後將發光裝置 27 1246780 從導線架上切割開。 藉由該第1變形例，使用覆晶型GaN系LED元件2時，可由 基板中有效率地取出光。 圖27是與第1〇實施型態有關之發光裝置之第2變形例之剖 面圖，該發光裝置1具有⑴覆晶型GaN系LED元件(大尺寸)2， (2)搭載有GaN系LED元件2之A1N次裝載基台18，（3)具有收納 A1N次裝載機台18之梯級部19A之導線架19,以上是與第1〇實 施型態不同之處。而大尺寸之GaN系LED元件2之大小是1 mmx 密封性。 第2變形例之說明是以使用大尺寸晶粒(Chip)做說明，而晶粒馨 變大時，PzCVF系玻璃A1N次裝載基台18及P2〇5_F系玻璃密封 部6之熱膨脹係數差會變大；但即使是上述情形，亦可獲得^好 圖28是與第11實施型態有關之發光裝置，其中⑻是侧面圖， (b)是玻璃密封狀態之立體圖。如圖28(a)所示，該發光裝置丨之宓 封方式是，針對由P2〇rF系玻璃所構成之筒狀體6〇D &行加埶 再將GaN系、LED元件2、連線1〇及一對引線19進行玻璃密g。 行加熱、使玻璃溶解，再將GaN系LED元件2 引線19進行玻璃密封。 如圖28(b)所不’筒狀體60D是由部分被切除之筒狀玻璃所 ^ ’利用圖示未顯示之加熱器(Bumer)等加熱裝置將筒狀體_ 、連線10及一對 藉由該第11實施形態， 可依攄激鉱夕：Fi?癌+主工并丄
模具成形部9具有半球狀之光學形狀面9A， 弓外， :可於 之縱剖面圖，該發 上配置有由環氧樹 ’利用轉注成型法 28 1246780 所形成。 ^ 該構成不僅能輕易地於玻璃密封雜置上形成光學系統，且 由於模具成形部9將玻璃密封部9包圍，因此可提高耐濕性。另 外’引線拉出部並未由玻璃直接露出，有可防止引線彎曲時之應 =所造成之玻璃之碎裂發生之效果。另外，模具成形部9除了環 氧樹脂以外，亦可使用矽樹脂等樹脂材料形成；而轉注成型成形 ^之外，亦適用模具灌入成形法等手法。另外，亦可使用壓克力、 石厌酸乙酯等樹脂材料，以注入(Injecti〇n)法形成，此時可提高生產 性。 以下詳細說明圖30至圖55所示之實施形_能。 馨 (光學元件） 、 、，一光學元件包含發光二極體、雷射二極體及其他發光元件及受 光元件。光學元件之受發光波長不侷限於特定波長，亦可使用於 备、外光至綠光之範圍間有效之三族氮化合物半導體元件，或對紅 光有效之GaAs系半導體元件。 密封構件之問題於放出短波長之三族氮化物系化合物半導體 之發光元件上會特別突顯，三族氮化物系化合物半導體一般以 AlxGaYInl-X-YN(〇<x$卜 〇$γ ^卜0$χ + γ$1)來表示。其中含有A1的有2元系之Α1Ν，3元 系之AlxGal-xN及AlxInl-xN(其中，（KXd)。三族氮化物系化 合物半導體及GaN中，三族元素中至少有一部分可以被置換為硼 (B)、鉈(T1)等。另外，氮(N)之一部分亦可置換為磷(p)、砷(As)、 銻(Sb)、鉍(Bi)等。 另外，三族氮化物系化合物半導體可以含有任何之摻雜物 (Dopant)，η型不純物中可使用矽(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、碲(Te)、 碳(c)等。而p型不純物則可使用鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈹(Be)、妈、 銀(Sr)、鋇(Ba)等。另外，摻雜p型不純物後，不一定需要將三族 氮化物系化合物半導體以電子線照射、電漿照射或以銷爐等進行x 加熱。 29 1246780 二族氮化物系化合物半導體層由M0CVD(有機金屬氣相蠢晶 成長)法所形成，但沒有必要將構成元件之所有半導體層以 ^OCVD法形成，亦可併用分子線結晶成長法_E法)0、氮化物 ^相猫晶法(HVPE法）、濺鍍(Sputter)法、離子電鑛(I〇nplating)法 發光元件之構成可使用以下幾種構造··具有MIS接合、piN 接合或pn接合之同質構造，異質加如〇)構造或雙異質 (do^blefetero)構造等。發光層可採用量子井構造(單'一量子井構造 或夕重畺子井構造）。該三族氮化物系化合物半導體之發光元#可
： (l)l^(FaceUP)^^ : 丄月光裝置之光軸方向，（2)覆晶方式：將光之主要受發光方向朝 向與光裝置之光軸方向相反方向，利用反射光。 二無氮化物系化合物半導體元件之耐熱溫度為6〇〇。〇，而 體藉之耐熱溫度亦為6GGt:，喊純祕玻璃成 (電力受送機構）
^裂置中含有電力受送機構，該電力受送機構是―將電力供 :至I光兀件、或將受光後於受光元件中之電力取出之電性零 ^ ;該電力受送機構包含(1)將光裝置與外部之電線進行連接之引 ^(2)將該引線與光學元件進行配線之接合線(B〇ndingwire)，而 ，己線以金線或金合金線較多。該接合線本身、以及將接合線與 巧或光學元件接合時之耐熱溫度為6G(rCm，於低融點 形時均很安定。 (第1密封構件） j第1密封構件至少將光學元件與電力受送系統之一部分包 5，該第1密封構件於本發明中選擇的是：Si〇rNb2〇5系、b2〇3_f ^ P2〇5-F 系、P20rzn0 系、Si〇2-B2〇rLa2〇3 或 Si〇2_B2〇3 系玻 上述低融點玻璃均可於350〜60(TC間施壓成型，本發明第j 30 1246780 密封構件可藉由自然溶著來形成。 舰光材料散佈於第1密封構件中，該®光材料使用無 工二A光粉，可將之混合於低融點玻璃中。另外，亦將希土類離 融點玻璃中，使其產生榮光。將發光树與螢光材料 適备、、且二後，可獲得白光等任意顏色之光。 ^於第1密封構件與光學元件組合中，最好之條件如下： =封構件之阿貝數(AbbeNmubel^^ 40以下，折射率16以上，光 件之受發光波長在546 1nm(Na之e線之波長)以下。亦即，於 ϊΐί率f料内發光之光之外部量子效率’在對於發光波長之密 =件之折射率較高時較有利。光學材料之折射率是由Na之d線 但—般波長愈短時，折射率愈高，折射率對光之波長之 阿貝數來表示。本發明不僅可防止以往於樹脂密封時 i ^ 之短波長發光之發光猶中，因為選擇了 Na之d線中 、且對波長之折射率之變化大之材料，導致樹脂變黃、 料逸九低之問題；且實現了湘對短波長光有紐射率之材 枓進仃密封'並獲得高外部量子效率。 “具有該光學特性之低融點玻璃可以是Si〇2_Nb205系玻璃，其 中又以Si02-Nb202_Na20玻璃較佳。 第=封構件最好是至少將之配置於發光元件之光受、發方 °笙、j之包覆之形態較佳，因為可確實防止該方向之變色。 要屯構件之形狀並不做制之限定，可針對絲置所被 ^ 1 (弟2密封構件） 之多學ί件亦有以包括以上說明之第1密封構件在内 光方θ進仃密封之情形，此時第2密封構件是從主受發 尤万向及其反方向將光學元件包覆。
SiO_i2rf封構件亦與第1密封構件相同，其低融點玻璃可由 2 2 5 糸、B20rF 系、；P2〇5_f 系、p2〇rZn〇 系、si〇rB2〇rLa2〇3 31 1246780 =七2〇3系中選擇;而第2 =或不同之材料。當兩者是不同材G以C 1密封構件是 4先予70件之主要受發光方向}之折射率念杯3^ ,封構件(存在於 折射率；藉此，當使用發光元件做為光與第2密封構件之 之臨界角會變大，能“”發光元件與密 第1禮封構件同樣，由低融 藉加顧雕ess制)成形或以自密封構件可 玻璃構成之第2密封構件中。 R先材科放佈至由低融點 第2密封構件亦可以利用非透 =光進行，，所製成。以ί ‘ 數值最好是介於^ 2 件w ’第1密封構件之線膨脹係 脹係數之I ί絲树之線膨 勒者_士 + 陳田光學ι置於回銲(Reflow)爐等當中進行 ^理k ’亦可減輕因為不同材料之_脹 裝置之内部應力。 双之尤 以下說明本發明之實施例。 (第1實施例） 此實施例之光學元件使用的是圖30所示之朝上(FaceUp)型三 族氮化物系化合物半導體發光元件1〇1〇，此發光元件釋放出藍色 糸之光。 $光元件J^j〇各層之規格如下： 層別 ~~ 組成 P型層1015 p_GaN : Mg 包含發光層之層1014 包含InGaN層 η型層1013 n-GaN · Si 緩衝層1012 AIN — ^ 基板1011 藍寶石 s ----—--- 32 1246780 將摻雜η型不純物之石夕⑸)之由GaN所構成之n型層1〇13透 過緩衝層1012形成於基板1011上，此時基板1〇11使用的是藍寶 石，但不限於此，除了藍寶石外，亦可使用尖晶石、碳化矽;7氧 化鋅:氧化鎂、氧化錳、硼化锆、三族氮化物系化合物半導體單 結晶等。其次，緩衝層是使用Α1Ν以MOCVD法所形成，但不限 於此，亦可使用GaN、InN、AlGaN、InGaN及AlInGaN為材料! 可使用之方法有分子線結晶成長法(MBE法）、氫化物氣相磊晶法 (HVPE法）、濺鍍(Sputter)法、離子電鍍(i〇n piling)法等。將三族 氮化物系化合物半導體做為基板時，可省略該緩衝層。 一、 半導體元件形成後，可視必要將基板及緩衝層除去。 魯 此時之η型層1013是由GaN所形成，但亦可使用AlGaN、
InGaN 或 AlInGaN。 另外，η型層1013摻雜有n型不純物-矽，但亦可摻雜、
Se、Te、C專做為η型不純物。 包含發光層之層1014亦可以包含量子井構造(多重量子井構 造或單一量子井構造），而發光元件之構造可以是單異質 (Single-Hetero)型、雙異質(D〇uble_Hetero)型及同質接合等。 包含發光層之層1014於p型層1〇15侧可包含摻雜有]^^等、 能隙(Band Gap)較寬之三族氮化物系化合物半導體層，因為可有效 地防止被注入包含發光層之層1〇丨4中之電子擴散至p型層1〇15 中。 、包含發光層之層1014上形成有p型層，該p型層由摻雜有做 為p型不純物-Mg之GaN所構成，該P型層1015可以是A1GaN、
InGaN或InAlGaN，而p型不純物亦可使用zn、Be、Ca、Sr、Ba。 導入p型不純物後，可使用電子線照射、銷爐加熱或電浆照射等 眾知之方法來降低電阻。上述構成之發光元件中，各三族氮化物 系化合物半導體可利用MOCVD、以一般條件形成，亦可利用分 子線結晶成長法(MBE法）、氩化物氣相磊晶法(HVPE法）、濺鑛 (Sputter)法、離子電鍍(i〇n piating)法等。 又 33 1246780 ί，/018疋由〜與乂之2層所構成，是於p型層1015形 ^疋於將P型層1015、包含發光層之層刪及η型層之一部 '刀ΐΐΐ去除後露出表面之η養聰上以·方式卿成。 雷搞t^miGi6是包含金之_，層積於？制⑽5上。ρ ΐ'含金之材料所構成’藉由蒸著方絲成於透光性 ri ^上。猎上述步驟將各層、各電極形成之後，接下來是各 晶粒(Chip)之切割步驟。 ^圖31所示，該發光树麵之構造是：將發光元件固定 =故為電力找娜之裝丨線(MountLead)·上，並由發光元 =010上之電極處分別將接合線1〇23、舰4懸架至裝載引線刪 /”、他電力受送機構之次引線1〇22處。為使從發光元件1〇1〇發 ^之光能有效率地反射，裝載引線舰1之表面有鐘銀；另外，為 ，光之反射效率’亦可伽無機纟白色接著娜發光元件醜 二士至裝載引線1021處。再者，亦可使用接近純銅之銅合金等且 有咼散熱性之材料，而接合線使用的是金線。 〃 、圖30所示之組裝體1020被當做中心，以如圖32所示之方式 ;^配置至壓著帛模具聰。先將低融點賴分細ύ置至該壓著用 )1025之凹部1〇26、1027，藉由封閉該模具1〇25，形成圖33所 Ζ之f封構件1()28(第1密封構件)。本實施例中，低融點玻璃選 擇的是P2〇rF系玻璃(株式會社住田光學玻璃··商品名K_pG325)， 幵/成μ度為430 C。結果如圖33所示，發光元件loio之全部、引 線1021及1〇22之一部分被半球型之密封構件1〇28所包覆；該密 封構件1028之形狀可因應光裝置1〇22所被要求之光學特性進行 適當之設計，亦可採用砲彈型等。 (第2實施例） 如圖34所示之光裝置1〇〇3是於如圖33之光裝置1〇〇1中， 將，光材料加入低融點玻璃中所形成。另外，與圖33有相同要素 ^邛分則加上同一符號、並省略說明。本實施例中之密封構件1 〇 3 8 疋摻雜有做為螢光材料之希土類元素之低融點玻璃所形成。 34 1246780 藉由將任意之螢光材料加入低融點玻璃中之方式，可控制光 裝置1003之發光顏色。 (弟3實施例）
圖35所示之光裝置1〇〇4是於圖4之光裝置1〇〇2中以砲彈型 蓋子(C〇ver)l〇48將密封構件1028包覆，此蓋子1〇48由環氧樹脂 及其他透光性樹脂所形成，再由模具成型。配置該蓋子可獲得大 尺寸之光裝置。藉此，製作標準形狀之玻璃密封體，之後以模具 型設備或作業更容易之樹脂即可獲得多樣之光學系統。此時， 發光元件所發出之光之密度高，且溫度上狀發光元料是玻璃 材料，可將光輸出之劣化降低之可忽略之程度。另外，亦可以芸 子1048將圖34所示之密封構件1038包覆；另外，亦可利用該1 子1048將下文會說明之圖36、圖38、圖39所示之各密封構件 1058、1068、1069及1079包覆。該蓋子1048中亦可含有螢光材 (第4實施例）
圖36所示之光裝置1005具有以自然溶著方式所形成之密圭 構件1058,與目33相同要素之部分則加上同一符號、並省略說明 岔封構件1058是由以下之方式所形成。如圖37所示，先辟 備由低融點玻璃所構成之筒狀體l〇58a，將之套至發光元件1⑴( 與引線1021、1022之組合體上，之後將之放入爐體中、 體1058a。結果是，筒狀體1058a因為材料之表面張力而將挺合旁 1020以凸透鏡之方式包覆。 ’ 本實施例不需要壓著用模具，可提供一廉價之光 。 (第5實施例） t 圖38所示之光裝置1006是使用異種低融 刪及引線刪、搬2包覆。另外，圖对，與 之部分則加上同一符號、並省略說明。 圖38之例子中，發光元件與上述實施例相㈤ 光元件’發光元件聊上方(主要之光放出方向)彻由 35 1246780
Si(VNb2〇5系玻璃所構成之第丨密 數25)進行密封，而發光元件麵之# 斤射率K8、阿貝 f，向则用由桃Μ玻璃所構。第主2^=出方向相 仃岔封。從提高光取出效率之觀點，第 ^ 獅進 射率材料；另外，上述方式所衍生之選擇高折 封構件緩和，並可進行實際製作。結2密 折射率較第2料構件1G69之折料 Λ t構件廳8之 同Μ Μ - , i f h件之貫際折射率變大。 之J Ly之光裝置1006可以是以將填充於圖35之ϋ 1025
ΪΓ,、1027中之材料使用不同材料之*式形成 卜，使用紅色系做為發光元件時，使用 含 大之材料做為第丨密封構件議之情形下 =材料；.，卿率U，駿大 (第6實施例） M La2〇3糸玻璃。 顧圖标之絲置贿使用金㈣板做為第2密封構件 =與圖38相同要素之部分則加上同一符號、並省略^ 有時，可將發光元件1_發出之光做 ^文羊之反射。42 #封構件卿是專門絲發揮其
的，而除了金屬薄板之外，亦可使用其他樹脂板。 此發光瓜置1007之製造方式如下··如圖4〇所示 T，之組合體1020之貧面貼有金屬薄x板聊， 模且10^中二又置权具1025;此時’低融點玻璃僅被填充於壓著 ifo3 部1026，之後封閉模具，獲得圖39之發光裝 _如本實施例般，第1密封構件1068與第2密封構件1〇79由 =同材料形成時，第1密封構件之線膨脹係數值最好是介於第2 密封構件之線膨脹係數與發光元件之線膨脹係數之中去。 (第7實施例） 本實施例使用覆晶型發光元件1100，如圖41所示，覆晶型發 36 1246780 1016 與 P 層之^元^中’取，^·_ 另外’與圖30相同之要素之邱=、之正面層積厚臈之Ρ電極。 將該覆晶型發光元口上同一符號、並省略說明。 引線·處’次载至裝載 發光元件_之各餘咖路圖案’ 引線顧、1022間有電連接。脾別入^或透過接&線1124與
實施例-樣’形成密封材料職^獲彳第1 =接之發光裝置中’密封步驟中ΐ常纖 ί放：率接合線並不靠近發光元件之發光面，因此並上: 簡略ί外，與第1實施例相同之要素則附加同—符號、並將說明 …图41戶斤示之覆曰曰型發光元件η〇〇之組合體mo亦適用第2 至弟6實施例中所說明之密封構件，如圖42至圖必之說明。 外，由於簡化了說明，與既說明之要素相同之部分則使用 號、並省略說明。
(第8實施例） 本實施例中，如圖47所示’於由Α1Ν等所構成之無機材料基 板1200表面形成做為電力受送機構之電路圖案丨2〇1、12〇2。覆晶 型啦光元件1100透過凸塊1205、1206被裝載至該電路圖案12〇1、 1202處。另外，基盤1200藉由共晶材料被安裝至引線1〇21、1〇22 處。與第1實施形態相同，將該組合體1220做為中心形成密封構 件1028，之後獲得如圖48所示之光裝置1009。 另外’與第1實施例相同之要素則附加同_符號、並將說明 簡略化。 圖47所示之組合體1220亦適用第2至第6實施例所說明之 37 1246780 密封構件，如圖49〜51所千。η & , λλ/γ 之要专相η ν、另外，由於簡化了說明，與既說明 :則使用同-符號、並省略說明。 所示，密件將組合體1220整體包覆，但如圖52 粒型LED運甩。 復圖53所不之構成之光裝置可當做晶 置内裝置並不存在對熱、機械脆弱之接合線，且裝 此可在高溫下壓著形成-低融點玻璃。另 之低融點玻璃之選擇變多，可提供-廉價之光裝置適用 載，晶ϊΐ ’亦可利用金凸塊進行光學元件之裝 ^气此了軸無線、做域材料之安定之裝置。 (第9貫施例） 之光裝置之剖面圖如圖54、俯視圖則如®55所示。 金屬發光元件測、施基請卜 杜中基s板1231由趣所構成，但亦可使用至少發光元 H女、面是由AlN等絕緣材料形成之東西，例如使用以鋁 板形成基板之基部、表面層積A1N之基板；A1N之外，絕緣材料 可使用ai2o3等。 基板 1231 上形成有通孔(Thr〇ughH〇le)12M、1232。 基，1231之安裝面之幾乎整面被金屬圖案1235、1236所包 覆，本實施例利用金屬化法形成金屬圖案1235、1236。因此，金 屬圖案12^5、1236與基板1231之結合力很強，且與基板1231之 接觸面積變大之故，可提高兩者之結合力。實施例巾之金屬圖案 1235、1236是於鎢(W)上鍍鎳，並於發光元件裝載部及金屬圖案 鉻出部(未被低融點玻璃密封處)鑛金。該金屬材料可與基板安裝面 之絕緣材料及由低融點玻璃所構成之密封構件強力結'合。另外， 玻璃與金屬材料之熱膨脹係數略為相同(約在1〇〜2〇xl〇-6(1/t：))， 38 1246780 不谷易產生熱收縮應力，另外，金屬圖案之形狀及形成材料可因 應基板女裝面與密封構件之材料進行適當之選擇。 金屬圖案1235、1236是針對發光元件11〇〇進行電力受送之 機構，另外，形成與該電力受送機構分開之金屬圖案，可確保基 板與密封構件間之結合力。 一覆晶型發光元件1100之電極面(圖示之下侧)鍍有共晶材料； 發光兀件11〇〇在通過一般之回銲爐後，被銲接在金屬圖案1235、 1236 上。 此處，發光元件11〇〇之電極表面上廣泛、但薄薄地鏟有共晶 材料二因此具有優良之將熱導引至基板側之性能。另外，如覆晶 型發，元件般’ P電極與n電極間之間隔即使很窄，亦不會短路。 =封構件1238是由對於發光元件11〇〇之波長為透明之低融 點玻璃所構成，該低融點玻璃可以由以下低融點玻璃中選擇： SiOrNb2〇5 系、B2〇rF 系、p2(VF 系、p2(VZn〇 系、s 或 Si0rB203 系。 密封構件1238於減壓之氮氣中以模具成型。 藉由該光裝置1230,形成密封構件1238之低融點玻璃與形成 金屬圖案1235、1236之金屬間之接著性提高，且可確保該金屬與 A1N基板1231間之鬲度接著性。因此，密封構件1238可強固地 與基板1231接合，幾乎不會發生界面剝離之情形。另外，此光裝 置並不存在對熱、機械脆弱之接合線，且裝置内不含有機材料广 因此可在高溫下壓著形成一低融點玻璃。另外，對回銲爐等之熱 處理亦很安定。因此，相當容易製造，適用之低融點玻璃之選擇 變多。 以下詳細說明圖56至64所示之實施形態。 (光學元件） μ 、一光學元件包含發光二極體、雷射二極體及其他發光元件及受 1元件。光學元件之受發光波長不侷限於特定波長，亦可使用對 I外光至綠光有效之三族氮化合物半導體元件，或對紅光有效之 39 1246780
GaAs系半導體元件。其他，亦可使用SiC、AlInGaP等形成之光 學元件。 密封構件之問題於放出短波長之三族氮化物系化合物半導體 之發光元件會特別突顯。三族氮化物系化合物半導體一般以 AlxGayInHyN(0<x$卜 卜來表示。其中 δ有A1的有2元系之A1N，3元系之AlxGal_xN及AlxInl-xN(其 中’ 〇<X< 1)。三族氮化物系化合物半導體及GaN中，三族元素 中至少有部分可以置換為硼(B)、鉈(Ή)等。另外，氮(N)之一部分 亦可置換為磷(P)、砷(AS)、銻(Sb)、鉍(Bi)等。 另外’三族氮化物系化合物半導體可以含有任何之摻雜物，η 型不純物中可使用矽(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、碲(Te)、碳(c)等。而ρ ，不純物則可使用鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈹(Be)、鈣(Ca)、銷(Sr)、鋇(Ba) 等。另外，摻雜ρ型不純物後，不一定需要將三族氮化物系化合 物半導體以電子線照射、電漿照射或以鋼爐等進行加熱。 三族氮化物系化合物半導體層由MOCVD(有機金屬氣相磊晶 成長)法所形成，但沒有必要將構成元件之所有半導體層以 MOCVD法形成，亦可併用分子線結晶成長法(MBE法）、氫化物 氣相磊晶法(HVPE法）、濺鑛(Sputter)法、離子電鍍(i〇npiating)法 等。 發光元件之構成可使用以下幾種構造：具有]VQS接合、PIN 接合或pn接合之同質構造，異質(hetero)構造或雙異質 (double-hetero)構造等。發光層可採用量子井構造(單一量子井構造 或多重量子井構造）。該三族氮化物系化合物半導體之發光元件可 利用以下兩種方式：（1)朝上(FaceUP)方式：將光之主要受發光方 向朝光裝置之光軸方向，（2)覆晶方式：將光之主要受發光^向朝 向與光裝置之光軸方向相反方向，利用反射光。 三族氮化物系化合物半導體元件之磊晶(EPI)成長溫度約在 105CTC，而GaAs系半導體元件之EPI成長溫度之耐熱溫度則在 600°C以上，兩者均因使用低融點玻璃，而可實現一不受熱所造成 1246780 之不良影響之加工。 (無機材料基板） 料美ΪΠΐϊί之前述說明中之光學树係被裝載於無機材 …^ 機材料基板之基礎材料及形狀可因應光裝置之用 之αι203等矩形fUl使用例如趣、Α1Λ、含有玻璃成分 用中ϋ二Sir★表面疋由上述基礎材料所形成即可’例如可使 形成之ii。3 A1合金所形成、表面則以Α1Ν包圍之方式所 (金屬圖案） 部電路上屬圖案，將光學元件之各電極與外 學元件為^針:收r;亦即’當光 2，件為受光元件時，職卜部= 機系屬定 料基板間之金屬圖宰之面此可將介於密封構件與無機材 圖案並不限另外，包圍光學元件之金屬 屬圖案中並不需要是‘連續體之金 可在不漏失光學J此將光學元件包圍， 由ai2〇3構成之基板又基收光學元件發出之光，而 圖案將光學元件包圍之太出之光透過，因此利用金屬 部反射。H切讓絲元件發出之光有效率地向外 咖案之形撕料可嶋封構件之材質及無機材料基板 41 1246780 :多=擇:== rg; w—' , 此時’ W層因加熱之故，會以楔型狀 宓 然後於兩者間形成一強固之結合:於W上二之 強1固曰之結合1層與密封構件間因加熱而產生化學結合，“得 元件 :形成Au層做為結合機構，該Au層可將光學^^:接 錫凸外，亦可使用桿 面^^全光學元件裝載罐 於基板背面亦形成金屬圖案時，若其 _ ’並將金屬_之材料通過通孔^^^^^^ 板背面之圖案可進行連結。由於電端子; 拉出至背面，因此並不需要在基板之裳 $先:兀件之，被 電端子而特別設置沒有被光學元^ 口件為了 量產性佳。此時基板若無貫通孔，則;：:;盍:地方’因此 元件之密賴件妨會錄猶構讀之面之光學 於無機材板上。其:之金個案形成 金屬隨，之後域桃 (密封麟砂雜綠絲料㈣綠贼a。 42 1246780 無機系密封構件對光學元件之受發光波長呈現透明，雖然只 要是保護光學元件之材制話，即不做制的關，但考慮 學元件之耐熱溫度為600°C，最好是採用具有較其還低之^ 化點)之低融點玻璃較佳。 該低融點玻璃除了鉛玻璃或硫族元素(Chalc〇gen)化物玻 外，亦可使用 Si02,〇5 系、B2〇rF 系、p2(VF 系、p2(VZn〇 糊。地輯璃均可於 =可將螢光材料散佈於密封構件中，該榮紐料使用無機系 ^光私’可將之混合於低融點朗中。另外，亦可將希土類離^ 融點，中’使其產生螢光。將發光元件與榮光材料適 萄、、且s後，可獲得白光等任意顏色之光。 下、光學元件植合巾，㈣構件之阿賤在40以 之ίίίί、以上、且光學元件之受發光波長在546.lnm(Na
Hi率S材折射率由⑽之01線蚊義，—般波長愈短' 二：:相對於光波長之折射率之變化程度則由阿貝數 ίίί ’本發明除了可防止以往在樹脂密封時會成為i 率、才件中’因為選擇了 線中高折射 ί降Ϊϊί，大之材料，使樹脂變黃、導致光輸 之材料推〜貝貝上還可達成以相對於短波長有高折射率 之材料進仃密封，獲得較高之外部量子效率。 ㈣手 中又以是sicv_5系、玻璃，其 T又以Si(VNb2〇5_Na2〇玻璃較佳。 加熱將融密封構件重疊於光學元件上，並將之 為使密封構件與光學發件，:、 壓環境下進行。藉由該加熱，與金 43 1246780 產生化學反應，使兩者能強固地接著。 以下以實施例說明本發明。 (第10實施例） 此實施例之光學元件使用的是圖56所示之覆晶型三族就化物 系化合物半導體發光元件2010，此發光元件釋放出藍色系之光。 發光元件2010各層之規格如下: 層別 組成 p型層2015 p-GaN ： Mg 包含發光層之層2014 包含InGaN層 η型層2013 η-GaN : Si 緩衝層2012 AIN 基板2011 藍寶石 將摻雜η型不純物之石夕(Si)之由GaN所構成之η型層2013透 過緩衝層2012形成於基板2011上。此時，基板2011使用的是藍 ^石，但不限於此，可使用的有藍寶石、尖晶石(spinel)、碳化石夕二 氧化鋅、氧化鎂、氧化錳、硼化锆、三族氮化物系化合物半導體 單結晶等。其次，緩衝層是使用A1N以MOCVD法所形成，但不 限於此，亦可使用GaN、InN、AlGaN、InGaN及AlInGaN為材料， 方法則有分子線結晶成長法(MBE法）、氫化物氣相磊晶法(HVPE 馨 法）、錢鑛(Sputter)法、離子電鍍(i〇n plating)法等。將三族氮化物 系化合物半導體做為基板時，可省略該缓衝層。 其次’半導體元件形成後，可視必要性將基板及緩衝層除去。 此時之η型層2013是由GaN所形成，但亦可使用AlGaN、
InGaN 或 AlInGaN。 另外，η型層2013摻雜有η型不純物-矽，但亦可摻雜Ge、 & Te、C專做為η型不純物。 1含發光層之層2014亦可以包含量子井構造(多重量子井構 造或單一量子井構造），而發光元件之構造可以是單異質 CSingle4jeteiO)型、雙異質(D〇uble_Heter〇)型及同質接合等。 44 1246780 包含發光層之層2014之部分，其p型層2015側可包含摻雜 有Mg等之能隙(Band Gap)較寬之三族氣化物系化合物半導體層。 包含發光層之層2014上形成有p型層2015，該p型層2015 由摻雜有做為p型不純物_]\^之GaN所構成，該p型層2015可 以是AlGaN、InGaN或InAlGaN，而p型不純物亦可使用Zn、Be、
Ca、Sr、Ba。導入P型不純物後，可使用電子線照射、鍋爐加熱、 ，漿，射等眾知之方法來降低電阻。上述構成之發光元件中，各 三族氮化物系化合物半導體可利用MOCVD '以一般條件形成， 亦可利用分子線結晶成長法(MBE法）、氫化物氣相磊晶法(HvpE 法）、濺鑛(Sputter)法、離子電鍍(i〇nPlating)法等。 ⑩ ” η電極2018是由A1與V之2層所構成，是於p型層2〇15形 成後，於將p型層2015、包含發光層之層2014及n型層2013之 部分利用蝕刻去除後露出表面之n型層2〇13上以蒸著方式所形 成。P電極2016以蒸著之方式層積於p型層2〇15上。藉上述步驟 將各層 '各電極形成之後，接下來是各晶粒(Chip)之切割步驟。 其次，準備裝載該發光元件2010之無機材料基板。 針對由A1N構成之燒烤前之無機材料基板2〇21之兩面進行含 有鎢膠之網板印刷，成為如圖57所示之圖案2〇23、2〇24。如圖 57(b)所示’基板2021上形成有通孔(Thr0Ugh Hole)2025，裝載面(表 _ 面j之圖案2023透過該通孔2025與背面之圖案2024有電性結合。 然後^超過15〇〇°C之溫度燒烤AiN，並將鎢膠燒印至基板2〇21 上，藉此，W與基板可強固地結合。該…亦可利用濺鍍法形成， 且除了 W之外，亦可使用Mo等高融點金屬。 其次，利用電鍍法對基板2021表面之W圖案2023上之Ni 層以70(TC加熱，使Ni與w產生反應。藉此，A1N基板2〇2i上 =屬圖案會被強固地接合。其次，如圖58所示，藉由金凸塊 7、2028，發光元件2〇1〇會被裝載於規定之位置；而凸塊2〇27 I、發光元件2010之n電極2018連結，凸塊2028則盥發光元件 2〇1〇之p電極2〇16連結。發光元件2010會在如圖58(a')所示之^ 45 1246780 態下被金屬圖案2023所包圍。 晶於2所示，將㈣構件襲狀錄健點玻璃重 - if面^後於減壓魏+進行域、融著，針ί 舍先兀件進仃㈣。减，金屬表面之Ni會透過ν = 物與低融點麵2029產生彳t學性之細結合，並彳 會有殘留氣泡之發生。 口上」以丨方止崔封時 另外’知用覆晶型做為發光元件時，因為可省略接 (===)，所以機械性很穩定，使該構成之光裝置很適 ίίΪ光^，。將基板於分割❹處進行分割，而後獲得實 (弟11實施例） 圖60至圖63疋其他實施例之光裝置。 亲八m光之俯視圖’該光裝置之基板表面(裝載面)之圖 二為f , 刀(城部分) ’與第2部分(結合部分)21〇4、 杯冃j測上形成有翅孔穴謂，且形成有延伸至基 板周圍^導電部2108’目的是電鍍時施加電力。 與第1〇實施例之方式相同，第丨部分2103是w層與汕層 ^層積體’再於其上方貼上無機系密封構件；此時，基板211〇、 弟1、部分2103與密封構件214〇間會有強固的結合 。以電鍍方式 >成、^Cu所構成之第2部分21〇4、21〇5會貫通第工基板2111。 #本貫施例之基板2110之基本材料為八12〇3，是由第i基板2111 2弟2基板2112兩者貼合構成。各基板之基本材料可使用A1N、 含有玻璃成分之α〗2〇3等其他無機材料，且第丨基板2111之基礎 材料與基板2112之基礎材料可以不同。 第1基板2111之基礎材料上形成有貫通孔21〇7，該孔21〇7 周圍=層積有做為金屬圖案之第丨部分21〇3之金屬層。 第2基板2112之表面形成有圖62所示之金屬圖案212〇、 2^21、2122 ;有切角之環狀金屬圖案212〇與第1基板2111之孔 八為相對之方向；該金屬圖案212〇與第i金屬圖案之第丨部分 46 1246780 2103相同，由W層與Ni層之層積體所構成。藉由上述方式構成 之金屬圖案2120,可使其與深入至孔穴2107底部之密封構件之無 機系材料(低融點玻璃等)之間有充分之結合力。 形成於第2基板2112中央之金屬圖案2121、2122分別被形 成於相對於第1基板2111中央之金屬圖案之第2部分21〇4、2105 之位置處。將弟1基板2111與第2基板2112貼合時，金屬圖宰 2121、2122分別與第2部分2104、2105間有電性結合。該金屬圖 案2121、2122是於W層與Ni層之層積體上再層積Au所得。設 置有Au層時，金屬圖案2121、2122與第2部分2104、2105間之 結合性會提高。 鲁 第2基板2112上形成有貫通孔2125、2126,且第2基板2112 之背面形成有大面積之金屬圖案2131、2132。第2基板2112之表 面之金屬圖案2丨21透過填充於貫通孔2125内之導電性金屬材料 與背面之金屬圖案2131間有電性結合。藉此，電力會透過第一基 板2111之表面之金屬圖案21〇4，從金屬圖案2131處傳送至元件 2010之其中一方之電極。相同的，第2基板2112之表面之金屬圖 案2122透過填充於貫通孔2126内之導電性金屬材料與背面之金 屬圖案2132間有電性結合。藉此，電力會透過第一基板2111之 表面之金屬圖案2105，從金屬圖案2132處傳送至元件2010之另 籲 一方之電極。 、形成於第2基板2112背面之金屬圖案2131、2132上分別形 成有導電部2135、2136，該導電部2135、2136之使用時機是以電 鍍形成金屬圖案2131、2132時。 第2基板2112背面之金屬圖案2131、2132是於W層與Ni 層之層積體上再層積Au所得。設置有Au層時，金屬圖案2131、 2132與^卜部電極間之結合性會提高。貫通孔2125及2126内之金 屬材料是於形成該金屬圖案2131、2132及表面之金屬圖案2121、 2122時一併形成。 本實施例中，分別準備第1基板2111與第2基板2112，再將 47 1246780 兩者結合’形成無機材料基板2110 ;第1基板2111與第2基板 2112之結合方法並無限定，亦可使用接著劑。
分割基板2110時，可於分割面形成金屬圖案，提高電路設計 之自由度；另外，孔穴2107貫通基板2110，密封構件之材料狀態 有可能使其與支撐基板2110之下方模型接著，導致脫膜不佳之g 形。若如同本實施例般，孔穴21〇7有底層時，即可將密封構件材 =與下方模型之接觸做事前防範。另外，孔穴2107為貫通時，不 谷易將以抽出密封構件與基板表面間空氣為目的之負壓分布至基 板全面，另外，孔穴2107有底層時，密封構件與基板間之空氣即 使有殘存，空氣會進入該孔穴，可防止密封構件與基板間有氣泡 之產生。以第2基板2112將形成於第1基板2111之貫通孔之其 一開口部堵住以形成有底層之孔穴2107時，與在一片板狀之基板 上牙6又有底層之孔穴之情形比較，前者之量產性較佳。 由$機系透光材料所構成之密封構件214〇被基板211〇之 面所覆蓋，密封構件2140之材料不僅與基板211〇之表面金 案2103有強固的結合，本實施例中，密封材料214〇之材料奋 入孔穴2107中，使該密封構件214〇之材料與基板㈣; 性的結合；藉此密封構件2140與基板2110間即使有極大
脹係數之差異，仍可物雜地抑制兩者之變形，可確實防止^ $ 構件2140從基板2110處剝離。 山、 如此’於覆蓋有密封構件之基板面設置凹凸構造 ，件與基板有物雜之結合，可確實·密封構 ς封 該凹凸除了本實補之有底層之孔穴外，亦可使赌槽或^ ϊ性合對基板面施行粗糙(Ra=a5um)處理時，可使兩者有物 將基板之基礎材料表面做粗糙處理時， 屬圖案，該粗趟亦反映至該金屬圖案表面。、^ ^崇 2H)3設置孔穴時’例如將金屬圖案·軸 上述之凹凸構造。該凹凸構造之作用於以下情況下亦有效Ύ不 48 1246780 件覆蓋於 透過金屬_，將由無齡透光性材料所形成之密封構 無機材料基板之基礎材料之情況。 圖64之例子是於第1〇實施例之光學元件之基板設 之，穴2257之情況，如該圖64及圖6()所示，孔穴、亦即凹凸▲ 好是均勻分配於基板面，目的在確絲板全面之密珊料與 構造間之結合，防止兩者產生剝離。 /、 以下洋細說明圖65至圖74所示之實施形態。 (光學元件） ' ^ 一光學元件包含發光二極體、雷射二極體及其他發光元件及受 光元件。光學元件之受發光波長不侷限於特定波長，亦可使用於 i外光至綠光之範圍間有效之三族氮化物系化合物半導體元件， 或於紅光有效之GaAs系半導體元件。此外，亦可使用Sic、AnnGap 等所形成之光學元件。 密封構件之問題於放出短波長之三族氮化物系化合物半導體 之發光元件會特別突顯。三族氮化物系化合物半導體一般以 AlXGaYInl-X-YN(0<X幻、OSYg、ο^χ+Yg)來表示。其 中含有A1的有2元系之A1N，3元系之AlxGal_xN及Α1χΙηΐ-χΝ(^ 中，〇<Χ<1)。三族氮化物系化合物半導體及GaN中，三族元^ 中至少有一部分可以被置換為硼(B)、鉈(T1)等。另外，氮之二 部分亦可置換為填(Ρ)、砷(As)、銻(Sb)、叙(Bi)等。 另外，三族氮化物系化合物半導體可以含有任何之摻雜物 (D〇pant)，n型不純物中可使用矽(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、^(Te)、 碳(C)等。而p型不純物則可使用鎂、鋅(Zn)、鈹(Be)、舞(Ca)、 錄(Sr)、鋇(Ba)等。另外，摻雜p型不純物後，不一定需要將三族 氮化物系化合物半導體以電子線照射、電漿照射或以銷爐等進行 加熱。 三族氮化物系化合物半導體層由MOCVD(有機金屬氣相蟲晶 成長)法所形成，但沒有必要將構成元件之所有半導體層以 M0CVD法形成，亦可併用分子線結晶成長法(MBE法）、氫化物 49 1246780 氣相磊晶法(HVPE法）、濺鍍(Sputter)法、離子電鍍(Ion Plating)法 等。
發光元件之構成可使用以下幾種構造··具有MIS接合、PIN 接合或pn接合之同質構造，異質(hetero)構造或雙異質 (double-hetero)構造等。發光層可採用量子井構造(單一量子井構造 或多重量子井構造）。該三族氮化物系化合物半導體之發光元件可 利用以下兩種方式：（1)朝上(FaceUP)方式：將光之主要受發光方 向（電極方向)朝光裝置之光軸方向，（2)覆晶方式：將光之主要受發
光方向朝向與光裝置之光軸方向相反方向，利用反射光。 三族氮化物系化合物半導體元件之磊晶成長溫度為1〇5〇。〇左 右，而GaAs系半導體元件之磊晶成長溫度之耐熱溫度為6〇(rc以 上，兩者均因為使用低融點剝離而可以在不受熱之不良影響之狀 況下進行加工。 (無機材料基板） 粗其之ί裝置之前賴明巾之光學元件係被裝載於無機材 钭土板上，而無機材料基板之基礎材料及形狀可因應光 途而進行適當之選擇，亦可使關如施、A1 ^ 之A1203等_板狀之材料。
用中基itt至ί其表面是由上述基礎材料所形成即可，例如可使 :::ΑΙ或解金所形成'表面則以趣包丄二 (金屬圖案） 無機材料基板上形成有第i金屬圖 if 學元件之各電極與外部電路進行電: Ϊ+1 學兀件進仃電力之傳送；亦即，弁學 j电旺Μ口，對光 ===外:以 50 1246780 ，配置’當第2金屬贿亦以將裝载有絲元件 可以是非連續體。 心％疋遷續體，亦 屬圖ί 2诚®巧am態’若第1金 功能最Ϊ當之材料鑛猎由獨立地施加電壓’可對各自 屬圖i有=進行反射之功能’以第1金屬圖案及第2全 S ϊ:;=時:可在不漏失光學元件之光之情況下ί ΐ Ξΐ之光，而由佩構成之μ又會讓光學^牛以 株恭Φ ' 口此彻金屬贿將光學元件包圍之方式可讓光‘-件叙出之光有效率地向外部反射。 予70 第i Σΐϊίϊΐ”率’在儘可能地靠近光學元件處所形成之 if=之表面最好是々等高反射率之金屬層。 传用學兀件與基板結合之結合材料除了上述之金凸塊，亦可 使用杯錫凸塊鱗錫電轉共晶材料。 ▲亦可 成較ί層具有高度之光反射率，在光學元件之週邊部位部分地形 基板之材料密封構件之材質及無機材料 以是該等二多id?專結合性佳之材料’且金屬材料亦可 材料：W、wi於W上f為金屬圖案之形成 "Ag)' 51 1246780 ^強度’該基板之熱膨脹係數接近13xl〇-6(1/t：)之無機系密封構 此¥ ’ W層因加熱之故，會以楔型狀進人密封構 料中’然後於兩者間形成一強固之結合。於w層上^ 強1固m層與密封構件間因加熱而產生化學結合，使兩者獲得 之姓好是與軟化狀態之密封構件間有不錯 4該材料可以是Ni、α、Ti、Cu，或者是這些金
面積=====接合之W圖案最好是儘可能大 於基板表面佔有大面積之第2金屬圖案之形成材料方面，1 紐是介㈣賴件(熱舰缝：小)及無—料機板 )之鱗脹係數之中間。藉此，可緩和冑封構 j材料基板之各_脹係數差異；從利 祕、 ，”之熱膨脹係數進行收縮，#兩者之鋪脹係數差異過又依 =，會變形’或者密封構件會由基板_。㈣兩者間$在
^職係數居於兩者之熱膨脹係數中間之第2金屬圖案時，可 緩和兩者間熱膨脹係數差異所導致之應力。 數八3封=2，玻璃’，為趨時之兩者之熱膨脹係 =刀 ^疋，低融點玻璃：17.3xl(m：，A1N: 45xl().6/t。此時， 屬==112·8Χ1居於兩者之㈣適合做為該金 ^縮小基板之熱變形量之觀點看’基板之光學元件裝载 ，)之貧質上之全面最好形成有該第2金屬圖案；再者，其 去廣範圍地形成由相同或同種材料所形成之金 ^ 土 —步控制基板之熱變形量，效果更好。 〆、 尺連 將基板表面之金屬圖案延伸至基板背面時，若基板上形成有 52 1246780 ’並將金屬随之㈣通顧孔時，則可連結 :板表面之瞧及基板背面之_。由於 2之面被拉出至背面，因此並不需要在基板 =r;r之裝=====透 α孔内之至仙案材料槪至外部，因此放熱效率言 別適^發熱J高之三族氮化物系化合物半導體發光元‘。同、 a，1及第2金屬®案之形成方式並未有特定限制，實施 機^祕板上實施鶴膠之網板印刷，之後燒烤，將 屬圖案形成於無機材料基板±。其次於w層上Ni，形鄕^ 2構成之金制案，之後加熱處理；w職^則是於Ni層上再鑛 上述金屬層是以雜或其他眾所皆知之方法形成。 至於不甚要求複雜、正確之圖案形狀基 銅羯般之金屬賊。 讀請7Γ〕使用 (密封構件） 要學元件之受發光波長呈現透明，雖然只 ^疋，4先子兀件之材料的話’即不做特別的限制，但考慮到光 子70牛之耐熱温度為60CTC ’最好是採用具有較其還^" 化點)之低融點玻璃較佳。 a 表-占(季人 ，低融點玻璃除了錯麵或魏元 t 9 t-oTn TTf5 ^ ' B2〇3'F ^ ' P^F ^ ' P^〇 m fin 2灿彡。上舰継玻璃均可於 350〜600 C中熱壓成形。 機系螢ίΐ料ί佈於第1密封構件中，該螢光材料使用無 離子掺雜於低融點玻璃中，使其產生4。=光=== 53 1246780 料適當組合後，可獲得白光等任意顏色之光。
此密封構件與光學元件之組合中，密封構件之阿貝數在4 下、=射率在1·6以上、且光學元件之受發光波長在546 1恤 之e線之波長)之條件較佳；亦即，以在高屈折材料内發光之 外部i子夕文率來說’相對於發光波長之密封材料之折射命 好。光，材料之折射率*⑽之㈣來定義，—般波長愈短'其;斤 射率愈高，而相對於波長之折射率之變化程度則由阿貝數來表' 不。特別是，本發明除了可防止以往在樹脂密封時會成為問題之 短波長發光之發光元件中，因為選擇了 Naid線中高折射率、相 對於波長之折射率變化大之材料，使樹脂變黃、導致光輸出降低 之問題外，在實質上還可達成以相對於短波長有高折射率之材料 進4亍禮、封’獲得較南之外部量子效率。 具有該光學特性之低融點玻璃可以是&〇2_灿2〇5系玻璃，其 中又以Si〇2_Nb2〇5-Na2〇玻璃較佳。
、，將板狀之低融點玻璃所構成之密封構件重疊於光學元件上， 並將之加熱、使其軟化，之後即可利用密封構件將發光元件元件 ΐ繞。、，使密封構件與光學元件間不會有空氣混入，該加熱最好 是於減壓環境下進行。藉由該加熱，低融點玻璃與金屬圖案之界 面間會產生化學反應，使兩者能強固地接著。 ^可在重疊於光學元件上之軟化狀態之密封構件上形成凹凸構 例如沿著無機材料基板之分割線，於密封構件上設置凹部(較 薄部)時，較容易進行分割作業；另外，密封構件上，對應晶粒之 凸f與沿著分割線之凹部處被形成細格子狀，藉此，熱變形不會 相當於形成凹凸構造前之板狀大小，而會相當於細格子狀之大 小’因此可降低密封構件之熱變形；即使密封構件與基板間有較 大之熱膨脹係數差異，基板與密封構件間亦不容易發生剝離之情 形，可緩和基板彎曲之問題。 將密封構件之凸部做成凸透鏡狀時，可將發光元件發出之光 朝光軸方向集中，並可將外部之光朝受光元件處集中；此時，密 54 1246780 封構件之材料最好是使用高折射率之材料。 將軟化狀態之密封構件與光學元件貼合時， 態I進行，因為可防止空氣被封閉於密封構件内；狀 凸構^可叫將贿齡與絲树齡後，㈣ ^狀態下’或再加熱、絲封構件軟化後之賴，簡壓方式g 以下說明本發明之實施例。 (第12實施例） 此實施例之光學元件使用的是圖65所示之覆晶型三 系化合物半導體發光元件3〇1〇，此發光元件釋放出藍色系之光。 一__ 層別 組成 ____P 型層 3015 p-GaN · Mg _&含發光層之層3014 包含InGaN層 __ η 型層 3013 n_GaN : Si _緩衝層3012 AIN _ 基板3011 監寶石 、 ^ 一， ” w 〜-V v^v〜叫^“丄，丹肌〜11义/首JU1：)您 ，緩衝層3012，形成於基板3011上。此時，基板3011使用的是 監寶石’但不限於此，亦可使用藍寶石，尖晶石、碳化石夕、氧化 鋅、氧化鎂、氧化錳、硼化镨、三族氮化物系化合物半導體單結 晶等。再者，緩衝層是使用A1N以M0CVD法所形成，但不限於 此，亦可使用GaN、InN、AlGaN、InGaN及AlInGaN為材料，以 及分子線結晶成長法(MBE法）、氳化物氣相磊晶法(HVPE法）、濺 鑛(Sputter)法、離子電鑛(i〇n piating)法等。將三族氣化物系化合物 半導體做為基板時，亦可省略該緩衝層。 半導體元件形成後，可視必要將基板及缓衝層除去。 此時之η型層3013是由GaN所形成，但亦可使用AlGaN、 55 1246780
InGaN 或 AlInGaN。 另外，n型層3013摻雜有n型不純物_石夕，但亦可摻雜'
Se、Te、C專做為II型不純物。 ，含發光層之層3014亦可以包含量子井構造(多重量子井構 造或單一1子井構造）’而發光元件之構造可以是單異質 (Single-Hetero)型、雙異質(Double-Hetero)型及同質接合等。 包含發光層之層3014之部分，其p型層3〇15侧可包含摻 f 等之能隙(Band Gap)較寬之三族氮化物系化合物半導體^， 這疋因為其可有效地防止被注入至包含發光層之層中之 擴散至p型層之情形。 τ φ 包含發光層之層3014上形成有p型層3〇15，該p型層3〇15 由摻雜有做為p型不純物-Mg之GaN所構成，該p型層^15可 以是AlGaN、InGaN或InAlGaN，而p型不純物亦可使用Zn、说、
Ca、、Sr、Ba。導入p型不純物後，可使用電子線照射、以鍋爐加 熱或電漿照射等眾知之方法來降低電阻。上述構成之發光元件 中’各三族氮化物系化合物半導體可利用M〇CVD、以一般條 形成，亦可利用分子線結晶成長法(MBE法）、氫化物氣相磊^法 (HVPE法）、錢鑛(Sputter)法、離子電鏡(i〇npiating)法等。 η電極3018是由A1與V之2層所構成，是於p型層3〇15形 成後，於將Ρ型層3015、包含發光層之層3014及^型層之部分^ · 用蝕刻去除後露出表面之η型層3013上以蒸著方式所^成^刀 Ρ電極3016以蒸著方式層積於Ρ型層3015上。藉上述步驟將 各層、各電極形成之後，接下來是各晶粒(Chip)之切割步驟。 其次’準備裝載有該發光元件3010之無機材料基板。 實施例之無機材料基板3021之基礎材料為A1N，1上底面 形，有金屬圖案3023、3024 ;其中，如圖66所示，上方^圖案3〇23 由第1金屬圖案3025η、3025p及第2金屬圖案3026所構成；第1 金屬圖案3025η透過金凸塊3027與光學元件3010之n電極’3〇18 連結，第1金屬圖案3025p則透過金凸塊3028與光學元件之p電 56 1246780 極3016連結。如圖67所示，第1金屬圖案3025η透過設置於無 機材料基板3021之基礎材料之通孔303丨，與基板背面之金屬圖案 3024η有電性之結合；同樣的，第1金屬圖案3〇25ρ透過通孔3〇32, 與基板背面之金屬圖案3〇24ρ有電性之結合。如圖68(圖67之重 要部位放大圖），各通孔3031、3032中將銅(Cu)利用電鍍法填充進 去。 第2金屬圖案3026以遠離、並環繞第1金屬圖案3〇25n、3025p 之領域處被形成。 如圖69所示，背面側之金屬圖案搬如及搬邮儘可能形成 大面積較佳，如此，將熱膨脹係數在密封構件與基板中間之金屬 材料所構成之大面積圖案與基板3〇21背面結合時，可將經過熱處 理之，板3021之變形量儘量拉近密封構件3〇29之變形量；如此， 可確貫防止基板3021之彎曲、或密封構件與基板間之剝離等。 ^金屬圖案之形成方式如下：首先，於以網板印刷方式在形 成ί貫通孔之燒烤前之無機材料基板3021之兩面、及形成有通孔 孔處塗布嫣·，之後以超過15_之溫度燒烤Α1Ν^^反， 兮^燒印至基板3〇21 ;藉此，僞與施基板會強固地結合，而 可以使用濺鍍(SPUTTERING)的方式形成。另外，亦可使用 Mo專咼融點金屬取代鶴。 金，=W圖案上將城電鍍上去，再以70叱加熱，使Ni /、Ν1 ί ’猎此使金屬_醜地接合在A1N基板3021上。 =封案有全面性接觸，‘氣 凸塊t=ii025n、3025p上，最好是可藉由_上之金 U反Γ時，㈣考慮金凸塊之接合性4如 於皿先之μ讀巾’亦可於Ni層上戦Au層。 q如 1246780 第1金屬圖案3025η、3025p之正下方形成通孔3〇31、3〇32， 因此可將光學元件10之熱有效率地透過該通孔内之金屬材料向外 部(金屬圖案3021之背面)釋放。 其次，如圖67所示，發光元件3010藉由金凸塊3〇27、3〇28 被裝載於規定之位置；另外，凸塊3027與發光元件3010 in電 極3018有連結，而凸塊3028則與發光元件3〇1〇之p電極3016 有連結。如圖66之狀態，發光元件3010被第1金屬圖案3〇25n 及3025p所包圍。 其次，如圖67所示，將密封構件之板狀低融點玻璃重疊於基 板3021之表面，然後於減壓環境中進行加熱、融著，針對發光元⑩ 件3010進行密封。藉此’金屬圖案表面之抓會透過祕表面之氧 化物與低融點玻璃3039產生化學性之強固結合，並可防止宓封時 殘留氣泡之發生。 & 板狀之低融點玻璃在軟化狀態時，最好進行熱壓加工、形成 凹凸構造；密封構件3039之凹部與基板3021之分割線3〇37(N〇teh) · 一致時，基板之分割作業較容易進行；密封構件3〇39之凹部為透 鏡(Lens)形狀時，可提高光之取出效率。 ‘ 上述一連串之製造步驟中，發光元件3〇1〇與第丨金屬圖案 3025n、3025p間經由加工時之溫度，兩者透過高融點金凸塊3〇27、 3028進行連結，而金凸塊並不因密封溫度而軟化。因此，密封作 業中，即使發光元件受力，發光元件3〇1〇亦不會從規定之位置處 偏移；另外，採用覆晶型發光元件3〇1〇時，由於可省略接合線， =此機械性上較安定，可以說相當適合該構成之光裝置之^產步 再f，佔據金屬圖案之膜厚之大部分之Ni層之熱膨脹係數為 =·8Χ10_ /X，為A1N之熱膨脹係數(4·5χ1〇·Υ〇與低融點玻璃， 303039之熱膨脹係數(17 3xl〇Yc)的中間值。 無，系密封構件3039與無機材料基板3021間存在有金屬圖 案時，密封構件3039與基板3021間不僅可強固地結合，亦可緩 58 1246780 和起因於密封構件3039與基板3021之熱膨脹係數不同所導致之 應力，因此可確貫防止基板3〇21發生彎曲或碎裂，或密封構件 3039與基板3021間發生剝離之情形。最後，沿著分割線3〇37將 基板3021進行分割，而獲得實施例之光裝置。 圖70至圖73疋本貫施例之變形例之狀態，圖％至圖乃當 中，與圖22相同要素之部分則附加相同之符號、省略說明。田 圖69之光裝置中，第2金屬圖案3〇41為矩行之環狀。 圖70之光裝置中，第2金屬圖案43為非連續體。 圖72之例子中，覆晶型發光元件之基板是以基板3〇Ua 或SiC基板取代藍寶石基板；該元件用基板較藍寶石基板有較高 之折射率，將之與高折射率之密封構件(低融點玻璃)組合時， 局光之取出效率。 將GaN基板3011a之周圍部份進行研磨時，可更加提高夯聲 元件3010之光取出效率。 曰上另外，如圖72所示，無機材料基板3〇51之基礎材料採用的 是較A1N之熱膨脹係數大、價廉之Al2〇3(熱膨脹係數:67χΐ〇_6/(^ )。 口 —如圖73之例子當中，無機材料基板3〇61之基礎材料使用的 是含有玻璃成分之Ai2〇3，並將銅箔接著於基板3061全面，以電 ，法將銅填充於貫通孔3〇31及迎内。卩1G()(rc將該無機材料 基，3061進行加熱時，Cu與Αία會產生化學結合；於含有玻璃 成分之AlfO3基板之背面廣範圍地形成與玻璃有相同熱膨脹係數 ^ Cu層日守’可防止基板之彎曲或密封構件與基板間之剝離之問題 發生。 第1至屬圖案與弟2金屬圖案為同一基礎材料(銅羯），並僅在 ，，技件之眺廳n、聽p處鍍上Ag 需將第2金屬圖案之區域罩(Masking)起來，即可容易地形成。 #另外，亦可於基礎材料-銅箔上鍍鎳，將之當做藍光發光元件 ，第2金屬圖案之反射層。如此，第i金屬圖案迎如、迎邱與 弟2金屬圖案3020間即使不是分離之狀態亦沒有問題。 ^ 59 1246780 (第13實施形態） 圖74是本實施例之光裝置，本實碜例中之發光元件3100是 於上下方具有電極之形態，因此需要接合線31〇1。 由A1N所構成之無機材料基板311〇上形成有通孔3111，並 利用電鍍法將Cu填充於該通孔3111中。基板311〇之兩面形成有 大面積之由W/Ni所形成之金屬圖案，該金屬圖案之形成方法與實 施例12相同。 、為提高熱之釋出效率，於通孔3111之第1金屬圖案3113&上 裝載發光元件3100之其中之一之電極，並由另一電極處將接合線 3101拉出，然後將之接合在第2金屬圖案3113上。 另外’準備由低融點玻璃所構成之板狀之間隔片 (Spacer)3120 ’該間隔片3120上形成有讓發光元件31〇〇及接合線 3101通，之孔穴，並可不受到發光元件及連線之干擾地將間隔片 3120重疊於基板311〇上(如圖74之狀態），並於該狀態下，安裝 由=融點玻璃所構成之密封構件313〇;接合線31〇1雖有可能因為 該在封構件之材質而發生變形之可能，但該變形可被間隔片3120 所^制，因此可防止接合線3101之斷線或短路於未然。另外，為 保護接合線3101，最好將間隔片3120繞至接合線3101之下方。 以下詳細說明圖75至圖83所示之實施形態。 (發光元件） 〜 、一毛光元件包含發光一極體、雷射二極體及其他發光元件及受 1元件餐光元件之受發光波長不侷限於特定波長，亦可使用於 ，外光至綠光之範圍間有效之三族氮化合物半導體元件，或於紅 光有效之GaAs系半導體元件。此外，亦可使用Sic、AUnGap等 所形成之發光元件。 上文已提及具有絕緣性基板之三族氮化物系化合物半導體發 件會有散熱之問題-事，將該發光元件做為白色光 加要求高輸出。 二族氮化物系化合物半導體一般以 1246780 XSl、OSY^l、O^X + Ygl)來表示。其中含有A1的有2元系 之 AIN，3 元糸之 AlxGal_xN 及 ΑΙχΙηΙ,χΝ(其中，〇<χ< i)。三 族氮化物系化合物半導體及GaN中，三族元素中至少有一部分可 以被置換為棚(B)、銘(T1)等。另外，氮(N)之一部分亦可置換為填 (P)、砷(As)、銻(Sb)、M(Bi)等。 另外，三族氮化物系化合物半導體可以含有任何之摻雜物 (Dopant)，η型不純物中可使用矽(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、蹄(Te)、 碳(C)等。而p型不純物則可使用鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈹(Be)、妈(Ca)、 懿(Sr)、鋇(Ba)等。另外，摻雜p型不純物後，不一定需要將三族 氮化物系化合物半導體以電子線照射、電漿照射或以鍋爐等進行' 加熱。 三族氮化物系化合物半導體層由MOCVD(有機金屬氣相磊晶 成長)法所形成，但沒有必要將構成元件之所有半導體層以 MOCVD法形成，亦可併用分子線結晶成長法法）、氫化物 氣相遙晶法(HVPE法）、濺鍍(Sputter)法、離子電鑛(i〇npiating)法 等。 發光元件之構成可使用以下幾種構造：具有]VQS接合、piN 接合或pn接合之同質構造，異質(hetero)構造或雙異質 (double-hetero)構造等。發光層可採用量子井構造(單一量子井構造 或多重量子井構造）。該三族氮化物系化合物半導體之發光元件可 利用以下兩種方式：（1)朝上(FaceUP)方式：將光之主要受發光方 向朝光裝置之光軸方向，（2)覆晶方式：將光之主要受發光方向朝 向與光裝置之光轴方向相反方向，利用反射光。 (次裝載基台：Sub Mount) 次裝載基台之基礎材料若為熱傳導性高之材料，則可因應發 光裝置之用途進行適當之選擇，例如AIN、Al2〇3、Sic、Si ^二 Si等無機材料。 34 形成次裝載基台之無機材料之熱膨脹係數介於發光元件之半 $體材料與導線架之金屬材料之間，因此即使於發光裝置之製程 !246780 緩熱將次裝載基台銲接於第1及第2導線架時)，亦可 件與導線架間之熱膨脹係數差所產生之應力。 導線ΐϊΐί台之形狀方面’主要是能將其一端設置於形成於第1 部之形狀^可凹部、另一端能設置於形成於第2導線架之第2凹 施加晶光70件時，由於可省略連線’因此可將大電流 效率ϋΐΐί，不僅能使發光元件產生高亮度，亦可將熱有 衝擊性另外，由於可省略連線，因此可提高發光裝置之耐
本實，例於:欠裝紐台上軸有通贼侧面金屬 上之發光元intn案’藉由該配線圖案，裝載於次裝載基台 合=====㈣2祕賴有電性結 於蔣成材枓選擇時’必須注意其表面層必須適合 合材料日夺了全合，料例如’使用金凸塊做為結 己線圖案結*之結合材料除了上述之*凸塊之外:、 气可使用銲錫凸塊或電鍍銲錫等共晶材料。 (第1導線架、第2導線架）
=1‘線架之其中-端形成有地第t 62 1 了 Γ以:r_ w 二二以 2 之方式形成；另外，亦可針對第 表面設置凸部，將被該凸部包圍之部分做^部及弟2 ¥線木之 台而基仏核，其雜騎射因應次裂载基 至第2凹部載以中’:將另-端安裳 Pb-Sn、及第 行 1246780 性之固定。 基台及第i及第2凹部周璧間之空__)縮小， 2 ΪΪΪΪ基台及第1及第2凹部之間實質上處於結合狀態 之安裝位置會很穩定，並可防止發光元件之位置 ，的巧發生；所以，侧凸透鏡狀之密封構件將發光元件進 仃岔封時之配光特性將很穩定。 另外，在被安裝至第1凹部與第2凹部之狀態下，當次裝載 ^台與第1及第2導線架實質上為同—高度時，能比較輕易地控 制從發光兀件朝側面所放出之光，可提高光之取出效率。 再者，當次裝載基台與第1及第2導線架實質上為同一高度， ^次裝載基台與第1及第2導線細之空隙縮小(緊密結合之狀態） 日才’亦即兩者貫質上處於同—平面時，導線架之反射率會提高。 以下說明本發明之實施例。 Η發光元件10是三族氮化物系化合物半導體發光元件，圖75 =其構成之剖面圖；如圖75所示，發光元件4〇1〇是於藍寶石基 板上，將多層三族氮化物系化合物半導體層積上去所構成。發光 兀杜 4ΓΠ Π 々 a λ* «vs μ »· · W , t-| 口 χν·· 1 · -__層別 組成 __L型層 4015 ρ-GaN : Mg 登光層之層4014 包含InGaN層 -_?ι 型層 4013 η-GaN ： Si ___^衝層 4012 AIN —______ 基板 11 監賃石 土，田uajN所稱成之n型層4〇13透 ，緩衝層4012，形成於基板4011上。此時，基板4〇11使用的是 監寶但不限於此，亦可使用藍寶石，尖晶石、碳化矽、氧化 氧化鎂、氧化錳、硼化锆、三族氮化物系化合物半導體單結 晶等。再者，緩衝層是使用Α1Ν以M〇CVD法所形成，但不限^ 此，亦可使用GaN、InN、AlGaN、InGaN及AlInGaN為材料，以 63 1246780 及分子線結晶成長法(MBE法）、氫化物氣相磊晶法(HVPE法）、濺 鍍(Sputter)法、離子電鍵(l〇n Plating)法、電子浴(Electronic Shower) 法等。將三族氮化物系化合物半導體做為基板時，亦可省略該緩 衝層。 半導體元件形成後，可視必要將基板及緩衝層除去。 此時之η型層4013是由GaN所形成，但亦可使用AlGaN、 InGaN 或 AlInGaN。 另外，η型層4013摻雜有η型不純物_石夕，但亦可摻雜Ge、 Se、Te、C等做為η型不純物。 Ν型半導體層4013可以是由(1)包含發光層之層4014之低電 子濃度η層，及(2)缓衝層12之高電子濃度η+層所構成之兩層構 包含發光層之層4014亦可以包含量子井構造(多重量子井構 造或單一量子井構造），而發光元件之構造可以是單異質 (Single-Hetero)型、雙異質(Double-Hetero)型及同質接合等。 包含發光層之層4014之部分，其p型層4015側可包含摻雜 有Mg等能隙(Band Gap)較寬之三族氮化物系化合物半導體層，這 是因為其可有效地防止被注入至包含發光層之層4014中之電子擴 散至p型層4015之情形。 包含發光層之層4014上形成有p型層4015，該p型層4015 由摻雜有做為p型不純物-Mg之GaN所構成，該p型層4015可 以是AlGaN、InGaN或InAlGaN，而p型不純物亦可使用Zn、Be、 Ca、Sr、Ba 〇 再者，p型半導體層4015可以是由⑴包含發光層之層4014 之低電洞濃度p—層，及(2)電極側之高電洞濃度p+層所構成之兩 層構造。 上述構成之發光二極體中’各三族氮化物系化合物半導體可 利用MOCVD、以一般條件形成，亦可利用分子線結晶成長法 (MBE法）、氫化物氣相磊晶法(HVpE法）、濺鍍(Sputter)法、離子 1246780 電鐘(Ion Plating)法、電子浴法等。 由㈣乂之2層所構成，是於P型半導體層 用讎去除後，露出表面之η型層‘ 半是包含金之膜狀電極，妓著之方式層積於Ρ型 猎上述步驟將各半導體層 粒(Chip)之切割步驟。 、各電極形成之後，接下來是各晶
如圖76A所示，次裝載基台4〇2〇是由A1N所構成之絕緣性 之板狀構件，其上方表面形成絲面電極4()2卜4〇22，背面則形 ，有背面電極 4023、4024。該等電極 4021、4022、4023、4024 疋依鈕、鎳及金之順序層積而成，並利用通孔4〇25(填充有導電性 金屬)進行導通。 本實施例之次裝載基台4020是藉由通孔將表面電極4021、 奶22及背面電極4023、4024導通；亦可於次裝載基台4020側面 形成金屬層(侧面金屬層），將兩者進行導通。
發光元件4010之η電極是透過金凸塊4031與表面電極4021 間有笔連接’而Ρ電極是透過金凸塊4032與表面電極4022有電 性之連接，亦可用銲錫球(SolderBall)取代凸塊。 、第1導線架4041與第2導線架4042之端緣處分別有以切削 方式所形成之溝槽4043、4044 ;各溝槽4043、4044之形狀係次裝 載基台4020以兩端以幾乎沒有空隙的形態被嵌入；藉此，次裝載 基台4020之位置會被固定；第1導線架4041及第2導線架4042 與次裝載基台4020間是以銲錫(Sn-Ag系之錫膏)4035進行固定。 本實施例中，為使第1及第2導線架4041、4042之表面能與 次裝載基台4020之表面處於同一高度，而調整溝槽4043及溝槽 4044之深度；藉此能比較輕易地控制從發光元件4010所放出之光 (特別是釋放至侧邊之光）。 65 1246780 另外，亦可採用將溝槽深度加深，利用溝槽侧壁將發光元件 4010所放出之光進行反射之構造。
之後，如圖77所示，以密封構件4〇51將發光元件4〇1〇包覆， 形成實施例之發光裝置4050 ;利用將螢光材料混合於密封構件 4051中之方式，可獲得白色等任意之發光顏色。密封構件4〇51 可由能讓發光元件發出之光透過之材料中，因應發光裝置之用途 ，打適當之選擇；例如，亦可利用環氧樹脂、聚醯亞胺(p〇ly亞胺）、 彈性體(Elastomer)等有機材料及低熔點玻璃等無機材料來形成。本 實施例是利用能承受回銲爐製程之亞胺系樹脂形成密封樹脂 4051，之後將第i及第2導線架姻卜4〇42焊接至次裝載基台。 圖78顯示的是其他型態之密封構件4〇53，該例子^ 及第2導線架404卜4042之邊緣及次裝載基台4〇2〇亦被密封樹 脂所包覆。該密封構件4053在將次裝載基台4〇2〇往第丨及第2 導線架404Γ、4042處固定後，藉由模具成形之方式 料可使用環氧樹脂。 ^ 藉由以上述方式構成之本實施例之發光裝置4〇5〇，發光元 4010所產生之熱可透過次裝載基台4〇2〇，幾乎是均等地 1及第2導線架404卜4042 ;因此，可充分地確保熱傳達路徑， 提高放熱效率。
乂 —另外，次裝載基台4020之位置、亦即發光元件4〇1〇之位 係藉由溝槽4043及溝槽4044所規定，因此發光裝置之配光 會穩定。 ' 以下說明上述實施例之各要素之變形型態。 省略至％所示之要素為_要素^辭相冊號、並 圖80之例子是將第丨導線架4〇41之溝槽4〇45縮短， 2導線架4042處加長溝槽4046 ;藉此，第2導線架 、 件(溝槽4046之周璧)將位於發光元件4〇1〇之正下;^ ; t 元件棚至導線⑽〗之距離會驗，可將發光元件侧所=出 66 1246780 之熱更有效率地發散。 圖80之例子中，溝槽4047及溝槽4048延伸至各導線举 及可較容易地賴載基台侧安裳至 Μ如子第1導線架4041之侧面形成有溝槽4049 ; 減如此貝_，導線架之溝槽之形成方向及形成位置可任意設 置，可因應發光裝置之用途適當地進行選擇。 —82之例子係針對第1及第2導線架4041、4042之前端造 行熱壓加工，以形成左側開口之凹部4〇61、4〇62 ;並可如 所示，將次裝載基台安裝至該凹部 4061、4062。 回
"圖、83之例子係針對第1及第2導線架404卜4042之前端進 行熱壓加工，形成左邊開口形狀之凸部4〇71、4〇72 ;被該凸部 4一(m、4072包圍之部分則為凹部4〇73、4〇74 ;並可如同圖76 示’將次裝載基台安裝至該凹部4〇73、4〇74。
，84之是與第13實施型態有關之發光裝置之構成之剖面 圖，该發光裝置5010係由以下部分所構成··做為供電構件之基 板5011，（2)搭載於該基板5〇11上之LED元件5〇12，⑶以將基板 上之LED元件5012包覆之方式被密封之缓衝層5〇13，（4)以將該 緩衝層5013及基板5011上方包覆之方式所形成之密封構件5〇14。 基板5011具備以下部分··⑴高膨脹係數之陶瓷基板5〇na(絕 緣性基板）’（2)於陶瓷基板5〇iia上，以規定之圖案所形成之配線 層 i〇llb、5011c、5011d、5011e，（3)於陶瓷基板 5011a 下方，以 規定之圖案所形成之配線層5011f、5〇llg，（4)被包覆於配線層 5011c表面之鍍金膜5〇llh，（5)被包覆於配線層5〇lld表面之鍍金 膜5011i ’（6)被包覆於配線層5〇llf表面之鑛金膜5〇nj，⑺被包 覆於配線層5011g表面之鍍金膜5〇llk，（8)連接配線層5011b及配 線層5011f之通孔50111m，⑼連接配線層501M及配線層5011g 之通孔5011m。 陶瓷基板5011a可使用例如含有玻璃成分之Al2〇3(熱膨脹係 67 1246780 數 13·2χ1〇6/°〇 ;配線層 5011b、5011d、5011j、5011g 之功能是可 供給電源之電極。另外，配置鑛金膜5〇llll、5〇lli、5〇llj·、5〇llk 之目的在提南連接性、導電性、耐腐钱性等；另外，基板5〇11在 搭載LED元件5012之前，需預先於陶瓷基板5〇lla上形成鍍金 膜 5011h、5011i、5011j、5011k 以及通孔 5011 卜 5011m。 LED元件12是以GaN、AlInGaP等半導體所構成，其晶粒大 小f 0·3χ0·3_(標準尺寸）、ιχι_(大尺寸)等。緩衝層5〇13使用 的是矽樹脂，而密封構件可使用好比住田光學玻璃製之 「K-PSK100」（熱膨脹係數 11 4xi〇~6/°c)。 密封構件5014使用的是具有透光性、低融點特性之玻璃材鲁 料’ LED元件5012下方具有電源用之電極5〇12a、5〇12b，該電 極5012a、5012b被銲接於基板5〇π之規定之配線層上。 以下說明發光裝置10之組裝方式。 首先，將電極5012a、5012b配置於基板5011之配線層5011C、 5011d上、將LED元件5012定位，並分別將配線層5〇llc與電極 5012a、配線層501 Id與電極5〇12b進行銲接。 其次，將液體狀之矽樹脂材料從LED元件5〇12中心之正上 方滴下’將LED元件5012之頂面、侧面之全面進行層狀之鑛膜， 形成緩衝層5013。 ' —其次，於形成有緩衝層5〇13之狀態下，將基板5〇11及咖孀 兀件5002放置於i5〇°C左右之環境中，使緩衝層5〇13進行第一次 硬化。 其次，利用玻璃材料之密封構件5〇14將緩衝層5〇13之表面 及基板5011之表面進行密封；密封構件5〇14之密封是使用模具， 於規定之溫度環境及加壓之方式，形成如圖84般之半圓形；、發光 裝置5010是藉由上述方式所完成。在石夕樹脂進行玻璃密封加^ 得化學結合中一化’但不會黑化、不會成 上述構成之發光裝置5〇1〇中，當配線層5〇nf為LED元件 68 1246780 5〇12之陽極(Anode)時’配線層5〇llf會與直流電源(圖示未顯示 之正極(Plus)連接，配線層5〇1 lg則會與負極⑽皿s)連接。透^ 衰減電極5108及η型電極5109有電連接之凸塊2，針對咖^ 件施加順向電壓時’ LED元件5〇12内之發光層之電洞(趾)與電 子之載子(Carrier)會再次結合、發光’❿光之輸出會透過藍寶石 板51〇1，放出至LED元件5012之外部。幾乎所有的光會穿透密 封構件5014内部、被釋放至密封構件5〇14外，部分的光會在内 部反射後，放出至密封構件5014外。 曰 藉由該第13實施形態，可獲得以下效果。 (1) 以玻璃之密封構件5014將整體進行密封時，可減少樹脂密封時 成為問題之因變黃、著色導致光之衰減等問題。 (2) 於LED元件5012周圍設置緩衝層5〇13時，可緩和以密封構件 5014進行岔封日守所產生之應力，該應力透過高黏度之玻璃材料被 賦予至LED元件5012。亦即，因為緩衝層5〇13居於中間，因此 LED元件5012與密封構件5014不會直接接觸，可藉緩衝層5〇13 吸收熱膨脹、熱收縮所產生之應力。 (3) 透過緩衝層5013將LED元件5012進行玻璃密封時，可防止 LED元件5012附近產生碎裂之情形。該緩衝層5〇13之構成對與 密封構件5014間之接觸面積較大之大尺寸(lmmxlmm)LED元件' 5012來說特別有效。 (^)以緩衝層5013將LED元件5012包圍時，可防止凸塊5002受 ，損壞所導致之電極間短路；另外，緩衝層5〇13在控制凸塊形狀 崩潰時，可防止玻璃密封時，LED元件5012之光軸傾斜問題之發 生。 (5)以分斷晶圓之方式形成LED元件5〇12時，被分斷之LED元件 5012之側面會產生細小凹凸，該凹凸對玻璃封裝型發光裝置5010 來說，其會於LED元件5012與密封構件5014之界面形成應力不 均衡之部分’甚至是導致細微碎裂(Micro Crack)之成因。針對此問 題’於成為LED元件5012分斷面之側面設置緩衝層5021時，可 1246780
防止密封構件5014之熱收縮時所發生之細微碎$ 国圖85是與第13實施形態有關之發光震置之 型’具備以下部分：⑴做為供電構件之基板 ()格載於基板5031上之LED元件5032，（3)將LED元件 =5整體㈣、密狀緩制湖，（4)轉職衝層腦及基 ^ 1頂面整體包覆之方式形成之密封構件5〇34，⑶將LED元 ，5032之電極與基板5〇31上之配線層進行連接之連線5〇35&、 5035b 〇 、，基板5031具備以下部分：（1)使用與圖84之基板5011相同材 ^之絕緣性基板之陶瓷基板5031a，（2)於陶瓷基板5〇31a上，以規 疋之圖案所形成之配線層5〇31b、5031c，（3)於陶瓷基板5031a下 方’與規疋之圖案所形成之配線層5〇31d、5031e，（4)連接配線層 5031b及配線層5031d之通孔5〇31f，（5)連接配線層5〇31c及配& 層5031e之通孔5031g。另外，配線層5031b〜5031e之表面設置有 鍵金膜，本圖將該部分省略。 陶莞基板503la可使用例如含有玻璃成分之ai2〇3 ;配線層 5031b〜5031e之功能是可供給電源之電極。另外，基板5〇31在搭 載LED元件5032之前，需預先於陶瓷基板5031a上形成配線層 5031b〜5031e以及通孔5031f、5031g。密封構件5034使用的是具 透光性、低融點之特性之玻璃材料。 LED元件5032是利用接著劑等被固定至配線層5031c上， LED元件5032上之其中之一之電極(圖示未顯示)與配線層5031b 間是以連線5035a進行連接，LED元件5032上之另一電極(圖示 1246780 未顯示)與配線層5031c是以連線5035b進行連接。 緩衝層5033將LED元件5032之露出部分及連線5035a、5035b 包覆。密封構件5034將緩衝層5033之表面、露出於基板5031上 之配線層或基板5031之露出之一部分包覆、形成半球狀。 以下說明發光裝置5030之組裝方式。 首先準備一陶瓷基板5031a上已經形成有配線層5031b〜5031e 及通孔503If、503 lg之基板5031，並將LED元件5032搭載於配 線層5031c上之規定之位置。 其次，利用連線5035a、5035b將LED元件5032與配線層 5031b、5031c 間接合。 其次，滴下液體狀之矽材料至規定之厚度，將led之露出面 及連線5035a、5035b包覆。 其次，將LED元件5032及連線5035a、5035b置於150°C溫 度之環境中，使缓衝層5033初步硬化，之後於緩衝層5033周邊 开>成以玻璃材料成形之密封構件5034 ;至此，發光裝置5030即止 办λ、 口 成0 該發光裝置5030中，當配線層5〇31d為LED元件5032之陽 極(Anode)時，配線層503 Id會與直流電源(圖示未顯示)之正極(pius) 連接’配線層5031e則會與負極(Minus)連接。藉由上述方式诵雷 時·會發光，該光線會從圖示之‘元件=2之3出電 而幾乎所有的光會穿透密封構件5〇34内部、被釋放至外部，其餘 部分的光會在密封構件5034内部反射後，放出至密封構件5〇M、 外。 第14實施形態中，由於在以朝上型方式搭載有LED元件5〇32 之發光裝置5030之LED元件5032周邊設置有緩衝層5033，因此 不僅可防止於玻璃密封時會發生之連線5〇35a、5〇35b之變形、壓 毀所導致之電極間短路之情形，亦可如同第丨實施形態般，可防 止因密封構件5034之高熱膨脹所導致之LED元件5〇12附近所 生之碎裂之悟报。 x 1246780 當未設置緩衝層則，且賴料加錢福度 時’會，LED造成損壞，而對溫度有限制；且玻璃密封加 玻璃為絲度之狀態下進行，因此無法魏有外力 ^ 5〇35a、5嶋，維持連線5。奴、5·於所希望之狀態^ 的事。例如，當連線5035a因為玻璃材料之加壓而毁壞^產 生配線層M)31b與則。之短路之問題。此時，猶不二 之嶋成影響;另外-提，樹脂““則 你从朝;^之LED元件中’其上方金屬構件之連線本身即是-缓 衝材，但其一旦被壓毁後，會產生電性短路之問題；因此^ =的要素’藉由防止崩潰之產生以預防電性二之= ^圖87是與本發明第15實施形態有關之發光裝置之判而图， Ϊ發光5_將次裝载基台5043搭載於引線部Wa、5:44b 地，而邊次裝載基台搭載有LED元件5〇41 次裝載基台鱗剖面之狀態。 力卜圖87顯㈣ =發光裝置5040具備以下部分··⑴於安裝面設置有 · (ΐ)將 有LED元件5041之次裝載基台5043， =及 =5G43之供電構件之引線部馳、 ㈣^牛露出部分等包覆之緩衝層_，⑷將缓 1〇4曰6。及其顯進行㈣之透級_卿成之密封構件 元件=^t5G43可使射㈣鱗導之施(氮她），led
5042 5043a^^#J =1=5=?==_連接為目的之電極 内設置有通孔5G43e 連接’而於次裝餘台5043 5044a、5_是以做為導 側之帶狀部分與内烟保持狀之_、以^部^|^向兩 72 1246780 之狀悲所形成，而1個LED元件分配有一對引線部。引線部 5044a、5044b之前端之一部分是以有薄層斷差之方式作: 差部分會裝載次裝載基台5043。 ° 缓衝層5045是以與前述之其他實施形態之緩衝層5〇13、5〇21 及5033相同材料及加工方式所形成。 雄、封構件5046與前述其他實施形態相同，使用具有透光性、 低融點特性之玻璃材料。 該發光裝置5040中，引線部5044a為正(+)電源供給端子時， 被供給至引線部5044a之電流會經過引線部5〇44a、電極5〇43b之 其中一方、通孔5043c之其中一方、電極5〇43a之其中一方及凸馨 塊5042之其中一方，流至LED元件5041之陽極；而由LED元 件5041之陰極流出之電流則經過凸塊之另一方、電極如之另 一方、通孔5043c之另一方以及電極5〇4313之另一方，流至引線 部5044b，此時LED元件5041會發光。 以下說明發光裝置5040之組^方式。 首先準備一預先形成有電極5〇43a、5043b以及通孔5043c之 -人裝載基台5043 ’再透過凸塊5042將LED元件5041搭載至次裝 載基台之5043上之規定位置，如此會與LED元件5〇41間有電連 接，並達成機械性之固定。 其次，將搭載於次裝載基台5043上之LED元件5041以配合痛 通電方向之方式配置於引線部5〇44a、5〇44b前端之窪槽中。 其次，滴下液體狀之矽材料至規定之厚度，將LED5〇41之周 圍包覆。 其次’將LED元件5032、次裝載基台5〇43及引線部5044a、 5044b置於15〇°C溫度之環境中、使之初步硬化，之後於LED元 件5032周圍形成緩衝層so#。
一將形成密封構件5045所需之玻璃片（Glass sheet)配置於LED =件5041之上、下方，並於LED元件遍之上、下方分別配置 模具。 73 I246780 其次，於規定之溫度環境中，利用模具進行加壓，使玻璃片 成為規定之形狀；至此，發光裝置5040算完成。最後，各個發 裝置5040會從導線架上、由引線部5〇44a、5044b之另一诚姑X一 個-個分割下來。 破一 藉由該第15實施形態，在針對搭載於高熱傳導性之次裝載基 台5043上之LED元件5041進行玻璃密封時，可藉由緩衝層 1〇4广 防止因熱膨脹係數差所導致之LED元件5〇41或次裝載基△ 5〇43 周圍發生碎裂、剝離等情形。 口 另外，發光裝置5040中，亦可將螢光體混合於緩衝層5〇45 中；此時，由被LED元件5041之光所激勵之螢光體所發出之勵鲁 起光與LED元件5041之放射光兩者混合後會產生波常之變換； ，光體可使用例如被LED元件5041發出之藍光所激勵、而放出 黃光之 Ce : Yttrium Aluminum Garnet (纪鋁紅榴石）。 圖88是與本發明之第16實施形態有關之發光裝置之刊面 圖，該發光裝置5050之構成是圖87之發光裝置5〇4〇上安> 有放 熱構件；其特徵是：於A1N等構成之次裝載基台5〇52下方^裝放 熱構件5051，該放熱構件5051使用的是銅等具有優良埶傳導^ 金屬材料。 *發光裝置具有以下部分：（1)做為放熱器之放熱構件5〇51，（2) 搭載於放熱構件5051上之次裝載基台5052，（3)前端被裝置於次 裝載基台5052兩端之段差部分之引線部5〇53a、5〇53b，（4)下方 具有一對電源供給用之凸塊5042、被搭載於次裝載基台5〇52上之 LED元件5041，（5)將LED元件5041露出部分包覆之緩衝層 5054 ’（6)將緩衝層5054及周圍密封之由低融點玻璃構成之密封構 件 5055 。 次裝載基台5052兩端之規定範圍經過厚度削薄之加工、以製 造段差，該削薄部分載置有引線部5053a、5053b之前端部分，該 蓟端部分與配線5052a、5052b之側面藉由銲接等方式進行連接。 再者，次裝載基台5052從頂面至侧面處設置有與一對凸塊5〇42 74 1246780 接觸之配線圖案5052a、5052b。 緩衝層5054是於Si系烧氧基(alkoside)中混合有螢光體、燒烤 後呈多孔質狀態之含有螢光體之SiCb，除了能緩衝應力外，^有 變換波長之功能。 誠如第15實施形態之說明，螢光體可使用Ce : Yttrium Aluminum Garnet (在乙銘、红權石）。 弟16貝施形悲之發光裝置之組裝方式依據第Η實施形熊， 此處省略重複之說明；可先完成圖88之次裝載基台5〇52^之 部分，之後再以將放熱構件5051接著於其下方之方式進行安裝即
可0 藉由該16實施形態可獲得以下效果。 (1) 於次裝載基台5052下方設置促進放熱之放熱構件5〇51，可將 伴隨LED元件5041點燈所發出之熱，有效率地朝外部發散，可 抑制由玻璃材質所形成之密封構件5055等之溫度上昇所^致之熱 膨脹、熱收縮等之發生，以防止碎裂等情形。 … (2) 緩衝層5054内混合有螢光體，不僅可進行波長之變換，亦可 雨光之取出效率。
另外，上述各實施形態中，亦可於基板5〇11、5〇31或引線 5044a、5044b、5053a、5053b之表面形成反射面，提高光之取^ 效率。 另外，可在密封構件5014、5034内之LED元件5012、5〇32 上方之部分混合部分螢光體，或於緩衝層5〇13、5〇33 變換用之螢光體。 口收食 另外，使用ή〇2系陶瓷材料為緩衝層5054之材料時，其 率具有2.4之相當高之數值，因此可提高由LED元件遍所 之光之取出效率。 x 再者，上述各實施形恶中，丨個密封構件内配設之元 ^為1—個，但亦可配設2個以上之發光型乡晶型之發光裝置。捭 載之複數LED元件可以是設置多個不同發光色之LED耕，^ 75 1246780 相同發光色之LED發光元件之構成。再者，LED 之驅動，方®，可以是料個LED餅全部以並聯連接 位之並聯連接，而複數單位之串聯連接或全數串聯之連 之「#二2構Γ5014於上述說明中使用的是住田光學玻璃製 之j-PSKlOG」，但是不限於此’只要是不會對發光元件產生熱 之影a，且會在可進行加工密封之溫度下軟化之玻璃即可。 輔封f Ϊ f4、: 5034、_、5055之形狀於說明中為 半求爿構成但本杳明並不限定於圖示之形狀，可以是沒有凸
透鏡之形狀、多角形、圓柱形等任意之形狀。 再者，密封構件5014、5034、5046、5055於成形之際，並不 限定於使用玻翻之加壓成形方式，亦可使關如將溶融玻璃供 給至LED元件附近，再以模具加熱成形等其他密封方法。 另外，緩衝層5054不限於多孔質，可吸收應力、熱膨脹係數 介於LED元件與密封玻璃中間等，具有緩衝效果且具有絕緣性、 耐熱性之材質亦可。
圖89疋與本發明第17實施形態有關之發光裝置之構成之剖 面圖，該發光裝置6010之構成具有以下部分··（1)做為供電構件之 基板6011，（2)電源供給用、具備至少一對由金所構成之凸塊 6012a、6012b之被搭載於基板6011上之LED元件6012，（3)被填 充於LED元件6012下方與基板6〇11間之絕緣層6〇13，(4)以覆^ LED元件6012及基板6011上方之方式所形成之密封構件6〇14。 基板6011具備以下部分：⑴陶瓷基板6〇1 ia，（2)於陶瓷基板 6011a上’以規疋之圖案所形成之配線層6011b、6011c、6011d、 6011e，（3)於陶瓷基板6011a下方，以規定之圖案所形成之配線層 6011f、6011g，（4)被包覆於配線層6011c表面之鍍金膜6011h，& 被包覆於配線層6011d表面之鍍金膜6011i，（；6)被包覆於配線層 6011f表面之鍍金膜6011j，（7)被包覆於配線層6011g表面之鑛9金 膜6011k，（8)連接配線層6011b及配線層6011f之通孔6〇m，⑼ 76 1246780 連接配線層6011d及配線層6011g之通孔6〇llm。 陶堯基板6011 a可使用例如含有玻璃成分之Al2〇3(熱膨脹係 數 13.2x10 6/C);配線層 6011c、6011d、6011f、6011g 之功能是可 供給電源之電極。另外，配置鑛金膜6〇llh、6〇lli、6〇11』、6〇llk 之^目的在提高連接性、導電性、耐腐蝕性等；另外，基板6〇11在 搭載LED元件6012之前，需預先於陶瓷基板6〇lla上形成配線 層 6011b〜6011g，鍍金膜 6011h、6〇ni、6〇Uj、6〇nk 以及通孔 60111、6011m 〇 LED兀件6012是以GaN、AlInGaP等半導體所構成，其晶粒 大小有0.3x0.3mm(標準尺寸）、(大尺寸)等。LED元件6〇12 下方具有電源用之電極6012a、6012b，該電極6012a、6012b被銲 接於基板6011之規定之配線層上。 絕緣層6013是由石夕材料、或鑽石、bn、SiC、或含有A1N之 粉末之絕緣材所形成。使用矽樹脂為矽材料時，伴隨密封構件6〇14 之密封所產生高溫，將使化學結合中斷、成為Si〇2，發揮具有耐 熱性之絕緣體之功能。另外，亦可使用以Si系或Ti系等烷氧基 (alkoside)所形成之陶瓷材料取代以矽樹脂所形成之Si〇2。另外， 鑽石具有高度之熱傳導性，而BN、Sic、A1N與鑽石比較，雖然 於熱傳導性上較遜色’但是較便宜。另外，鑽石、BN、siC為透 明或白色，具有光吸收較少之特徵。 密封構件6014使用的是具有透光性、低融點特性之玻璃材 料，例如可使用住田光學玻璃製之rK_PSK1〇〇 (執膨脹係數 接合性，陶瓷基板6011a與密封構件6014需控制成略為相同之熱 膨脹係數(熱膨脹係數差在15%)，本例中之熱膨脹係數比為〇.86。 以下說明發光裝置6010之組裝方式。 首先，將金凸塊6012a、6012b定位、使其位於配線層6〇llc、 6011d上，將LED元件6012配置於基板6011後，以滴下、埴充 等方式形成絕緣層6013。 八 77 1246780
其次，利用玻璃材料之密封構件6014將LED元件6〇12、絕 緣^6(m之露出面及基板6〇n之露出面進行㈣；密封構件觀4 之饴封是使用模具，於規定之溫度環境中加壓之方式，形如 89般之半圓形；做為絕緣層6〇13之矽材料會化，元 6012下方及凸塊6012a、6012b會被固定，因此可迴避凸塊6〇1^、 601¾之變形、凸塊間之短路等。至此，發光裝置6〇ι〇即告完 上述構成之發光裝置6010中，當配線層6〇nf為LED元 6012之陽極(Anode)時，配線層6011f會與直流電源(圖示未顯示 之正極(Plus)連接，配線層6011g則會與負極(Minus)連接。透 P型電極及η型電極有電連接之凸塊6〇〇2，針對LED元件6〇if 施加順向電壓時，LED元件6012内之活性層之電洞與電子之 會再次結合、發光，而光之輸出會放出至LED元件6〇12之外 ，乎所有的光會穿透密封構件6G14崎、娜放至密封構件6°〇14 外，，分的光會在内部反射後，放出至密封構件6〇14外。 藉由該第17實施形態，可獲得以下效果。 (1) 以玻璃材質形成之密封構件6〇14將整體進行密封時，可減少 脂密封時會成為問題之因變黃、著色所導致光之衰減等問題。
(2) = LED元件觀下方設置具有财熱性之絕緣層撕3後，以遂 封構件6014進行密封時，可防止以密封構件6014針對凸塊， 6012a、6012b以高熱加壓時，對LED元件6012產生不良影塑之 情形。亦即，本發明可防止導因於密封構件6〇14之高埶及^^ =塊60仏、6012b·產生變形、破損，造成凸塊間短路之問題。 ()使用鑽石、BN、SiC或含有A1N粉末之絕緣材時，LED元件 6012發出之熱可被有效率地釋放，因此可提高放熱性。 是與第18實施雜有關之發絲置之構狀剖面圖， =¾光衣置6020是使用次裝載基台6022、被搭載於導線架上 ，引線型H之裝置，其具備以下部分··⑴於安裝面設置有凸塊” 6〇21b之LED元件6021，（2)搭載有此LED元件6021之 二人衣載基台6022，（3)搭載有該次裝載基台6022、做為供電構件之 78 !246780 、6G23b ’（4)填充於引線部6G23a、6G23b及㈣元 含led 緣層6024 ’（5)以將絕緣層6024之邊緣及包 目:二Γ/ΖΙ引線部6023a、6〇23b之前端進行密封為 勺之由透光性玻％所構成之密封構件⑼25。 盘几ί裝絲纟6G22可使_如具高度熱傳導之A1N(氮化铭）； 口凸A 6021a之其中-方連接之配線層6G22a於其頂面、侧面、 區域ί成—左邊開σ之形11，而相反侧則有與凸塊_b 接之配線層6022b於其頂面、侧面、底面之區域形成一 開口之形態。 另外’可視需要，將齊納二極體等電路内藏於次裝載基台6〇22 ，又，亦可利用（1)設於其上底面之電極、⑺連通該上下電極之 t孔兩者之組合所形成之配線機構取代配線層6022a、6022b。 引線部6023a、6023b由銅或鐵系金屬所構成，是做為圖示未 =之導線架之-部分，以導線架兩側之帶狀部分與内側間保持 規疋之嶋、且兩引線部崎面之方式所形成，而Hg]LED元件 ^配有一對引線部。引線部6023a、6〇2北之前端之一部分是以有 薄層斷差之方式製作，該斷差部分會配置次裝載基台6〇22。 與第17實施形態之絕緣層6013相同，絕緣層6〇24可以使用 矽材料、鑽石或含有A1N粉末之絕緣材料；密封構件6〇25於密封 進行日守會發生化學結合中斷、石夕材料成為Si〇2之形成過程、及使 用鑽石、BN、SiC或含有A1N粉末之絕緣材料時等兩種情況下， 其放熱效果與絕緣層6013之情況時相同。 、低融點 與上述實施形態相同，密封構件6025使用具透光性 特性之玻璃材料。 该發光裝置6020中，引線部6023a為正(+)電源供給端子時， 被供給至引線部6023a之電流會經過引線部6023a、配線層6〇22a、 凸塊6021a，流至LED元件6021之陽極；而由LED元件曰6〇21之 陰極流出之電流則經過凸塊6021b、配線層6022b，流至引線部 6023b，此時LED元件6021會發光。 ， >。 79 1246780 以下說明發光裝置6020之組裝方式。 首先準備一預先形成有配線層6〇22a、6〇22b之次裝載基台 6022，該次裝載基台6〇22上之規定位置處形成有凸塊 6021a、 b，並將LED元件6021搭載至該凸塊上；如此，凸塊6〇21a '、配線層6022a、凸塊6021b與配線層6〇22b會有電連接，並達成 機械性之固定。 、其次，將搭載於次裝載基台6022上之LED元件6021以配合 通電方向之方式配置於引線部6〇23a、6〇23b前端之窪槽中。另外， f可以是將LED元件6021搭載至次裝載基台㈣後，再將次裝 載基台6022搭載至引線部6〇23a、6〇23b之順序。 其次，將做為絕緣層6024之矽材料填充於LED元件6〇21之 了方及次裝載基台6022之頂面(該填充健亦可在將次裝載基台 至引線部6023a、6023b作業之前）。於該狀態下將之搬 西成密封構件’為目的之玻璃片（圖示未顯示) 切兀件鏡之上方及下方，再以規定之溫度以加壓方 Ξ密封進行時，石夕材會Si〇2化、成為絕緣層6024， 亚將㈣元件6021下方、凸塊6012a、6012b固定，因此可迴避 凸塊6012a、6012b之變形或凸塊間之短路；至此 ’ +個發繼_會_== 木上’由引線部6023a、6023b之另一端處分離。 邱6〇1第形態中’使用了與玻璃材料有優良密著性之引線 於㈣元件下方設置有絕緣層_，因此 被封構件6025進行密封時，密封構件6025並不會對LED元件 6021，成不良影響’並可防止凸塊6〇21a、6_之變形、移動及 之者’以玻璃材料觸成之密封構件6025將 ^ ，u，' ^二方止始、封構件為樹脂時會發生之變黃、著色等戶斤 V致之光效率衰減之問題之發生。 、 是與第19實施形態有關之發綠置之剖面圖，盥第 實施形悲相同，該發光裝置_是使用次裝载基台將I搭載^導 1246780 金屬⑽形態之裝置；朗 分之構成，且次裝載基台6032顯示的並非剖面 該發光裝置6030具有以下部分：⑴於安 m6G31b之LEDf件⑼31，（2)搭載有㈣元件6咖i-欠 j基，6032 ’⑶將前端部分搭载次裝載基台6〇 線部6G32a、6G32b(4)混合有螢光體_且將
〜匕圍之以滴下或填充方式形成之絕緣層刪，（习將包含咖 兀件6031上方在内之引線部6〇孤、6〇3 之由具有透級賴所形成之㈣構件祕。…心進㈣封 LED^mf^r1'使财彳如具高賴傳導之綱(氮化鋁）， 件6031之女衣面形成有與凸塊6031a、6031b連接之雷極 輕線靖卿成有以與引線部_a、6033b ^接為目的之％極6G32C、_2d。為將_ 6G32a *電極6〇3 電極6032c與電極6032d連接 ； 孔6032e、6032f。 *於-人衣載基口 6032内設置有通
_引線部6〇33a、6〇33b由銅或鐵系金屬所構成 ，不之導線架之-部分’以導線架兩侧之帶狀部分_^間保持 ，疋之間隙、且兩引線部面對面之方式所形成，而i個:元^ 分配有-對線部。引線部6G33a、觀b之前端之—部 層斷差之方式製作’靖差部分會裝做裝絲台趣。/ 絕緣層6〇34卿材料為主體，並混合錢光體觀另外， 在密封構件6025婦封it行時發生化學結合帽、絲之形 Ϊ過Ϊ你石或含有綱粉末之絕緣材料時等兩種情況 下，其放熱效果與絕緣層6013之情況時相同。 螢光體6034a之部分，當LED元件6〇21為藍 使用具有被該藍光所激勵、而放出黃光特性之ce: Y^um Aluminum Garnet (紀鋁紅權石）。 81 1246780 特性獅同’ _件嶋制魏紐、低融點 置6G3G中，弓丨線部_a為正(+)電__辦， 被供給至引線部6033a之電流會經過引線部6〇33a '電極6〇32c、 通孔6032e、電極6〇32a '凸塊6031a，流至LED元件6〇31之陽 極’而由LED元件6031之陰極流出之電流則經過凸塊6〇3比、電 極6032b、通孔6032f、電極6032d，流至引線部6033b，此時LED 元件6031會發光。 以下說明發光裝置6030之組裝方式。
首先準備一形成有電極6032a〜6032d及通孔6〇32e ' 0032f之 次裝載基台6032,該次裝載基台6032上之規定位置處形成有凸塊 6031a、6031b ’並將LED元件6031搭載於該凸塊上；如此，LED 元件6031會透過凸塊6031a、6031b與電極6032a、6032b有電連 接，並達成機械性之固定。 其次，將搭載於次裝載基台6032上之LED元件6031以配合 通電方向之方式配置於引線部6033a、6033b前端之窪槽中。另外， 亦可以是將次裝載基台6032搭載至引線部6033。6〇331)上之後， 再將LED元件6031搭載至次裝載基台6032之順序。
其次，將混合有螢光體6034a之絕緣層6034以滴下或填充之 方式使其到達次裝載基台6032之頂面、側面及底面。 ’、 其次，將之搬入模具中，並將以形成密封構件6〇35為目的之 玻璃片（圖不未顯不)配置於LED元件6031之上方及下方，再以規 定之溫度以加壓方式形成半球狀，完成發光裝置6〇3〇。於密封進 行時’石夕材會Si〇2化、成為絕緣層6034，並將LED元件6031下 方、凸塊6031a、6031b固定，因此可迴避凸塊6〇31a、6031b之 變形或凸塊間之短路。最後，一個一個發光裝置6030會從導線架 上，由引線部6033a、6033b之另一端分離。 藉由該第19實施形態，可獲得以下效果。 (1)由於設置有絕緣層6034’因此利用密封構件6035進行密封時， 82 1246780 被封構件不會對LED元件6031造成不良影響，可以防止凸塊 6〇^a、6〇3lb發生變形、移動及短路等情形。 (2) 、％^6〇34中混合有螢光體6〇34a，因此可降低引線部上之電 f (或次裝載基台上之崎層)將光触之情形。通f，電極或配線 a上會鍍金，藍或紫光之吸收率較高，藉由設置混入有螢光體之 絕緣層6034 ’可將LED元件側面所放出之光進行波長之變換，可 防止鑛金面之光吸收。 (3) 亦可針對由LED元件6031上方所發出之光進行波長之變換。 另外’利用玻璃材料所構成之密封構件6〇35將整體進行密 封，可防止密封構件為樹脂時會發生之變黃、著色所導致之光之鲁 哀減之問題。 另外，次裝載基台6032亦可使用如圖90所示之，具有左邊 為開口形狀 之配巧層6022a、6022b之次裝載基台6022。相反的，亦可使用圖 91所示之次裝載基台6〇32取代圖90之次裝載基台6022。 一圖92是標準尺寸之LED元件之凸塊形成面之俯視圖。該LED το件6031為長寬為〇.3mm之LED元件，配置有(1)搭載有與11電 極連接之凸塊6041之小圖案6042，（2)與p電極連接之大圖案 6043，（3)搭載於該大圖案6043上之凸塊6044a、6044b。LED元 _ 件6031為高輸出型時，其電流愈大。因此，將p電極之凸塊數形 成複數個，以對應大電流容量。 一圖93是大尺寸之LED元件之凸塊形成面之俯視圖。該led 几件6031為長寬為1mm之LED元件，配置有⑴搭載有凸塊 6052a、6052b之配線圖案6054，（2)設置有凸塊6053a、6053b之 配線圖案6055。該大尺寸LED元件之發光面積較標準尺寸之發 光面積大之故，會有更大之電流流通。因此，為使發光面有均1 之發光，而對應配線圖案6054、6055之形狀面積，將電極接點 之各個凸塊形成複數個。 、以接"、、占 如圖92及圖93所示，透過凸塊進行電連接之LED元件容易 83 1246780 近，當凸塊變形^日守’由於各凸塊間之距離較接 件_，isf ^鱗之情形。針對這種㈣元 對抗玻璃二Λ僅塊覆k、確保凸塊間之絕緣，並可 之壓力，因此可控制凸塊6G53a〜咖P間之變形， 使利用玻璃材料形成密封構件6〇35成為可能。 鎖b另ϋί各彳實施形財，是糾麵形成之凸塊繼a、 外，不不/1 於金，亦可以利用銲錫形成之凸塊。另 田光學玻璃製之「Kismm之銲錫電鍍層。使用住 行穷封知工^ ％ ’由於在超過4〇〇。〇之溫度下進 有^毀之情形發卩使是_亦會 之壓力亦可造成電極間 中之=’==施?態中’亦可於密封構件6()14、6()25、6035 層。 、〇32上方形成以變換波長為目的之螢光體 數/ϋί各實施形態中，1個密封構件内配設之led元件 技綱碰m: 驅能ί面目=ί色之LED發光元件之構成。再者，LED之 组單將多個LED元件全部以細連接、或以群 #早位之私連接，而概單位之串聯連接或全數㈣之連接亦 作本ί二=ΐ11。14、6。25、_於說日种·微之構成， 角形圓柱开^ίϊ=ί形狀’可以是沒有凸透鏡之形狀、多 再者，密封構件6014、6〇25、6〇35於成形之際，並不限定於 84 1246780 使用玻璃片之加壓成形方式，亦可使用其他㈣方法。 面圖圖2G實郷態㈣之發錄置之構成之剖 此處齡侧設置有與各引線部之外侧連結之帶狀部， 元件：之f。另外’導線架上通常安裝有多個LED 的非剖ϋίί其中之—。再者，圖94中，次賴基台顯示 透過ίίϋ7010是金屬引線安裝型，由以下部分所構成：⑴ D免002 ’以覆晶型方式接合於安裝面之GaN系LED元株 1(，膨脹係數4.5〜6\10-6/。〇，(2)搭載有LED元件篇之 =口 7GG3 ’⑶搭財次裝載基台3之做為供電構件之由^ 成之引線部(熱膨脹係數15〜17xlO-6/°C、埶傳導係數 400W · W)7〇〇4A、7〇趣，以元件·為中心 ^周，進行密封之透明玻璃製之密封構件7005。 1fv6/次裝載基台7003可以使用例如A1N(氮化鋁··熱膨脹係數5χ C、熱傳導係數⑽w · m-i · k-i)，而LE〇元件7謝之安裝 面形成有與凸塊7002連接之電極7031A、7031B，相對侧(導線^ 側)則形成有與一對引線部7〇〇4A、7〇〇4B連接之電極7〇32a、木 7032B \引線部7004A、7〇_上方之LED元件7〇〇1之搭載面經 工後呈現低於其他部分之形態，該窪槽部分内配置有次裝^ 基台7003。為將電極W31A、7031B與電極7032A、7032B連^， 而於次裝載基台7003内設置通孔7033。 、密封構件7005之說明：將具有透明 '低融點，且熱膨脹係數 接近引線部7004A、7004B(或在規定之熱膨脹係數差之範圍内)之 特色之片狀玻璃進行熱融著，以形成一以將LED元件7〇〇1、次裝 載基台7003及引線部7004A、7004B之一部分進行密封之透光^ 玻璃。 引線部7004A為正(+)電源供給端子時，被供給至引線部 7004A之電流會經過引線部7〇〇4A、電極7〇32a、7〇32b之其中一 方、通孔7033之其中一方、電極7031A、7031B之其中一方及凸 85 1246780 Γ流至LED元件7001之陽極；而由_元 件7001之陰極、"IL出之電流則經過凸塊7〇〇2之 ^ ^ ^ 7〇33 "" > 順^另-方，流至引線部7〇_，此時Lm Η ^ Α墓二?合載有LED凡件。引線部7GG4A、7004Β ^ 為蛤、、、良采之一部分，從導線架兩側之帶狀部分盥内侧間保
ίϊίί間隙、且兩引線部面對面之方式所形成，而「個LED ^ 件分配有一對線部。 ㈡ U7L 黯- ί ϋ吏用模具進行玻璃密封之前一刻之狀態之圖示，該圖 :頁不，將® 95Α_Α部分_之狀態。以下參照 說明發光裝置7010之製造方法。 口 首先，將設置有凸塊7002 < LED元件麗定位於次裝載基 二Γ?3上’進行回鲜(Refli)w)，使凸塊7002與電極7031間產生 電連接，並將之機械性固定。 t，將搭載於次裝載基台上之LED元件7麵以配合 通龟方向之方式配置於引線部7004A、7004B前端之窪槽中。另 外’次裝載基台7003使用的是預先形成有電極7〇31A、7〇31B及 電極7032A、7032B與通孔7033之基台。 其次，將導線架7006搬入模具中，並於LED元件7〇〇1上方 極下方配置玻璃片7007、7_ ;玻璃片獅、7_之目的在 密封構件7005，其大小為可以同時密封多個LED元件7〇〇1。 其次，以將玻璃片7007覆蓋之形態配置上方模具7〇11，再以 覆蓋玻璃片7008之形態配置下方模具7〇12。其次，於真空環 將玻璃片7007、7008加熱至45(rc、使其軟化之狀態:^，將上方 杈具7011及下方模具7012朝圖95之箭頭方向移動，奸對玻璃片 7007、7008施壓，使玻璃片7007、7〇〇8沿著上方模且7〇11之凹 部及下方模具7012之凹部，形成如目94所示之密封構 頂形狀。 86 1246780 一個個發 其次，將導線架7004之帶狀部等不要部份除去後， 光裝置7010會由導線架7004上分離出來。 發光裝置7010之發光結構是：透過與衰減電極71〇8&n 電極有電連接之凸塊施加順向電壓實，LED元件7001之活性芦内 之電洞(Hole)與電子之載子(Carrier)會再次結合、發光，而發^之 光會透過藍寶石基板7101朝LED元件7001之外部放射；^輸 之光會透過密封構件7005朝外部放射。 /別 藉由該第20實施形態，可獲得以下效果。
(1) 熱％脹係數大之玻璃材料之密封構件7005會將熱膨脹係數小 之LED元件整體包圍、密封之故，因此熱膨脹係數差所導致之内 部應力會被調整至朝向LED元件7001中心；亦即，玻璃加工後 即便發生了因為玻璃材料之熱收縮所導致之内部應力，該内部應 力成為朝向LED元件中心方向之壓縮力，因此不會對具有可承1 壓縮力之強度之玻璃材料造成破壞，可實現玻璃密封構造。
(2) 將熱％脹係數小之LED元件搭載於熱膨脹係數小之次裝載基 台7003，再將之搭載於熱膨脹係數大之引線部7004A、7004B上 之故^形成密封構件7005之玻璃材料被要求能與熱膨脹係數小之 LED，件7001、熱膨脹係數大之引線部7004A、7004B兩者有良 $子，著性，但最好選擇熱膨脹係數接近LED元件7〇〇1之材料進 ;、封較好。由銅等軟金屬所形成之引線部7〇〇4A、7〇〇4B與玻 璃材，相比較富彈性，假使與LED元件7〇〇1與次裝載基台7〇〇3 之，膨脹係數差在150%〜400%之範圍内，則不僅可維持其與玻璃 ，料間之良好接著性，亦可以將熱收縮差所導致之應力結構性地 ，收。由以上原因，以玻璃材料將引線部7〇〇4A、7〇〇4B夾住、 後封實，亦不會發生碎裂等不良。 (3) 當投入大量電力至LED元件7001之、產生高熱時，LED元件 ^可^發熱向外部放熱，可有效果地防止發光效率之降低；特別 是，次裝載基台7003以及引線部7004A、7004B之熱傳導係數在 100W · W時可實現上述效果。 87 1246780 7〇〇? ^ 7〇〇g m ΪΪίίίΪff生碎料林，可絲、蚊_持以玻璃 不會降低，可長期發揮優良之耐久性。 毛先仏件亦 件態中，哪元件7〇01是以G礼系LED元 二其他 =ίΓ· ’但LED _ _GaN系，亦可
上柊ί 巾，_由_減之5_ 7_A、70_ U、傳V係數在106W · m- · k·1)上搭載由矽所構成 7〇觸導係數在170W · m] •巧之構成$成之-人衣載基口 ⑽另Ϊ ’密封構件方面，不限定於使用片狀玻璃、將多個 LED，件丽及絲載基台湖—:欠全膽封之形成方】
3ΠΪ玻璃材料供給至LED元件及次裝載基台7003 方ΐ圍s ;ΐ後方減7〇U及下方模具7012進行熱壓之形成 ϋ。另外’所制之賴材似要是具有光透紐 做特別之限定，有著色之材料亦可。 丄个 另外，密封構件7005可依照規格等形成各種形狀 橢圓形:四角形等，亦可岐有凸透鏡、無凸透鏡之^。_ 该第20實施形態中是以將金屬引線供電構件之覆晶型發光案 置做說明，但亦可適用於其他形態之發光裝置。例如，使用χ連錄 接合之朝上(Face Up)型發光裝置亦可適用。 、 圖97是與第20實施形態有關之發光裝置之變形例之剖面 圖，該發光裝置7010中是以將次裝载基台7〇〇3之角部去除，設 置傾斜部7003A之構成，防止密封構件7〇〇5之熱膨脹、熱收縮所 導致之碎裂。使用該次裝載基台7〇〇3時，除了第2〇實施形鲜之 優良效果外，亦可時先不易發生碎裂情形之玻璃密封型發光^置 88 1246780 7010。 ，98 7C與第21實施形態相關之朝上雜光裝置之剖面圖， 該么光裝置7040具有以下部分··前端設有間隔、配置於水平方 ，及，直線上之做為供電構件之引線部7〇〇4Α、7〇〇4β，（2)透過接 著知彳荨被搭載於引線部7004A前端上方之GaN系LED元件 704卜（3)將LED元件7041兩個電極(圖示未顯示)及引線部 πκΜΑ線7G42 ’（4)將LED元件7〇41及引線部 7004A、7004B之前端進行密封之由玻璃材料所構成之密封構件 7005 〇 ^岔封構件7005使用的是透明、低融點、具有規定範圍内之熱 ^脹係數5綱材料；翻是朝上型且使用連線之情形，於進行 么封加工日守’因加熱而軟化之連線7〇42及連線連接部7⑽2八受壓 力而較易毀損，容驗生短路等情形。因此，最好是使用越低之 溶點之玻璃越好。 - 以下說明發光裝置7040之組裝方式。 首先，於導線架分離前之狀態下，將LED元件7〇41搭載至 引線部7004A之前端頂面；其次利用連線7〇42將LED元件7〇41 頂面之其中一方之電極7004A與引線部7〇〇4A頂面進行連接，再 以連，7042將LED元件7041頂面之另-電極與引線部7〇〇4B頂 ，進仃連接。其次，如第2〇實施形態所說明般，利用模具進行玻 =材料之成形，並形成規定形狀之密封構件7005。最後，將導線 架7004不要的部分除去，使各個發光裝置7040由導線架7004上 分離。 圖示98中，例如當引線部7004A為LED元件6012之陽極 (fnode)時，引線部70〇4a會與直流電源(圖示未顯示)之正極斤㈣ 連接，一而引線部7004B則會與負極(Minus)連接。透過該通電過程 ED元件7041會發光，光會由LED元件7〇41頂面射出，且幾乎 =有的光會穿透密封構件内部、被職至外部，部分的光合 在内部反射後，放出至密封構件7〇〇5外。 曰 89 Ϊ246780 在考實施雜，除了可獲辟2G職之良好效果外， 之數值，而使用低融點玻璃材質時，，熱膨脹係數 光裂置7040,亦可防止剝離或碎裂之情形KFaceUP)型發 面开述i實祕齡，亦可“7。隐、7。_表 面$成反射面，提南光之射出效率。 衣 元件丽、7042上方之密封構件屬中，亦可 5 又置以特疋波長之光激勵螢光體之波長變換部。 為1 Ξ者/ ΐ述各貫施物中’個密封構件内配設之LED元件數 為1個，但亦可配設2個以上之發光型多晶型 ί 是設置多個不同發就之LED元件，亦可ί 疋"又置夕個相同發光色之led發光元件之構成。 =’ LED之驅_態方面’可岐將多個led元件全部以 ίΐ之ίί,單位之並聯連接’而複數單位之串聯連接或全數 =ίϊΓ:另外’說明當中之密封構件7005之形狀是頂部 球狀之構成，但密封構件7005並不限定於圖示 =狀’亦可岐沒有凸透鏡之雜、多角形、_形等任意之 —再者，密封構件7005於成形之際，使用的是玻璃片，但並 限疋於使用玻璃片方式，亦可使用其他密封方法。 e圖99是與本發明第22實施形態有關之覆晶型發光裝置，（a) 士剖面圖，（b)是由(a)之右侧觀看之侧面圖；另外，與第2〇實施形 悲相同之構成之部分則加上共通之數字表示。如圖9^a)所示，^ 發光裝置7010之構成是將次裝絲台元件7〇〇3搭載至由銅所Λ 成之放熱部7050，並以密封構件7005將之密封成一體，而宓 件7005則形成有凸透鏡7〇〇5a。 山、 次裝載基台元件7003被收納於設置於放熱部7050之溝槽部 7051 ’而設置於其表面之配線圖案7053藉由凸塊7002與LED元 1246780 件7001之電極有電性之連接、構成供電部之一 則與LED元件接合後，再與由軟金屬之^所圖案 部7004A、70_以銲錫接合。如圖99(b)所示引線 與放熱部7050為絕緣之狀態下，_長方 |、^=4B在 材料7052將密封構件7005加熱加麼至溝槽部透=狀玻璃 部7004A以相同於引線部7〇_之方式被 引線 7004B藉由以加熱加壓方式溶融之玻璃材料7〇52 、 蕭:在與放熱部觀間為絕緣之狀態下成為封構件 藉由第22實施形態，搭載次裝載基台元件7〇〇3 與由玻璃㈣所構成之密封構件·5會麵 ， 除了可獲得第1實施雜之良好效果之外，^，如此 台元件7003所傳出之熱之放熱性，如此僅;二衣載基 ，是在，因為大電流化而導致LED 發m 蚪，亦可獲得一具有良好之放熱性、且不容易 二，日大 而發生PACKAGE碎裂之發光裝置7撕。為->廣係數差 該第22實施型態之說明中是使用由銅( 但亦可使用例如由銅合金或轉熱傳導性良構 1 7005間之熱祕係數差較小之材料。當放 所 ί7ggi及絲獅则之鱗^iii 圖100是與本發明第23實施型態有關之朝上 =剖面圖’ (b)是由⑷之右侧觀看之側面圖 先 之構成之部賴加福通之數字表示。 龟光衣置70040之構成是：將LED元件7〇4〇 之中央，利用連線爾2將供電至哪由元^^ 7004A、7004B 與 LED 元件 7〇4〇 之電極 袖LED元件7_、連線搬、引線部7〇〇4A、7_被二^ 之ί肇狀賴漏賴蓋，料餅將石夕 馭7060覆盡之同日寸，亦與放熱部7〇5〇成為一體；另外，密封構 91 1246780 件7005上形成有凸透鏡7〇〇5A。 藉由第23實施型態，即使是朝上型發光裝置7040,由於藉由 附有耐熱性及彈性之矽膜706(^fLED元件7〇41周圍覆蓋，了 可防止加工密封時之壓力所導致之LED元件7041之電彳Γ或連線 7042之變形，更可進行玻璃密封，除了可獲得第21 之 外，還可達到LED元件7041之良好安裝性’該優 量Ϊΐί封通電流、_咖元件7〇41之發熱 你金^、、曾可k仔良好熱性，同時，亦可獲得一不因埶膨脹 7^^而^致PACKAGE之發光裝置700卜另外，矽膜 7060亦可含有螢光體。 r ^膜
針對^ 23貫麵紅構成是4—對引線部7GG4A、7〇〇4B S =f隨之LED元件7041進行供電之構成，： Ξίί 使另一方引線部與放熱部·絕緣化。 咖元件，亦適用於覆純LED^^之縣不限定於朝上型 另外，LED類型之發光元件中，告 上時，若使用折射率為！.5以上之 ^ 折射率為2以 將元件之絲岐率提高約2倍丄it進Ί件之料時，可 光性。受光元件不具有該效果，w方丄此訏，岔封材料必須是透 封時’僅具在不同媒質之介時、、='料直接將元件密著密 件則不需具有透光性。、丨面打減少反射之效果；若非光學元 了以疋W度化學安定性之無機材料。 92 1246780 五、【圖式簡單說明】 圖2係與本，系led元件之側面圖。 其中⑻是發絲詈持只⑯型‘％有關之發光裝置之第1變形例， 側面圖。 縱°1]_，光源之Gan系led元件之 =ϊί 2= 3示—使0用其他填膠之發光裝置之縱剖面圖。 形部之發’如的是設置有由樹脂材料所構成之模具成 =ίί Ϊ2實施型態有關之發光裝置之縱剖面圖。 S 7 ^ 3實施型態有關之發光裝置之縱剖面圖。 ^颂不的是與第3實施型態有關之發絲置之變形^縱剖面 = 實施型態有社發光裝置之縱剖面圖。 剖面ί疋與弟4實施型態有關之發光裝置之第1變形例之縱 示的是與第4實施型麵之發光裝置之”變形例之縱 示的是與第5實施型態有關之發光裝置，其 圖12 是發光裝置之側面圖，⑷是發光裝置之底i圖。、 剖面圖的疋與弟5實施型態有關之發光裝置之第1變形例之縱 示的是與第5實施型態有社發光錢之第2變形例之縱 ΐ 示的是與第6實施㈣有關之發光裝置之剖面圖。 中⑹ί?是與第6實施型態有關之發光裝置之第1變形例，1 面圖★先裝置之縱勤圖，統之⑽$ LED元件之御; 圖16顯示的是與第6實施型態有關之發光裝置之第2變形例，其 93 1246780 中(a)是發光裝置之縱剖面圖，（b)是光源之GaN系LED元件之侧 面圖。 圖17顯示的是與第7實施型態有關之發光裝置，其中⑻是發光裝 置之縱剖面圖，（b)是光源之GaN系LED元件之側面圖。X " 圖18顯示的是與第7實施型態有關之發光裝置之第丨變形例之縱 剖面圖。 " 圖19顯示的是與第8實施型態有關之發光裝置，其中(幻是發光裝 置之縱剖面圖，（b)是光源之GaN系LED元件之側面圖。X " 圖20顯示的是與第8實施型態有關之發光裝置之縱剖面圖。
圖21(a)至(f)顯示的是電路圖案之形成步驟：形成一於ain吴 具有Au層之電路圖案。 土 圖22顯示的是與第9實施型態有關之發光裝置之縱剖面圖。 J 23顯示的是針對導線架進行熱壓加卫為基礎的玻璃密封 怨0 圖25顯示的是與第10實施型態有關之發光裝置，苴 圖’⑼是(a)A-A之剖面圖，⑹是下方玻璃之立體圖、。（）疋《見
岐與第1G實施型财社發絲置之第1變形例之 圖27顯示的是與第10實施型態有關之發 縱剖面圖。 且、罘2、交形例: 圖28顯示的是與第丨丨實施縣有關之發光 (b)是玻璃密封時之立體圖。 ⑻疋側面圖 圖29顯示的是與第12實施魏有關之發光裝置 圖30顯示的是本發明實施例所使用 ^ d面圖。 之剖面圖。 明m之發光元件之構, 圖31顯示的是發光元件與引線之組合體之立 圖32顯示的是光裝置之製造方法之剖面圖。Θ 94 1246780 圖33顯示的是實施例之光裝置之剖面圖。 示岐其他實施例之光錢之剖面圖。 示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 ,f顯不的是光裝置之製造方法之立體圖。 顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖40顯示的是光裝置之製造方法之剖面圖。 示的是覆晶型紐光元件之構成之剖面圖。 鲁 =^示，使用發光元件之光裝置之實施例之剖 圖頌不的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖。 圖44顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖45顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖46顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 ? 示?是覆晶魏之發光元件與電力接受傳 之其他型態之俯視圖。 置之組合體 圖48顯示的是具備組合體之光裝置之剖面圖。 圖49顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 m 圖50顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖51顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖52顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖53顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖54顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖55顯示的是其他實施例之光裝置之剖面圖。 圖56顯示的是光學元件之構造之剖面圖。 圖57(a)至(b)顯示的是第1〇實施例之光學裝置之製造方法。 圖58(a)至(b)顯示的是將光學元件裝載至基板之狀態。 圖59顯示的是第1〇實施例之光裝置之構成之狀態。 圖60顯不的是其他實施例之光裝置之構成之俯視圖。 95 124678〇 g 61顯示的是圖60中線條B-B部分之剖面圖。 =幻顯示的是圖61中箭頭線條c—c部分之剖面圖。 圖63是底視圖。 ^ 64顯示的是其他實施例之光裝置之俯視圖。 =65顯示的是實施例之光學元件之構造之剖面圖。 =66顯示的是第12實施例之光裝置之俯視圖。 圖67是圖66中線條ΠΙ-ΙΙΙ線之剖面圖。 圖68是圖67中主要部分之放大圖。 圖69是實施例之光裝置之底視圖。
圖7〇顯示的是其他實施例之光裝置之構成。 圖71顯示的是其他實施例之光裝置之構成。 圖72顯示的是其他實施例之光裝置之構成。 圖73顯示的是其他實施例之光裝置之構成。 圖74顯示的是其他實施例之光裝置之構成。 圖75是發光元件之構成之剖面圖。 圖76是實施例之發光裝置之構成，其中(A)是剖面圖，（B)是 俯視圖。 圖77是具備密封構件之實施例之發光裝置之構成之剖面圖。
圖78是具備其他型態密封構件之實施例之發光裝置之構成之剖面 圖。 圖79是其他型態之導線架之剖面圖。 圖80是其他型態之導線架之俯視圖。 圖81是其他型態之導線架之俯視圖。 圖82是其他型態之導線架之立體圖。 圖83是其他型態之導線架之立體圖。 圖 圖 圖 圖 84是與第13實施型態有關之發光裝置之構成之剖 85是與第13實施型態有關之發光裝置之變形例 ° 86是與第14實施型態有關之發光裝置之構成之圖 87是與第15實施型態有關之發光裝置之構成之^面^。 96 1246780 圖88是與第16實施㈣《之發絲ϊ之構叙剖面圖。 =ί施型態有關之發光裝置之構成之剖面圖。 Ξ = 貫施型態有關之發光裝置之構成之剖面圖。 =19實施型態有關之發光裝置之構成之剖面圖。 Ξ 3 3準尺寸之LED耕之凸塊(凸塊)形成面之俯視圖。 回 大尺寸之led元件之凸塊形成面之俯視圖。 圖94疋與第20實施型態有關之發光裝置之構成之剖面圖。 圖95是於導線架上搭載次裝載基台(SUBM〇UNT)之狀態之俯視 圖。 ，
圖96是使用模具進行玻璃密封前之狀態。 圖97⑻至(c)是與第2〇實施型態有關之發光裝置之變形例之剖面 圖。 圖98是與本發明第21實施型態有關之朝上(FaceUp)型發光裝置 之剖面圖。 圖99是與第22實施型態有關之覆晶型發光裝置，其中(a)是剖面 圖’（b)是由⑻之右側面所見之側面圖。 圖100是與第22實施型態有關之朝上型發光裝置，其中⑷是剖面 圖’（b)是由(a)之右侧面所見之侧面圖。 【元件符號之說明】 1發光裝置 2元件 3基板 4電路圖案(Pattern) 5金凸塊(AU Stud凸塊) 6玻璃密封部 7填膠 8導線架 9模具成形部 97 1246780 10、5035 連線 11财熱無機材鐘膜 12無機白色接著劑 13 銀膠(Ag Paste) 14元件鍍膜材 15螢光體層 17放熱圖案 18裝載機台 19、7004B 引線部 23含有發光層之層 27透光性電極 29 SiC基板 30 GaN基板 31導線架 35矽鍍膜 40鎢(W)層 41鎳(Ni)層 3 A 通孔(Via Hole) 3B溝槽 4A、4B接著用圖案 4C金層 5A導電凸塊 6A頂面 6B側面 6C 晝線部 9A光學形狀面 16A底面電路圖案(陽極) 16C底面電路圖案(陰極) 18B η 層 1246780 18C P 層 19A梯級部 19B引線罩杯部 19D、190傾斜面 60A上方玻璃 60B下方玻璃 60C引線收納溝槽 60D管狀體 191底面 310、312 開口 # 311引線 313小型孔 314定位孔 5010、 5020、5030、5040、5050、6010、6020、6030、7010 發光裝置 5012、5034、504卜 6012、602卜 6031、7001、7041 LED 元件 18A、50111、5011m、5031f、5031g、5043c、6011m、6011 卜 6032e、 7033 通孔 20、1011、2011、3011、4011 基板 2 卜 1012、2012、3012、4012、5013、502卜 5033、5045、5054 緩衝層 暑 22、1013、2013、3013、4013 η 型層 24、 1015、2015、3015、4015 ρ 型層 25、 28、1017、2016'3016、4016 ρ 電極 26、 1018、4018 η 電極 1014、2014、3014、4014 包含發光層之層 1016、1101 透光性電極 5011、 5031、6011 基板部 5011a、5031a、11a 陶瓷基板 5011b、5011c、5011d、5011e、5011f、5011g、5031b、5031c、5031d、 503 le、6011c、601 Id、601 le、601 If、601 lg、6022a、6022b 配線層 99 1246780 5011h、5011i、5011j、5011k、6011b、6011h、6011i、6011k、6011j 鍍金膜 5012a、5043a、5043b、6032a、6032b、6032c、6032d、7031A、 7031B、7032A、7032B 電極 5014、5046、5055、6014、6025、6035、7005 密封構件 5042、 6012a、6021a、6021b、6031a、6031b、6041、6044a、6044b、 6052a、6052b、6053a、7002 凸塊 5043、 5052、6022、6032、7003 次裝載基台 5044a、5044b、5053b、5053a、6023a、6023b、6033a、6033b、6032f、 7004A、5052a、5052b、6054、6055、7053 配線圖案 5051 放熱構件 5054a、6034a 螢光體 6010、7010、7040 發光裝置 6013、6024、6034 絕緣層 6042 小圖案 6043 大圖案 7003A 傾斜部 7004 導線架 7005A 凸透鏡 7007、7008 玻璃片 7011 上方模具 7012 下方模具 7011A、7012A 凹部 7042 接合線 7050 放熱部 7051 溝槽 7052 玻璃材料 7060 矽鍍膜部

Claims (1)

  1. L 1246780 十、申請專利範圍·· 1·一種固體元件裝置，其特徵為包含·· 固體元件，以覆晶型態安裝； 電力接受供給部，對於該固體元件施行電 無機密封材料，將該固體元件予以密封。 2·—種固體元件裝置，其特徵為包含： 固體元件； 力之接受及供給；及 電力接受供給部，對機_元件施行電力 · 耐熱構件，將該固體元件之電連接部與 部分覆蓋；及 包刀接又供給部之 無機搶封材料，將包含該耐熱構件之該固 3.—種固體元件裝置，其特徵為包含： 固體元件； 之一
    體元件予以密封。 對於該固體元件施行電力之接受及—.为 玻_封部，採用用以密封該固體元件之低融二f ^ Si〇2-Nb2〇5 ^ .b2〇3-F pi ^ > SiO,B2〇3-La203 . Si02.B2〇3 2 ^ 4.一種固體元件裝置，其特徵為包含： 砰 固體元件； 金屬製引線部’對於該固體树施 無機密封材料，將該固體元件予以密封。按又及供…，及 ^申請料m®第4項之㈣元錄置，其巾剌線部由軟金^ &如，專利，第4項之固奴件裝置，其中該引線部具有次^ 載基〇,以及對應該次裝載基台之凹部。 7.如/nl專1範1第4項之固體元件^置，其中該固體元件被具; 較ft ίί職魏還高的_難狀齡所包覆。 8·—種固體兀件I置，其特徵為包含·· 固體元件；
    101 1246780 電電力力給由r軸反構成，對於細 之熱材料’用以密封該固體元件，且與該無機材料有相等 9. 如申請專利範圍第1項、 體元件裝置，其中該無機密封材斜在第8項中任一項之固 10. 如申請專利範圍第9項^固元件Ρ置雄^璃材料。 材料係選自於由恥2.2〇5㈣m:其中該無機密封玻璃 ^〇5-ZnO , ,(J . ^ ：Si〇 B 〇Pf 5f " ^ ' 族群中之低融點玻璃。 2 B2〇3糸列所構成的 11. 如申請專利範圍中第1項至第 ^中該電力接受供給部是由金屬_ Y、之關讀裝置， 範圍第11項之固體元縣置，其中該金屬引線是由 圍第1項至第3項、第8項中任一項之固體元件 熱膨脹ί‘等故材科基板之熱膨服係數與該無機密封材料之 14·如申請專利範圍第13項之固體元件裝置，# =熱2脹係數較該無機材料基板之熱膨服係數為小二’、、山、；’、' ϋίίη鮮13狀隨元㈣置，財該無機材料基板 16二申^^、丨^、封材料之化學反應接合，爾該_元件密封。 16^〇申§月專利乾圍第13項之固體元件裝置，其才 之熱膨脹係數在15xl0-6rc以下。 …、械山封材科 ^署申請ίΓ範圍第1項至第3項、及第8項中任一項之固體元 /、中该無機材料基板具有金屬層，而該無機材料基板與 、機始、封材料係藉由該金屬層之氧化物進行接合。 /、 第13狀固^件裝置’其^成於該無機材 枓基板之V電圖案具有以下種類：（1)裝載該固體元件之側之圖 102 1246780 案、（2)其背侧之圖案、（3)將該兩侧電連接之圖案。 專f翻第13項之雜元件裝置，財該域材料基板 之表面形成有分割裝置用之溝槽。 ΓίΐίίΓ1?®第13歡赚元件裝置，其巾軸機材料基板 由3有玻璃成分之Α11 2 3 4 5 6〇3或Α1Ν所構成。 ϋ'ΐ?利範圍第1項至第7項中任一項之固體元件裝置，其 中μ‘，，、機雄、封材料之表面施行有耐濕、耐酸及鹼之鍍膜 。 22.如申請專利範圍第！項至第8項中任一項之固體元件 體^料光科件，且該錢㈣㈣為透絲材料。〃 範圍第22項之_元件裝置，其t該光學元件為發 ^申^專利棚第23狀@體元件錢，其巾 折射率在1.7以上之該無機密封材料所密封。 〒研係由 請專利範圍第22項之固體元件裝置，其中絲學元件為受 103 1 之6ί1 請22狀随元縣置，財該域密封材料 鑛ίϊί 機密封材料與空躺之界面反射為目的i 2 =如申請專利翻第丨項至第8項中任—項之隨 中1 無機密封材料表面藉由樹脂施以包覆成形(〇VERM〇' /、 3 • 6種固體元件裝置之製造方法，包含以下步驟： =裝步驟’將固體元件安裝至電力接受供給部；及 役封步驟’魏氣峡環境’崎過無機密珊料之降伏 4 元ίίίΐϊ"1體元件之錢㈣龍加壓之方式，而將該固體 5 it驟申m㈣28項^件妓之銳綠，其中該安 6 3=申請專利範圍第28項之固體元件裝置之製造方法， 7 衣步驟包含町辣：施概線之接合，耐鱗件將固中g 1246780 件之連線接合部覆蓋之步驟。 31·如申請專利範圍第29項之固體元件裝置之製造方法， 封步驟將無機密封材料在高黏度狀態下進行加王〇 〃 _ 利顧第31項之_元件裝置之製造方法，並中該密 ^步驟疋將該無機密封材料在㈣泊以上之高黏度條件下進行: 3力3ί受申隨元件錢之製造方法，其中該電 密封5S封裝至該無機材料基板，藉由將i 34.如申式而㈣加工’密封後再將之分離。 機密封:料=以3成=趙璃元件裝置之製造方法’其中該無 104
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