(57)【要約】【解決手段】セラミック基板と、この基板の上に配置された回路とを備えたサブマウントが提供される。前記回路は、少なくとも１つの非貴金属によってドープされた少なくとも１つの貴金属を含む導電性多孔質材料を含み、前記導電性多孔質材料の少なくとも一部の表面は、前記非貴金属の酸化物を含み、前記セラミック基板は、前記非貴金属の前記酸化物を介し、前記導電性多孔質材料に接合されている。【選択図】図１ａ
2009521122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板（１０１）と、この基板の上に配置された回路（１０２）と、を備えたサブマウントにおいて、
前記回路（１０２）は、少なくとも１つの非貴金属によってドープされた少なくとも１つの貴金属を含む導電性多孔質材料を含み、
前記導電性多孔質材料の少なくとも一部の表面は、前記非貴金属の酸化物を含み、
前記セラミック基板は、前記非貴金属の前記酸化物を介し、前記導電性多孔質材料に接合されていることを特徴とするサブマウント。
【請求項２】
前記表面が前記非貴金属の酸化物を含むようになっている前記導電性多孔質材料の前記部分は、前記非貴金属の量が多くなっている、請求項１記載のサブマウント。
【請求項３】
前記多孔質組成物の多孔率は、２５〜７５％の範囲内にある、請求項１または２記載のサブマウント。
【請求項４】
前記貴金属は、銀、金、パラジウム、白金、レニウムおよびそれらの組み合わせからなる群から選択されたものである、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサブマウント。
【請求項５】
前記非貴金属は、鉛、バナジウム、テルル、ビスマス、ヒ素、アンチモン、錫、クロームおよびこれらの組み合わせから選択されたものである、請求項１乃至４のいずれかに１項に記載のサブマウント。
【請求項６】
前記少なくとも１つの貴金属は銀であり、前記少なくとも１つの非貴金属は鉛およびバナジウムである、請求項１乃至５のいずれか１に項記載のサブマウント。
【請求項７】
前記セラミック基板（１０１）は、窒化アルミおよび炭化ケイ素から成る群から選択された材料を含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のサブマウント。
【請求項８】
前記導電性多孔質材料の熱膨張率は、前記セラミック基板の熱膨張率に一致する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のサブマウント。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のサブマウントと、このサブマウントに配置されると共に前記回路（１０２）に電気的に接続された少なくとも１つの発光ダイオード（１０３）とを備えた、発光デバイス（１００）。
【請求項１０】
セラミック基板を準備するステップと、
少なくとも１つの非貴金属によりドープされると共に、液体媒体内に分散された少なくとも１つの貴金属の粒子を含む組成物の回路パターンを、前記セラミック基板に配置するステップと、
前記液体媒体の少なくとも一部が蒸発し且つ前記非貴金属の少なくとも一部が酸化される温度で、前記組成物を加熱するステップとを備えた、サブマウントを製造するための方法。
【請求項１１】
前記貴金属は、銀、金、パラジウム、白金、レニウムおよびそれらの組み合わせからなる群から選択されたものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記非貴金属は、鉛、バナジウム、テルル、ビスマス、ヒ素、アンチモン、錫、クロームおよびこれらの組み合わせから選択されたものである、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの貴金属は銀であり、前記少なくとも１つの非貴金属は鉛およびバナジウムである、請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のサブマウント。
【請求項１４】
前記セラミック基板（１０１）は、窒化アルミおよび炭化ケイ素から成る群から選択された材料を含む、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
約２５０℃〜約５００℃までの範囲の温度で前記加熱するステップを実行する、請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
３〜２５分の間、前記加熱するステップを実行する、請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
プリントにより、前記セラミック基板に前記組成物を配置する、請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の方法を含む、発光デバイスを製造する方法において、
前記基板に少なくとも１つの発光ダイオードを配置するステップと、
前記少なくとも１つの発光ダイオードを前記回路に電気的に接続するステップとを更に備えた、発光デバイスを製造するための方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの発光ダイオードを前記回路に接続すると共に前記回路に接合するように、前記加熱の間、少なくとも１つの発光ダイオードを前記セラミック基板に配置する、請求項１８記載の発光デバイスを製造するための方法。
【請求項２０】
サブマウントを製造するために、少なくとも１つの非貴金属でドープされた少なくとも１つの貴金属の粒子を含む組成物を使用する方法であって、前記粒子が液体媒体内に分散されている、組成物の使用法。
【請求項２１】
請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の方法によって得ることができるサブマウント。
【請求項２２】
請求項１８または１９に記載の方法によって得ることができる発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基板，この基板の上に配置された回路，を備えたサブマウントに関するだけでなく、少なくとも１つの発光ダイオード，本発明のサブマウント，を備えた発光デバイスにも関する。本発明は更に、本発明のサブマウントおよびかかる発光デバイスの製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ベースの発光デバイス、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）およびレーザーダイオード（ＬＤ）をベースとする発光デバイスは、現在入手できる光源のうちで最も効率的かつロバストな光源である。
【０００３】
ＬＥＤをベースとする発光デバイスでは、一般に基板の上に発光ダイオードが配置され、発光ダイオードは基板の上に配置された回路に接続されている。
【０００４】
１ミリ平方当たり３ワットまでの効果を有する単一のソリッドステート発光デバイスまたは１００ワット以上の総効果を有するかかるデバイスのアレイのようなハイパワーアプリケーションでは、発光デバイスから多量の熱が排出される。かかるハイパワーアプリケーションでは、温度が容易に２５０℃までに達する。
【０００５】
かかるハイパワーアプリケーションでは、特別な材料をデバイスで使用しなければならない。一方、回路材料と基板材料の双方は、高温に耐えなければならないが、他方、回路材料と基板材料の双方は、かかるデバイスにおいて、大電流を取り扱いできなければならない。このため、回路には、高導電度を有する材料が必要となり、一方、基板には良好な絶縁容量を有している材料が必要となる。
【０００６】
一方、この分野における競争が激しくなることにより、デバイスを大量で、かつ低コストで容易に製造することができなければならない。
【０００７】
Ａｇプレーティングにより上部に回路が形成されたＡｌＮ基板を有する発光ダイオードをベースとするデバイスを示す、Suehiro外を発明者とする米国特許出願公開第2004/0169466号には、このタイプの発光デバイスの一例が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この米国特許出願公開第2004／0169466号に記載されたＡｇプレーティングされた回路は、ＡｌＮ基板の熱膨張率よりも大きい熱膨張率を有する。従って、デバイス内の大きな温度変化は、デバイス内で応力を誘導する温度を生じさせ、プレーティングされている回路と基板との接続が外れたり、またはプレーティングされた回路が基板から剥離したりする可能性が高くなる。
【０００９】
米国特許出願公開第2004/0169466号では、熱を基板から周辺の空気に伝えるよう、ＡｌＮ基板の下面に放熱プレートを配置することによってこの問題を解決している。この解決案は有害な温度変化が生じる確率を下げている。しかしながら、有害な温度変化が生じた場合にプレーティングされている回路が外れたり剥離したりする事実上の問題を解決できない。
【００１０】
本発明の目的は、この課題を解決すると共に、サブマウント、特に基板に配置された回路を備え、発光ダイオードおよび／またはその上の他の熱放散部品を配置するためのサブマウントであって、高温および温度変化に耐えることができるサブマウントを提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、デバイス、特に高温および大きい温度変化に耐えることができるサブマウントに配置された発光ダイオードおよび／または他の熱放散部品を備えた、発光デバイスまたは他の熱放散デバイスを提供することにある。
【００１２】
本発明の更に別の目的は、かかる上記サブマウントおよび／またはデバイスの製造で使用される組成物を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、高温および大きい温度変化に耐えることができる、上記のようなサブマウントおよび／またはデバイスを製造するための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者達は、上記目的を少なくとも部分的に満たすために、液体媒体内に分散された、少なくとも１つの非貴金属でドープされた少なくとも１つの貴金属の粒子を含む液体組成物を使用できることを発見した。本発明者達は、かかる液体組成物を基板に配置し、十分に加熱すると、液体媒体が蒸発する間、粒子が溶融し、非貴金属が酸化する間、多孔質構造を形成するので、基板の表面には多孔質の導電性材料が形成されること、およびこの材料は酸化に起因して基板に対する強力な結合力を有することを発見した。
【００１４】
従って、第１の態様によれば、本発明は、セラミック基板と、この基板の上に配置された回路とを備え、前記回路は、少なくとも１つの非貴金属によってドープされた少なくとも１つの貴金属を含む導電性多孔質材料を含む、サブマウントに関する。前記導電性多孔質材料の少なくとも一部の表面は、前記非貴金属の酸化物を含み、前記セラミック基板は、前記非貴金属の前記酸化物を介し、前記導電性多孔質材料に接合されている。
【００１５】
一般に、前記多孔質組成物の多孔率は、２５〜７５％の範囲内にある。
【００１６】
かかるサブンマウントは、従来のサブンマウントよりもいくつかの利点を有する。例えば、この回路の多孔質構造体は回路をより延性にするので、例えば温度変化に起因し、回路が取り付けられている基板が膨張したり、収縮したりする場合でも、この多孔質構造体は容易には破壊されない。
【００１７】
更に、非貴金属の酸化物はセラミック基板に対する強力な結合力を呈し、これにより回路が基板から剥離することが防止される。
【００１８】
本発明のサブンマウントでは、表面が前記非貴金属の酸化物を含む前記導電性多孔質材料の部分では、前記非貴金属の量を多くできる。従って、この回路の酸化された部分は回路の酸化されていない部分よりもより多くの非貴金属を含む。非貴金属の酸化中にこれら金属は所定の状況で、形成中の多孔質材料の表面に向かって移動し、より高い濃度の（酸化された）非貴金属を有するアグレゲートを形成する。この結果、基板と回路との間の結合に対する一連の飛び飛びの離散的な位置が生じ、このことは延性な回路を生じさせる。
【００１９】
本発明の実施例では、前記貴金属は、銀、金、パラジウム、白金、レニウムおよびそれらの組み合わせからなる群から選択されたものである。
【００２０】
この群からの貴金属は、高い電気容量を示すので、回路材料の主たる導電性元素として適す。
【００２１】
本発明の実施例では、前記非貴金属は、鉛、バナジウム、テルル、ビスマス、ヒ素、アンチモン、錫、クロームおよびこれらの組み合わせから選択されたものである。
【００２２】
この群からの非貴金属は、容易に酸化され、これら非貴金属の酸化物はセラミック基板に対して強力な結合力を呈する。
【００２３】
好ましい実施例では、貴金属は銀であり、非貴金属は鉛およびバナジウムである。酸化時にこれら鉛とバナジウムは共にバナジウム酸鉛ガラスを形成し、このガラスは基板に強力に接合する。
【００２４】
本発明の実施例では、前記セラミック基板は、窒化アルミおよび炭化ケイ素から成る群から選択された材料を含むことができる。
【００２５】
一般に非酸化物基板、例えば上記材料（これらに限定されず）は、回路の酸化された非貴金属に対するより強力な接合部を形成することに起因し、酸化物基板、例えばアルミナまたはシリカ基板よりも好ましい。
【００２６】
本発明の実施例では、回路を形成する導電性多孔質材料の熱膨張率を前記セラミック基板の熱膨張率に一致させることができる。
【００２７】
基板材料の熱膨張率と回路材料の熱膨張率とは一致していることが好ましい。その理由は、このように一致していると、回路とかかる電気コンポーネントとの接合部にかかる温度変化によって誘導される応力が軽減されるからである。
【００２８】
回路材料の熱膨張率と、回路に取り付けられている熱放散電気コンポーネントの熱膨張率も一致していることが好ましい。その理由は、このように一致していると、回路とかかる電気コンポーネントとの接合部にかかる温度変化によって誘導される応力が軽減されるからである。
【００２９】
第２の態様によれば、本発明は、本発明のサブマウントと、このサブマウントに配置されると共に前記回路に電気的に接続された少なくとも１つの発光ダイオードと、を備えた、発光デバイスを提供するものである。第３の態様によれば、本発明は、発光ダイードのためのサブマウントを製造するための方法を提供するものである。
【００３０】
かかる方法は、セラミック基板を準備するステップと、少なくとも１つの非貴金属によりドープされると共に、液体媒体内に分散された少なくとも１つの貴金属の粒子を含む組成物の回路パターンを、前記セラミック基板に配置するステップと、前記液体媒体の少なくとも一部が蒸発し、前記非貴金属の少なくとも一部が酸化される温度で前記組成物を加熱するステップとを含むことができる。
【００３１】
液体組成物において、粒子の表面にある貴金属部分は酸化される。しかしながら、加熱時に酸化された貴金属は酸素原子を失う。他方、貴金属内にドープされた非貴金属は、この加熱中に更に酸化された状態になり、酸化物の酸素原子を介し、セラミック基板に結合するための機会を提供する。
【００３２】
この加熱ステップ中、組成物の粒子は共に溶融状態となり、液体媒体（一般にオイル）が蒸発することに起因し、加熱後残っている構造物は多孔質導電性材料となり、この材料は基板の表面に結合する。本発明の実施例では、少なくとも１つの貴金属は銀、金、パラジウム、白金、レニウムおよびそれらの組み合わせから成る群から選択できる。
【００３３】
これら群から選択された貴金属は、大きい電気容量を呈するので、回路材料の主たる導電性元素として適す。更に、これら貴金属の酸化物は、非貴金属が容易に酸化される温度で酸素原子を失う。
【００３４】
本発明の実施例では、前記少なくとも１つの非貴金属は、鉛、バナジウム、テルル、ビスマス、ヒ素、アンチモン、錫、クロームおよびこれらの組み合わせから選択されたものである。
【００３５】
この群からの非貴金属は、酸化された貴金属が酸素原子を失う温度で容易に酸化され、これら非貴金属の酸化物はセラミック基板に対する強力な結合力を呈する。
【００３６】
本発明の実施例では、約２５０℃〜約５００℃、一般に３００℃と４５０℃の間の温度範囲内で加熱を実行する。
【００３７】
一般に３〜２５分、例えば５〜２０分、例えば１０〜１５分の間、加熱を実行する。
【００３８】
第４の態様によれば、本発明は、本発明によるサブマウントの製造方法と、前記基板に少なくとも１つの発光ダイオードを配置するステップと、前記少なくとも１つの発光ダイオードを前記回路に電気的に接続するステップとを備えた、発光デバイスを製造するための方法を提供するものである。
【００３９】
本発明の実施例では、加熱により、前記少なくとも１つの発光ダイオードを前記回路に接続すると共に、前記サブマウントに接合するよう、前記加熱の間、少なくとも１つの発光ダイオードを前記セラミック基板に配置することができる。
【００４０】
第５の態様によれば、本発明は、少なくとも１つの非貴金属でドープされた少なくとも１つの貴金属の粒子を含み、前記粒子は本発明のサブマウント又は他のデバイスを製造するために液体媒体内に分散されている、組成物の使用法を提供するものである。
【００４１】
以下、本発明の現時点で好ましい実施例を示す添付図面を参照し、本発明の上記およびそれ以外の態様についてより詳細に説明する。図面は縮尺どおりではなく、理解を容易にするために、一部の部品の寸法は誇張されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１ａおよび１ｂには、本発明の発光デバイス１００が示されている。このデバイスは、基板１０１と，この基板に配置された回路１０２と，を備えた本発明のサブマウントを含む。これに適した領域では、基板１０１に発光ダイオード（ＬＥＤ）１０３が物理的に接合されており、この発光ダイオードは導電性ハンダバンプ１０４を介して回路１０２に電気的に接続されている。
【００４３】
デバイスから熱を除去するように熱を伝えるよう、例えばＬＥＤ１０３の位置に対応する位置にて、基板１０１の底部側にヒートシンク１０５をオプションとして配置できる。
【００４４】
基板１０１は発光ダイオードまたは他の熱放散電気コンポーネントのための基板として使用するのに適した、当業者に知られている任意のセラミック材料とすることができる。適当なセラミック基板の例として、アルミナ、石英、ジルコン酸カルシウム、フロストバイト、ＳＩＣ、グラファイト、溶融シリカ、ムライト、コージエライト、ジルコニア、ベリリアおよび窒化アルミ（ＡｌＮ）を挙げることができる。基板はＡｌＮまたはＳｉＣから製造することが好ましい。良好な電気絶縁特性および高い熱伝導特性に起因して、セラミック基板が好ましい。従って、サブマウントに配置された電気コンポーネントに対し、大きな駆動電流を流すことができる。一方、かかる電気コンポーネントによって放散される熱はデバイスから効果的に除去されるように伝えられる。
【００４５】
非酸化物の基板は、後述するように回路に対して強力に接合するので、非酸化物の基板が好ましい。
【００４６】
ＡｌＮは、高い熱伝導特性および比較的低い熱膨張率と組み合わされた良好な電気絶縁特性を有するので、好ましい基板材料である。
【００４７】
回路１０３は、少なくとも１つの非貴金属でドープされた少なくとも１つの貴金属を含む導電性多孔質材料からなる。前記導電性多孔質材料の少なくとも一部の表面は前記非貴金属の酸化物を含む。一般にこの多孔質導電性材料には前記非貴金属の前記酸化物を介し、セラミック基板１０１が接合されている。
【００４８】
本発明で使用するための金属の例として、空気および／または水の存在下で少なくとも３００℃までの温度で酸化しない金属を挙げることができる。かかる金属の例として貴金属、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、ＰｄおよびＲｅだけでなくそれらの組み合わせを挙げることができる。
【００４９】
銀（Ａｇ）は、高導電度および高熱伝導度に起因し、好ましい金属である。従って、回路に接続された電気コンポーネントに対し、大駆動電流を流すことができる。それと同時に、かかる電気コンポーネントによって放散される熱は、デバイスから除去されるように効果的に伝えられる。
【００５０】
回路材料は、表面に酸化された非貴金属、例えば鉛、バナジウム、テルル、ビスマス、ヒ素、アンチモン、錫、クロームの酸化物およびそれらの組み合わせを含むような部分も含む。一般にこれら酸化物は材料の表面にガラス相を形成する。
【００５１】
非貴金属の好ましい組み合わせは鉛とバナジウムであり、これらは酸化された状態で回路表面の部分にバナジウム酸鉛ガラス相を形成する。
【００５２】
回路材料は多孔質構造であり、この回路材料の多孔率は一般に約２５〜７５％の範囲、例えば約４０〜６０％の範囲である。
【００５３】
これよりも高い多孔率またはこれよりも低い多孔率の回路材料も使用できる。
【００５４】
回路材料の多孔率および組成比は回路材料の熱膨張率が基板材料の熱膨張率に一致するように選択することが好ましい。
【００５５】
回路材料が多孔質構造であると、非多孔質状態であった場合よりも回路をより延性にするので、多孔質構造が好ましい。
【００５６】
本明細書で使用する「一致した熱膨張率」なる用語は、回路の熱膨張率（ＣＴＥ）と基板材料の熱膨張率との差に関連する。これら膨張率を一致させるには、２つの材料の間の熱膨張率の差に起因して、温度差により誘導される応力が回路と基板の接続を外したり、回路を基板から剥離させたりしない程度に、これら膨張率の差を小さい値にすべきである。
【００５７】
更に、回路材料の熱膨張率は、サブマウントに配置され、回路に接続される熱放散電気コンポーネント、例えば発光ダイオードの熱膨張率にも一致させることが好ましい。基板材料の熱膨張率は熱放散電気コンポーネント（発光ダイオード）の熱膨張率と異なる場合、回路材料の熱膨張率は基板材料の熱膨張率と熱放散電気コンポーネントの熱膨張率との間となるようにしなければならない。
【００５８】
好ましい製造方法の説明で以下詳細に説明するように、回路は、液体媒体（一般にオイル）に貴金属でドープされた貴金属の粒子を含む液体組成物として、基板表面に適用される。次に、基板に配置されたこの液体組成物は、非貴金属が酸化し、液体組成物からオイルが蒸発する温度まで加熱される。冷却後、多孔質の固体／アモルファス回路材料が残り、この材料は熱膨張係数、熱伝導度および電導度に関する所望の特性を有する。
【００５９】
更に、酸化された非貴金属は、この加熱プロセス中に基板材料に強力に結合するので、この結果生じる回路は基板表面に機械的に固定される。非貴金属の酸化物は、特に基板材料が非酸化物のセラミック材料であり、その材料の表面が容易に酸素に結合できる場合、基板材料に強力に結合する。
【００６０】
このように得られる強力な機械的な結合の他に、酸化プロセス中に非貴金属と回路に接触する材料との間の結合は、ＬＥＤからの光を結合するためのカプセル封入材、例えばガラスまたはセラミック封入材として使用できる材料に対しても良好に結合できる。
【００６１】
この回路材料は、追加コンポーネントをサブマウントに結合し、光学的に接続するのにも適す。例えば一部のケースでは、サブマウントに配置されたＬＥＤの頂部に光学的コンポーネント、例えば屈折要素、例えばレンズまたは散乱コンポーネントを取り付けることが好ましい。特に、かかるコンポーネントがセラミック製またはガラス材料製である場合、回路材料は、サブマウントとかかる光学的コンポーネントとの間の良好な光学的結合だけでなく、機械的に強力な取り付けも行うことができる。
【００６２】
更に、回路材料の貴金属は、一般に反射性であり、ＬＥＤの近くにおいて基板の表面の近くにかかる材料を配置することにより、デバイスの光利用率を高めるよう、回路材料内でＬＥＤから発生された光を反射できる。
【００６３】
無機物ベースのＬＥＤ、有機物ベースのＬＥＤ（ＯＬＥＤ）およびポリマーベースのＬＥＤ（ポリＬＥＤ）を含む任意のタイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）１０３を、本発明の発光デバイスに使用できる。更に本発明の発光デバイスは、各サブマウントに２つ以上のＬＥＤを含むことができる。
【００６４】
特に当業者であれば理解できるように、回路を製造するのに使用される高温（〜約２５０〜５００℃）に少なくとも短時間、耐えることができる無機材料ＬＥＤが好ましい。
【００６５】
図１には、ＬＥＤの下側にアノードとカソードの双方のコネクタを有するフリップチップタイプのＬＥＤが示されている。しかしながら、ＬＥＤの両側にアノードおよびカソードコネクタを有するトップツーボトムタイプのＬＥＤのような他のタイプのＬＥＤも使用できる。ワイヤーボンド、例えばトップツーボトムＬＥＤの頂部側面からのワイヤーボンドを取り付けるのに、このような回路材料が良好に適す。
【００６６】
本発明のサブマウントは、ハイパワーＬＥＤ、例えば３ワット／ｍｍ2まで又はそれ以上の効果を有するＬＥＤと共に特に有利に使用でき、かかるＬＥＤは、作動時に多量の熱を放散し、本発明のサブマウントは特に、大電流および大きい温度変化を取り扱うように設計されている。
【００６７】
図１に示されるように、ＬＥＤはハンダバンプ１０４を介して回路に接続されている。かかるハンダバンプはインジウム、金、ＡｕＳｎ、ＰｂＳｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＢｉＳｎ、ＰｂＡｇおよびＡｇＣｕを含む、当業者に知られた任意の適当な材料とすることができるが、これら材料だけに限定されるものではない。
【００６８】
しかしながら、本発明の一部の実施例では、ハンダバンプ１０４を省略してもよいし、またはこれらを回路材料から製造してもよい。例えば耐高温ＬＥＤ（または回路に接続すべき他の電気コンポーネント）を使用するとき、加熱ステップ前に液体回路組成物と接触させ、これらが酸化プロセス中に存在するようにすることができる。このことは、ＬＥＤと回路との間に強力な機械的な接合を生じさせ、これまで説明したように、ＬＥＤと回路（および酸化された回路材料を介した基板）との間の良好な光学的結合が生じる。
【００６９】
上記のようなサブマウント（すなわち基板と、その上に配置された回路）は、本発明の好ましい態様を形成する。
【００７０】
本発明のサブマウントとこれに接続されたＬＥＤとを備えた上記発光デバイスは、本発明の別の好ましい態様を形成する。
【００７１】
回路を形成するのに利用される液体組成物は、少なくとも１つの非貴金属でドープされた少なくとも１つの貴金属の粒子を含み、これら粒子は液体媒体内に分散されている。貴金属および非貴金属は前に開示したように選択される。
【００７２】
一般に液体媒体はオイルである。この液体媒体は２５０〜５００℃の範囲内、一般に３００〜４５０℃の範囲の温度で蒸発できなければならない。
【００７３】
金属は、約１〜１００μｍの範囲の寸法を有する粒子として、例えば約１〜１０μｍの範囲内、例えば約１〜５μｍの範囲のサイズを有する粒子として、液体組成物内に存在することが好ましい。これとは異なり、金属は、約１〜１０μｍの厚さ、例えば約１〜５μｍの厚さ、一般に約２μｍの厚さ、および、約１０〜１００μｍの直径、例えば約１０〜５０μｍの直径、一般に約５０μｍの直径を有するフレークの形態となっている。
【００７４】
使用に適した形態の液体組成物の粘性は、使用を意図する実施方法に応じて決まり、インクジェットプリントアプリケーション用の１ｍＰａｓからステンシルプリントアプリケーション用の１０〜１００Ｐａｓまで変わり得る。
【００７５】
これまで実際に使用に成功したかかる液体組成物の一例は、非貴金属としての鉛およびバナジウムでドープされた貴金属として銀の粒子を含む。
【００７６】
本発明のサブマウントの製造において、上記のような液体組成物の使用は、本発明の好ましい態様を形成する。
【００７７】
本発明のサブマウントは一般に、（ｉ）セラミック基板を準備するステップと、（ｉｉ）少なくとも１つの非貴金属によりドープされた少なくとも１つの貴金属の粒子を含む液体組成物の回路パターンを、基板材料に配置するステップと、（ｉｉｉ）前記液体媒体の少なくとも一部が蒸発し、前記非貴金属の少なくとも一部が酸化される温度で、前記液体組成物を加熱して、例えばガラス相を形成し、その結果自立した多孔質の導電性の固体／アモルファス化合物を生じさせるステップとを備えた方法によって製造される。
【００７８】
この方法では、基板および液体組成物はこれまで説明したようなものである。
【００７９】
ガラス相を形成し、液体媒体を蒸発させる温度は、約２５０〜５００℃の範囲内とすることができる。一般にこの温度は、約３５０℃である。液体媒体を適当に蒸発させ、非貴金属を酸化するためには、約３〜２０分、例えば約１０分の間、この温度でサブマウントをインキュベート（温置）する。これとは異なり、所望する最終結果に達するには、これよりも長い時間または短い時間でもよいし、これよりも長い時間または短い時間で十分である場合もある。
【００８０】
インクジェットプリント、ピン転写、分散およびステンシルプリントを含む（これら方法だけに限定されるものではない）任意の適当な方法により、基板に液体組成物を配置できる。
【００８１】
サブマウントを製造する方法は、本発明の好ましい態様をなす。
【００８２】
図２は、本発明の方法によってＡｌＮ基板上に得られた多孔質回路材料のＳＥＭ画像を示す。このＳＥＭ画像におけるスケールマーカーは、５０μｍの距離に相関性がある。
【００８３】
この多孔質構造を得るために液体組成物の粒子は、約９７.５モル％のＡｇ、１.２５モル％のＶ、および１.２５モル％のＰｂにそれぞれ対応する約９７.２重量％のＡｇ、０.６重量％のＶ、および２.２重量％のＰｂを含んでいた。
【００８４】
粒子は、約５０容積％の液体組成物を構成していた。
【００８５】
ＡｌＮ基板に組成物を配置し、１５分間３５０℃で加熱した。
【００８６】
図２に示される、この結果得られた多孔質構造は、いくつかの、より暗い部分（矢印Ａで表示）を含み、これら暗い部分はバナジウム酸鉛ガラス（酸化された非貴金属）の表面を有する多孔質材料部分である。この画像は、複数のかかるディスクリート部分の構造を明らかに示す。
【００８７】
このように形成された構造を元素分析し、全体の組成は表１に従うものであった。表１では、ＡｌＮ基板からＡｌ部分が生じている。
【表１】
2009521122.tif 000003
【００８８】
これら結果から明らかなように、Ａｇと、Ｖと、Ｐｂとの間の元素比率は、初期の値に近い。
【００８９】
ＳＥＭ画像における矢印Ａで表示された部分は、別々に元素分析を受けたものであり、より暗いこの部分の組成物は、表１に従うものであり、この表１ではＡｌＮ基板からＡｌ部分が生じている。
【表２】
2009521122.tif 000004
【００９０】
これら結果は、多孔質材料のより暗い領域では、非貴金属ＶおよびＰｂの量が多いことを明らかに示す。
【００９１】
本発明の発光デバイスは、サブマウントを製造するための上記方法に基づく方法によって製造できる。
【００９２】
一実施例では、上記のようにサブマウントを製造し、１つのＬＥＤまたは複数のＬＥＤを当業者に公知の従来方法に従い、ハンダバンプにより回路に接続する。
【００９３】
別の実施例では、上記サブマウント製造方法におけるステップ（ｉｉ）とステップ（ｉｉｉ）との間に、基板に１つのＬＥＤ（または複数のＬＥＤ）を配置することにより、加熱ステップ中にＬＥＤが存在し、従ってガラス形成プロセス中に回路に電気的に、かつオプションとして光学的に接続されるようにして、発光デバイスを製造する。これによってＬＥＤと回路の強力な接続部が生じる。更に、従来使用されているハンダバンプだけでなく、別個のハンダ付けステップも省略できる。
【００９４】
当業者であれば、本発明はこれまで説明した好ましい実施例だけに限定されるものでないことが理解できよう。逆に、特許請求の範囲内では、多くの変形および変更が可能である。例えば本発明のサブマウントは、発光ダイオードと組み合わせて使用することだけに限定されない。当業者であれば理解できるように、かかるサブマウントは、任意の電気コンポーネントと組み合わせて使用することもでき、特に熱を放散する電気コンポーネント、一般的には半導体コンポーネント、例えば非発光ダイオード、トランジスタなどと共に使用するのに特に好ましい。本発明のデバイスは別のコンポーネントも含むことができる。更に本発明のデバイスは、一般に駆動ユニットに接続されるか、または接続可能であり、この駆動ユニットは電気コンポーネントを駆動する電流を提供できる。
【００９５】
要約すれば、本発明は、セラミック基板と、この基板に配置された回路とを備え、前記回路は少なくとも１つの非貴金属でドープされた少なくとも１つの貴金属を含む導電性多孔質材料を含み、前記導電性多孔質材料の少なくとも一部の表面は前記非貴金属の酸化物を含み、前記セラミック基板は前記非貴金属の前記酸化物を介し、前記多孔質の導電性材料に接合されているサブマウントに関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１ａ】本発明のサブマウントと、このサブマウントに配置された発光ダイオードとを備える、本発明の発光デバイスを斜視図で示す。
【図１ｂ】図１ａにおけるＩ−Ｉ線に沿った横断面図である。
【図２】本発明に従って得られた回路材料のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）の写真であり、この写真は材料の多孔質構造を示し、矢印Ａは（酸化された）非貴金属の量が多くなっている材料部分、すなわち非貴金属の量が多くなっている材料部分を示す。
【符号の説明】
【００９７】
１００    発光デバイス
１０１    基板
１０２    回路
１０３    発光ダイオード
１０５    ヒートシンク
【図１ａ】
2009521122.tif 000005
【図１ｂ】
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【図２】
2009521122.tif 000007
【国際調査報告】
2009521122.tif 000008
2009521122.tif 000009
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