(57)【要約】【課題】放熱特性が優れた薄型発光ダイオードパッケージ及びその製造方法を提供する。【解決手段】発光ダイオードパッケージ１００は、下部金属層１０６と；上記下部金属層上に順次に形成された第１シリコン層１０１、第１絶縁層１０２、第２シリコン層１０３、第２絶縁層１０７及びパッケージ電極パターン１０８と；  上記パッケージ電極パターン上に形成され，キャビティ１０９を有するスペーサ１１０と；  上記キャビティ内に実装され上記パッケージ電極パターン上にフリップチップボンディングされたＬＥＤ素子１１２と；  上記スペーサ上面に接合された光学素子１１４とを含む。【選択図】図２
2006270046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部金属層；
上記下部金属層上に順次に形成された第１シリコン層、第１絶縁層  、第２シリコン層、第２絶縁層及びパッケージ電極パターン；
上記パッケージ電極パターン上に形成され、キャビティを有するスペーサ；
上記キャビティ内に実装されて上記パッケージ電極パターン上にフリップチップボンディングされたＬＥＤ素子；及び
上記スペーサ上面に接合された光学素子とを含むことを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
【請求項２】
上記下部金属層は上記第１シリコン層下面に形成された金属膜と、上記金属膜下面に電気メッキされた金属コア層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項３】
上記金属コア層は上記ＬＥＤの実装領域に相応する領域のみに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項４】
上記下部金属層は上記ＬＥＤ素子の実装領域に相応する領域において上記第１絶縁層と接触することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項５】
上記スペーサはシリコンから形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項６】
上記スペーサは絶縁性樹脂から形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項７】
上記キャビティ側面には反射用金属膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項８】
上記反射用金属膜はＡｇまたはＡｌからなることを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項９】
上記第１絶縁層及び第２絶縁層は熱酸化膜であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１０】
第１シリコン層、第１絶縁層、第２シリコン層及び第２絶縁層が順次に積層され形成されたサブマウント用基板を備える段階；
上記第１シリコン層を選択的に蝕刻し、ＬＥＤ素子の実装領域に相応する領域において
上記第１絶縁層を露出させる溝を形成する段階；
上記溝を埋め立てるよう上記第１絶縁層の露出面及び上記第１シリコン層の下面に下部金属層を形成する段階；
上記第２絶縁層上にパッケージ電極パターンを形成し、上記パッケージ電極パターン上にＬＥＤ素子をフリップチップボンディングして上記ＬＥＤ素子を実装する段階；
上記パッケージ電極パターン上にキャビティを有するスペーサを形成して上記ＬＥＤ素子が上記キャビティ内に位置するようにする段階；及び
上記スペーサ上面に光学素子を接合する段階とを含むことを特徴とする発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項１１】
上記サブマウント用基板を備える段階は、
第１シリコン層、第１絶縁層及び第２シリコン層が順次に積層されて形成されたＳＯＩ基板を備える段階；及び
上記ＳＯＩ基板上に第２絶縁層を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項１２】
上記サブマウント用基板を備える段階は、
シリコン直接接合によって第１絶縁層を挟んで２つのシリコン基板を接合する段階；及び
上記２つのシリコン基板中のいずれか一つのシリコン基板上に第２絶縁層を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項１３】
上記下部金属層を形成する段階は、
上記第１絶縁層の露出面及び上記第１シリコン層の下面に金属膜を形成する段階；及び
上記溝を埋め立てるよう上記金属膜下面に電気メッキされた金属コア層を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項１４】
上記金属コア層を形成する段階後に、上記金属コア層を研磨して上記溝の外側に形成されている上記金属コア層部分を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項１５】
上記パッケージ電極パターン上に上記キャビティを有するスペーサを形成する段階は、
スペーサ用シリコン基板を選択的に蝕刻して上記スペーサ用シリコン基板にキャビティを形成する段階；及び
上記キャビティが形成された上記スペーサ用シリコン基板を上記パッケージ電極パターン上に接合する段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項１６】
上記パッケージ電極パターン上に上記キャビティを有するスペーサを形成する段階は、
絶縁性樹脂基板にキャビティを形成する段階；及び
上記キャビティが形成された上記絶縁性樹脂基板を上記パッケージ電極パターン上に接合する段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項１７】
上記スペーサのキャビティ側面に反射用金属膜をコーティングする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項１８】
上記第１絶縁層及び第２絶縁層は熱酸化膜であることを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項１９】
第１シリコン層、第１絶縁層、第２シリコン層及び第２絶縁層が順次に積層され形成されたサブマウント用基板を備える段階；
上記第１シリコン層を選択的に蝕刻して、多数のＬＥＤ素子の実装領域に相応する領域において上記第１絶縁層を露出させる多数の溝を形成する段階；
上記多数の溝を埋め立てるよう上記第１絶縁層の露出面及び上記第１シリコン層の下面に下部金属層を形成する段階；
上記第２絶縁層上に多数のパッケージ電極パターンを形成し、上記多数のパッケージ電極パターン上に多数のＬＥＤ素子をフリップチップボンディングして上記多数のＬＥＤ素子を実装する段階；
上記ＬＥＤ素子各々がそれぞれのキャビティ内に位置するよう、上記多数の電極パターン上に多数のキャビティを有するスペーサを形成する段階；
上記スペーサ上面に光学素子を接合する段階；及び
上記光学素子が形成された結果物を個別ＬＥＤパッケージに切断する段階とを含むことを特徴とする発光ダイオードパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオードパッケージ及びその製造方法に関するもので、特に熱酸化膜特性が優れており、大量生産に適した薄型の発光ダイオードパッケージ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＰなどの化合物半導体材料を用いる発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；  以下、ＬＥＤともいう）素子が開発され多様な色の光源に用いられている。ＬＥＤ製品の特性を決める要素には色、輝度及び光変換效率などがある。ＬＥＤ製品の特性は１次的にはＬＥＤ素子に用いられている化合物半導体材料とその構造によって決まるが、２次的にはＬＥＤ素子を実装するためのパッケージの構造によっても大きな影響を受ける。ＬＥＤ素子が室内外照明、自動車ヘッドライト、ＬＣＤ表示装置のバックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｔ）など様々な応用分野に用いられることによって、ＬＥＤパッケージに要求される特性が多くなるようになった。
【０００３】
とりわけ、ＬＥＤ素子が照明用に用いられるためには、高出力の光を発生させなければならず、高い入力電力を必要とする。それによって、ＬＥＤ素子に過多な熱が発生される。ＬＥＤ素子に発生される熱がＬＥＤパッケージで效果的に放出されることができないと、ＬＥＤ素子の温度が高くなりＬＥＤ素子の特性が劣化され、素子の寿命が縮むようになる。従って、高出力ＬＥＤパッケージにおいて、ＬＥＤ素子から発生される熱を效果的に放出させようとする研究が進んできた。ＬＥＤパッケージの放熱特性を改善するために、下記特許文献１は狭いスリットによって分離された金属基板をＬＥＤパッケージ基板に用いる技術を開示している。
【０００４】
また、電子部品の小型化及び軽量化の傾向によって、非常に薄い厚みを有する薄型ＬＥＤパッケージに対する要求が増加している。例えば、ＬＣＤのバックライトユニットに用いられるＬＥＤパッケージはバックライトユニットの小型化のために薄型で製造される必要がある。しかし、従来の技術で採用しているＬＥＤパッケージはこのような要求を充分に満たすことができず、製造工程が難しいという問題を有している。
【０００５】
図１は、特許文献１にて開示された従来のＬＥＤパッケージ（１０）の概略的な構造を示す断面図である。該ＬＥＤパッケージ（１０）は空気を光の媒体に使用している。図１を参照すれば、ＬＥＤパッケージ（１０）は、狭いスリット（６）が形成されている金属基板（２）と、絶縁基板からなるスペーサ（４）と、透明ガラスからなるカバー板（９）を含む。スリット（６）にはエポキシ樹脂などの絶縁部材（３）が充填されていて金属基板（２）は互いに分離された２つの電極（２ａ、２ｂ）を形成する。上記金属基板（２）、スペーサ（４）及びカバー板（９）はこれらの間に介在された接着シート（５、８）によって各部材が互いに接合される。スペーサ（４）の中央部にはキャビティ（４ｂ）が形成されており、該キャビティ（４ｂ）内にＬＥＤ素子（７）が実装される。該キャビティ（４ｂ）の側面には金属膜（１１）がコーティングされている。該金属膜（１１）は側方向に進行するＬＥＤ光を上方に反射させる反射面の役割をする。ＬＥＤ素子（７）はバンプ（７ａ、７ｂ）を通して上記金属基板（２）の２つの電極（２ａ、２ｂ）にフリップチップボンディングされている。ＬＥＤ素子（７）と金属基板（２）間の隙間にはアンダーフィル樹脂が充填され得る。
【０００６】
上記ＬＥＤパッケージ（１０）は金属基板（２）を使用することによりＬＥＤ素子（７）から発生する熱の放出特性を高めるようになる。しかし、上記構造を有する従来のＬＥＤパッケージ（１０）を製造するためには、狭いスリット（６）によって金属基板（２）を分離するよう金属基板（２）を精密に加工すべきであり、狭いスリット（６）内に絶縁部材（３）を完全に充填させなければならない。そのため、ＬＥＤパッケージ（１０）の製造が難しく、充分に薄い厚さの薄型パッケージを製造することができなくなる。また、スリット（６）が両バンプ（７ａ、７ｂ）の真ん中に位置するようにＬＥＤ素子（７）を金属基板（２）の両電極（２ａ、２ｂ）に正確にフリップチップボンディングさせるのが非常に難しい。
【特許文献１】日本特許公開公報第２００３−２１８３９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記した問題点を解決するためのものであり、本発明の目的はＬＥＤ素子から発生される熱を效果的に放出し、より薄い厚みを有する薄型のＬＥＤパッケージを提供することである。
【０００８】
さらに、本発明の他の目的は、放熱特性が優れた薄型のＬＥＤパッケージをより容易に製造することができ、多数のＬＥＤパッケージを同時に製造するのに適したＬＥＤパッケージ製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した技術的課題を成し遂げるために、本発明による発光ダイオードパッケージは、下部金属層と；上記下部金属層上に順次に形成された第１シリコン層、第１絶縁層、第２シリコン層、第２絶縁層及びパッケージ電極パターンと；上記パッケージ電極パターン上に形成され、キャビティを有するスペーサと；上記キャビティ内に実装されて上記パッケージ電極パターン上にフリップチップボンディングされたＬＥＤ素子と；上記スペーサ上面に接合された光学素子を含む。
【００１０】
本発明によれば、上記下部金属層は上記第１シリコン層下面に形成された金属膜と、上記金属膜下面に形成された金属コア層からなることができる。この場合、上記金属コア層は銅などの金属で電気メッキして形成され得る。本発明の一実施形態によれば、上記金属コア層は上記ＬＥＤの実装領域に相応する領域のみに形成されている。本発明の好ましき実施形態によれば、上記下部金属層は上記ＬＥＤ素子の実装領域に相応する領域において上記第１絶縁層と接触する。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、上記スペーサはシリコンから形成され得る。他の形態として、上記スペーサは絶縁性樹脂から形成されることもできる。好ましくは、上記スペーサに形成された上記キャビティ側面には銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）からなる反射用金属膜が形成されている。
【００１２】
本発明の好ましき実施形態によれば、上記第１絶縁層及び第２絶縁層はシリコンを熱酸化させて形成された熱酸化膜である。熱酸化膜は数千Å（１万分の数千μｍ）程の非常に薄い厚みより形成されることができるので、熱放出特性の障害にならない。
【００１３】
本発明の他の目的を成し遂げるために、本発明による発光ダイオードパッケージの製造方法は、第１シリコン層、第１絶縁層、第２シリコン層及び第２絶縁層が順次に積層され形成されたサブマウント用基板を備える段階と；上記第１シリコン層を選択的に蝕刻し、ＬＥＤ素子の実装領域に相応する領域において上記第１絶縁層を露出させる溝を形成する段階と；上記溝を埋め立てるように上記第１絶縁層の露出面及び上記第１シリコン層の下面に下部金属層を形成する段階と；上記第２絶縁層上にパッケージ電極パターンを形成し、上記パッケージ電極パターン上にＬＥＤ素子をフリップチップボンディングして上記ＬＥＤ素子を実装する段階と；上記パッケージ電極パターン上にキャビティを有するスペーサを形成して上記ＬＥＤ素子が上記キャビティ内に位置するようにする段階と；上記スペーサ上面に光学素子を接合する段階を含む。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、上記サブマウント用基板を備える段階は、第１シリコン層、第１絶縁層及び第２シリコン層が順次に積層され形成されたＳＯＩ基板を備える段階と；上記ＳＯＩ基板上に第２絶縁層を形成する段階を含む。
【００１５】
本発明の他の実施形態によれば、上記サブマウント用基板を備える段階は、シリコン直接接合（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｄｉｒｅｃｔ  ｂｏｎｄｉｎｇ）によって第１絶縁層を挟んで２つのシリコン基板を接合する段階と；上記２つのシリコン基板中のいずれか一つのシリコン基板上に第２絶縁層を形成する段階を含む。
【００１６】
本発明の好ましき実施形態によれば、上記下部金属層を形成する段階は、上記第１絶縁層の露出面及び上記第１シリコン層の下面に金属膜を形成する段階と；上記溝を埋め立てるよう上記金属膜下面に電気メッキされた金属コア層を形成する段階を含む。また、本発明の一実施形態によれば、上記金属コア層を形成する段階後に、上記金属コア層を研磨して上記溝の外側に形成されている上記金属コア層部分を除去する段階をさらに含むことができる。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、上記パッケージ電極パターン上に上記キャビティを有するスペーサを形成する段階は、スペーサ用シリコン基板を選択的に蝕刻して上記スペーサ用シリコン基板にキャビティを形成する段階と；上記キャビティが形成された上記スペーサ用シリコン基板を上記パッケージ電極パターン上に接合する段階を含む。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、上記パッケージ電極パターン上に上記キャビティを有するスペーサを形成する段階は、絶縁性樹脂基板にキャビティを形成する段階と；上記キャビティが形成された上記絶縁性樹脂基板を上記パッケージ電極パターン上に接合する段階を含む。
【００１９】
本発明の好ましき実施形態によれば、上記スペーサのキャビティ側面に反射用金属膜をコーティングする段階をさらに含む。また、上記第１絶縁層及び第２絶縁層はシリコンを熱酸化させて形成された熱酸化膜であることが好ましい。
【００２０】
本発明の発光ダイオードパッケージの製造方法は、単一サブマウント基板を使用して多数のＬＥＤパッケージを同時に製造するのに容易に適用されることができる。この場合、サブマウント基板を使用して形成されたＬＥＤパッケージアレイ（ｐａｃｋａｇｅ  ａｒｒａｙ）を個別ＬＥＤパッケージに切断することにより、多数のＬＥＤパッケージを同時に得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、サーブマウント基板にシリコン層と下部金属層を用いることにより、ＬＥＤ素子から発生される熱を效果的に放出することができ、より薄い厚さを有する薄型のＬＥＤパッケージを具現することが可能となる。さらに、本発明によれば、ＬＥＤパッケージの製造工程は容易であり、高品質のＬＥＤパッケージを低費用で大量生産するのに適する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付の図を基に本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることが可能で、本発明の範囲が以下説明する実施形態に限定されるわけではない。本発明の実施形態は当業界において平均的な知識を有する者に対し本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることもあり、図上の同一符合で表示される要素は同一要素である。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ（１００）を示す断面図であり、図４は図２の発光ダイオードパッケージの概略的な分解斜視図である。図２は、図４のＸＸ’ラインに沿って切った断面図に相当する。図２及び図４を参照すれば、発光ダイオードパッケージ（１００）は下部金属層（１０６）に順次積層されている第１シリコン層（１０１）、第１絶縁層（１０２）、第２シリコン層（１０３）、第２絶縁層（１０７）を含む。上記第１シリコン層（１０１）／第１絶縁層（１０２）／第２シリコン層（１０３）の積層構造は、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕａｌｔｏｒ）基板から得ることができる。さらに、上記積層構造は、後述するように、シリコン直接接合（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｄｉｒｅｃｔ  ｂｏｎｄｉｎｇ）技術を利用して得ることもできる。第２絶縁層（１０７）上にはパッケージ電極パターン（１０８）が形成されている。該パッケージ電極パターン（１０８）は互いに分離された一対の電極より構成される。第２絶縁層（１０７）は一対の電極が互いに短絡されないようにする役割を果たす。第１絶縁層（１０２）と第２絶縁層（１０７）はシリコン層（１０１、１０３）を熱酸化させ得た熱酸化膜（ＳｉＯ２）である。
【００２４】
上記電極パターン（１０８）上には、キャビティ（１０９）を有するスペーサ（１１０）が接着シートなどの接着手段（図示せず）によって接合されている。上記スペーサ（１１０）はシリコン材質又は絶縁性樹脂から形成され得る。上記キャビティ（１０９）の側面（１１０ａ）から十分な光反射效果を得るために、上記キャビティ（１０９）側面（１１０ａ）に銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）などからなった反射用金属膜を形成するのが好ましい。しかし、シリコンでスペーサ（１１０）を形成した場合には、別途の反射用金属膜なしにもキャビティ（１０９）側面（１１０ａ）自体を反射面に用いることができる。上記キャビティ（１０９）内にはＬＥＤ素子（１１２）が電極パターン（１０８）にフリップチップボンディングによって実装されている。ＬＥＤ素子（１１２）から側方向に放出される光は上記反射面（１１０ａ）によって上方に反射される。スペーサ（１１０）上面には光学素子（１１４）が接着シートなどの接着手段（図示せず）によって接合されている。光学素子（１１４）はＬＥＤ素子（１１２）を密封するカバー板の役割を果たす。光学素子（１１４）には、光学的レンズ（例えば、凹レンズまたは凸レンズ）または平板状の透明ガラス基板などを用いることができる。
【００２５】
図２及び図４に示すように、第１シリコン層（１０１）にはＬＥＤ素子（１１２）の実装領域に相応する領域において溝（１０１ａ）が形成されており、下部金属層（１０６）が上記溝（１０１ａ）を埋め立てている。そのため、下部金属層（１０６）はＬＥＤの実装領域に相応する領域において第１絶縁層（１０２）と接触する隆起部を有する（図４参照）。該下部金属層（１０６）は金属膜（１０４）と金属コア層（１０５）から構成される。下部金属層（１０６）は、例えば第１シリコン層（１０１）下面に金属膜（１０４）を形成した後、上記金属膜（１０４）の上から銅などで電気メッキすることにより形成されることができる。
【００２６】
図３は本発明の他の実施形態による発光ダイオードパッケージ（２００）の断面図である。図３に示す発光ダイオードパッケージ（２００）は、ＬＥＤ素子（１１２）の実装領域に相応する領域のみに金属コア層（１０５’）が形成されている点を除けば、図２及び図４に示す発光ダイオードパッケージ（２００）と同じである。すなわち、図３に示すように、下部金属層（１０６’）内の金属コア層（１０５’）がＬＥＤ素子（１１２）の実装領域に相応する領域に形成された溝（１０１ａ）のみに形成されており、溝の外側部位には金属コア層（１０５’）が形成されていない。このような構造は、例えば図２に示す発光ダイオード（１００）の金属コア層（１０５）の下部をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などの工程で研磨することによって得ることができる。このように金属コア層（１０５’）を溝部位のみに形成しても、改善された熱放出效果を得ることができる。これは、パッケージ内から発生される熱が主に溝部位に形成された金属コア層によって放出されることができるからである。図３に示す発光ダイオード（２００）は特に薄い厚みを有する点で有利である。
【００２７】
前述したように、発光ダイオードパッケージ（１００、２００）はＬＥＤ素子が搭載されるサブマウント用基板として、シリコン層（１０１、１０３）、下部金属層（１０６）及び絶縁層（１０２、１０７）を用いる。シリコン層（１０１、１０３）及び下部金属層（１０６）は従来の狭いスリットが形成された金属基板（図１の図面符号２参照）に比べさらに薄い厚みを有することが可能で、上記絶縁層（１０２、１０７）は数千Å（１万分の数千μｍ）程の非常に薄い厚みで形成されることができる。また、第２シリコン層（１０３）も数十μｍの厚さで薄く形成することができる。従って、上記発光ダイオードパッケージ（１００、２００）は、従来の発光ダイオードパッケージ（図１参照）に比べさらに薄い厚さを有することができるので、製品の小型化に適する。
【００２８】
シリコンの熱伝導度は金属に匹敵するほど大きいので、上記シリコン層（１０１、１０３）は熱放出に有利である。とりわけ、ＬＥＤ素子（１１２）の実装領域に相応する領域において、下部金属層（１０６、１０６’）が第１絶縁層（１０２）と接触することにより、熱放出效果はさらに向上される。サブマウントに含まれた絶縁層（１０２、１０７）はシリコンの熱酸化によって約数千Å程の薄い厚みで形成され得る。従って、絶縁層（１０２、１０７）による熱放出の遮断效果は無視するほど小さくなることができる。このように、熱伝導度の高いシリコン層（１０１、１０３）及び下部金属層（１０６、１０６’）と共に、薄膜の熱酸化膜からなった絶縁層（１０２、１０７）をサブマウントに用いることにより、ＬＥＤ素子（１１２）から放出される熱を效果的に放出させることが可能となる。
【００２９】
以下、図５から図１０を参照して本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明する。
【００３０】
先ず、図５を参照すれば、第１シリコン層（１０１）、第１絶縁層（１０２）、第２シリコン層（１０３）及び第２絶縁層（１０７）が順次積層されて形成されたサブマウント用基板を備える。該サブマウント用基板は、例えばＳＯＩ基板から得ることができる。すなわち、第１シリコン層（１０１）／第１絶縁層（１０２）／第２シリコン層（１０３）の積層構造を有するＳＯＩ基板を備える。この場合、第１絶縁層（１０２）は熱酸化膜であることが好ましい。その後、上記ＳＯＩ基板の第２シリコン層（１０３）を熱酸化させることにより、第２シリコン層上に第２絶縁層（１０７）を形成する。それによって、図５に示すようなサブマウント用基板を得るようになる。
【００３１】
図５のサブマウント用基板を得るための他の方案として、シリコン直接接合（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｄｉｒｅｃｔ  ｂｏｎｄｉｎｇ）技術を利用することもできる。すなわち、シリコン直接接合によって第１絶縁層（熱酸化膜）を挟んで２つのシリコン基板を接合する。その後、上記２つのシリコン基板の中でいずれか一つのシリコン基板を熱酸化させることにより、第２絶縁層を形成する。それによって、図５に示すようなサブマウント用基板を得るようになる。
【００３２】
次に、図６に示すように、第１シリコン層（１０１）を選択的に湿式蝕刻（ウエットエッチング）してＬＥＤ素子の実装領域に相応する領域に溝（１０１ａ）を形成する。それによって、ＬＥＤ素子の実装領域に相応する領域において第１絶縁層（１０２）が露出する。この際、熱酸化膜に対するシリコンの蝕刻選択比が高い蝕刻液を用いることにより、第１絶縁層（１０２）は蝕刻されないように湿式蝕刻工程を容易に制御することができる。この溝（１０１ａ）は後続工程において、金属で埋め込まれるようになる。
【００３３】
次に、図７に示すように、第１絶縁層（１０２）の露出面及び第１シリコン層（１０１）の下面に金属膜（１０４）を形成する。該金属膜（１０４）は後続の電気メッキのためのシード層としての役割を果たす。その後に、上記金属膜（１０４）の下面に銅などで電気メッキすることにより、上記溝（１０１ａ）を完全に埋め立てる金属コア層（１０５）を形成する。それによって、ＬＥＤ素子の実装領域に相応する領域において第１絶縁層（１０２）と接触する下部金属層（１０６）が形成される。他の方法として、電気メッキを完了した後には、上記溝（１０１ａ）外側に形成された金属コア層（１０５）をＣＭＰなどの工程によって研磨して除去することも可能である（この場合、図３に示すような発光ダイオードパッケージ（２００）を得ることができる）。
【００３４】
次に、図８に示すように、第２絶縁層（１０７）上に２つの金属電極からなるパッケージ電極パターン（１０８）を形成する。その後、パッケージ電極パターン（１０８）上にＬＥＤ素子（１１２）をフリップチップボンディングしてＬＥＤ素子（１１２）をサブマウントに実装する。この際、ＬＥＤ素子（１１２）の各電極に形成されたソルダバンプ（図示せず）を通してＬＥＤ素子をパッケージ電極パターン（１０８）にフリップチップボンディングすることができる。
【００３５】
次に、図９に示すように、キャビティ（１０９）が形成されたスペーサ（１１０）をパッケージ電極パターン（１０８）上に接合し、ＬＥＤ素子（１１２）が上記キャビティ（１０９）内に位置するようにする。この際、スペーサ（１１０）のキャビティ側面（１１０ａ）にはＡｇ（銀）またはＡｌ（アルミニウム）からなった反射用金属膜をコーティングすることが好ましい。
【００３６】
スペーサ（１１０）は、シリコン基板から作られることが可能である。すなわち、シリコン基板を湿式蝕刻してキャビティ（１０９）を形成した後、該シリコン基板をパッケージ電極パターン（１０８）上に接合することにより、パッケージ電極パターン（１０８）上にスペーサ（１１０）を形成することができる。この場合、別途の反射用金属膜コーティングなしにも、湿式蝕刻によって形成されたキャビティ側面（１０９ａ）自体を反射面に用いることが可能である。しかし、より向上された反射效果を得るためにはキャビティ側面（１１０ａ）上にＡｇまたはＡｌなどからなった反射用金属膜を形成する。
【００３７】
他の方法として、スペーサ（１１０）は、絶縁性樹脂基板から作られることが可能である。すなわち、絶縁性樹脂基板にキャビティ（１０９）を形成した後、その絶縁性樹脂基板をパッケージ電極パターン（１０８）上に接合することにより、パッケージ電極パターン（１０８）上にスペーサ（１１０）を形成することが可能である。絶縁性樹脂は金属やシリコンより反射率が低いので、スペーサのキャビティ側面（１０９ａ）にＡｇまたはＡｌなどからなった反射用金属膜をコーティングする。
【００３８】
その後、図１０に示すように、接着シート（図示せず）などの適切な接合手段を使用してスペーサ（１１０）上面に光学素子（１１４）を接合する。それによって、本実施形態による発光ダイオードパッケージを得るようになる。光学素子（１１４）はＬＥＤ素子（１１２）を密封するカバー板の役割を果たし、凹レンズまたは凸レンズなどの光学的レンズからなるか、単純な評判ガラス、一般に普及しているガラス板からなることが可能である。
【００３９】
本実施形態の製造方法においては、従来と違って、サブマウント基板に狭いスリット（図１の図面符号６参照）を形成する必要がない。また、本実施形態の製造方法は、シリコンの湿式蝕刻、熱酸化などの一般的な半導体工程を利用することができる。従って、実施形態によれば、発光ダイオードパッケージの製造工程が従来に比べ容易である。
【００４０】
本発明の発光ダイオードパッケージ製造方法は、ウェーハレベルの基板を用いて多数の発光ダイオードパッケージを同時に製造するのに容易に適用されることができる。すなわち、前述した本発明の発光ダイオードパッケージ製造方法を集合状態のサブマウント用基板にそのまま適用して単一基板上で発光ダイオードパッケージアレイ（ＬＥＤ  ｐａｃｋａｇｅ  ａｒｒａｙ）を形成することが可能である。このように形成された発光ダイオードパッケージアレイを切断（ｄｉｃｉｎｇ）工程によって個別発光ダイオードパッケージに分離することにより、本発明による多数の発光ダイオードパッケージを同時に得ることが可能となる。発光ダイオードパッケージアレイを製造する方法の一例が図１１及び図１２に示されている。
【００４１】
図１１を参照すれば、先ずウェーハレベルのサブマウント用基板を備える。該サブマウント用基板は第１シリコン層（１０１）、第１絶縁層（１０２）、第２シリコン層（１０３）及び第２絶縁層（１０７）から構成される。その後、第１シリコン層（１０１）を選択的に湿式蝕刻して第１絶縁層（１０２）を露出させる多数の溝を形成した後、該溝を埋め立てるよう下部金属層（１０６）を形成する。該下部金属層（１０６）は金属膜（１０４）と電気メッキされた金属コア層（１０５）から構成される。その後、第２絶縁層（１０７）上に多数のパッケージ電極パターン（１０８）を形成し、多数のパッケージ電極パターン（１０８）上に多数のＬＥＤ素子（１１２）をフリップチップボンディングで実装する。その後、多数のキャビティ（１０９）を有するスペーサ（１１０）を電極パターン（１０８）上に接合し、各々のＬＥＤ素子（１１２）がそれぞれのキャビティ（１０９）内に位置するようにする。
【００４２】
次に、図１２に示すように、スペーサ（１１０）上面に光学素子（１１４）を接合する。それによって、多数のＬＥＤ素子（１１０）が実装されたＬＥＤパッケージアレイが製造される。その後、切断線（Ａ、Ｂ）に沿ってＬＥＤパッケージアレイを切断などによって分離することにより、本発明による多数の個別ＬＥＤパッケージを得るようになる。このように本発明のＬＥＤパッケージ製造方法はＬＥＤパッケージアレイを製造するのに容易に適用されることが可能であり、ＬＥＤパッケージを大量に生産するのに適する。
【００４３】
本発明は上述した実施形態及び添付の図により限定されるものではなく、添付の請求範囲により限定されるものである。また、本発明は請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々な形態の置換、変形及び変更が可能なことは当技術分野において通常の知識を有する者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来技術による発光ダイオードパッケージの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態による発光ダイオードパッケージの断面図である。
【図４】図２の発光ダイオードパッケージの概略的な分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によって多数の発光ダイオードパッケージを同時に製造する方法を説明するための図面図である。
【図１２】本発明の一実施形態によって多数の発光ダイオードパッケージを同時に製造する方法を説明するための図面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００    発光ダイオードパッケージ          １０１    第１シリコン層
１０２    第１絶縁層                        １０３    第２シリコン層
１０４    金属膜                            １０５    金属コア層
１０６    下部金属層                        １０７    第２絶縁層
１０８    パッケージ電極パターン            １０９    キャビティ
１１０    スペーサ                          １１２    ＬＥＤ素子
１１４    光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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