(57)【要約】【課題】  配線基板上に発光素子を実装してガラス封止した構造の発光装置において、ガラス封止時に荷重を受ける基板中央付近あるいは発光素子実装部の基板に曲げ応力が発生することを抑制し、配線基板にクラックが発生するおそれを回避し、耐熱性、耐光性に優れ、信頼性の高い発光装置を提供する。【解決手段】  配線基板３０ａと、配線基板３０ａ上に実装される発光素子４０と、配線基板３０ａ上に設けられて発光素子４０の電極に電気的に接続される基板電極およびパターン配線３１と、発光素子４０を封止したガラス封止部１１ａと、配線基板３０ａ裏面の一部に形成された発光装置実装用の導電パターン部材３１ａと、導電パターン部材と同じ厚みを有し、発光素子実装部分に対応する配線基板３０ａ裏面あるいは配線基板３０ａ裏面中央付近に形成され、荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３と、を有する。【選択図】    図１
2008159791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板上に発光素子が実装されてガラス封止された発光装置の製造方法であって、
発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、前記導電パターン部材と同じ厚みを有し、基板上方からの荷重を分散するためのパターン部材が発光素子実装部分に対応する基板裏面に形成された配線基板を製造する工程と、
前記配線基板上に発光素子を実装する工程と、
前記発光素子が実装された配線基板上に板状のガラスを載置し、当該ガラスをガラス軟化点以上となるように加熱してプレス成形することによって、前記ガラスを融着させて前記発光素子を封止し、この後に前記ガラスを冷却するガラス封止工程と、
所望の切断位置で前記配線基板のダイシングを行い、所望の発光装置に分割する分割工程と、
を具備することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記加熱は、前記ガラスの融点より低い温度となるように加熱することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
キャビティ付き基板上でキャビティ空間内に発光素子が実装されてガラス封止された発光装置の製造方法であって、
前記キャビティ空間をそれぞれ有する複数のキャビティ領域が一体的に形成されたキャビティアレイが基板上に固着され、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、前記導電パターン部材と同じ厚みを有し、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材が基板中央付近に対応する基板裏面に形成されたキャビティアレイ付き配線基板を製造する工程と、
前記キャビティアレイ付き配線基板上に発光素子を実装する工程と、
前記キャビティアレイの各キャビティの開口先端面を塞ぐように板状のガラスを載置し、当該ガラスをガラス軟化点以上となるように加熱してプレス成形することによって、前記ガラスを融着させて前記発光素子を封止し、この後に前記ガラスを冷却するガラス封止工程と、
所望の切断位置で前記配線基板のダイシングを行い、所望の発光装置に分割する分割工程と、
を具備することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記加熱は、前記ガラスの融点より低い温度となるように加熱することを特徴とする請求項３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
一対の電極を有する発光素子と、
上面に前記発光素子が実装され、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、前記導電パターン部材と同じ厚みを有し、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材が発光素子実装部分に対応する基板裏面に形成された配線基板と、
前記配線基板上に設けられ、前記発光素子の電極に電気的に接続される基板電極と、
前記発光素子を封止したガラス封止部と、
を具備することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
一対の電極を有する発光素子と、
上下面間に連通するキャビティ空間を有するキャビティの底面が上面に固着され、キャビティ空間内底面部の基板上に前記発光素子が実装され、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、前記導電パターン部材と同じ厚みを有し、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させて曲げ応力の発生を防止し、かつ荷重を分散させる所望形状のパターン部材が基板中央付近に対応する基板裏面に形成された配線基板と、
前記キャビティ空間内底面部の基板上に設けられ、前記発光素子の電極に電気的に接続される基板電極と、
前記発光素子を封止したガラス封止部と、
を具備することを特徴とする発光装置。
【請求項７】
前記パターン部材の面積は、前記基板裏面において前記発光装置実装用の導電パターン部材の領域を除く領域に対して１０〜９９％の範囲内であることを特徴とする請求項５または６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記パターン部材は、前記導電パターン部材と同じ工程および同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の発光装置。
【請求項９】
前記パターン部材は、前記導電パターン部材と連なって形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記ガラス封止部は、ＳｉＯ2 、ＢａＯ、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 、ＰｂＯ、Ｂ2 Ｏ3 、ＺｎＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｓｂ2 Ｏ5 、ＣａＯ、Ｌｉ2 Ｏ、ＷＯ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＳｒＯ、ＭｇＯ、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、ＡｇＯ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＡｌＦ3 、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 、ＳｒＦ2 、ＢａＦ2 、ＹＦ3 、ＬａＦ3 、ＳｎＦ2 、ＺｎＦ2 のいずれかを含むことを特徴とする請求項５または６に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記ガラス封止部は、Ｐ2 Ｏ5 を５６〜６３ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 を５〜１３ｗｔ％、ＺｎＯを２１〜４１ｗｔ％含み、
さらに、Ｂ2 Ｏ3 、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 をそれぞれ０〜６ｗｔ％、ＣａＯ、ＳｒＯをそれぞれ０〜１２ｗｔ％、ＢａＯ、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｂｉ2 Ｏ3 をそれぞれ０〜２２ｗｔ％含むことを特徴とする請求項５または６に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記ガラス封止部は、Ｂ2 Ｏ3 を２０〜３１ｗｔ％、ＳｉＯ2 を０．３〜１４．５ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏを１〜９ｗｔ％、ＺｎＯを４０〜５８ｗｔ％、Ｎｂ2 Ｏ5 を１０〜２０ｗｔ％含み、
さらに、ＢａＯ、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｋ2 Ｏ、ＣａＯ、Ｌｉ2 Ｏ、ＺｒＯ2 、ＳｒＯ、ＭｇＯをそれぞれ０〜６ｗｔ％含むことを特徴とする請求項５または６に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記ガラス封止部は、Ｂ2 Ｏ3 を１５〜３０ｗｔ％、ＳｉＯ2 を１〜９ｗｔ％、ＺｎＯを２５〜５９ｗｔ％、Ｎｂ2 Ｏ5 を１０〜４９ｗｔ％含み、
さらに、ＢａＯ、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＣａＯ、Ｇｄ2 Ｏ3 、ＳｒＯ、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 をそれぞれ０〜１９ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 を０〜９ｗｔ％、Ｂｉ2 Ｏ3 を０〜９ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏ、ＺｒＯ2 をそれぞれ０〜４ｗｔ％含むことを特徴とする請求項５または６に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記ガラス封止部は、ＰｂＯ、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 を含み、前記ＰｂＯを２９〜６９ｗｔ％、前記Ｂ2 Ｏ3 を２０〜５０ｗｔ％含むことを特徴とする請求項５または６に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記ガラス封止部は、フィラー、あるいは、蛍光体、あるいは、蛍光体とフィラーが混合されてなることを特徴とする請求項５または６に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置およびその製造方法に係り、特にガラス材料を用いて半導体発光素子を封止した構造の発光装置およびその製造方法に関するもので、例えば白色発光ダイオードの製造に使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光装置は、リードフレームまたはプリント配線基板などの基板に発光素子が載置され、その発光素子を被覆するように透光性を有する封止体が形成されている。封止体には、通常、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機材料が用いられており、発光素子から放出される光が封止体を透過して空気中に放出されることになる。有機材料で発光素子を被覆する場合、有機材料が発光素子や外部からの熱や光により劣化することがあり、有機材料中の成分が、発光素子搭載基板や発光素子の電極などを変質させることもある。これにより発光装置の光学特性、電気特性、信頼性特性の低下を招く場合がある。
【０００３】
一方、エポキシ樹脂等の有機材料を低融点ガラスに置き換えたチップ型発光装置が知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。このような低融点ガラスを封止材料に用いた発光装置を製造する際、低融点ガラスを融点以上に加熱して液状で供給する方法は、ガラスが液体から冷却されて固体となる場合に、その膨張率や収縮率の大きさで応力が発生し、クラックが発生したり、配線が切断されたり外れたりする問題があった。また、ガラスが液体から冷却されて固体となる場合に、その膨張率や収縮率の大きさで応力が発生し、クラックが発生したり、配線が切断されたり、発光素子が基板から外れたりする問題があった。また、低融点ガラスは、着色されているので、発光素子から出射された光が低融点ガラスの着色部分で一部吸収され、光の取り出し効率が悪い。
【０００４】
他方、特許文献４では、板状の低融点ガラスを固体素子搭載基板に平行にセットし、板状のガラスをホットプレス加工することによってガラス封止部を形成し、耐湿性、透明性、耐熱性に優れた固体素子デバイスを実現する点が提案されている。
【０００５】
しかし、例えば図１４（ａ）に示すように、キャビティ付き基板６０のキャビティ空間６１の垂直断面形状が矩形である場合には、ガラス封止部を形成する際に次のような問題がある。即ち、キャビティ空間内に発光素子６２を実装した後、キャビティ上方から板状ガラス６３を加熱プレス加工してキャビティ空間の開口先端面部から底面部に向けて充填させる際、図１４（ｂ）に示すようにキャビティ側壁の上面に接するガラス部分よりもキャビティ空間内側のガラス部分がキャビティ空間内側へ突出し、板状ガラス６３の中央付近が最も突出した湾曲形状になる。これにより、板状ガラス６３がキャビティ空間内へ充填される過程で、板状ガラスはキャビティ空間内の中央付近の底面から接し始めることになるので、キャビティ空間内底面の周縁部に板状ガラスの充填が進むまでの間に、キャビティ空間内底面の中央付近は大きな応力を受けることになる。この際、図１４（ｃ）に示すように内底面中央付近に発光素子６２を配置している場合には、発光素子６２は大きな応力を受けることになり、発光素子６２の電極やエピ構造のバンプ接合部相当部分が大きな応力を受けることになり、その部分の構造的な破壊や、電気的特性や発光特性が劣化する原因となる。
【０００６】
また、通常、発光素子搭載基板には、図１５に示すように、発光装置を例えば半田で実装するための導電パターン６４が裏面の両サイド寄りに形成されており、この導電パターン６４の厚さは５〜５００μｍほどである。そして、この基板裏面の導電パターン６４は、前記ガラス封止時に受ける荷重に対して支持部になるので、基板裏面の中央付近は浮いた状態になり、基板は中央付近に荷重を受ける両端支持梁となる。したがって、前記ガラス封止時に荷重を受ける基板には曲げ応力が発生し、特に基板中央付近は大きい応力を受け、基板にクラックが発生するおそれがある。
【０００７】
これに対して、キャビティが取り付けられていない基板上に実装された発光素子をガラス封止する場合には、ガラス封止時に発光素子６２が突起部となっており、この部分がガラスに押され始めるので、発光素子６２の実装位置に荷重がかかり、その部分の基板には大きな曲げ応力が発生し、基板にクラックが発生するおそれがある。
【特許文献１】特開平１１−１７７１２９号公報
【特許文献２】特開２００２−２０３９８９号公報
【特許文献３】特開２００４−２００５３１号公報
【特許文献４】特開２００６−８０３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、基板上に発光素子を実装してガラス封止した構造の発光装置を製造する際、ガラス封止時に荷重を受ける基板中央付近あるいは発光素子実装部の基板に曲げ応力が発生することを抑制し、基板にクラックが発生するおそれを回避でき、簡易に量産性良く製造し得る発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、基板上に発光素子を実装してガラス封止した構造の発光装置において、ガラス封止時に荷重を受ける基板中央付近あるいは発光素子実装部の基板に曲げ応力が発生することを抑制し、基板にクラックが発生するおそれを回避し、耐熱性、耐光性に優れ、信頼性の高い発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発光装置の製造方法は、配線基板上に発光素子が実装されてガラス封止された発光装置の製造方法であって、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、前記導電パターン部材と同じ厚みを有する荷重分散用のパターン部材が発光素子実装部分に対応する基板裏面に形成された配線基板を製造する工程と、前記配線基板上に発光素子を実装する工程と、前記発光素子が実装された配線基板上に板状のガラスを載置し、当該ガラスをガラス軟化点以上となるように加熱してプレス成形することによって、前記ガラスを融着させて前記発光素子を封止し、この後に前記ガラスを冷却するガラス封止工程と、所望の切断位置で前記配線基板のダイシングを行い、所望の発光装置に分割する分割工程と、を具備することを特徴とする。前記加熱は、前記ガラスの融点より低い温度となるように加熱する。
【００１１】
また、本発明の発光装置の製造方法は、キャビティ付き基板上でキャビティ空間内に発光素子が実装されてガラス封止された発光装置の製造方法であって、前記キャビティ空間をそれぞれ有する複数のキャビティ領域が一体的に形成されたキャビティアレイが基板上に固着され、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、前記導電パターン部材と同じ厚みを有する荷重分散用のパターン部材が基板中央付近に対応する基板裏面に形成されたキャビティアレイ付き配線基板を製造する工程と、前記配線基板上に発光素子を実装する工程と、前記キャビティアレイの各キャビティの開口先端面を塞ぐように板状のガラスを載置し、当該ガラスをガラス軟化点以上となるように加熱してプレス成形することによって、前記ガラスを融着させて前記発光素子を封止し、この後に前記ガラスを冷却するガラス封止工程と、所望の切断位置で前記配線基板のダイシングを行い、所望の発光装置に分割する分割工程と、を具備することを特徴とする。前記加熱は、前記ガラスの融点より低い温度となるように加熱する。
【００１２】
本発明の発光装置は、一対の電極を有する発光素子と、上面に前記発光素子が実装され、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、前記導電パターン部材と同じ厚みを有し、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材が発光素子実装部分に対応する基板裏面に形成された配線基板と、前記配線基板上に設けられ、前記発光素子の電極に電気的に接続される基板電極と、前記発光素子を封止したガラス封止部と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の発光装置は、一対の電極を有する発光素子と、上下面間に連通するキャビティ空間を有するキャビティの底面が上面に固着され、キャビティ空間内底面部の基板上に前記発光素子が実装され、発光装置実装用の導電パターン部材が基板裏面の一部に形成され、前記第１のパターンと同じ厚みを有し、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材が基板中央付近に対応する基板裏面に形成された配線基板と、前記キャビティ空間内底面部の基板上に設けられ、前記発光素子の電極に電気的に接続される基板電極と、前記発光素子を封止したガラス封止部と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の発光装置において、パターン部材の面積は、基板裏面において発光装置実装用の導電パターン部材の領域を除く領域に対して１０〜９９％の範囲内で形成されている。パターン部材は、基板裏面において、発光素子実装部分あるいは基板中央付近に対応する位置を中心に円形あるいは矩形あるいは多角形あるいは楕円等の閉曲線、または、メッシュ状あるいはストライプ状あるいは放射状あるいは同心円状あるいはドット状等のパターンを有するように構成することができる。パターン部材は、前記導電パターン部材と連なるように構成することができる。パターン部材は、前記導電パターン部材と同じ工程および同じ材料で形成することができる。パターン部材として、セラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより絶縁性パターンを形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の発光装置の製造方法によれば、ガラス封止時に荷重を受ける基板中央付近の裏面あるいは発光素子実装部に対応する基板の裏面に、基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるためのパターン部材が形成されている。これにより、ガラス封止時に基板中央付近あるいは発光素子実装部に対応する基板部分に曲げ応力が発生することを抑制し、基板にクラックが発生するおそれを回避でき、簡易に量産性良く製造することができる。
【００１６】
本発明の発光装置によれば、基板上に発光素子を実装してガラス封止した構造の発光装置において、ガラス封止時に荷重を受ける基板裏面中央付近あるいは発光素子実装部に対応する基板裏面部分に、基板上方からの荷重を分散するためのパターン部材が形成されている。これにより、ガラス封止時に基板中央付近あるいは発光素子実装部の基板に曲げ応力が発生することを抑制し、基板にクラックが発生するおそれを回避し、耐熱性、耐光性に優れ、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
【００１７】
上記パターン部材は、基板裏面において、発光素子実装部分あるいは基板中央付近に対応する位置を中心に円形あるいは矩形あるいは多角形あるいは楕円等の閉曲線、または、メッシュ状あるいはストライプ状あるいは放射状あるいは同心円状あるいはドット状等のパターンを有するように構成することで容易に実現することができる。
【００１８】
また、パターン部材は、導電パターン部材と同じ工程および同じ材料で形成し、さらに、導電パターン部材と連なるように構成することで容易に実現することができる。また、パターン部材は、セラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより絶縁性パターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態および実施例を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。但し、本発明は、この実施形態および実施例に限定されない。
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図１および図２（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の発光装置の製造方法の第１の実施形態における工程を概略的に示す図である。図３（ａ）、（ｂ）は、図１中の発光素子実装済みのキャビティ付き配線基板１０の一例を概略的に示す側断面図および底面図である。図４は、本発明の発光装置の製造工程を経て個々に分割して得られた発光装置の一例を概略的に示す断面図である。ここでは、チップ状の発光素子をキャビティ付き配線基板上にフェイスダウン実装したものを図示しているが、発光素子をキャビティ付き配線基板上にフェイスアップ実装することもできる。また、図示の便宜上、キャビティ付き配線基板に形成されている基板電極の一部は図示を省略している。
【００２１】
この発光装置は、一対の電極を有する発光素子４０が、キャビティ空間２１内底面部の配線基板３０上に実装され、発光装置実装用の導電パターン部材３１ａが配線基板３０の裏面の一部に形成されている。そして、発光素子実装部分に対応する配線基板３０の裏面には、導電パターン部材３１ａと同じ厚みを有し、配線基板３０上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３が形成されている。そして、配線基板３０上には、発光素子４０の電極に電気的に接続される基板電極および配線パターン３１が設けられており、発光素子４０を封止したガラス封止部１１ａを有する。
【００２２】
まず、例えば図１中に示すように、キャビティアレイ２０および配線基板３０を別々に形成し、キャビティアレイ２０の底面部を配線基板３０に例えば接着により固着してなるキャビティ付き配線基板１０を通常の方法により形成する。この場合、キャビティアレイ２０は、例えばセラミックスを用いて複数のキャビティ領域２０ａが一体的に形成されたものである。各キャビティ領域２０ａは、上下面間に連通するキャビティ空間２１を有し、各キャビティ空間２１は、その垂直断面形状が矩形であってもよいが、開口先端面側から底面側に向かって開口面積が徐々に減少する内壁構造を有することが望ましい。
【００２３】
一方、前記配線基板３０は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）あるいは窒化アルミ（ＡｌＮ）等を用いて複数の基板領域３０ａが一体的に形成されたものである。各基板領域３０ａには、基板電極およびパターン配線３１が形成されており、基板電極およびパターン配線３１の一部は各キャビティ空間２１の底面に露呈している。各基板領域３０ａには、配線基板３０の両面の基板電極およびパターン配線３１相互間を導通させるために、スルーホール（図示せず）と、ホール内の導通材（図示せず）が形成されている。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、基板電極およびパターン配線３１の一部は基板裏面の両サイド寄りの位置にある発光装置実装用の導電パターン部の導電パターン部材３１ａまで延長された状態で形成されている。さらに、各基板領域３０ａの裏面の中央付近には、後述するガラス封止時に基板上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３が導電パターン部材３１ａと同じ幅で同じ厚みを有するように形成されている。なお、パターン部材３３の面積は、基板裏面において発光装置実装用の導電パターン部材３１ａの領域を除く領域に対して１０〜９９％の範囲内で形成されている。
【００２４】
ここで、発光素子４０がフェイスダウン実装された発光装置の場合は、所定の基板電極およびパターン配線３１が設けられたキャビティ付き配線基板１０ａ上に発光素子４０の一対の電極がそれぞれＡｕバンプまたは半田ボールを介して接合（フリップチップ接続）される。なお、フェイスダウン実装に際して、上記例に限らず、配線基板３０上の基板電極および配線パターン３１と発光素子４０のパッド電極との間に半田を用いて超音波接合された構造や、金、銀、パラジウム、ロジウム等の導電性ペースト、異方性導電ペースト等を用いて接合された構造など、種々の形態を採用できる。
【００２５】
各キャビティ空間２１内の基板領域３０ａ上に、例えば図２中に示すように導電性のバンプ３２を介して発光素子４０をフリップチップ接続してフェイスダウン実装することにより素子実装済み配線基板３０ａを得る。本例では、同一面側に正負一対の電極を有する発光素子４０を基板領域３０ａ上にフェイスダウン実装しているが、発光素子４０をフェイスアップ実装するように変更してもよい。
【００２６】
発光素子４０がフェイスアップ実装された発光装置の場合は、所定の基板電極および配線パターン３１が設けられたキャビティ付き配線基板１０上に発光素子４０の底面がＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ等の金属ロウ材を用いてダイボンディングされ、発光素子４０の一対の電極と基板電極および配線パターン３１とがＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｗ、Ｐｔ等からなるループ状のボンディングワイヤーを介して接続される。なお、フェイスアップ実装における配線基板３０と発光素子４０とのダイボンディング手段は上記例に限らず、無機接着剤、金属接合など種々の形態を採用できる。
【００２７】
次に、各キャビティ空間２１内の発光素子４０を一括してガラス１１で封止し、この後にガラス１１を冷却する。このガラス封止に際して、本実施形態では、図２（ａ）乃至（ｂ）に示すように、各キャビティ空間の開口先端面を塞ぐようにキャビティアレイ２０上の全体に板状のガラス１１を載置する。このように板状のガラス１１をワークに重ねた状態で金型（上金型５１と下金型５２）に挟み、例えば窒素雰囲気中でガラス軟化点以上となるように全体的に加熱し、加圧を行うことによって、ガラス１１を融着させて発光素子４０を封止する。この際、加熱は、ガラスの融点より低い温度となるように加熱する。この後、冷却によりガラス１１は固化され、発光素子４０を封止するガラス封止部１１ａとなる。
【００２８】
この後、ガラス封止部１１ａおよびキャビティ付き配線基板１０ａは、最終的には例えば図４中に示すように単位領域（３０ａ、２０ａ）毎に個片化されて複数の発光装置に分割される。これにより、各発光装置は、前記基板領域３０ａに対応する配線基板３０ａと前記キャビティ領域２０ａに対応するキャビティ２０ａとからなるキャビティ付き配線基板１０ａを備えることになる。
【００２９】
図２（ａ）乃至（ｃ）は、前記ガラス封止工程においてキャビティ空間２１の開口先端面部から底面部に向けて板状のガラス１１が充填されていく様子の一例を示している。即ち、図２（ａ）に示すようにキャビティアレイ２０の上方から板状のガラス１１を加熱して軟化させ、それをプレスして充填させる。この際、図２（ｂ）に示すようにキャビティ側壁の上面に接するガラス部分よりもキャビティ空間２１内側のガラス部分がキャビティ空間２１内側へ突出し、ガラス１１の中央付近が最も突出した湾曲形状になる。これにより、ガラス１１がキャビティ空間２１内へ充填される過程で、ガラス１１はキャビティ空間２１内の中央付近の底面から接し始める。内底面中央付近に発光素子４０を配置している場合には、発光素子４０はガラス１１から応力を受けることになる。この際、基板領域３０ａの裏面中央付近あるいは発光素子実装部に対応する裏面部分には、図２（ｃ）に示すようにガラス封止時に配線基板３０の上方から荷重を受けるが、この荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるためのパターン部材３３が導電パターン部材３１ａと同じ厚みで形成されている。これにより、ガラス封止時に基板領域３０ａの中央付近あるいは発光素子実装部の配線基板３０に曲げ応力が発生することを抑制し、キャビティ付き配線基板１０にクラックが発生するおそれを回避し、簡易に量産性良く製造することができる。
【００３０】
したがって、基板領域３０ａが受ける曲げ応力は緩和され、その部分の構造的な破壊や、電気的特性や発光特性が劣化することは抑制される。また、発光素子４０が蛍光体層で覆われている場合、充填したガラスが蛍光体層に接するが、蛍光体層がガラスからの圧力とガラスの変形に伴う剪断力を受けるが、これに曲げ応力が加わっている場合と比べ、剥離等の損傷の程度は緩和される。
【００３１】
また、キャビティ空間２１内へのガラス１１の充填が進む過程で、ガラス１１はキャビティ空間２１内の中央付近が突出した湾曲形状になるが、キャビティ空間２１の開口先端面側から底面側に向かって開口面積が徐々に減少するように形成しておくことにより、キャビティ空間２１内底面周縁部までガラス１１が十分に充填され、キャビティ空間２１内底面周縁部はガラス１１の未充填箇所は生じ難い。
【００３２】
この後、必要に応じて、所望の切断位置で、ガラス１１、キャビティアレイ２０および配線基板３０をダイシングすることによって複数の発光装置に分割する。この際、発光素子４０を避けたダイシングライン部でガラス封止済みの配線基板３０をダイシングブレードにより切断し、発光素子４０を１個単位の個片に分割した発光装置、あるいは、発光素子４０実装済み配線基板３０上の発光素子配列の各列間で配線基板３０を切断し、発光素子４０を複数個単位のモジュールに分割した発光装置を得るようにしてもよい。この際、ダイシングブレードを用いることなく、キャビティアレイ２０および配線基板３０に予めスナップラインを形成しておき、応力を加えてスナップラインのブレーキングにより分割してもよい。あるいは、ダイシングブレードを用いて部分的に切断した後、スナップラインのブレーキングにより分割してもよい。この後、必要に応じて、ガラス封止部の側面および上面を研磨し、凹凸のない平坦面あるいは滑らかな曲面に形成することもできる。
【００３３】
前述したような一連の工程により、キャビティ付き配線基板１０ａ上でキャビティ空間２１内に発光素子４０が実装されて、発光素子４０をガラス封止部１１ａにより封止された発光装置が得られる。
【００３４】
上記した発光装置の製造方法によれば、ガラス封止時にガラス１１から荷重を受ける配線基板３０の中央付近あるいは発光素子実装部の配線基板３０に曲げ応力が発生することを抑制し、配線基板３０にクラックが発生するおそれを回避でき、耐熱性、耐光性に優れ、信頼性の高い発光装置を簡易に量産性良く製造することができる。
【００３５】
さらに、キャビティ付き配線基板１０のキャビティ形状をガラス封止に適したように工夫し、キャビティ空間２１の開口先端面側から底面側に向かって開口面積が徐々に減少する内壁構造を持たせることにより、ガラス充填の効率化を図り、発光素子４０に及ぼす損傷の減少効果を改善することが可能になる。即ち、キャビティ空間２１内底面周縁部のガラス未充填箇所の発生を抑制でき、発光素子４０にかかる応力負荷を減少することができる。また、ガラス充填に要する加工時間を短縮でき、発光素子４０が高温・高圧に晒される時間も短縮でき、発光素子４０の電極やエピタキシャル成長構造および発光素子が蛍光体層で覆われている場合に蛍光体層に及ぼす損傷も減少でき、簡易に量産性良く製造することが可能になる。
【００３６】
なお、一般的に熱膨張率の大きい低融点ガラスを用いても、封止材料にフィラーを混入することによってバルクとしての膨張率を低減でき、封止体と被封止物界面のクラック抑制と応力を低減することができ、厳しい環境条件下での使用に耐え得る発光装置を実現できる。また、封止材料に蛍光体を混合することも可能である。この際、発光素子４０として青色発光素子、蛍光体としてＹＡＧ蛍光体を用いることにより、白色発光装置を安価に実現することができる。
【００３７】
さらに、発光素子４０をガラス封止部１１ａにより直接に被覆することに代えて、発光素子４０を被覆部材（図示せず）で被覆した後にガラス封止部１１ａにより被覆することにより、発光素子４０を熱や埃等から保護することができる。この被覆部材に、所定の液体、ゾル、ゲルなどに蛍光物質等を混合しておくこともできる。例えば被覆部材に粉末状の蛍光物質を用いる場合、水や有機溶剤に混合した蛍光物質を発光素子の周囲に固着させることができる。ガラスを軟化させるために温度を上げると、水や有機溶剤が揮発する。このようにすれば、発光素子４０は、直接的にガラス封止部被覆されず、被覆部材を介してガラス封止部１１ａに被覆されているので、蛍光物質の使用量を少なくすることができ、配向特性を向上することができる。なお、被覆部材は、発光素子を被覆するだけでなく、基板電極も被覆することができ、発光素子４０の周囲に容易に配置することができる。
【００３８】
さらに、ガラス封止部の外表面に被膜が固着されていることが好ましい。これによりガラス封止部の変色を低減し、また、被膜に所定の機能を持たせることもできる。例えば、所定の波長の光を吸収し、特定の波長の光を外部に放出するフィルター作用を有する被膜などである。また、ガラス封止部の表面にガラスレンズあるいは樹脂レンズを貼り付けることによって形成してもよい。
【００３９】
以下、前記した各構成要素について詳述する。
【００４０】
＜発光素子＞
発光素子４０は、基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としても良い。
【００４１】
屋外などの使用を考慮する場合、高輝度な発光素子を形成可能な半導体材料として窒化ガリウム系化合物半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・インジュウム・ガリウム・燐系の半導体を用いることが好ましいが、用途によって種々利用することもできる。
【００４２】
窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、基板にはサファイヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯやＧａＮ等の材料が用いられる。結晶性の良い窒化ガリウムを量産性良く形成させるためにはサファイヤ基板を用いることが好ましい。発光素子４０はフェイスダウンで用いるため、基板は透光性であることを要する。窒化物系化合物半導体を用いた発光素子４０を示す。サファイヤ基板上にＧａＮ、ＡｌＮ等のバッファー層を形成する。その上にＮ或いはＰ型のＧａＮである第１のコンタクト層、量子効果を有するＩｎＧａＮ薄膜である活性層、Ｐ或いはＮ型のＡｌＧａＮであるクラッド層、Ｐ或いはＮ型のＧａＮである第２のコンタクト層を順に形成した構成とすることができる。窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示す。なお、発光効率を向上させる等所望のＮ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。
【００４３】
一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化ガリウム系半導体は、Ｐ型ドーパントをドープしただけではＰ型化しにくいためＰ型ドーパント導入後に、炉による加熱、低電子線照射やプラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化させる必要がある。こうして形成された半導体ウエハーを部分的にエッチングなどさせ正負の各電極を形成させる。その後、半導体ウエハーを所望の大きさに切断することによって発光素子４０を形成することができる。
【００４４】
発光素子４０は、適宜に複数個用いることができ、その組み合わせによって種々の色調を実現することができる。例えば、三原色となるように青色系、緑色系、赤色系が発光可能な発光素子を用いる。なお、表示装置用のフルカラー発光装置として利用するためには赤色系の発光波長が６１０ｎｍから７００ｎｍ、緑色系の発光波長が４９５ｎｍから５６５ｎｍ、青色系の発光波長が４３０ｎｍから４９０ｎｍであることが好ましい。また、白色系の発光装置は、青色の発光素子と、黄色に発光する蛍光物質とを用いる。蛍光物質は、発光素子からの光を吸収して波長変換を行い黄色に発光する。この蛍光物質からの光と、発光素子からの光とが混合され、混色光となり白色系に発光する。また、複数個の発光素子の配列は用途、製造工程等により適宜変更する。
【００４５】
発光素子のｐ側電極は、直線状、曲線状、ひげ状、櫛状、網目状等の形状を成す。ｐ側電極はＡｕ、Ａｕ―Ｓｎ等の金属や、金属以外のＩＴＯ、ＺｎＯも使用することができる。また透光性ｐ側電極の代わりに、メッシュ状電極などの複数の光取り出し用開口部を備えた電極形態としてもよい。発光素子の大きさは□１ｍｍサイズが実装可能で、□６００μｍ、□３２０μｍサイズ等のものも実装可能である。
【００４６】
＜配線基板、キャビティ＞
配線基板３０ａは、所定の基板電極および配線パターン３１を設けており、発光素子４０の電極と基板電極およびパターン部材３１ａとを電気的に接続して発光素子４０を載置している。配線基板３０ａは、ガラス１１を加熱して軟化状態にする温度で変質しない物質であればよい。例えば、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、ＳｉＣ、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＳｉＮ等のセラミックス基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板、Ｗ合金、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｖ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｆｅ等を含む低膨脹金属基板等である。そのうち、耐熱性、耐光性に優れたセラミックス基板が好ましい。特に、原料粉末の９０重量％〜９６重量％がアルミナであり、焼結助剤として粘度、タルク、マグネシア、カルシアおよびシリカ等が４重量％〜１０重量％添加され１５００℃から１７００℃の温度範囲で焼結させたセラミックスや、原料粉末の４０重量％〜６０重量％がアルミナで焼結助剤として６０重量％〜４０重量％の硼珪酸ガラス、コージュライト、フォルステライト、ムライトなどが添加され８００℃〜１２００℃の温度範囲で焼結させたセラミックス等が挙げられる。これらのセラミックス材料にＴｉＯ2 、ＴｉＮなどを添加しておくこともできる。また、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＭｎＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 などをグリーンシート自体に含有させることによって暗色系にすることもできる。
【００４７】
配線基板３０ａは、所定の厚さを有する平板に所定の位置にスルーホール（図示せず）を設け、そのスルーホールに導電性の部材を配置することもできる。例えば略直方体の形状をなすセラミックスの基板（単位基板領域）の上面から裏面にかけて四隅にスルーホールを設ける。さらに、向かい合う二辺にスルーホールを設け、基板の上面から裏面にかけて導電性部材を設ける。基板の上面は、所定の基板電極および配線パターン３１を形成し、スルーホールの導電性の部材と電気的に接続している。また、基板の裏面は、短絡しない程度に広面積の導電性の部材を配置し、スルーホールの導電性の部材と電気的に接続しており、これらの導電性の部材を基板電極および配線パターン３１とする。これにより、セラミックスの基板の裏面側と導通をとることができる。基板に設けられる基板電極および配線パターン３１は、発光素子４０のｎ側電極とｐ側電極とを電気的に接続する少なくとも一対の導電性の部材である。基板電極および配線パターン３１は、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属またはＩＴＯのように電気伝導率が高く、反射効率の高い部材を使用することが好ましい。発光素子４０からの光を基板電極および配線パターン３１で反射させ、正面への発光効率を高めるためである。基板電極および配線パターン３１の材質は発光素子の発光波長との関係で選択することが好ましい。ある波長域では反射率が高いが、異なる波長域では反射率が低い場合もあるからである。基板電極および配線パターン３１は配線基板３０ａの上面の大部分を占めることもできるが、配線基板３０ａへのガラスの固定力を高めるため、および基板電極および配線パターン３１の絶縁性を取るため、配線基板３０ａの上面積の半分以下とすることが好ましい。
【００４８】
例えば、セラミックスを用いた基板は、所定の形状を形成した後、焼成を行い、キャビティアレイ付き配線基板１０を形成する。基板はセラミックスグリーンシートを１枚若しくは複数枚使用する。焼成前のグリーンシート段階においてセラミックスの基板は種々の形状をとることができる。セラミックスの基板内の基板電極および配線パターン３１は、タングステンやモリブデンなど高融点金属を樹脂バインダーに含有させたペースト状の材料から形成される。スクリーン印刷などの方法により、ペースト状の材料グリーンシートに設けたスルーホールを介して所望の形状とし、セラミックスの焼成によって導体のパターン配線となる。このようなグリーンシートを積層させた後、焼結させることによってセラミックスの基板とすることができる。
【００４９】
キャビティアレイ付き配線基板１０ａの厚さは０．３ｍｍから３ｍｍが好ましいが、任意のものを使用することができる。キャビティアレイ付き配線基板１０ａは、略長方形の平面を持つものや、略正方形の平面を持つもの、略多角形の平面を持つものなどを使用することができる。個片化されたキャビティアレイ付き配線基板１０ａは、長辺が２ｍｍから５ｍｍ、短辺が１ｍｍから３ｍｍの平面を持つものを製造できるほか、所定の大きさのものも製造できる。
【００５０】
＜基板電極およびパターン配線３１＞
基板電極および配線パターン３１は、配線基板３０ａに設けられる。金属部材である基板電極およびパターン配線３１は、メッキ、蒸着、スパッタ、印刷等により、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｗ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ａｌ，Ｎｉ金等のパターニングにより形成される。基板電極およびパターン配線３１の表面は、反射率を向上させるために平滑にすることが好ましい。また、基板領域の一部に貫通孔（スルーホールまたはビアホール）を設け、貫通孔の内面に導電材料を形成し、あるいは、貫通孔の内部を導電性部材で埋めるなどして配線基板３０ａの上面と底面のパターン配線３１相互間の電気的接続をとっている。この貫通孔を基板領域分割予定部に設けた場合には、配線基板が分割された後に配線基板３０ａの側面に、配線基板３０ａの上面と底面とを電気的に接続するパターン配線が露呈する。
【００５１】
各基板領域３０ａにおいて、基板電極およびパターン配線３１の一部は各キャビティ空間２１の底面に露呈しており、基板電極およびパターン配線３１の一部は基板裏面の両サイド寄りの位置まで延長されて発光装置実装用の基板電極および導電パターン部材３１ａとして利用される。パターン部材３３の面積は、配線基板３０の裏面において発光装置実装用の導電パターン部材３１ａの領域を除く領域に対して１０〜９９％の範囲内である。
【００５２】
＜バンプ＞
導電性のバンプ３２は、発光素子４０のｎ側電極およびｐ側電極を基板電極および配線パターン３１と電気的に接合するものである。また、ガラス１１を加熱して軟化状態にする際にバンプ等の金属が軟化して短絡しないものを用いる。例えば、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｂ等の金属および合金を用いることができる場合もあるが、好ましくはＡｕである。Ａｕの融点は１０６４℃である。金バンプはガラスを加熱して軟化状態にする温度では軟化せず、発光素子４０の電極と基板電極および配線パターン３１との短絡は生じない。バンプは、通常１００から３００μｍ径のボールのものである。
【００５３】
＜ガラス＞
ガラス１１は、ＳｉＯ2 、ＢａＯ、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 、ＰｂＯ、Ｂ2 Ｏ3 、ＺｎＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｓｂ2 Ｏ5 、ＣａＯ、Ｌｉ2 Ｏ、ＷＯ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＳｒＯ、ＭｇＯ、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、ＡｇＯ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＡｌＦ3 、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 、ＳｒＦ2 、ＢａＦ2 、ＹＦ3 、ＬａＦ3 、ＳｎＦ2 、ＺｎＦ2 のいずれかを含む。そして、ガラス転移温度Ｔｇが２００℃〜６００℃、軟化点／屈伏点が２００℃〜７００℃、かつ、融点が２００℃〜８００℃、線膨張係数が３〜１５ｐｐｍである。
【００５４】
ガラス１１の一具体例は、Ｐ2 Ｏ5 を５６〜６３ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 を５〜１３ｗｔ％、ＺｎＯを２１〜４１ｗｔ％含むＰ2 Ｏ5 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｎＯ系低融点ガラスである。この場合、さらに、Ｂ2 Ｏ3 、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 をそれぞれ０〜６ｗｔ％、ＣａＯ、ＳｒＯをそれぞれ０〜１２ｗｔ％、ＢａＯ、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｂｉ2 Ｏ3 をそれぞれ０〜２２ｗｔ％含ませてもよい。
【００５５】
ガラス１１の他の具体例は、Ｂ2 Ｏ3 を２０〜３１ｗｔ％、ＳｉＯ2 を０．３〜１４．５ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏを１〜９ｗｔ％、ＺｎＯを４０〜５８ｗｔ％、Ｎｂ2 Ｏ5 を１０〜２０ｗｔ％含むＢ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −Ｎａ2 Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ2 Ｏ5 系低融点ガラスである。この場合、さらに、ＢａＯ、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｋ2 Ｏ、ＣａＯ、Ｌｉ2 Ｏ、ＺｒＯ2 、ＳｒＯ、ＭｇＯをそれぞれ０〜６ｗｔ％含ませてもよい。
【００５６】
ガラス１１のさらに他の具体例は、Ｂ2 Ｏ3 を１５〜３０ｗｔ％、ＳｉＯ2 を１〜９ｗｔ％、ＺｎＯを２５〜５９ｗｔ％、Ｎｂ2 Ｏ5 を１０〜４９ｗｔ％含むＢ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＺｎＯ−Ｎｂ2 Ｏ5 系低融点ガラスである。この場合、さらに、ＢａＯ、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＣａＯ、Ｇｄ2 Ｏ3 、ＳｒＯ、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 をそれぞれ０〜１９ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 を０〜９ｗｔ％、Ｂｉ2 Ｏ3 を０〜９ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏ、ＺｒＯ2 をそれぞれ０〜４ｗｔ％含ませてもよい。
【００５７】
ガラス１１のさらに他の具体例は、ＰｂＯ、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 を含み、その中で、ＰｂＯを２９〜６９ｗｔ％、Ｂ2 Ｏ3 を２０〜５０ｗｔ％含むＢ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＰｂＯ系低融点ガラスである。
【００５８】
＜蛍光物質＞
ガラス１１には、蛍光物質を含有することもできる。蛍光物質を含有することにより、発光素子４０から射出された光が蛍光物質に吸収され、波長変換を行い発光素子４０と異なる色を発光することができる。よって、蛍光物質は発光素子からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、または、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩またはＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機および有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
【００５９】
Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体は、Ｍ2 Ｓｉ5 Ｎ8 ：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。また、Ｍ2 Ｓｉ5 Ｎ8 ：ＥｕのほかＭＡｌＳｉＮ3 ：Ｅｕ、ＭＳｉ7 Ｎ10：Ｅｕ、Ｍ1.8 Ｓｉ5 Ｏ0.2 Ｎ8 ：Ｅｕ、Ｍ0.9 Ｓｉ7 Ｏ0.1 Ｎ10：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。
【００６０】
Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、ＭＳｉ2 Ｏ2 Ｎ2 ：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。
【００６１】
Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、Ｍ5 （ＰＯ4 ）3 Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００６２】
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体には、Ｍ2 Ｂ5 Ｏ9 Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００６３】
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｒ、Ｓｒ4 Ａｌ14Ｏ25：Ｒ、ＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｒ、ＢａＭｇ2 Ａｌ16Ｏ27：Ｒ、ＢａＭｇ2 Ａｌ16Ｏ12：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００６４】
アルカリ土類硫化物蛍光体には、Ｌａ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕなどがある。
【００６５】
Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.8 Ｇｄ0.2 ）3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3 （Ａｌ0.8 Ｇａ0.2 ）5 Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3 （Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。また、Ｙの一部若しくは全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、Ｌｕ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅなどもある。
【００６６】
その他の蛍光体には、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ2 ＧｅＯ4 ：Ｍｎ、ＭＧａ2 Ｓ4 ：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。
【００６７】
上述の蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて、または、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。
【００６８】
これらの蛍光体は、発光素子の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有する蛍光体を使用することができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する蛍光体も使用することができる。これらの蛍光体を種々組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する発光装置を製造することができる。
【００６９】
例えば、青色に発光するＧａＮ系化合物半導体を用いて、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ若しくは（Ｙ0.8 Ｇｄ0.2 ）3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅの蛍光物質に照射し、波長変換を行う。発光素子からの光と、蛍光体からの光との混合色により白色に発光する発光装置を提供することができる。
【００７０】
例えば、緑色から黄色に発光するＣａＳｉ2 Ｏ2 Ｎ2 ：Ｅｕ、またはＳｒＳｉ2 Ｏ2 Ｎ2 ：Ｅｕと、青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）5 （ＰＯ4 ）3 Ｃｌ：Ｅｕ、赤色に発光する（Ｃａ，Ｓｒ）2 Ｓｉ5 Ｎ8 ：Ｅｕと、からなる蛍光体を使用することによって、演色性の良好な白色に発光する発光装置を提供することができる。これは、色の三源色である赤・青・緑を使用しているので、第１の蛍光体および第２の蛍光体の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。
【００７１】
＜光拡散部材＞
前述の蛍光物質に代えて、若しくは蛍光物質とともに光拡散部材をガラスに含有させてもよい。具体的な光拡散部材としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられる。
【００７２】
本明細書において、蛍光物質、光拡散部材、フィラーの厳密な区別は特になく、蛍光物質のうち反射率の高い物質は光拡散部材として作用する。光拡散部材は、中心粒径が１ｎｍ以上５μｍ未満のものをいう。１ｎｍ以上５μｍ未満の光拡散部材は、発光素子および蛍光物質からの光を良好に乱反射させ、大きな粒径の蛍光物質を用いることにより生じやすい色むらを抑制することができる。また、発光スペクトルの半値幅を狭めることができ、色純度の高い発光装置を得ることができる。一方、１ｎｍ以上１μｍ未満の光拡散部材は、透明度が高く、光度を低下させることなくガラスの粘度を高めることができる。
【００７３】
＜フィラー＞
前述の蛍光物質に代えて、若しくは蛍光物質、光拡散部材とともにフィラーをガラスに含有させてもよい。具体的な材料は、光拡散部材と同様であるが、光拡散部材と中心粒径が異なる。ここで、粉体フィラ−は、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯ、ＺｒＯ2 、ＴａＯ2 、ＳｎＯ、ＳｎＯ2 、ＩＴＯ、Ｉｎ2 Ｏ3 、Ｇａ2 Ｏ3 のいずれかであり、中心粒径（平均粒径）が５ｎｍ〜１００μｍのものをいう。このような粒径のフィラーをガラス中に含有させると、光拡散作用により発光装置の色度バラツキを改善することができる。ガラスの流動性を一定に調整することが可能となり、歩留まり高く発光装置を量産することができる。
【００７４】
粉体フィラーは、蛍光物質と同一若しくは類似の粒径および／または形状を有することが好ましい。類似の粒径は、各粒子の真円との近似程度を表す円形度（円経度＝粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ／粒子の投影の周囲長さ）の値の差が２０％未満の場合をいう。このような粉体フィラーを用いることにより、蛍光物質とフィラーが互いに作用しあい、ガラス中にて蛍光物質を良好に分散させることができ色むらを抑制することができる。
【００７５】
＜被膜＞
ガラス封止部１１ａの表面に被膜を形成することが好ましい。被膜はガラス表面の劣化（変色、失透、白濁）を防止することができる。ガラスの白濁、失透は主にガラスが結晶化することに起因する。また水分の透過を抑制することができる。被膜はフィラーなどを入れたものを使用することができる。例えば所定の波長の光（３５０ｎｍ以下の波長および５５０ｎｍ以上の波長の光）を吸収する被膜を用いることにより、特定の波長の光（３５０ｎｍから５５０ｎｍまでの波長の光）を取り出すことができる発光装置を提供することができる。被膜は一層だけでなく、多層構造とすることもできる。多層構造とすることにより透過率を上げることもできる。
【００７６】
＜第１の実施形態の変形例＞
第１の実施形態における配線基板のパターン部材３３は、配線基板３０ａ上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させる作用を有するものであればそのパターン形状は所望の形状に設定してよい。即ち、配線基板３０ａ裏面において、発光素子実装部分に対応する位置または配線基板３０ａ中央付近に対応する位置を中心に、円形あるいは矩形あるいは多角形あるいは楕円等の閉曲線、または、メッシュ状あるいはストライプ状あるいは放射状あるいは同心円状あるいはドット状等のパターンを有するものでもよい。また、パターン部材３３は、導電パターン部材３１ａと連なって形成されてもよく、導電パターン部材３１ａと同じ工程および同じ材料で形成されてもよい。さらに、パターン部材３３は、セラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより形成された絶縁性パターンであってもよい。配線基板の上面と底面のパターン配線相互間を接続するために、配線基板に貫通孔を設け、貫通孔の内面に導電材料を形成し、あるいは、貫通孔の内部を導電性部材で埋めるようにしてもよい。
【００７７】
図５乃至図７は、それぞれ図３（ａ）、（ｂ）に示したキャビティ付き配線基板における導電パターン３１ａおよびパターン部材３３の複数の変形例を概略的に示す側断面図および底面図である。
【００７８】
図５（ａ）、（ｂ）は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内面に導電材料を形成した例、図５（ｃ）、（ｄ）は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内部を導電性部材で埋めた例を示している。ここに示したキャビティ付き配線基板においては、配線基板３０裏面の中央付近あるいは発光素子実装部に対応する配線基板３０裏面部分に、配線基板３０裏面の両サイド寄りの発光装置実装用の導電パターン部材３１ａと同じ幅および同じ厚みで荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３が形成されている。荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３は、熱伝導性が良い材料を用いれば、放熱効果の増大にも寄与する。
【００７９】
この荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３は、導電パターン部材３１ａと同じ材料を用いれば、同じ工程で簡単に形成することが可能になる。また、この荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３は、他の材料を用いてもよく、例えばセラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより形成された絶縁性パターンであってもよい。
【００８０】
図６（ａ）、（ｂ）は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内面に導電材料を形成した例、図６（ｃ）、（ｄ）は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内部を導電性部材で埋めた例を示している。図６のキャビティ付き配線基板においては、発光装置実装用の導電パターン部材３１ａと荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３１ｂが連続的・一体的に形成されている。換言すれば、導電パターン部材３１ａ及びパターン部材３１ｂが、配線基板３０裏面の両サイド寄りから配線基板３０裏面の中央付近まで同じ幅および同じ厚みで延長されている。この配線基板３０裏面の中央付近の導電パターン部材３１ｂは、荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３１ｂとして機能するとともに、放熱効果の増大にも寄与している。また、導電パターン部材３１ａは、通常、導電膜に電界メッキが施されることによって形成されるが、荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３１ｂが発光装置実装用の導電パターン部材３１ａと電気的に接続されているので、電界メッキを容易に行うことが可能になる。
【００８１】
図７（ａ）、（ｂ）は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内面に導電材料を形成した例、図７（ｃ）、（ｄ）は、キャビティ付き配線基板に設けた貫通孔の内部を導電性部材で埋めた例を示している。図７のキャビティ付き配線基板においては、発光装置実装用の導電パターン部材３１ａと荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３１ｂが細い連結用の導電パターン部材３１ｃにより連なって形成されている。換言すれば、導電パターン部材３１ａ及びパターン部材３１ｂが配線基板３０裏面の両サイド寄りと配線基板３０裏面の中央付近に同じ幅および同じ厚みで形成されており、配線基板裏面の両サイド寄りと中央付近とを連ねる細い連結パターン３１ｃが導電パターン部材３１ａと同じ厚みでされている。この配線基板３０裏面の中央付近の導電性のパターン部材３１ｂは、荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３１ｂとして機能し、放熱効果の増大にも寄与している。また、荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３１ｂ及び連結パターン３１ｃが発光装置実装用の導電パターン部材３１ａと電気的に接続されており、電界メッキを容易に行うことが可能になる。
【００８２】
＜第２の実施形態＞
図８（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の発光装置の製造方法の第２の実施形態における工程を概略的に示す図である。図９（ａ）、（ｂ）は、図８中の発光素子実装済み配線基板の一例を概略的に示す側断面図および底面図である。図１０は、第２の実施形態の製造工程を経て個々に分割して得られた発光装置の一例を概略的に示す断面図である。ここでは、発光素子４０を配線基板３０上にフェイスダウン実装したものを図示しているが、発光素子を配線基板上にフェイスアップ実装したものも使用することができるが図示を省略している。また、図示の便宜上、配線基板３０に形成されている配線基板電極の一部は図示を省略している。
【００８３】
第２の実施形態は、前述した第１の実施形態と比べて、キャビティ付き配線基板１０を用いないで、キャビティが付いていない配線基板３０を用いた点が異なり、その他は同じであるので、以下、主として異なる点を説明する。まず、第１の実施形態と同様に配線基板３０および発光素子４０を別々に形成し、各基板領域３０ａ上に発光素子４０を実装して素子実装済み配線基板３０を得る。本例では、同一面側に正負一対の電極を有する発光素子４０を基板領域３０ａ上に導電性のバンプ３２を介してフリップチップ接続してフェイスダウン実装しているが、発光素子４０をフェイスアップ実装するように変更してもよい。
【００８４】
次に、各基板領域３０ａ上の発光素子４０を一括してガラス１１で封止し、この後にガラス１１を冷却する。このガラス封止に際して、本実施形態では、図８（ａ）乃至（ｂ）に示すように、素子実装済み配線基板３０上の全体に板状のガラス１１を載置する。このように板状のガラス１１をワークに重ねた状態で金型（上金型５１と下金型５２）に挟み、例えば窒素雰囲気中でガラス軟化点以上となるように全体的に加熱し、加圧を行うことによって、ガラス１１を融着させて発光素子４０を封止する。この際、ガラス１１への加熱は、ガラスの融点より低い温度となるように加熱する。この後、冷却によりガラス１１は固化され、発光素子４０を封止するガラス封止部１１ａとなる。この後、ガラス封止部１１ａおよび配線基板３０は、最終的には例えば図１０中に示すように単位領域３０ａ毎に個片化されて複数の発光装置に分割される。
【００８５】
図８（ａ）乃至（ｃ）は、前記ガラス封止工程において板状のガラス１１を封止する過程の一例を示している。即ち、図８（ａ）に示すように上方から板状のガラス１１を加熱、プレスする。この際、図８（ｂ）に示すように配線基板３０上は内底面中央付近における発光素子４０の実装部分が最も突出した状態になっているので、板状のガラス１１は中央付近から接し始めることになり、発光素子４０は応力を受けることになる。この際、基板領域３０ａの裏面中央付近あるいは発光素子実装部に対応する裏面部分には、図８（ｃ）に示すようにガラス封止時に配線基板３０上方から荷を受けるが、この荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３が導電パターン部材３１ａと同じ厚みで形成されている。これにより、ガラス封止時に基板領域３０ａの基板中央付近あるいは発光素子実装部の基板に曲げ応力が発生することを抑制することができ、配線基板にクラックが発生するおそれを回避し、簡易に量産性良く製造することができる。即ち、基板領域３０ａが受ける応力は緩和され、その部分の構造的な破壊や、電気的特性や発光特性が劣化することは抑制される。
【００８６】
この後、必要に応じて、所望の切断位置で、ガラス１１ａおよび配線基板３０をダイシングすることによって複数の発光装置に分割する。この際、発光素子４０を避けたダイシングライン部でガラス封止済み配線基板をダイシング・ブレードにより切断し、発光素子を１個単位の個片に分割した発光装置、あるいは、実装済み配線基板上の発光素子配列の各列間で配線基板を切断し、発光素子を複数個単位のモジュールに分割した発光装置を得るようにしてもよい。この際、ダイシングブレードを用いることなく、配線基板３０に予めスナップラインを形成しておき、応力を加えてスナップラインのブレーキングにより分割してもよい。あるいは、ダイシングブレードを用いて部分的に切断した後、スナップラインのブレーキングにより分割してもよい。この後、必要に応じて、ガラス封止部の側面および上面を研磨し、凹凸のない平坦面あるいは滑らかな曲面に形成することもできる。
【００８７】
前述したような一連の工程により、図１０に例示するように、配線基板３０ａ上に発光素子４０が実装されてガラス封止部１１ａにより封止された発光装置が得られる。
【００８８】
＜第２の実施形態の変形例＞
第２の実施形態における配線基板のパターン部材３３は、第１の実施形態と同様に、配線基板３０上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させて曲げ応力の発生を防止し、かつ荷重を分散させる作用を有するものであれば、そのパターン部材３３の形状は所望の形状に設定してよい。即ち、配線基板３０裏面において、発光素子実装部分に対応する位置または配線基板中央付近に対応する位置を中心に、円形あるいは矩形あるいは多角形あるいは楕円等の閉曲線、または、メッシュ状あるいはストライプ状あるいは放射状あるいは同心円状あるいはドット状等のパターンを有するものでもよい。また、パターン部材３３は、導電パターン部材３１ａと連なって形成されてもよく、導電パターン部材３１ａと同じ工程および同じ材料で形成されてもよい。さらに、パターン部材３３は、セラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタにより形成された絶縁性パターンであってもよい。配線基板３０の上面と底面のパターン配線相互間を接続するために、配線基板３０に貫通孔を設け、貫通孔の内面に導電材料を形成し、あるいは、貫通孔の内部を導電性部材で埋めるようにしてもよい。
【００８９】
図１１乃至図１３は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）に示した配線基板３０における導電パターン３１ａおよびパターン部材３３の複数の変形例を概略的に示す側断面図および底面図である。図１１乃至図１３において、それぞれ（ａ）、（ｂ）は、配線基板３０に設けた貫通孔の内面に導電材料を形成した例、（ｃ）、（ｄ）は、配線基板３０に設けた貫通孔の内部を導電性部材で埋めた例を示している。ここに示した配線基板３０においては、配線基板３０裏面の中央付近あるいは発光素子実装部に対応する配線基板３０裏面部分に、配線基板３０裏面の両サイド寄りの発光装置実装用の導電パターン部材３１ａと同じ幅および同じ厚みで荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３が形成されている。荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３は、熱伝導性が良い材料を用いれば、放熱効果の増大にも寄与する。また、荷重分散用のパターン部材３３は、導電パターン部材３１ａと同じ材料を用いれば、同じ工程で簡単に形成することが可能になる。また、荷重分散用のパターン部材３３は、他の材料を用いてもよく、例えばセラミックペーストの塗布あるいは印刷または無機材料の蒸着あるいはスパッタやメッキにより形成された絶縁性パターンであってもよい。
【００９０】
図１１（ａ）乃至（ｄ）は、前述した図５（ａ）乃至（ｄ）と比べて、キャビティ部分がない点が異なり、図５（ａ）乃至（ｄ）中と同一部分には同一符号を付している。
【００９１】
図１２（ａ）乃至（ｄ）は、前述した図６（ａ）乃至（ｄ）と比べて、キャビティ部分がない点が異なり、図６（ａ）乃至（ｄ）中と同一部分には同一符号を付している。
【００９２】
図１３（ａ）乃至（ｄ）は、前述した図７（ａ）乃至（ｄ）と比べて、キャビティ部分がない点が異なり、図７（ａ）乃至（ｄ）中と同一部分には同一符号を付している。
【００９３】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態は、前述した各実施形態において、配線基板の発光素子搭載面側あるいはその裏側に、保護素子（図示せず）が実装されたものである。保護素子として例えばツェナーダイオードが発光素子に対して電気的に逆並列接続されている。この場合、ツェナーダイオードは、一対の電極が素子の上下面に分離して形成された構造を有し、一方の電極から配線基板電極にループ状のワイヤ配線が接続され、前述したフェイスアップ実装状態の発光素子と同様にガラス封止がなされている。この際、特にダメージを受けることなくガラス封止が可能である。
【００９４】
なお、赤色発光素子、赤外線発光素子などのように、一対の電極が素子の上下面に分離形成されている構造を有する発光素子を配線基板上に実装する場合にも、一方の電極から配線基板電極にループ状のワイヤ配線を接続するが、前述したフェイスアップ実装状態の発光素子と同様にガラス封止が可能である。
【実施例】
【００９５】
第１の実施形態で前述した図１乃至図４を参照しながら一実施例を説明する。図１中に示すようなキャビティアレイ２０の底面部がアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）製の配線基板３０上に固着され、配線基板３０の各基板領域３０ａにスクリーン印刷やメッキ等により基板電極およびパターン配線３１が形成されたキャビティアレイ付き配線基板１０を製造する。この際、各基板領域３０ａには、基板電極をｎ側の基板電極とｐ側の基板電極に分け、基板電極およびパターン配線３１の少なくとも一部が各キャビティ空間の底面に露呈する状態で形成されており、かつ、パターン配線３１の一部は配線基板３０の上面から側面、下面にかけて配線基板３０裏面の一部まで延長されて発光装置実装用の導電パターン部材３１ａとして形成されている。また、配線基板３０裏面の中央付近あるいは発光素子実装部分に対応する部分には、導電パターン部材３１ａと同じ厚み（１００μｍ）を有し、配線基板３０上方からの荷重による曲げモーメントを打ち消す反力を発生させ、かつ荷重を分散させるパターン部材３３が形成されている。この後、基板電極上にＡｕ等のバンプ３２を球状若しくは卵状に形成する。
【００９６】
さらに、発光素子４０を多数形成しておく。この発光素子４０は、発光ピーク波長が４６０ｎｍ近傍にある青色に発光する素子であって、同一面側にｎ側電極とｐ側電極とを有し、その反対側に透光性の基板を持つ半導体素子を使用するものとする。この発光素子４０を配線基板３０上に載置する際、透光性の基板をコレット等で吸引して、ｎ側電極とｐ側電極とをフェイスダウンする。バンプ３２に熱を加え、発光素子４０をコレット等で超音波振動を加え、ｎ側電極およびｐ側電極をバンプ３２と接合することによって基板電極および配線パターン３１に電気的に接続する。この後、コレット等の吸引を止め、コレット等を引き上げることによって素子実装済み配線基板３０が得られる。
【００９７】
また、上記キャビティアレイ付き配線基板１０は、最終的には例えば図４中に示すように単位領域（３０ａ、２０ａ）毎に個片化されて複数の発光装置の分割される。この際、各発光装置は、基板領域３０ａに対応する配線基板３０ａとキャビティ領域２０ａに対応するキャビティ２０ａとからなるキャビティ付き配線基板１０ａを備えることになる。
【００９８】
次に、各キャビティ空間内の発光素子４０を一括してガラス１１で封止し、この後にガラス１１を冷却する。このガラス封止に際して、本実施形態では、図１に示すように、各キャビティ空間２１の開口先端面を塞ぐようにキャビティアレイ２０上の全体に板状のガラス１１を載置する。なお、板状のガラス１１を形成する際、ガラス、蛍光体およびフィラーを例えば１００：４０：３０（重量％）の割合で混合し、十分に撹拌することにより、ガラス中に蛍光体およびフィラーをほぼ均一に分散させる。本例では、ガラス転移温度Ｔｇが２００℃〜６００℃、軟化点／屈伏点が２５０℃〜７００℃、かつ、融点が２００℃〜８００℃、線膨張係数が３〜１５ppm 、平均粒径が１０ｎｍ〜２００μｍのガラスを使用する。このガラスは、Ｐ2 Ｏ5 を５６〜６３ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 を５〜１３ｗｔ％、ＺｎＯを２１〜４１ｗｔ％含み、さらに、Ｂ2 Ｏ3 、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 をそれぞれ０〜６ｗｔ％、ＣａＯ、ＳｒＯをそれぞれ０〜１２ｗｔ％、ＢａＯ、ＴｉＯ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｂｉ2 Ｏ3 をそれぞれ０〜２２ｗｔ％含む。
【００９９】
このように板状のガラス１１をワークに重ねた状態で金型（上金型５１と下金型５２）に挟み、所定の加熱成形装置内に配置する。この装置は、内部を所定の温度に保持できるように構成されている。また、加熱成形装置内は、基板電極等の金属に酸化膜を形成させないために、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気中に保持しておくほか、真空にすることも可能である。本例では、窒素雰囲気中でガラス軟化点以上となるように、かつ、ガラスの融点より低い温度となるようにゆっくりと昇温し、全体的に加熱することによって、ガラス１１を融着させて発光素子４０を封止する。これにより、ガラスが軟化状態となる。但し、ガラスは融点よりも低い温度であるので、液状となっていない。ガラス１１を加熱する温度は２００℃以上８００℃以下の温度が好ましい。特に５００℃以上６００℃以下の温度に加熱を行い、ガラスを軟化状態にすることも可能である。
【０１００】
ガラス１１が軟化状態となったら、この状態で、下金型５２と上金型５１とを押圧する。この際、ガラス１１は軟化状態となっているので、発光素子４０を破壊することなく配線基板３０に接触する。
【０１０１】
なお、バンプ３２を介して接合される発光素子４０と基板電極および配線パターン３１との隙間に、エポキシ樹脂等の絶縁部材を予め配置しておくこともできる。これにより、発光素子４０から発生する熱を基板電極および配線パターン３１側に伝達し易くし、放熱性を向上させることが可能になる。また、フリップチップ実装の場合には、封止工程における封止材料による押圧に耐えることができる。
【０１０２】
所定の温度以下に下金型５２および上金型５１が冷えたら、上金型５１と下金型５２とを離し、固化したガラス１１がガラス封止部１１ａとして固着された配線基板３０を装置から取り出す。取り出された配線基板３０のガラス封止部１１ａの上面は、そのままでも使用できるが、透光性を向上させるため研磨して平坦面にしておくことが好ましい。ガラス封止部１１ａ、キャビティアレイ２０および配線基板３０を上方から切断機を用いて切断し、個別化された発光装置を得る。この切断により、ガラス封止部１１ａの側面が形成される。
【０１０３】
ガラス封止部１１ａおよび配線基板３０を、切断機を用いて切断する際、ガラス封止部１１ａと配線基板３０との接触部分に達するまで、あるいは、接触部分に侵入しない程度まで入刃した後、所定の応力を加え、配線基板３０と共にガラス封止部１１ａを分割するようにしてもよい。配線基板３０を割るためには、配線基板３０の発光素子搭載面（ガラス封止部が固定されている側）とは反対の裏面側に、配線基板３０の厚さの（２／５）〜（３／５）程度まで切り込みを設けておき、この切り込み部分に沿って分割する。この場合には、ガラス封止部１１ａの側面は、切断された部分と分割された部分とを有する。ガラス封止部１１ａの側面は研磨しておくこともできる。これにより製品毎のバラツキを抑制できるからである。
【０１０４】
個片化された発光装置の大きさは縦３．０ｍｍ、横２．０ｍｍ、高さ１．５ｍｍである。配線基板の大きさは縦３．０ｍｍ、横２．０ｍｍ、高さ１．０ｍｍである。ガラス封止部は、切断機で入刃する分だけ配線基板よりも小さく、その大きさは縦２．９ｍｍ、横１．９ｍｍ、高さ０．５ｍｍである。
【０１０５】
さらに、ガラス封止部１１ａの表面に被膜を形成してもよい。この被膜の形成は、ガラス封止部を切断する前に行ってもよい。被膜は所定のシートを貼り付ける他、被膜を付けたい部分にスプレーする方法、ガラス封止部を所定の液中に浸積する方法、所定の物質をスクリーン印刷する方法、スパッタや蒸着により形成する方法などがある。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の発光装置は、携帯電話のバックライト用照明、自動車前照灯、室内照明、屋外照明、各種デ−タを表示するディスプレイ装置、ラインセンサ−など各種センサー、各種インジケータなどの光源、各種計測機器、屋外の案内板、車載機器などの表示に利用される。特に、太陽光、深海、電気炉など、高圧、高温の環境下で使用される機器への適用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の発光装置の製造方法の第１の実施形態における工程の一部を概略的に示す図。
【図２】図１に続く工程を概略的に示す断面図。
【図３】図２中の配線基板の一例を概略的に示す断面図および底面図。
【図４】図１乃至図２の工程を経て個々に分割して得られた発光装置の一例を概略的に示す断面図。
【図５】図２中の配線基板の変形例を概略的に示す断面図および底面図。
【図６】図２中の配線基板の他の変形例を概略的に示す断面図および底面図。
【図７】図２中の配線基板のさらに他の変形例を概略的に示す断面図および底面図。
【図８】本発明の発光装置の製造方法の第２の実施形態における工程の一部を概略的に示す図。
【図９】図８中の配線基板の一例を概略的に示す断面図および底面図。
【図１０】図８乃至図９の工程を経て個々に分割して得られた発光装置の一例を概略的に示す断面図。
【図１１】図９中の配線基板の変形例を概略的に示す断面図および底面図。
【図１２】図９中の配線基板の他の変形例を概略的に示す断面図および底面図。
【図１３】図９中の配線基板のさらに他の変形例を概略的に示す断面図および底面図。
【図１４】従来のキャビティ付き配線基板において垂直断面形状が矩形であるキャビティ空間の内底面中央部に実装されている固体素子に対して板状のガラスをホットプレス加工することによってガラス封止部を形成する様子を概略的に示す図。
【図１５】図１４中の配線基板を概略的に示す断面図および底面図。
【符号の説明】
【０１０８】
１０、１０ａ…キャビティ付き配線基板、１１…ガラス、１１ａ…ガラス封止部、２０…キャビティアレイ、２０ａ…キャビティ（キャビティ領域）、２１…キャビティ空間、３０…配線基板、３０ａ…配線基板（基板領域）、３１…基板電極およびパターン配線、３１ａ…発光装置実装用の導電パターン部材、３１ｂ…荷重分散用の導電パターン部材、３１ｃ…連結用の導電パターン部材、３２…導電性バンプ、３３…荷重分散用のパターン部材、４０…発光素子
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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