(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、その半導体素子の電極に接続する正負一対の電極の一部が絶縁性の支持部材に挿入されてなる支持体と、前記半導体素子を覆う透光部および該透光部を支持する導電性の鍔部とを有する封止部材と、を備えた半導体装置であって、
前記支持体は、前記正負一対の電極の上に、前記絶縁性の支持部材を介して、導電性の板材が配置されており、その導電性の板材に前記封止部材の鍔部が溶接されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体素子は、前記支持部材に備えられた放熱部材の上に配置されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記導電性の板材は、前記支持部材の側面から外側に露出された端部を有する請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記導電性の板材の端部は、前記支持部材の側面から０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲で露出されている請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体素子と、その半導体素子の電極に接続する正負一対の電極の一部が絶縁性の支持部材に挿入されてなる支持体と、前記半導体素子を覆う透光部および該透光部を支持する導電性の鍔部とを有する封止部材と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記絶縁性の支持部材に前記正負一対の電極の一部を挿入するとともに、その正負一対の電極の上に、前記絶縁性の支持部材を介して、導電性の板材を配置させることにより支持体を形成する第一の工程と、
前記支持体に半導体素子を配置して、その半導体素子の電極を前記正負一対の電極と電気的に接続する第二の工程と、
前記半導体素子が前記封止部材の透光部に覆われるとともに、前記封止部材の鍔部が前記導電性の板材の上に配置されるように、前記封止部材を前記支持体に配置させる第三の工程と、
前記鍔部または前記導電性の板材に電圧を印加することにより、前記封止部材の鍔部と前記導電性の板材とを溶接する第四の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第一の工程は、前記導電性の板材の端部を、前記支持部材の側面から外側に露出させる工程を含み、
前記第四の工程は、前記端部と前記封止部材の鍔部とに電極端子を当接させた後、その電極端子により、前記鍔部または前記導電性の板材に電圧を印加する工程を含む請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第一の工程は、前記半導体素子が搭載される側に、底面から前記導電性の板材が露出される凹部を前記支持体に形成する工程を含み、
前記第三の工程は、前記凹部の側壁内面により、前記封止部材の鍔部を位置決めして配置する工程を含む請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第一の工程は、前記正負一対の電極と、前記導電性の板材とが、樹脂材料がインサート成型されてなる支持部材により絶縁および固定されるとともに、そのインサート成型により前記各部材が一体となって支持体として形成される工程を含む請求項５から７のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子や受光素子のような半導体素子を搭載する支持体およびそれを利用した半導体装置、特に、高出力および高輝度の半導体発光素子が搭載され、耐熱性、放熱性および信頼性に優れる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高出力の発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）のような半導体発光素子が開発されてきている。このような半導体発光素子は、その半導体発光素子に電力を供給するための電極を備えたパッケージ等の支持体に搭載されて発光装置とされる。
【０００３】
また、半導体発光素子は、高出力発光させるとき投入電力の増加により発熱を伴うため、発光装置の高出力化には、半導体装置全体の耐熱性や放熱性の向上が必要不可欠となってきている。このような要求に答えるため、成型性のよい樹脂を材料として形成される支持体は、半導体素子を搭載し該半導体素子からの放熱性を向上させるヒートシンクを備える。例えば、特開２０００−１５０９６７号公報に開示される支持体は、一対の電極と、放熱性の高い金属材料からなるヒートシンクとが樹脂材料により一体的に成型されることにより形成された支持体である。この支持体のヒートシンクは、支持体の背面に露出されている。これにより、半導体発光素子の発熱を支持体の背面側より外部の実装基板側に伝達させ、半導体発光素子からの放熱性を向上させることができる。
【０００４】
また、発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導体発光素子を気密封止する支持体として、いわゆるキャンパッケージが挙げられる。例えば、図１０に示されるキャンパッケージ５は、絶縁材料を介して電極２が挿通および固定された貫通孔を有するステム３と、金属リングにガラスからなる透光部７が嵌め込まれたキャップ６と、からなる。半導体発光素子１は、ステム３に配されており、半導体発光素子１の電極と、ステム３に配された電極２は、導電性ワイヤ４を介して接続されている。このキャンパッケージ５は、ステム３とキャップ６により、ステム３に配された半導体発光素子１を気密封止している。すなわち、ステム３の半導体素子１が搭載される側からキャップ６の金属リングに一方の電極を接触させ、それと反対方向からステムに他方の電極を接触させて、抵抗溶接のための電圧を印加する。これにより発生したジュール熱により、キャップの金属リングは、ステムに溶着され、半導体発光素子は、気密封止される。このようなキャンパッケージ５は、外部からパッケージ内への湿気などの浸入が防止され、気密性に優れたパッケージである。また、キャンパッケージは、樹脂を成型して形成される上述の支持体と比較して、耐光性が高く、高出力な発光素子を搭載することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５０９６７号公報。
【０００６】
【特許文献２】特開２００２−３５９４０３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したような樹脂を材料とする支持体に、金属リングにガラスからなる窓部が固定された封止部材を溶接することは困難である。すなわち、抵抗溶接するためには、封止部材の金属リングと、支持体の導電性部材との間に電圧を印加する必要がある。しかし、上述の一体成型された支持体は、ヒートシンクおよび電極を互いに絶縁し、それらを保持するため、絶縁体である樹脂材料が支持体の大部分を占めており、支持体の最前面に配されているのも樹脂材料である。したがって、支持体の所望の部位に、封止部材の金属リングを接触させ、その封止部材を支持体に溶接することができない。特に、従来のキャンパッケージと同じ方法、すなわち、支持体の半導体素子を搭載する側と、それと反対側から電極を接触させる方法によって、溶接のための電圧を印加することができない。
【０００８】
また、上述したキャンパッケージ５は、ステム３の貫通孔に固定された電極２が半導体素子１の搭載方向に突出されており、その電極２や導電性ワイヤ４とキャップ６との接触を避けてステムにキャップ６を配置するため、ステムにキャップ６の金属リングと嵌合しやすい形状を設けなければならないことがある。
【０００９】
また、上述したキャンパッケージ５は、ステム３の背面から突出された電極２が配線基板に設けられた孔に挿通されることにより、配線基板に対して実装される。ここで、特開２００２−３５９４０３号公報に開示される半導体装置のように、半導体装置の放熱性を向上させることを目的として、ヒートシンクを実装方向に露出させて備えたとしても、同じ実装方向に電極２が配されるため、ヒートシンクを露出させる大きさには限界がある。そのため、このようなキャンパッケージは、半導体発光素子から配線基板の側への放熱量に限界を生じさせ、より高出力の半導体発光素子を搭載することができない。
【００１０】
そこで、本発明は、抵抗溶接により気密封止することができるともに、その気密性および放熱性に優れた半導体装置、特に、高出力が発光可能な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】
【００１１】
以上の目的を達成するため、本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、その半導体素子に電気的に接続する正負一対の電極が支持部に配されている支持体と、を備えた半導体装置であって、上記支持体は、上記半導体素子が搭載される側に、導電性の鍔部を有する封止部材を配するための導電性の板材を備え、上記半導体素子が搭載される側から順に、上記導電性の板材および上記電極が上記支持体に配されている。
【００１２】
さらに、上記板材は、上記支持部から外側に突出された端部を有することを特徴とする。
【００１３】
上記電極は、上記半導体素子が熱的に接続される放熱部材を備え、上記半導体素子が搭載される側において上記支持部から露出されることが好ましい。
【００１４】
また、上記支持体は、上記半導体素子を覆う透光部と、その透光部を保持する導電性の鍔部とを有する封止部材を備え、上記導電性の鍔部が上記導電性の板材に溶接されている。
【００１５】
上記導電性の板材は、上記導電性の鍔部から外側に露出されていることが好ましい。
【００１６】
上記支持体は、上記半導体素子が搭載される側に凹部を有し、その凹部の底部から上記導電性の板材が露出されていることが好ましい。
【００１７】
上記板材の端部は、上記支持体から０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲で突出されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子と、その半導体素子に接続する正負一対の電極が絶縁性の支持部に配されている支持体と、上記半導体素子を覆う封止部材と、を備えた半導体装置の製造方法であって、上記半導体素子が搭載される側から順に、導電性の板材と、上記正負一対の電極とを絶縁性の支持部に配置して支持体を形成する工程と、導電性の鍔部を有する封止部材を導電性の板材に配置して、上記鍔部を上記導電性の板材へ電気的に接触させる工程と、上記鍔部または上記導電性の板材に電圧を印加することにより、上記封止部材を上記導電性の板材に溶接する工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
さらに、上記第一の工程は、上記板材が少なくとも上記鍔部から外側に露出された端部を形成する工程を含み、上記第三の工程は、上記端部と上記封止部材の鍔部とに上記電極端子が当接される工程であることが好ましい。
【００２０】
さらに、上記第一の工程は、上記半導体素子が搭載される側に、底部から上記導電性の板材が露出される凹部を、上記支持体に形成する工程を含み、上記第二の工程の封止部材を配置する工程は、上記凹部の側壁により、上記封止部材の鍔部を位置決めして配置する工程であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、半導体装置の製造工程においても支持体に配された電極の形状の影響を受けることなく、封止部材を所定の位置に配することが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための半導体装置を例示するものであって、本発明は半導体装置を以下に限定するものではない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００２３】
半導体素子と、正負一対の電極と、上記電極を支持する絶縁性の支持部を有する支持体と、を備えた半導体装置において、上述の課題を解決するため、本発明にかかる半導体装置は、少なくとも以下（１）または（２）の構成を有することを特徴とする。なお、図１、図２、図４、図５および図７は、本形態における支持体と半導体装置の模式的な斜視図を示す。また、図３、図６および図８は、本形態における半導体装置を、導電性の板材を含む垂直な方向に切断したときの断面図である。以下、図面を参照しながら本形態にかかる半導体装置について説明する。
【００２４】
（１）図１、図４および図７に示されるように、半導体装置１００、２００、３００に備えられた支持体は、半導体素子１０６が搭載される側に、導電性の鍔部を有する封止部材を配するための導電性の板材１０２、２０２、３０２を備える。さらに、導電性の板材１０２および正負一対の電極１０３、２０３、３０３は、上記半導体素子１０６が搭載される側から順に、導電性の鍔部を有する封止部材が溶接される導電性の板材１０２、２０２、３０２と、上記正負一対の電極１０３、２０３、３０３とが支持体１００、２００、３００に対して絶縁して配されている。
【００２５】
これにより、導電性の鍔部を有する封止部材を支持体に溶接して半導体素子を気密封止する工程の信頼性が向上できる。つまり、半導体素子を覆う封止部材を板材に配するときに、支持体に配された電極の端子が障害となることがなくなる。そのため、封止部材を板材に配置して電圧を印加するときに、支持体に配された電極への電気的接続による短絡などがなくなり、信頼性高く半導体装置を形成することができる。
【００２６】
（２）このような半導体装置において、さらに、上記導電性の板材が少なくとも上記鍔部から外側に突出された端部を有することが好ましい。支持体の支持部や封止部材の鍔部の外径から導電性の板材の端部を突出させることにより、鍔部を有する封止部材を導電性の板材に溶接する工程が作業性よく行える。以下、より具体的に説明する。
【００２７】
例えば、電極を互いに絶縁して保持する絶縁性材料が支持体の前面から背面まで配された支持体に、金属リングにガラスからなる窓部が固定された封止部材を抵抗溶接する。このとき、その金属リングと、支持体の導電性部位に電圧を印加する必要がある。しかし、特開２０００−１５０９６７号公報に開示される従来の支持体は、半導体素子を搭載する側である支持体の最前面に絶縁体が配されている。そのため、透光性部材が金属リングに嵌め込まれた封止部材にて半導体素子を封止する際、その封止部材を支持体に抵抗溶接することができない。とりわけ、上述のキャンパッケージの如く、支持体の半導体素子を搭載する側と、それと反対側から電極を接触させて、抵抗溶接のための電圧を印加することができない。
【００２８】
そこで、支持体は、その正面側に導電性の板材を配し、その導電性の板材の端部は、封止部材の鍔部の外径あるいは支持部から突出されていることが好ましい。封止部材の鍔部から突出させることにより、封止部材の鍔部および導電性の板材について、半導体素子が搭載される支持体の側から抵抗溶接するための電極を当接させることができる。さらに、支持部から突出させることにより、上記板材については、半導体素子が搭載される側だけでなく、その反対方向からも抵抗溶接用の電極を当接させることができる。なお、板材の突出は、少なくとも封止部材の鍔部から突出させるだけであることが好ましい。半導体装置を全体的に小型化することができるからである。
【００２９】
また、上記支持体は、上記半導体素子が配される放熱部材を備えることができる。さらに、支持体に備えられた電極は、半導体素子が搭載される側に露出されていることが好ましい。これにより、放熱部材を有する支持体とするとき、支持体の背面側において、放熱部材の配置は、電極の配置による制限を受けない。つまり、半導体装置の実装方向（支持体の背面側）において、放熱部材の配置に対して電極が障害とならず、放熱部材を比較的大きく露出させることができる。そのため、半導体装置の放熱性が向上され、高出力な半導体装置とすることができる。
【００３０】
なお、封止部材の鍔部と導電性の板材との接合は、溶接によるものだけでなく、接合材が介されてなされていることが好ましい。このような接合材として、例えば、ＡｕとＡｇとからなる鑞材、あるいは共晶半田（Ａｕ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｓｎ、Ｂｉ−Ｓｎ、Ｚｎ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ｓｎ）を挙げることができる。これにより、封止部材を板材に強固に接合させることができる。また、本形態における封止部材と板材との接合方法として、主に抵抗溶接について説明する。このような溶接により、樹脂からなる接着材にて封止部材が支持体に接着された半導体装置と比較して、気密性および耐光性の高い半導体装置とすることができる。また、金属材料からなる共晶材にて封止部材が支持体に熱圧着された半導体装置と比較して、作業性および気密性の高い半導体装置とすることができる。
【００３１】
図１および図２は、第一の形態における半導体装置の模式的な斜視図を示す。図４および図５は、第二の形態における半導体装置の模式的な斜視図を示す。さらに、図３および図６は、各形態における半導体装置１００、２００を、封止部材を配する第一の板材１０２、２０２を含む垂直な方向に切断したときの断面図である。
【００３２】
図１に示されるように、本形態の支持体は、封止部材を溶接するための導電性の板材である第一の板材１０２と、半導体素子の電極を外部の電極端子と電気的に接続させるための電極とされる第二の板材１０３と、を備える。第二の板材１０３は、半導体素子と電気的に接続する第一の部位と、外部の電極端子と接続する第二の部位とを有し、それらの部位が支持部１０１の正面（半導体素子を搭載する側）において露出されるように配設されている。ここで、導電性の板材である第一の板材１０２の突出方向は、上記第一の部位と第二の部位を結ぶ方向に対して直角であることが好ましい。例えば、図１に示される半導体装置１００の支持部１０１は、ほぼ直方体であり、段差の形状を有して向かい合う一対の側面を有する。この段差において、電極とされる第二の板材１０３の一部は、支持部１０１の最前面から一段下がった部位にて露出される。これにより、半導体装置の外部の電極端子と整合性よく接続することができる。また、封止部材が配される第一の板材１０２は、支持体の側面のうち、段差が形成された側面に隣接している側面から突出されている。これにより、抵抗溶接のため板材に当接される電極端子と、支持体の電極との電気的な接触が回避され、信頼性の高く半導体素子を気密封止することができる。
【００３３】
上記板材の端部は、上記第一の板材１０２が支持部から０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲で突出されていることが好ましい。第一の板材１０２の突出量が大きければ、半導体装置の製造工程において、板材の端部が他の半導体装置に接触して損傷を与えることがあり、突出量が小さければ、支持体の外側にて抵抗溶接のための電極を板材に当接させることが困難となるからである。
【００３４】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子と、その半導体素子に接続する正負一対の電極が絶縁性の支持部に配されている支持体と、半導体素子を覆う封止部材と、を備えた半導体装置の製造方法である。特に、本発明は、少なくとも以下（１）から（３）の工程を有することを特徴とする。これにより、所謂キャンパッケージと異なり絶縁体を主な材料とする支持体においても、封止部材を溶接することにより気密性の高い半導体装置を製造することができる。
【００３５】
（１）まず、半導体素子が搭載される側から順に、導電性の板材と、正負一対の電極を絶縁性の支持部に配置して支持体を形成する工程である。例えば、図１に示される支持体は、半導体素子が搭載される側となる支持体の前面から、封止部材の鍔部を配置する導電性の第一の板材１０２、半導体素子に電力を供給する電極となる第二の板材１０３が順に配されている。このような支持体は、樹脂を成型することができる型内に、半導体素子が搭載される側から順に、導電性の板材と、正負一対の電極とを配置した後、注入された樹脂を硬化させることにより形成される。なお、このような形態に限定されることなく、既に成型させた支持体に導電性の板材を接着、嵌め込みあるいは接合してもよい。
【００３６】
（２）次に、導電性の鍔部１０８を有する封止部材を導電性の第一の板材１０２に配置して、その鍔部１０８を第一の板材１０２に電気的に接続させる工程である。本形態にかかる封止部材は、半導体素子を覆う透光部１０７と、該透光部１０７の縁に配されている導電性の鍔部１０８とを有する。その導電性の鍔部１０８と板材との間に電流が流れる程度に、導電性の鍔部１０８と第一の板材１０２との間隔を調整する。あるいは、両者を強固に接合させるため、鍔部１０８と、第一の板材１０２との間に、別の導電性の接合材を介して両者を電気的に接続させてもよい。
【００３７】
（３）さらに、封止部材の鍔部１０８と、導電性の第一の板材１０２と、に抵抗溶接のための電極端子を当接させて電圧を印加することにより、封止部材を第一の板材１０２に溶接する工程である。例えば、図１から図３に示される半導体装置の製造方法において、図１に示される絶縁性の支持部の凹部に露出された第一の板材１０２に、封止部材の鍔部１０８を接触させる。さらに、鍔部１０８と第一の板材１０２に電圧を印加することにより、封止部材を第一の板材１０２に溶接させる。ここで、図３の矢印Ａおよび矢印Ｂは、鍔部１０８および第一の板材１０２に電極端子を接触させる方向を示すが、図示される方向に限定されない。例えば、鍔部１０８および第一の板材１０２に電極を接触させる方向を同じくして、半導体素子１０６を載置する側から、鍔部１０８および第一の板材１０２にそれぞれ電極端子を接触させてもよい。
【００３８】
本発明の半導体装置の製造方法において、導電性の板材は、絶縁性の支持部から外側に突出された端部を有し、その端部と封止部材の鍔部とに電極が当接されることが好ましい。これにより、支持体の外側で、支持体から突出された端部に電極を当接させることができる。したがって、封止部材の鍔部が溶接される板材に電圧を印加することが容易となり、所謂キャンパッケージと同様に、封止部材を支持体に溶接することができる。
【００３９】
本発明の半導体装置の製造方法は、底部から導電性の板材の一部が露出される凹部を支持体に形成する工程と、その凹部の側壁により、封止部材の鍔部を位置決めして封止部材を配置する工程とを有することが好ましい。このような工程を有することにより、封止部材は支持体に対して精度よく配置することができる。以下、本形態にかかる半導体装置の各構成部材について詳述する。
【００４０】
［支持体］
本形態における支持体とは、半導体素子や封止部材が載置され、その半導体素子と電気的に接続する電極、該電極から絶縁された導電性の板材を所定の位置に保持し、それらを電気的に絶縁分離する絶縁性の支持部１０１とを備える部材である。
【００４１】
本形態における支持体は、半導体素子からの熱を効率よく外部に放熱させる放熱部材として、ヒートシンクを備えることができる。また、半導体素子の数や大きさに合わせた凹部を有する支持体とすることもできる。さらに、凹部の底部に上記導電性の板材の一部を露出させ、その露出した部分に封止部材の鍔部を配する。これにより、封止部材の鍔部が凹部の側壁にて位置決めされるため、支持体に対する封止部材の高精度な位置合わせが容易となり、半導体装置の量産性を向上させることができる。
【００４２】
半導体素子あるいは半導体素子がフリップチップ実装されたサブマウントは、接着材により支持体あるいは放熱部材に固定される。この接着材の材料は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂あるいはイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や、ＡｕとＡｇとからなる鑞材、あるいは共晶半田（Ａｕ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｓｎ、Ｂｉ−Ｓｎ、Ｚｎ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ｓｎ）を挙げることができる。また、接着材として、金属粒子を含有する導電性ペースト、例えば、Ａｇペースト、カーボンペースト、ＩＴＯペースト、Ａｕバンプなどを好適に選択することができる。このような導電性ペーストを接着材とすることにより、半導体素子を固定させると共に支持体内の電極と電気的に接続させることができる。また、共晶半田や導電性ペーストを接着材とすることにより、半導体素子やサブマウントからの放熱性を向上させることができる。
【００４３】
（第一の形態の支持体１００'）
図１に示されるように、第一の形態における支持体１００'は、電極１０３および該電極１０３から絶縁された導電性の板材１０２、ヒートシンク１０４、などの各部材が樹脂材料からなる支持部１０１とともに一体的にインサート成型されたものである。すなわち、成型用の型内に、半導体素子１０６が搭載される側から順に、導電性の板材１０２、正負一対の電極１０３などを配し、その型内に注入させた樹脂材料を硬化させたものである。これにより、量産性に優れた半導体装置とすることができる。なお、支持体の構成部材が複数に分かれ、嵌め込みなどにより形成されてもよい。また、導電性の板材１０２は、支持部１０１の一部を延在させるための貫通孔を有することが好ましい。これにより、板材が強固に支持部に固定されるからである。
【００４４】
支持体の形成方法は、例えば、トランスファーモールド成型、インサート成型あるいは射出成型とすることができる。支持体の材料は、例えば、芳香族ナイロン系樹脂、ポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ）、サルホン系樹脂、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリケトン樹脂（ＰＫ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等の熱可塑性樹脂などを用いることができる。特に、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を材料とする支持体は、他の樹脂と比較して耐光性が高く、機械的強度に優れるため好ましい。なお、上記支持体材料にガラス繊維を含有させることが好ましい。このようにガラス繊維を含有させることにより、剛性が高まり、機械的強度が高い支持体とすることができる。
【００４５】
（第二の形態の支持体２００'）
図４に示されるように、第二の形態における支持体２００'は、絶縁性の基板２０１と、電極とする板材２０３とを積層させたものとすることができる。なお、絶縁性の基板および板材の板厚方向に貫通する孔を形成させ、この孔を塞ぐようにヒートシンクや絶縁性の基板を配することにより、半導体素子を載置するための凹部を有する支持体とすることもできる。また、電極とされる板材２０３とは別の部材であり、封止部材を接合するための部材である導電性の板材２０２は、支持体２００'の最も上に配される。これにより、封止部材を板材に配することが容易となり、量産性に優れた半導体装置とすることができる。
【００４６】
このような絶縁性基板の材料としては、ガラスエポキシ基板やセラミックス材料とし、耐熱性の高い半導体装置とすることができる。また、封止部材の材料と膨張係数の等しい材料を選択することにより、封止部材が支持体から剥離することなく、信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【００４７】
絶縁性基板の材料とするセラミックス材料は、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトあるいは窒化ケイ素などが好ましい。特に、原料粉末の９０〜９６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、カルシア及びシリカ等が４〜１０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４０〜６０重量％がアルミナで焼結助剤として６０〜４０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基板などが挙げられる。
【００４８】
セラミックス材料と、有機バインダーを混合して得られる材料をシート状に成型して得られるセラミックスグリーンシートを積層させて焼成することにより、支持基板とすることもできる。このような支持基板に配される導体配線は、未焼成のセラミックスグリーンシートの段階で、タングステンのような高融点金属を含む導体ペーストを所定のパターンに塗布したものを焼成することにより得ることができる。さらに、タングステンにニッケル、金あるいは銀を順に鍍金することにより、最表面に銀が配され、光反射率を向上させることができる。
【００４９】
このようなセラミックスを材料とする絶縁性基板同士あるいは導電性の板材との接合材として、ＡｕとＡｇとからなる鑞材、あるいは共晶半田（Ａｕ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｓｎ、Ｂｉ−Ｓｎ、Ｚｎ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ｓｎ）を挙げることができる。
【００５０】
以下、本形態の支持体を構成する各部材について詳述する。
【００５１】
（板材１０２、２０２、３０２）
本形態における板材とは、支持体に配される電極から絶縁されて支持体に配され、封止部材の鍔部を配するための主面を有する導電性の板状部材である。ここで、封止部材の鍔部が配される板材の主面は、少なくとも封止部材の鍔部の全体が収まるような大きさとされる。
【００５２】
板材は、金属フレームとすることができる。このようなフレームの材質は、一般的に鉄系または銅系の合金が好ましい。また、フレームの表面は、ニッケル、銀あるいは金から選択された少なくとも一種の金属が配置されていることが好ましい。このような金属で板材を被覆することにより、半導体発光素子からの光に対する反射率が向上するため、発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。また、板材に封止部材を抵抗溶接するとき、上記金属メッキを施した板材の接点において、高いジュール熱を発生させ、良好な抵抗溶接をすることができる。
【００５３】
封止部材が配される板材は、封止部材の鍔部と嵌合することができる形状を有することが好ましい。例えば、板材は、封止部材の鍔部が配される位置に、その環状の鍔部に対応する環状の溝を有することが好ましい。これにより、半導体装置を形成する工程において、支持体に対して封止部材が整合性よく位置決めされるからである。
【００５４】
封止部材の鍔部および導電性の板材が接触する部位について、封止部材の鍔部あるいは導電性の板材の少なくとも一方は、凸部が形成されていることが好ましい。例えば、環状の鍔部を有する封止部材とするとき、その鍔部の径に対応した環状の凸部を板材に形成しておくことが好ましい。これにより、板材に封止部材を抵抗溶接するとき、上記凸部の接点において、高いジュール熱を発生させ、良好な抵抗溶接をすることができる。
【００５５】
本形態にかかる板材の材料は、コバール、鉄、ステンレス、アルミニウムあるいはそれらを含む合金とすることが好ましい。ここで、コバールとは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金である。また、板材の最表面に表出される材料は、封止部材の鍔部の最表面に表出される材料と同じ材料を選択することにより、接合強度が向上するため、良好な気密封止をすることができる。さらに、板材は、少なくとも封止部材の鍔部と接触する部分において、同種の金属材料が鍍金やスパッタリングなど種々の方法により配されていることが好ましい。例えば、封止部材の鍔部の最表面に銀が配されているとき、板材の最表面は、銀が配されていることが好ましい。これにより、鍔部と板材とが強固に接合され、信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【００５６】
（電極１０３、２０３、３０３）
本形態における電極とは、支持体の外部からの電力を半導体素子に供給するための電気良導性の部材である。本形態における電極の一部は、外部の電極と接続させるため、あるいは半導体素子との電気的接続のため、その半導体素子が搭載される側にて、支持体から露出している。例えば、第一の形態の支持体１００'における電極は、金属平板の打ち抜き加工により形成されるフレームの一部として形成される第二の板材１０３である。
【００５７】
このような電極としては、銅やりん青銅板表面に銀、パラジュウム或いは金、銀などの金属メッキや半田メッキなどを施したものが好適に用いられる。このように銀メッキした場合にあっては、発光素子から出光した光の反射率が高くなり、発光装置の光取り出し効率が向上するため好ましい。
【００５８】
第二の形態における支持体２００'における電極は、絶縁性基板を互いに接合する接合材を露出させることにより形成することもできる。すなわち、絶縁性基板に配された接合材は、絶縁性基板への接合と、半導体素子に電力を供給する電極とを兼用することができる。
【００５９】
（ヒートシンク１０４）
本形態におけるヒートシンク１０４とは、半導体素子１０６が熱的に接続され、その半導体素子の熱を外部に放熱させる放熱部材である。ここで、「熱的に接続される」とは、半導体素子が放熱部材に直接実装される場合の他、サブマウントなどの補助的な部材や放熱シートを介して半導体素子が放熱部材に実装されることにより、半導体素子の熱が放熱部材に移動することができるように放熱部材が配されていることをいう。なお、サブマウントとして、例えば、セラミックスを選択する際には、他のセラミックスと比較して熱伝導係数の高い窒化アルミニウムを選択することが好ましい。
【００６０】
特に、第一の形態における支持体１００'は、その材料が熱伝導性の低い樹脂とされている。したがって、このような支持体は、半導体装置の背面側から半導体素子の熱を放出させるように配されたヒートシンクを放熱部材として備え、放熱性の高い半導体装置とすることが好ましい。
【００６１】
ヒートシンクは、半導体装置の出力や半導体素子の温度特性などを考慮して種々の大きさに形成させることができる。このようなヒートシンクの材料としては、銅やりん青銅板表面に銀、パラジュウム或いは銀、金などの金属メッキや半田メッキなどを施したものが好適に用いられる。このように銀メッキした場合にあっては、発光素子から出光した光の反射率が高くなり、発光装置の光取り出し効率が向上するため好ましい。
【００６２】
さらに、ヒートシンクは、支持体を形成する樹脂材料と接する側面に、凸部が設けられていることが好ましい。この凸部は、任意の形状でよく、ヒートシンク側面側に、複数個設けても構わないし、シートシンクを包囲するような環状に設けても構わない。これにより、第一の形態の支持体における樹脂は、支持体の成型時に凸部の周囲を取り囲んで硬化するため、ヒートシンクは、支持体の本体から外れることがなくなり、信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【００６３】
［封止部材］
本形態における封止部材１１２とは、半導体素子や導電性ワイヤなどを外部環境から保護するため、それらの部材を覆うように支持体に配置される部材である。半導体発光素子や受光素子においては、半導体素子の光学特性を考慮して、凹凸球面状、放物面など種々の光学形状を有することもできる。
【００６４】
本形態における封止部材１１２は、図２、図３、図５、図６、図７および図８に示されるように、半導体素子を覆う透光部１０７と、その透光部１０７を保持し導電性の板材に接合される導電性の鍔部１０８とを有する。ここで、透光部１０７は、半導体装置の正面側に凸であり、半導体素子１０６の側に凹状の空洞を有し、発光素子からの光、あるいは受光素子への光を透過させる。このように半導体素子の側に凹状の空洞を有することにより、封止部材と支持体とから形成される中空部にて半導体素子を気密封止することができる。また、この中空部は、窒素、ヘリウムあるいはアルゴンから選択された少なくとも一種の不活性ガスが封入されることが好ましい。これにより、半導体素子や波長変換部材の劣化を抑制することができるからである。
【００６５】
本形態の如く、中空部を気密封止にして発光素子を収容することにより、光源の大きさを比較的小さくすることができる。すなわち、仮に、中空部が透光性材料により充填されれば、レンズ効果により、発光素子からなる光源が大きくなってしまう。一方、本形態の発光装置においては、発光素子を中空部に収容することにより、光源を比較的小さくすることができるため、単位面積当たりの光の明るさを大きくすることができる。
【００６６】
また、本形態の如く、中空部を気密封止とすることにより、発光装置の信頼性を向上させることができる。すなわち、例えば、中空部が樹脂のような透光性部材にて充填されていれば、中空部に収容された導電性ワイヤは、透光性部材からの熱応力により断線してしまうことがある。しかし、本形態の中空部は、気密封止とすることにより、導電性ワイヤへ熱応力を与える部材を排除している。そのため、本形態の発光装置は、導電性ワイヤの断線を生じさせることなく、信頼性の高い発光装置とすることができる。
【００６７】
（鍔部）
鍔部１０８は、金属材料からなる環状の部材であり、その環内に透光部の縁部が固定されている。なお、ガラスを材料とする透光部は、その縁部が鍔部に溶着されることにより固定されている。鍔部の材料は、コバール、鉄、ステンレス、アルミニウム合金などが好ましい。ここで、コバールは、上述の低融点ガラスと近似の熱膨張率を有するため、半導体素子の気密封止を良好に行うことができる。また、鍔部は、少なくとも板材と接触する部位に、板材の最表面に配置された金属と同種の金属（例えば、ニッケル、銀あるいは金から選択された少なくとも一種の金属）が鍍金やスパッタリングなど種々の方法により配されていることが好ましい。例えば、板材の最表面が銀であるとき、鍔部の最表面にも銀が配されていることが好ましい。これにより、鍔部と板材とが強固に接合される。また、鍔部および板材は、その表面のうち、少なくともそれらが互いに溶接される部位がニッケル、銀あるいは金などの金属にて被覆されていることが好ましい。これにより、鍔部および板材を溶接する工程まで、被覆されるほうの金属（鍔部および板材の主材料）の表面を酸化などの化学的変化から保護することができる。そのため、金属表面の酸化などにより接合の強度が低下することなく、鍔部と板材とが溶接により強固に接合される。
【００６８】
（透光部）
本形態における透光部は、半導体素子側に凹状の空洞を形成させる内壁面と、その反対側に設けられる凸状の外壁面と、を有する。透光部１０７の材料は、ソーダガラス、シリカガラス、ホウ珪酸塩ガラス、アルミノホウ珪酸塩ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、オキシナイトライドガラス、カルコゲナイドガラスなどの低融点ガラスから選択された少なくとも一種を含む透光性無機材料にて形成させる。このような材料を選択することにより、発光素子からの高出力な光により劣化することなく、耐光性の高い半導体装置とすることができる。また、透光部の材料は、支持体の材料と線膨張係数の等しい材料を選択することにより、気密性および信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【００６９】
（封止部材の形成方法）
以下、図１１から図１６を参照しながら本形態における封止部材１１２の形成方法について詳述する。なお、以下に説明する形成方法は、本形態における封止部材１１２の形成方法の一例であり、本形態の封止部材１１２の形成方法が以下に説明する形成方法に限定されないことは言うまでもない。
【００７０】
まず、図１１に示されるように、凹部が設けられた第一の型１０９に環状の鍔部１０８を配置させる。ここで、環状の鍔部１０８は、その外側の縁が第一の型１０９の凹部の開口部に設けられた段差に引っ掛かるようにして配置される。第一の型の凹部の内壁面は、透光部の外壁面を成型するための所定の形状とさせてある。例えば、凹レンズ形状、凸レンズ形状あるいは、それらを同種類あるいは異種類組み合わせた形状とすることができる。また、環状の鍔部１０８は、透光部の縁部と直に接触することとなる接触部１０８’において、その断面が階段状に折り曲げられた形状とさせてある。なお、この接触部１０８’は、環の内側に向けて形成されていることが好ましい。これにより、封止部材１１２における透光部１０７の縁部と鍔部の接触部１０８’との接触面積が大きくなり、鍔部と透光部は、より強固に固定される。
【００７１】
次に、図１２に示されるように、流動状態とされた透光部の材料１１０を第一の型内に注入した後、図１３に示されるように、凸部を有する第二の型１１１を鍔部の環内に挿入して、注入された材料１１０を第二の型１１１にて加圧する。ここで、第二の型１１１の凸部外壁面は、透光部１０７の内壁面を成型するための所定の形状とさせてある。また、透光部の材料１１０は、第二の型により所定の位置まで加圧されることにより、図１３に示されるように、第一の型１０９の凹部内壁面と第二の型１１１の凸部外壁面とによって形成された隙間を這い上がり、鍔部の接触部１０８’に達して接触部１０８’を被覆する。なお、第一の型１０９の凹部内壁面と第二の型１１１の凸部外壁面とによって形成された隙間は、透光部１０７の厚みに相当する所定の間隔とさせてある。第一の型１０９および第二の型１１１の材料は、例えば、ガラスを透光部として成型する場合、カーボンとすることが好ましい。成型された透光部の外壁面および内壁面の表面状態を良好にすることができるからである。
【００７２】
流動状態にある透光部の材料１１０を硬化させることにより、透光部と鍔部とを固定させ、封止部材１１２とする。すなわち、図１５に示されるように、硬化された透光部および鍔部を型から取り出して、加熱や洗浄などにより透光部の透光性を高めた封止部材１１２とする。さらに、図１６に示されるように、鍔部１０８の表面を保護するため、その表面を金属にて被覆する。このように、鍔部の被覆は、透光部１０７を鍔部１０８に溶着させた後に行うことが好ましい。これは、接触部１０８’が外部環境に対して保護膜となる金属に被覆されていないほうが透光部と鍔部との密着性を向上させることができるからである。例えば、ガラスと、コバールからなる鍔部との密着性は、コバールの表面が他の金属材料に被覆されることなく露出され、寧ろ酸化されているほうが高まるからである。
【００７３】
［半導体素子１０６］
本形態における半導体素子１０６は、発光素子、受光素子、およびそれらの半導体素子を過電圧による破壊から守る保護素子（例えば、ツェナーダイオードやコンデンサー）、あるいはそれらを二種以上組み合わせたものとすることができる。ここでは、半導体素子の一例として、発光素子（ＬＥＤチップ）について説明する。ＬＥＤチップを構成する半導体発光素子としては、ＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を使用したものを挙げることができるが、蛍光物質を有する発光装置とする場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。
【００７４】
半導体素子は、その電極がバンプと呼ばれる導電性材料を介して支持体の電極に電気的および機械的に接続することができる他、サブマウントと呼ばれる補助的な支持部材に、その電極を電気的および機械的に接続させることができる。
【００７５】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００７６】
図１は、本実施例における発光装置１００の支持体１００'の模式的な斜視図を示す。図２は、本実施例において、支持体１００'に封止部材を取り付けた発光装置１００の模式的な斜視図を示す。さらに、図３は、本実施例における発光装置１００を第一の板材１０２を含む垂直な方向に切断したときの断面図である。
【００７７】
図１に示すように、発光装置１００の支持体１００'は、発光素子１０５がフリップチップ実装されるサブマウント１０４と、該サブマウント１０４が配されるヒートシンク１０４と、発光素子１０５が搭載される側から順に配された導電性の第一の板材１０２と、半導体装置の電極とするための第二の板材１０３とを備える。ここで、ヒートシンク１０４、導電性の第一の板材１０２および第二の板材１０３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を材料とする支持部と一体的に成型されている。すなわち、半導体素子を搭載する側から順に、第一の板材１０２と第二の板材１０３とが配されたフレームを成型用の上型および下型に挟持し、型内にＰＰＳを注入して、第一の板材１０２および第二の板材１０３の一部を被覆させて硬化させる。これにより、第一の板材１０２、第二の板材１０３およびヒートシンク１０４が支持部１０１により保持された支持体として形成させる。
【００７８】
封止部材は、ソーダガラスからなる透光性の透光部１０７と、その透光部１０７が嵌挿される鍔部１０８とを有する。透光部１０７の光出射面は、発光装置１００の上面方向に凸の半球面であり、発光素子１０２に対面する光入射面は、上記光出射面と曲率が略等しい凹の半球面である。鍔部１０８は、コバールからなる環状の部材であり、ソーダガラスからなる半球面レンズである透光部１０７の縁部が溶着されて固定されている。さらに、発光素子１０２は、封止部材と支持体の主面とから形成される中空部内にて、気密封止されている。
【００７９】
支持部１０１は、発光素子１０６を搭載する側に、凹部を有し、その凹部の底部からヒートシンク１０４の一部が突出されている。ここで、ヒートシンク１０４が突出される大きさは、サブマウント１０５に実装された発光素子１０６の側面からの光が封止部材の鍔部１０８に遮光されることなく、光透過性の透光部１０７から出射されるように調整される。
【００８０】
第一の板材１０２は、表面に銀メッキされたコバールからなり、支持体１００'の側面から外側に約０．２ｍｍ×５．０ｍｍの大きさで突出された端部を有する。さらに、第一の板材１０２の一部は、支持体１００'の凹部内に露出されており、その露出された領域において封止部材の鍔部１０８が接合されている。
【００８１】
支持体１００'に配された第二の板材１０３は、表面に銀メッキされた鉄入り銅からなる電極である。第二の板材１０３の一部は、上記第一の板材１０２が突出された側面とは異なる側面に形成された段差にて露出されている。この露出された部分は、外部の電極が接触するための電極端子とされる。さらに、第二の板材１０３の一部は、支持体１００'の凹部において、第一の板材１０２よりも底部側にて露出されている。その露出された部分は、導電性ワイヤ（図示せず。）にてサブマウント１０５に施された導体配線と接続される。このように、第二の板材１０３は、サブマウント１０５に施された導体配線と電気的に接続する第一の部位と、外部の電極端子と接続させるための第二の部位とを有し、それらの部位が支持部１０１から露出されるように配設されている。さらに、第一の板材１０２の端部が支持部１０１から突出する方向は、第二の板材１０３における第一の部位および第二の部位を結ぶ方向に対して略直角とする。
【００８２】
発光素子１０６がフリップチップ実装されるサブマウント１０５は、窒化アルミニウムを材料とする板材に導体配線が形成されている。この導体配線は、上記板材の表面側から順に、チタン（Ｔｉ）／銅（Ｃｕ）／ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）がスパッタリングにより積層されている。この導体配線の層厚は、約０．１μｍである。これらの金属材料により、窒化アルミニウムの板材から導体配線が剥離することがなくなるため、半導体装置の信頼性を向上させることができる。さらに、他の金属と比較して硬質なチタン（Ｔｉ）がサブマウントに配されていることにより、サブマウントの割れや亀裂の発生を防ぐことができる。
【００８３】
本実施例における発光素子１０６は、ＬＥＤチップである。本実施例における発光装置１００において、複数のＬＥＤチップが同一のサブマウント１０５にフリップチップ実装される。すなわち、本実施例の発光素子１０６は、同一面側に正負一対の電極を有し、それらの電極が金バンプを介して上記導体配線に対向され、荷重、超音波および熱を加えられ、導体配線に溶着されることにより、電気的および機械的に接続されている。さらに、サブマウント１０５は、支持体の凹部に突出されたヒートシンク１０４の上面に、Ａｕ−Ｓｎ共晶材により固定される。なお、発光素子あるいはサブマウントの実装位置については、発光装置の直上から見て、発光素子１０６が透光部１０７の略中央に位置するように、サブマウント１０５に対する発光素子１０６の位置、またはヒートシンク１０４の上面に対するサブマウント１０５の位置が調整される。さらに、それらのＬＥＤチップは、蛍光物質を含有する波長変換部材にて被覆されている。
【００８４】
波長変換部材に含有させる蛍光物質は、中心粒径が８μｍである（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０蛍光物質とする。波長変換部材の材料は、シリコーン樹脂に、上記蛍光物質を２０〜７５ｗｔ％含有させ、自転公転ミキサーにて５分間攪拌を行い、蛍光体と結着剤であるシリコーン樹脂との硬化性組成物とする。その硬化性組成物は、フリップチップ実装された半導体発光素子の発光観測方向となるサファイア基板面に対し、メタルマスクにより印刷される。さらに、その硬化性組成物を１５０℃、１ｈｒで硬化させることにより、ＬＥＤチップの側面および上面側を被覆し層厚が７０μｍから８０μｍの波長変換部材とする。
【００８５】
以下、半導体素子を気密封止する工程について説明する。まず、図２に示されるように、封止部材は、支持体に形成された凹部にて、第一の板材１０２が露出されている底部に、その封止部材の鍔部１０８が接して配される。
【００８６】
次に、封止部材が配された方向と、それと反対側の方向から、封止部材の鍔部１０８および第一の板材１０２の端部に電極端子を当接させる。ここで、電極端子を接触させる方向は、例えば、図３において、それぞれ矢印Ａおよび矢印Ｂの如く示される。さらに、所定の電圧を印加することにより、封止部材を第一の板材１０２に抵抗溶接させる。このように、本実施例の半導体装置は、従来から利用されているキャンパッケージの抵抗溶接用機器を利用したとしても、電極端子の当接方向を特に変更することなく、作業性よく気密性の高い半導体装置とすることができる。
【００８７】
また、本実施例による発光装置１００は、気密性よく半導体素子が封止されており、高出力な光を出射させることができる。
【実施例２】
【００８８】
図４は、本実施例における発光装置２００の支持体２００'の模式的な斜視図を示す。図５は、本実施例における発光装置２００の模式的な斜視図を示す。さらに、図６は、本実施例における発光装置２００を第一の板材２０２を含む垂直な方向に切断したときの断面図である。
【００８９】
本実施例における支持体２００'は、封止部材の鍔部１０８を配するための第一の板材２０２と、電極となる第二の板材２０３と、ヒートシンク１０４が配される第三の板材２０４と、を備える。第一の板材２０２と第二の板材２０３および第二の板材２０３と第三の板材２０４は、窒化アルミニウムからなる絶縁性基板を介して、Ａｕ−Ｓｎ共晶材により互いに熱圧着されている。また、第一の板材２０２、第二の板材２０３および第二の板材２０３は、ヒートシンク１０４を収納可能な貫通孔を有し、その貫通孔の一方の開口部は、第三の板材２０４によって塞がれ、凹部が形成されている。そして、ヒートシンク１０４は、凹部の底部にて露出された第三の板材２０４の上面に、Ａｕ−Ｓｎ共晶材により接合されている。
【００９０】
第一の板材２０２は、第二、第三の板材および絶縁性基板からなる積層体の側面から突出するように配されている。なお、その突出された第一の板材２０２端部の大きさは、０．２ｍｍ×５ｍｍとする。
【００９１】
以上の他は、実施例１と同様にして発光装置２００を形成させる。本実施例は、窒化アルミニウムからなる絶縁性基板にて支持体を形成させることにより、耐熱性の高い半導体装置とすることができる。また、本実施例にかかる支持体２００'は、第一の板材２０２の主面のうち略全面が半導体装置２００の正面側に露出されている。これにより、第一の板材１０２の一部が支持部１０１にて被覆されている実施例１の支持体１００'と比較して、封止部材の鍔部１０８を第一の板材２０２に溶接することが作業性よくできる。
【実施例３】
【００９２】
図７は、本実施例における発光装置３００の模式的な斜視図を示す。さらに、図８は、本実施例における発光装置３００を第一の板材３０２を含む垂直な方向に切断したときの断面図である。図９は、本実施例の支持体に封止部材を溶接する方法を示す部分的な断面図である。
【００９３】
本実施例における支持体は、発光装置３００の電極３０３となる導体配線が施された窒化アルミニウムの板材と、絶縁性の板材と、コバールを材料とする第一の板材３０２とを順に積層させたものである。なお、本実施例において、第一の板材３０２は、上記絶縁性の板材に銀鑞にて接合されている。しかし、封止部材の鍔部が溶接される導電性部材は、板材に限定されることなく、絶縁性の板材にメッキされた金属材料でもよい。
【００９４】
本実施例における第一の板材３０２の縁部は、支持体の半導体素子を搭載する側から見て、封止部材の鍔部１０８を配したとき、溶接用の正負一対の電極端子が接触できる程度に鍔部１０８の縁から外側に露出するようにさせてある。この正負一対の電極端子は、短絡を生じることがないように所定の間隔を空けて配置される。さらに、第一の板材３０２の縁と、電極３０３とは、短絡を避けるため、ある程度の間隔を空けてある。
【００９５】
本実施例において、図９に示されるように、正の電極端子と負の電極端子との間隔ｂは、短絡を生じさせることなく、１００μｍから２００μｍまで小さくすることができる。このとき、鍔部１０８の縁から第一の板材３０２が外側に露出している縁までの距離ａは、２．０ｍｍから３．０ｍｍでよい。このように、第一の板材３０２の大きさを必要最小限とすることにより、半導体装置を全体的により小型化することができる。
【００９６】
本実施例の半導体装置は、図９に示されるように、半導体素子が搭載されている側から、溶接用の一対の電極端子３０４を封止部材の鍔部１０８および第一の板材３０２に接触させ、電圧を印加することにより気密封止されている。このように、本実施例の支持体は、鍔部１０８の縁から所定の距離だけ第一の板材３０２を露出させることにより、上述の実施例のように、第一の板材３０２を支持部から外側に突出させる必要なく、封止部材を溶接することができる。
【００９７】
本実施例における半導体装置は、予め支持体に接合された第一の板材３０２に、封止部材の鍔部を溶接することにより、半導体素子が気密封止される。このように、本実施例における第一の板材３０２は、気密封止の工程の前に予め支持体に熱圧着されており、本実施例の形成方法は、半導体素子の気密封止の工程において、高熱を必要とすることがない。そのため、例えば、銀鑞などを接合材として封止部材を支持体にそのまま熱圧着させる方法と比較して、作業性よく気密性の高い半導体装置を形成させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明にかかる発光装置は、信頼性および耐熱性に優れ、高出力発光可能である。そのため、従来の電球や蛍光灯に代わる照明用光源、車両用灯具として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】図１は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例を示す模式的な断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例を示す模式的な断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。
【図８】図８は、本発明の一実施例を示す模式的な断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施例を示す模式的な断面図である。
【図１０】図１０は、従来の半導体装置の模式的な断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施例の形成方法を示す模式的な断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施例の形成方法を示す模式的な断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施例の形成方法を示す模式的な断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施例の形成方法を示す模式的な断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施例の形成方法を示す模式的な断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施例の形成方法を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１００'、２００'・・・支持体、
１００、２００、３００・・・半導体装置、
１０１、２０１、３０１・・・支持部、
１０２、２０２、３０２、２０３、２０４・・・板材、
１０３、２０３、３０３・・・電極、
３０４・・・電極端子
１０４・・・放熱部材、
１０５・・・サブマウント、
１０６・・・半導体素子、
１０７・・・透光部、
１０８・・・鍔部、
１０８’・・・鍔部の接触部、
１０９・・・第一の型、
１１０・・・透光部の材料、
１１１・・・第二の型、
１１２・・・封止部材。
【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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【図１６】
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