(57)【要約】【課題】  封止ガラス、並びに、封止ガラスと基板および配線金属との界面からの水分の浸入を防ぐことのできる発光装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】  発光装置１は、基板２の上に形成されて第１のガラス成分を含む配線４と、配線４に電気的に接続するＬＥＤ３と、ＬＥＤ３を封止する封止ガラス７とを有する。封止ガラス７と、基板２および配線４とは、第２のガラス成分を含む接着材８によって接着されている。第１のガラス成分と第２のガラス成分が同じとき、これらの軟化点は、封止ガラス７の軟化点より高いことが好ましい。一方、第１のガラス成分と第２のガラス成分が異なるとき、第１のガラス成分の軟化点Ｔ１、第２のガラス成分の軟化点Ｔ２、封止ガラス７の軟化点Ｔ３との間にＴ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係が成立することが好ましい。【選択図】      図１
2007067300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミクス基板、ガラスセラミクス基板およびシリカコートシリコン基板よりなる群から選ばれるいずれか１つの基板と、
前記基板の上に形成された配線と、
ＬＥＤおよび半導体レーザのいずれか一方であって、前記配線と電気的に接続する電極を備えた発光素子と、
溶融法によって作製されて、前記発光素子を被覆するガラス部材とを有する発光装置であって、
前記配線は第１のガラス成分を含み、
前記ガラス部材と、前記基板および前記配線との間に第２のガラス成分を含む接着材が設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第１のガラス成分と前記第２のガラス成分とは同じであって、
これらの軟化点は、前記ガラス部材を構成するガラスの軟化点より高いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１のガラス成分と前記第２のガラス成分とは異なっていて、
前記第１のガラス成分の軟化点をＴ１、前記第２のガラス成分の軟化点をＴ２、前記ガラス部材を構成するガラスの軟化点をＴ３とすると、
Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３
の関係が成立することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１のガラス成分は、前記配線中に０．５重量％〜５重量％の範囲で含まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記ガラス部材は、ＴｅＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラスであって、ＴｅＯ２を１０ｍｏｌ％以上含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記配線および前記電極は金を含み、
これらは、金を含む導電性部材を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子の主発光ピーク波長は５００ｎｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光素子は、ＧａＮ系化合物半導体である請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
セラミクス基板、ガラスセラミクス基板およびシリカコートシリコン基板よりなる群から選ばれるいずれか１つの基板を準備する工程と、
前記基板の上に、第１のガラス成分を含む配線材料からなる配線パターンを形成する工程と、
前記基板の上の所定領域に、第２のガラス成分を含む接着材パターンを形成する工程と、
前記配線パターンを形成した後に、前記配線材料を加熱処理する工程と、
ＬＥＤおよび半導体レーザのいずれか一方の発光素子を前記加熱処理後の配線パターンに電気的に接続する工程と、
前記発光素子の上にガラス材料を載せる工程と、
５５０℃〜７００℃の温度で加熱することにより前記ガラス材料を溶融して、前記発光素子を封止し且つ前記接着材パターンを介して前記基板に接合するガラス部材を形成する工程とを有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１のガラス成分と前記第２のガラス成分とは同じであって、
これらの軟化点は、前記ガラス部材を構成するガラスの軟化点より高いことを特徴とする請求項９に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１のガラス成分と前記第２のガラス成分とは異なっていて、
前記第１のガラス成分の軟化点をＴ１、前記第２のガラス成分の軟化点をＴ２、前記ガラス部材を構成するガラスの軟化点をＴ３とすると、
Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３
の関係が成立することを特徴とする請求項９に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置およびその製造方法に関し、より詳しくは、発光素子がガラスで封止されている発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、白色発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ，以下、ＬＥＤと言う。）を発光素子として用いた照明機器が実用化されつつある。白色ＬＥＤを照明に使用した場合の利点としては、１）白熱灯や蛍光灯に比べて消費電力が小さくランニングコストが安い、２）寿命が長いために交換の手間が省ける、３）小型化できる、４）蛍光灯における水銀のような有害物質を使用しない、などが挙げられる。
【０００３】
一般的な白色ＬＥＤは、樹脂によってＬＥＤが封止された構造を有する。例えば、典型的な１チップ型白色ＬＥＤでは、ＧａＮにＩｎが添加されたＩｎＧａＮを発光層とするＬＥＤが、ＹＡＧ蛍光体を含有する樹脂によって封止されている。このＬＥＤに電流を流すと、ＬＥＤから青色光が放出される。次いで、青色光の一部によってＹＡＧ蛍光体が励起されて、この蛍光体から黄色光が放出される。青色光と黄色光は補色の関係にあるので、これらが入り混じると人間の目には白色光として認識される。
【０００４】
しかし、樹脂封止されたＬＥＤでは、長時間の使用により樹脂中に水分が浸入して、ＬＥＤの動作が阻害されたり、ＬＥＤから放出される紫外線によって樹脂が変色し、樹脂の光透過率が低下したりするなどの問題があった。
【０００５】
また、ＬＥＤは、実装基板から発光部までの熱抵抗が小さくて耐熱温度が高いほど、高い周囲温度および大入力で使用することが可能となる。したがって、熱抵抗および耐熱性は、ＬＥＤを高出力化するためのキーポイントである。しかし、ＬＥＤの封止に樹脂を用いた場合には、樹脂の耐熱性が低い（例えば、エポキシ樹脂では１３０℃以上の温度で黄変する。）ために、高出力での使用に適さないという問題があった。
【０００６】
これに対して、従来より、ゾルゲル法によって作製したガラスで封止したＬＥＤが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このＬＥＤによれば、封止材を通しての吸湿性や、封止材の変色による光透過率の低下を低減できるとともに、耐熱性を向上させることもできる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２０３９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ゾルゲルガラスには細孔が残存しやすく、この細孔に水分が浸入するとＬＥＤの動作に支障を来たすという問題があった。また、一般に、ガラスは樹脂に比べると基板や配線金属との接着性に劣るため、封止ガラスと基板や配線金属との界面から水分が浸入するという問題もあった。
【０００９】
本発明はこうした問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、封止ガラス、並びに、封止ガラスと基板および配線金属との界面からの水分の浸入を防ぐことのできる発光装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、セラミクス基板、ガラスセラミクス基板およびシリカコートシリコン基板よりなる群から選ばれるいずれか１つの基板と、この基板の上に形成された配線と、ＬＥＤおよび半導体レーザのいずれか一方であって、配線と電気的に接続する電極を備えた発光素子と、溶融法によって作製されて、発光素子を被覆するガラス部材とを有する発光装置であって、配線は第１のガラス成分を含み、ガラス部材と、基板および配線との間に第２のガラス成分を含む接着材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第１の態様において、第１のガラス成分と第２のガラス成分とが同じである場合には、これらの軟化点は、ガラス部材を構成するガラスの軟化点より高いことが好ましい。
【００１３】
また、本発明の第１の態様において、第１のガラス成分と第２のガラス成分とが異なる場合には、第１のガラス成分の軟化点をＴ１、第２のガラス成分の軟化点をＴ２、ガラス部材を構成するガラスの軟化点をＴ３とすると、
Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３
の関係が成立することが好ましい。
【００１４】
上記いずれの場合においても、第１のガラス成分は、配線中に０．５重量％〜５重量％の範囲で含まれることが好ましい。また、ガラス部材は、ＴｅＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラスであって、ＴｅＯ２を１０ｍｏｌ％以上含むことが好ましい。また、配線および電極は金を含み、これらは、金を含む導電性部材を介して接続されていることが好ましい。さらに、発光素子の主発光ピーク波長は５００ｎｍ以下であることが好ましい。この場合、発光素子は、ＧａＮ系化合物半導体とすることができる。
【００１５】
本発明の第２の態様は、セラミクス基板、ガラスセラミクス基板およびシリカコートシリコン基板よりなる群から選ばれるいずれか１つの基板を準備する工程と、この基板の上に、第１のガラス成分を含む配線材料からなる配線パターンを形成する工程と、基板の上の所定領域に、第２のガラス成分を含む接着材パターンを形成する工程と、配線パターンを形成した後に、配線材料を加熱処理する工程と、ＬＥＤおよび半導体レーザのいずれか一方の発光素子を加熱処理後の配線パターンに電気的に接続する工程と、発光素子の上にガラス材料を載せる工程と、５５０℃〜７００℃の温度で加熱することによりガラス材料を溶融して、発光素子を封止し且つ接着材パターンを介して基板に接合するガラス部材を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第２の態様において、第１のガラス成分と第２のガラス成分とが同じである場合には、これらの軟化点は、ガラス部材を構成するガラスの軟化点より高いことが好ましい。
【００１７】
また、本発明の第２の態様において、第１のガラス成分と第２のガラス成分とが異なる場合には、第１のガラス成分の軟化点をＴ１、第２のガラス成分の軟化点をＴ２、ガラス部材を構成するガラスの軟化点をＴ３とすると、
Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３
の関係が成立することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の態様によれば、溶融法によって作製されたガラス部材によって発光素子を被覆しているので、ゾルゲルガラスにおける細孔の問題を解消することが可能となる。また、ガラス部材と基板および配線との接着力を向上させるために接着材を設けているので、これらの界面から水分が浸入するのを防ぐこともできる。
【００１９】
本発明の第２の態様によれば、発光素子を封止するガラス部材から水分が浸入するのを防ぐとともに、ガラス部材と基板および配線との界面から水分が浸入するのも防ぐことのできる発光装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本実施の形態による発光装置の斜視図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。
【００２１】
図１および図２に示すように、発光装置１は、基板２上に設けられた発光素子としてのＬＥＤ３を備える。ここで、ＬＥＤ３は、導電性部材としてのバンプ５を介して、基板２上の配線４と電気的に接続している。図２で、符号６は、ＬＥＤ３に設けられた電極である。尚、図１，２の例では、フリップチップ方式によってＬＥＤ３と配線４をボンディングしているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、非導電性フィルム（Ｎｏｎ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）などを用いた他のワイヤレスボンディングを適用してもよく、また、金細線を用いたワイヤボンディングを適用することもできる。
【００２２】
本実施の形態においては、発光装置１は、ガラス部材としての封止ガラス７によってＬＥＤ３が封止された構造を有する。そして、例えば、ガラスエポキシ樹脂などからなる配線基板に発光装置１を実装することによって、照明システムなどの利用に供される。
【００２３】
本実施の形態におけるＬＥＤ３としては、封止ガラス７で封止する際の熱処理で劣化しないものが用いられる。一般に、バンドギャップの大きいものほど耐熱性が高くなるので、発光光が青色であるＬＥＤが好ましく用いられる。例えば、主発光ピーク波長が５００ｎｍ以下であるＬＥＤ、より詳しくは、ＧａＮおよびＩｎＧａＮなどの窒化物半導体、または、ＺｎＯおよびＺｎＳなどのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などを用いたＬＥＤを用いることができる。
【００２４】
尚、本発明の発光装置は、発光素子をＬＥＤに代えて半導体レーザとした場合にも適用できる。半導体レーザとしては、ＬＥＤと同様に、封止ガラスで封止する際の熱処理で劣化しないものが用いられる。すなわち、主発光ピーク波長が５００ｎｍ以下である半導体レーザ、より詳しくは、ＧａＮおよびＩｎＧａＮなどの窒化物半導体、または、ＺｎＯおよびＺｎＳなどのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などを用いた半導体レーザなどを用いることができる。
【００２５】
基板２には、耐熱性基板を用いることが好ましい。これは、ＬＥＤをガラスで封止する際に、ガラスの溶融温度まで加熱する必要があるからである。それ故、エポキシ樹脂などからなる樹脂基板では熱劣化を起こすことが予想され好ましくない。本実施の形態に適用可能な耐熱性基板としては、例えば、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板および炭化ケイ素基板などのセラミクス基板、ガラスセラミクス基板、または、表面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板（シリカコートシリコン基板）などを用いることができる。
【００２６】
封止ガラス７には、ゾルゲル法によって作製されていないガラス、すなわち、ゾルゲルガラス以外のガラスを用いる。具体的には、ガラス原料を溶融させることによって得られる溶融ガラスを用いる。
【００２７】
溶融ガラスは、例えば、ガラス原料を金製るつぼに入れ、加熱して溶解した後、金製スタラーで撹拌し均質化することによって得られる。そして、この溶融ガラスをカーボン型に流しだして板状に成形して得られたガラス片をＬＥＤのチップの上に載せ、この状態でガラスの軟化点以上の温度で加熱しガラス片を再び溶融させる。すると、ガラス自身の凝集作用により、表面形状の少なくとも一部が曲面、好ましくは全体が略球状を呈する封止ガラスによって、ＬＥＤを封止することができる。
【００２８】
また、本実施の形態においては、溶融状態のガラスを直接ＬＥＤのチップの上に載せ、これを冷却することによってＬＥＤを封止してもよい。
【００２９】
本実施の形態によれば、溶融法によって作製されたガラスを封止ガラスとして用いることによって、ゾルゲルガラスにおけるような細孔の問題を解消することができる。
【００３０】
また、封止ガラス７としては、軟化点が５００℃以下、温度５０℃〜３００℃における平均線膨張係数が６５×１０−７／℃〜９５×１０−７／℃、波長４０５ｎｍの光に対する厚さ１ｍｍでの内部透過率が８０％以上であって、この光に対する屈折率が１．８以上であるものが好ましく用いられる。このようなガラスであれば、屈折率が大きく、また、基板２との熱膨張係数差も小さいので、ＬＥＤ３から放出される光の取り出し効率を損なうことなくＬＥＤ３を被覆することができる。具体的には、ＴｅＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系のガラスであって、ＴｅＯ２を１０ｍｏｌ％以上含むものが好ましく用いられる。ＴｅＯ２の含有量を多くすることによって、屈折率を高くすることができる。
【００３１】
尚、封止ガラス７は、蛍光体を含有することができる。例えば、黄色光を放出する蛍光体を封止ガラスに添加することができる。これにより、ＬＥＤから放出された青色光と、この青色光の一部によって蛍光体が励起され放出された黄色光とが混ざり合って白色光が得られる。
【００３２】
また、封止ガラス７は、環境問題の点から鉛を実質的に含まないものであることが好ましい。さらに、発光装置１の電気的特性が低下するのを防ぐ点から、アルカリを実質的に含まないものであることが好ましい。
【００３３】
電極６および配線４を形成する材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）などを用いることができる。この内、融点が高くて酸化等を受け難い点から、金が好ましく用いられる。ＬＥＤをガラスで封止する際には、大気中において高温下で熱処理されるため、熱で電極や配線が変形したり、酸化したりするのを回避する必要があるからである。同様の理由から、バンプ５を形成する材料としても金が好ましく用いられる。尚、高温高湿下で通電した場合、電極６、バンプ５および配線４が全て金である場合には問題ないが、異種の金属を用いた場合には腐蝕が起こるおそれがある。
【００３４】
本実施の形態においては、配線４と封止ガラス７および基板２との接着力を向上させるために、配線４を形成する材料にガラス成分（以下、第１のガラス成分と称す。）を含ませる。接着力向上のメカニズムは必ずしも明確ではないが、アンカー効果によって基板２と配線４との間の接着力を向上させる一方で、化学結合の形成によって封止ガラス７と配線４との間の接着力を向上させると考えられる。したがって、第１のガラス成分は、配線４の内部で均一に分散していることが好ましい。
【００３５】
第１のガラス成分は、配線４中に０．５重量％〜５重量％の範囲で含まれることが好ましく、０．５重量％〜３重量％の範囲で含まれることがより好ましい。０．５重量％より少なくなると、配線４および封止ガラス７との接着性が低下する。一方、５重量％より多くなると、バンプ５との接着性が低下する。
【００３６】
第１のガラス成分としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＢ２Ｏ３を含むものが挙げられる。また、第１のガラス成分は、環境問題の点から鉛を実質的に含まないものであることが好ましい。さらに、発光装置１の電気的特性が低下するのを防ぐ点から、アルカリを実質的に含まないものであることが好ましい。
【００３７】
尚、配線４を形成する材料には、第１のガラス成分以外の他の成分を含むこともできる。例えば、スクリーン印刷によって配線パターンを形成する場合には、粘度調整の目的と、金に第１のガラス成分を均一に分散させる目的とからワニスを添加することができる。この場合、ワニスは加熱によって分解・蒸発するものであることが好ましく、具体的には、有機質ワニスなどを用いることができる。
【００３８】
また、本実施の形態においては、封止ガラス７と基板２および配線４との接着力を向上させるために、第２のガラス成分を含む接着材８を設けることを特徴としている。これにより、封止ガラス７と基板２および配線４との界面からの水分の浸入を防ぐことが可能となる。ここで、第２のガラス成分は第１のガラス成分と同じであってもよいが、好ましくは、後述するように異なっていた方がよい。また、第２のガラス成分は、環境問題の点から鉛を実質的に含まないものであることが好ましい。さらに、発光装置１の電気的特性が低下するのを防ぐ点から、アルカリを実質的に含まないものであることが好ましい。
【００３９】
第１のガラス成分の軟化点をＴ１（℃）、第２のガラス成分の軟化点をＴ２（℃）、封止ガラスの軟化点をＴ３（℃）とすると、第１のガラス成分と第２のガラス成分とが同じである場合には、式（１）の関係が成立することが好ましく、これらが異なる場合には、式（２）の関係が成立することが好ましい。
【００４０】
Ｔ１＝Ｔ２＞Ｔ３      （１）
【００４１】
Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３      （２）
【００４２】
ＬＥＤをガラスで封止する際には、封止ガラスをＴ３以上の温度で加熱する必要がある。この際、Ｔ１＜Ｔ３であると、第１のガラス成分が封止ガラスより先に溶融して封止ガラスの側に引き寄せられるために、基板と配線金属との接着力が低下し、配線が基板から浮くなどの不良が発生する。また、Ｔ２＜Ｔ３であると、第２のガラス成分が溶融することによって接着材パターンが変形し、封止ガラスと基板や配線との接着力の低下などを招く。したがって、第１のガラス成分と第２のガラス成分とが同じである場合には、式（１）の関係が成立することが好ましい。
【００４３】
また、封止ガラスと基板および配線との接着力は、第２のガラス成分が溶融することによって発現される。ここで、Ｔ１＜Ｔ２であると、第１のガラス成分が第２のガラス成分より先に溶融することによって、第１のガラス成分が接着材の側に引き寄せられ、上記と同様に、基板と配線金属との接着力が低下するおそれがある。したがって、第１のガラス成分と第２のガラス成分との間にはＴ１＞Ｔ２の関係が成立することが好ましく、それ故これらは互いに異なる成分であることが好ましい。第２のガラス成分としては、例えば、旭硝子株式会社製のＢ２Ｏ３・ＺｎＯ・Ｂｉ２Ｏ３系粉末ガラス（商品名１０９９）などを用いることができる。
【００４４】
尚、接着材８には、金を含ませることができる。金は熱伝導率が大きいので、接着材８に金を含有させることによって、接着材８からの放熱効果を高めることが可能である。
【００４５】
また、接着材８を形成する材料には、さらに他の成分を含むこともできる。例えば、スクリーン印刷によって接着材パターンを形成する場合には、粘度調整の目的でワニスを添加することができる。この場合、ワニスは加熱によって分解・蒸発するものであることが好ましく、具体的には、有機質ワニスなどを用いることができる。
【００４６】
次に、図３を用いて、本実施の形態におけるＬＥＤの製造方法について説明する。
【００４７】
まず、基板上に、陽極と陰極からなる配線パターンを形成する（ステップ１）。例えば、金に第１のガラス成分と有機質ワニスを添加したものを基板上にスクリーン印刷することによって、所望の配線パターンを形成することができる。
【００４８】
続いて、基板上の所定の領域に接着材パターンを形成する（ステップ２）。例えば、基板および配線パターンと、後工程で形成する封止ガラスとの間であって、ＬＥＤを囲む領域に接着材パターンをドーナツ状に設けることができる。また、接着材パターンは、第２のガラス成分に有機質ワニスを添加したものをスクリーン印刷することによって形成できる。
【００４９】
次に、所定の条件で加熱処理を行うことにより、配線材料を焼成して配線を形成する（ステップ３）。
【００５０】
次いで、ＬＥＤを基板上に搭載する（ステップ４）。具体的には、ＬＥＤに設けられた電極と配線とを電気的に接続する。接続の方法は、ワイヤボンディング法およびワイヤレスボンディング法のいずれであってもよい。
【００５１】
その後、ＬＥＤを封止ガラスで封止する（ステップ５）。例えば、ガラス材料として、適当な形状のガラス片を準備し、このガラス片をＬＥＤのチップの上に載せる。そして、この状態で加熱しガラス片を溶融させることによって、ＬＥＤを接着材パターンを介して封止ガラスで封止する。このとき、加熱処理温度は、ＬＥＤの動作機能を低下させない点から低い方が好ましい。具体的には、５５０℃〜７００℃の範囲内、好ましくは５５０℃〜６１０℃の範囲内とする。５５０℃以下の温度では、封止ガラスを溶融させてＬＥＤを封止することが困難となる。一方、７００℃以上の温度では、ＬＥＤの発光機能が損なわれるおそれがある。
【００５２】
尚、ある温度において、ガラスは、その表面エネルギーと基板の濡れ性によって定まる形状（球形状）になろうとするが、実際には、これに自重による変形が加わることによって最終的な形状、すなわち平衡状態で得られる形状が決定される。また、ガラスの粘性は温度によって変化するので、時間とともに温度が変化する状況では、時間によってガラスの粘性が変化する。したがって、ある温度における保持時間が、ガラスの変形に要する時間よりも短い場合には、平衡状態で得られる形状に到達する前にガラスの形状が決定されてしまう。このため、本発明において、ガラス部材の形状を、表面形状の少なくとも一部が曲面、好ましくは全体が略球状となった形状とするには、溶融したガラス材料を適当な粘度の状態で保持することが望ましい。具体的には、ガラス材料をガラス転移点（１００℃〜２２０℃、好ましくは１２０℃〜２００℃）で保持するのがよい。
【００５３】
以上の工程によって、図１および図２に示す発光装置を得ることができる。本発明の発光装置によれば、溶融法によって作製されたガラスでＬＥＤを封止しているので、ゾルゲルガラスにおける細孔の問題を解消して封止材から水分が浸入するのを防ぐことができる。また、封止ガラスと基板および配線との接着力を向上させるために接着材を設けているので、これらの界面から水分が浸入するのを防ぐこともできる。
【００５４】
また、本発明による発光装置は、樹脂封止した発光装置よりも高い耐熱性を有する。さらに、本発明で使用するガラス部材を構成するガラスの屈折率は１．８以上であり、一般に１．５以下の屈折率を有する樹脂に対して高い屈折率を有する。このため、本発明の発光装置によれば、樹脂封止した発光装置に比較して、発光光の取り出し効率を大きくできるので、放熱板を設けなくとも高い輝度が得られると予想される。したがって、ベアチップを高密度に連装することによって、光の取り出し効率をより高くして動作させることが可能となる。
【００５５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
【００５６】
例えば、上記の実施の形態においては、耐熱性基板の上にＬＥＤを載置し、このＬＥＤの上にガラス片を載せて加熱・冷却することによって、ＬＥＤを球状のガラスで被覆していた。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、離型材層を設けた耐熱性基板の上にＬＥＤを載置し、このＬＥＤの上にガラス片を載せて加熱・冷却することによっても、ＬＥＤを球状のガラスで被覆することができる。表面形状の少なくとも一部が曲面、好ましくは全体が略球状となった形状のガラス部材とするには、離型材層を設けたほうが好ましい。
【００５７】
また、本発明においては、ガラス部材のプリフォームを形成してから、これをＬＥＤの上に載置し、再び溶融することによってＬＥＤをガラスで封止してもよい。短時間に、且つ、表面形状の少なくとも一部が曲面、好ましくは全体が略球状となった形状の封止ガラスによってＬＥＤを被覆するには、プリフォームを形成してから行った方が好ましい。尚、この場合、プリフォームの形成は、離型材層が設けられた耐熱性基板および離型材層の設けられていない耐熱性基板のいずれの上で行ってもよいが、上記と同様に、表面形状の少なくとも一部が曲面、好ましくは全体が略球状となった形状のガラス部材とするには、離型材層を設けたほうが好ましい。
【００５８】
以下、本発明の実施例について述べる。
【００５９】
実施例１．
＜配線および接着材の形成＞
基板として、純度９９．６％、厚さ１ｍｍのアルミナ基板を用いた。次いで、配線形成用の金ペーストを調合した。具体的には、金（８０重量％）、第１のガラス成分（２重量％）および有機質ワニス（１８重量％）を混合し、磁気乳鉢中で１時間混練した後、三本ロールを用いて３回分散を行って金ペーストとした。
【００６０】
金としては、平均粒径２μｍの球状の微粉末を用いた。また、第１のガラス成分としては、ＳｉＯ２（４４．６５ｍｏｌ％）、Ｂ２Ｏ３（１３．１３ｍｏｌ％）、ＺｎＯ（１８．４４ｍｏｌ％）、Ｌｉ２Ｏ（６．５８ｍｏｌ％）、Ｎａ２Ｏ（７．０６ｍｏｌ％）、Ｋ２Ｏ（０．７１ｍｏｌ％）、ＴｉＯ２（３．１５ｍｏｌ％）、Ｂｉ２Ｏ３（５．２８ｍｏｌ％）およびＣｅＯ２（１．０ｍｏｌ％）からなり、平均粒径が１μｍであるフレーク状のガラス粉末を用いた。尚、この第１のガラス成分の軟化点は５５０℃であった。また、有機質ワニスとしては、重合度７のエチルセルロース樹脂をαーテレピネオールに濃度が２０重量％となるように溶解したものを用いた。
【００６１】
次に、アルミナ基板の表面に金ペーストをスクリーン印刷して配線パターンを形成した。
【００６２】
続いて、接着材パターンの形成を行った。具体的には、第２のガラス成分として第１のガラス成分と同じものを用い、この第２のガラス成分に有機ワニスを混合して接着材ペーストを調合した。次いで、この接着材ペーストをアルミナ基板表面の所定位置にスクリーン印刷して接着材パターンを形成した。
【００６３】
次いで、１２０℃で１０分間の加熱処理を行った後に、８００℃で３０分間の焼成することによって、アルミナ基板の上に金配線および接着材を設けた。
【００６４】
＜ＬＥＤ＞
豊田合成株式会社製のＥ１Ｃ６０−０Ｂ０１１−０３（商品名）を用いた。
【００６５】
＜ボンディング＞
まず、アルミナ基板上の所定の位置にＬＥＤをダイボンディングした。具体的には、ウェストボンド社製のマニュアルダイボンダ（製品名７２００ＣＲ）を用いて、銀ペースト（住友金属鉱山株式会社製のＴ−３０３ＯＮ（商品名））によってダイボンドした。この際、加熱条件は１５０℃で３０分間とした。
【００６６】
次に、ＬＥＤに設けられた電極と金配線をワイヤボンディングした。具体的には、ウェストボンド社製のマニュアルワイヤボンダ（製品名７７００Ｄ）を用いて、直径２５μｍの金ワイヤ（住友金属鉱山株式会社製のＳＧＨ−２５（商品名））によってワイヤボンディングした。この際、熱圧着温度は２４０℃とした。
【００６７】
＜ガラス封止＞
アルミナ基板に搭載されたＬＥＤをガラスで封止した。封止ガラスとしては、ＴｅＯ２（４５．０ｍｏｌ％）、ＴｉＯ２（１．０ｍｏｌ％）、ＧｅＯ２（５．０ｍｏｌ％）、Ｂ２Ｏ３（１８．０ｍｏｌ％）、Ｇａ２Ｏ３（６．０ｍｏｌ％）、Ｂｉ２Ｏ３（３．０ｍｏｌ％）、ＺｎＯ（１５ｍｏｌ％）、Ｙ２Ｏ３（０．５ｍｏｌ％）、Ｌａ２Ｏ３（０．５ｍｏｌ％）、Ｇｄ２Ｏ３（３．０ｍｏｌ％）およびＴａ２Ｏ５（３．０ｍｏｌ％）からなるものを用いた。尚、この封止ガラスの軟化点は４９０℃であった。
【００６８】
まず、上記封止ガラスのカレット７．６１ｇを乳鉢に入れて乳棒で粉砕した後、これに黄色蛍光体（化成オプトニクス株式会社製Ｐ４６−Ｙ３（商品名））３８１ｍｇを混合した。得られた蛍光体入りのガラスフリット１６ｍｇをＬＥＤの上に載せて、大和科学株式会社製の電気炉（製品名ＦＰ４１）で加熱処理した。具体的には、２５℃から５℃／分の速度で昇温した後、６１０℃で１５分間保持した。その後、５℃／分の速度で２５℃まで降温した。これにより、ＬＥＤを球状のガラスによって封止できた。得られた発光装置は、封止ガラスとアルミナ基板および金配線との接着性が良好であった。また、ＬＥＤに電圧を印加したところ、白色の発光光を確認できた。
【００６９】
実施例２．
＜配線形成＞
実施例１と同様にして、アルミナ基板の上に、金配線と接着材パターンを形成した。
【００７０】
＜ＬＥＤ＞
豊田合成株式会社製のＥ１Ｃ３１−０Ｂ００１−０３（商品名）を用いた。
【００７１】
＜ボンディング＞
まず、ＬＥＤの電極上にバンプを形成した。具体的には、ウェストボンド社製のマニュアルワイヤボンダ（製品名７７００Ｄ）を用いて、直径２５μｍの金ワイヤ（住友金属鉱山株式会社製のＳＧＨ−２５（商品名））によって金バンプを形成した。形成された金バンプの直径は１００μｍ、高さは２５μｍであった。
【００７２】
次に、金バンプを介して、ＬＥＤに設けられた電極と金配線をボンディングした。具体的には、ハイソル社製のフリップチップボンダ（製品名ＭＯＡ−５００）を用いて、ＬＥＤをアルミナ基板上にフリップチップ実装した。実装後の金バンプの直径は１００μｍ程度であり、高さは１５μｍ〜２０μｍ程度であった。
【００７３】
＜ガラス封止＞
アルミナ基板に搭載されたＬＥＤをガラスで封止した。具体的には、実施例１と同様の封止ガラスをブロック状に加工し、フリップチップ実装されたＬＥＤの上に載せて、大和科学株式会社製の電気炉（製品名ＦＰ４１）で加熱処理した。温度プロファイルを図４に示す。これにより、封止ガラスを軟化させて、ＬＥＤを球状のガラスによって封止できた。得られた発光装置は、封止ガラスとアルミナ基板および金配線との接着性が良好であった。また、ＬＥＤに電圧を印加したところ、青色の発光光を確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の発光装置の斜視図である。
【図２】本発明の発光装置の断面図である。
【図３】本発明の発光装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図４】実施例２におけるガラス封止工程の温度プロファイルである。
【符号の説明】
【００７５】
１  発光装置
２  基板
３  ＬＥＤ
４  配線
５  バンプ
６  電極
７  封止ガラス
８  接着材
【図１】
2007067300.tif 000003
【図２】
2007067300.tif 000004
【図３】
2007067300.tif 000005
【図４】
2007067300.tif 000006