(57)【要約】【課題】基材と発光素子とを接合する際に加圧しなくても接合層の内部に空隙が生じ難く、基材と発光素子との接合信頼性に優れた発光体、及び、この発光体の製造方法を提供する。【解決手段】発光素子１１と、この発光素子１１を支持する基材１２と、を備えた発光体１０であって、発光素子１１と基材１２との間には、酸化銀が還元されたＡｇとＡｇ粒子との焼成体からなる接合層１３が形成されていることを特徴とする。ここで、接合層１３は、酸化銀粒子と、還元剤と、Ａｇ粒子と、溶剤と、を含むＡｇ含有酸化銀ペーストの焼成体とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、この発光素子を支持する基材と、を備えた発光体であって、
前記発光素子と前記基材との間には、酸化銀が還元されたＡｇとＡｇ粒子との焼成体からなる接合層が形成されていることを特徴とする発光体。
【請求項２】
前記接合層は、酸化銀粒子と、還元剤と、Ａｇ粒子と、溶剤と、を含むＡｇ含有酸化銀ペーストの焼成体とされていることを特徴とする請求項１に記載の発光体。
【請求項３】
前記Ａｇ粒子の平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光体。
【請求項４】
前記発光素子と前記接合層との間に、前記発光素子からの光を反射する導電性反射膜が形成されており、
この導電性反射膜は、金属ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発光体。
【請求項５】
発光素子と、この発光素子を支持する基材と、を備えた発光体の製造方法であって、
前記発光素子と前記基材との間に、酸化銀粒子と、還元剤と、溶剤と、Ａｇ粒子と、を含むＡｇ含有酸化銀ペーストを介在させた状態で加熱処理を行い、前記発光素子と前記基材との間に、前記Ａｇ含有酸化銀ペーストの焼成体からなる接合層を形成することを特徴とする発光体の製造方法。
【請求項６】
前記Ａｇ粒子の平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の発光体の製造方法。
【請求項７】
前記Ａｇ含有酸化銀ペーストにおける前記酸化銀粒子と前記Ａｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内とされていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の発光体の製造方法。
【請求項８】
前記Ａｇ含有酸化銀ペーストにおける前記酸化銀粒子と前記還元剤との質量比Ａｇ−Ｏ／Ｒが、３／１≦Ａｇ−Ｏ／Ｒ≦１２／１の範囲内とされていることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の発光体の製造方法。
【請求項９】
前記Ａｇ含有酸化銀ペーストの組成は、前記酸化銀粒子を１０質量％以上８０質量％以下、前記還元剤を１質量％以上１０質量％以下、前記Ａｇ粒子を２質量％以上６０質量％以下、樹脂を０質量％以上２質量％以下の範囲で含有し、残部が溶剤とされていることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の発光体の製造方法。
【請求項１０】
前記Ａｇ含有酸化銀ペーストにおける前記Ａｇ粒子が、有機物を含有することを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の発光体の製造方法。
【請求項１１】
前記発光素子と前記基材との間に、金属ナノ粒子を含む金属ナノ粒子ペーストを介在させた状態で加熱処理を行い、前記金属ナノ粒子を含む導電性反射膜を形成することを特徴とする請求項５から請求項１０のいずれか一項に記載の発光体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば半導体からなる発光層を備えたＬＥＤ装置等の発光体、及び、この発光体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述の発光体の一種であるＬＥＤ装置は、様々な分野で広く利用されており、最近では、照明器具や液晶ディスプレイのバックライトとしても使用されている。
従来のＬＥＤ装置は、例えば特許文献１に示すように、Ｓｉ等からなる基材の上に発光素子（ＬＥＤ素子）が接合された構造とされている。なお、発光素子（ＬＥＤ素子）は、サファイア基板上に半導体膜からなる発光層が形成された構造とされており、このサファイア基板の発光層とは反対側の面には、発光層からの光を反射する反射膜が形成されている。
【０００３】
ここで、基材と発光素子とは、金属からなる接合層を介して接合されている。
例えば特許文献１，２には、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを焼成したはんだ接合層を介して、基材と発光素子とを接合する技術が提案されている。
また、特許文献３には、酸化銀粒子と還元剤とを含む酸化銀ペーストを使用し、酸化銀粒子を還元処理して得られる銀系接合層を介して、半導体素子とアルミニウムを主材とした導体とを接合する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０６１８５７号公報
【特許文献２】特開２００７−０６７１４５号公報
【特許文献３】特開２００９−２６７３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１，２に記載されたＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストは、製造コストが高くなるため、大量生産には適用できなかった。また、はんだ接合層の融点が低いために、使用環境によっては、はんだ接合層の内部に空隙が発生するおそれがあり、接合信頼性を確保できないおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献３に記載された酸化銀ペーストにおいては、酸化銀粒子が還元処理されることによって生成するＡｇ粒子の密度が低いため、接合層内部に空隙が生じ易く、接合強度が確保できないおそれがあった。この空隙の発生を防止するためには、接合時に発光素子及び基材を互いに近接するように加圧する必要がある。ここで、ＬＥＤ素子等の発光素子はサイズが小さく、十分に加圧することができないため、接合層に空隙が発生し易いといった問題があった。また、加圧によって発光素子が破損してしまうおそれがあった。このため、特許文献３により発光体を製造することは困難であった。
【０００７】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、基材と発光素子とを接合する際に加圧しなくても接合層の内部に空隙が生じ難く、基材と発光素子との接合信頼性に優れた発光体、及び、この発光体の製造方法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】
【０００８】
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の発光体は、発光素子と、この発光素子を支持する基材と、を備えた発光体であって、前記発光素子と前記基材との間には、酸化銀が還元されたＡｇとＡｇ粒子との焼成体からなる接合層が形成されていることを特徴としている。
また、前記接合層は、酸化銀粒子と、還元剤と、Ａｇ粒子と、溶剤と、を含むＡｇ含有酸化銀ペーストの焼成体とされていることが望ましい。
【０００９】
この場合、接合層を形成する際には、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子の周囲にＡｇ粒子が存在し、還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とが接触して焼結することになる。つまり、酸化銀が還元されたＡｇとＡｇ粒子によるＡｇ粒子層の密度が高くなるのである。これにより、発光素子と基材とを互いに近接するように加圧しなくても、緻密な構造の接合層を形成することが可能となる。
【００１０】
ここで、前記Ａｇ粒子の平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることが望ましい。
この場合、Ａｇ粒子の平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲内とされていることから、還元Ａｇ粒子の周囲にＡｇ粒子が接触して焼結し易くなり、緻密な構造の接合層を形成することができる。
詳述すると、Ａｇ粒子の平均粒径を２０ｎｍ以上とすることによって、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子と大きさが揃うため、還元Ａｇ粒子及びＡｇ粒子の焼結がより均一に進行するとともに緻密な構造の接合層が形成されるのである。一方、Ａｇ粒子の平均粒径を８００ｎｍ以下とすることによって、Ａｇ粒子の低温焼結性が向上し、還元Ａｇ粒子との焼結を促進させることが可能となる。
【００１１】
また、前記発光素子と前記接合層との間に、前記発光素子からの光を反射する導電性反射膜が形成されており、この導電性反射膜は、金属ナノ粒子を含むことが好ましい。
この場合、導電性反射膜によって発光素子からの光を反射することで、発光体の輝度を向上させることが可能となる。また、この導電性反射膜が金属ナノ粒子を含んでいるので、導電性反射膜の耐熱性及び耐食性を向上させることができる。
【００１２】
本発明の発光体の製造方法は、発光素子と、この発光素子を支持する基材と、を備えた発光体の製造方法であって、前記基材と前記発光素子との間に、酸化銀粒子と、還元剤と、溶剤と、Ａｇ粒子と、を含むＡｇ含有酸化銀ペーストを介在させた状態で加熱処理を行い、前記発光素子と前記基材との間に、前記Ａｇ含有酸化銀ペーストの焼成体からなる接合層を形成することを特徴としている。
【００１３】
この構成の発光体の製造方法によれば、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とを焼結することによって形成される緻密な構造の接合層を介して、発光素子と基材とが接合されることになり、接合信頼性に優れた発光体を製造することが可能となる。
また、Ａｇ含有酸化銀ペーストが、酸化銀粒子とＡｇ粒子とを含んでいることから、Ａｇ粒子層の密度が高くなり、発光素子と基材とを互いに近接するように加圧しなくても、緻密な構造の接合層を形成することが可能となる。よって、接合時における発光素子や基材の破損を防止できる。
【００１４】
ここで、前記Ａｇ粒子の平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることが望ましい。
この場合、Ａｇ粒子の平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲内とされていることから、還元Ａｇ粒子の周囲にＡｇ粒子が接触して焼結しやすくなり、緻密な構造の接合層を形成することができる。
【００１５】
また、前記Ａｇ含有酸化銀ペーストにおける前記酸化銀粒子と前記Ａｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、酸化銀粒子とＡｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内とされていることから、酸化銀粒子同士の間にＡｇ粒子が確実に存在し、発光素子と基材とを互いに近接するように加圧しなくても、緻密な構造の接合層を形成することが可能となる。具体的には、Ａｇ−Ｏ／Ａｇが９７／３以下の場合には、Ａｇ粒子を十分に焼成体内部に存在させることができる。一方、Ａｇ−Ｏ／Ａｇが３／７以上であれば、酸化銀の還元による発熱によって、確実に焼結させることができる。したがって、前記酸化銀粒子と前記Ａｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇを、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内に設定することが望ましい。
【００１６】
また、前記Ａｇ含有酸化銀ペーストにおける前記酸化銀粒子と前記還元剤との質量比Ａｇ−Ｏ／Ｒが、３／１≦Ａｇ−Ｏ／Ｒ≦１２／１の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、酸化銀粒子に対して必要な還元剤が確保されているので、酸化銀粒子を確実に還元することができるとともに、還元剤が余剰に添加されていないので、接合層の内部に還元剤成分が残存することを抑制できる。
【００１７】
さらに、前記Ａｇ含有酸化銀ペーストの組成は、前記酸化銀粒子を１０質量％以上４０質量％以下、前記還元剤を１質量％以上１０質量％以下、前記Ａｇ粒子を２質量％以上２０質量％以下、樹脂を０質量％以上２質量％以下の範囲で含有し、残部が溶剤とされていることが好ましい。
この場合、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とが焼結することになり、緻密な構造の接合層を確実に形成することが可能となる。なお、樹脂は、前記Ａｇ含有酸化銀ペーストの粘性を調整するものであり、取り扱い性を考慮して必要に応じて添加すればよい。
【００１８】
また、前記Ａｇ含有酸化銀ペーストにおける前記Ａｇ粒子が有機物を含有することが好ましい。
この場合、Ａｇ粒子に含有される有機物が分解する際の発熱を利用して焼結を促進することができる。これにより、接合温度（焼結温度）を低くすることが可能となる。
【００１９】
さらに、前記発光素子と前記接合層との間に、金属ナノ粒子を含む金属ナノ粒子ペーストを介在させた状態で加熱処理を行い、前記金属ナノ粒子を含む導電性反射膜を形成する構成としてもよい。
この場合、金属ナノ粒子を含む導電性反射膜を形成することができ、発光体の輝度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、基材と発光素子とを接合する際に加圧しなくても接合層の内部に空隙が生じ難く、基材と発光素子との接合信頼性に優れた発光体、及び、この発光体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態である発光体の断面模式図である。
【図２】本実施形態において用いられるＡｇ含有酸化銀ペーストの製造方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の実施形態である発光体の製造方法を示すフロー図である。断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施形態である発光体、及び、発光体の製造方法について、添付した図面を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態である発光体１０は、発光素子１１としてＬＥＤ素子を備えたＬＥＤ装置とされている。
図１に示すように、本実施形態である発光体１０は、発光素子１１と、この発光素子１１を支持する基材１２と、を備えている。発光素子１１は、ボンディングワイヤ１７によって基材１２と電気的に接続されており、発光素子１１及びボンディングワイヤ１７が封止材１８によって封止された構造とされている。
【００２４】
ここで、基材１２の一方の面（図１において上面）と発光素子１１の他方の面（図１において下面）との間には、第一保護層１４と、接合層１３と、第二保護層１５と、が積層配置されている。また、本実施形態では、発光素子１１の他方の面に導電性反射膜１６が形成されている。
【００２５】
基材１２は、発光素子１１を支持するものであり、セラミックス（アルミナ、窒化アルミニウム）、金属（Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ）、樹脂（エポキシ系、ポリイミド系、ガラス―エポキシ系、ポリエステル系、フェノール、異種基材の組み合わせ）等を適用することが可能である。
【００２６】
第一保護層１４及び第二保護層１５としては、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２コーティング膜、Ａｕ、Ｎｉ金属膜等を適用することができる。
なお、基材１２の材質に応じて、第一保護層１４及び第二保護層１５を選択的に形成することが好ましい。
【００２７】
導電性反射膜１６は、発光素子１１からの光を反射することによって発光体１０の輝度を向上させるために設けられるものである。この導電性反射膜１６は、金属ナノ粒子を含むペーストを焼結した焼成体で構成されている。金属ナノ粒子としては、銀、金、白金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、銅、錫、インジウム、亜鉛、鉄、クロムおよびマンガンからなる１種又は２種以上のものを適用することができる。本実施形態では、導電性反射膜１６は、平均粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下のＡｇナノ粒子を含むペーストの焼成層とされている。
【００２８】
そして、接合層１３は、酸化銀粒子と、還元剤と、溶剤と、平均粒径２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下のＡｇ粒子と、を含むＡｇ含有酸化銀ペーストの焼成体で構成されている。この接合層１３は、酸化銀粒子の表面に析出する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とが焼結したものである。ここで、還元Ａｇ粒子は、例えば粒径１０ｎｍ〜１μｍと非常に微細であることから、緻密な構造の接合層１３が形成されることになる。
【００２９】
ここで、Ａｇ含有酸化銀ペーストは、酸化銀粒子とＡｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内に設定されている。また、酸化銀粒子と還元剤との質量比Ａｇ−Ｏ／Ｒが、３／１≦Ａｇ−Ｏ／Ｒ≦１２／１の範囲内に設定されている。
【００３０】
具体的には、Ａｇ含有酸化銀ペーストの組成は、酸化銀粒子を１０質量％以上８０質量％以下、前記還元剤を１質量％以上１０質量％以下、前記Ａｇ粒子を２質量％以上６０質量％以下、樹脂を０質量％以上２質量％以下の範囲で含有し、残部が溶剤とされている。
なお、本実施形態におけるＡｇ含有酸化銀ペーストは、その粘度が１０Ｐａ・ｓ以上４００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下に調整されている。
【００３１】
酸化銀粒子は、その粒径が０．１μｍ以上４０μｍ以下とされたものを使用した。なお、このような酸化銀粉末は、市販品として入手可能なものである。
【００３２】
還元剤は、還元性を有する有機物とされており、例えば、アルコール、有機酸を用いることができる。
アルコールであれば、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ドデシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等の１級アルコールを用いることができる。なお、これら以外にも、多数のアルコール基を有する化合物を用いてもよい。
有機酸であれば、例えば、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナンデカン酸などの飽和脂肪酸を用いることができる。なお、これら以外にも、不飽和脂肪酸を用いてもよい。
なお、接合層１３内部における空隙の発生を抑制するために、熱分解性に優れた分子構造を有する有機物を用いることが好ましい。
【００３３】
なお、酸化銀粉末と混合した後に還元反応が容易に進行しない還元剤であれば、Ａｇ含有酸化銀ペーストの保存安定性が向上することになる。そこで、還元剤としては、融点が室温以上のものが好ましく、具体的には、ミリスチルアルコール、１−ドデカノール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，１０−デカンジオール、ミリスチン酸、デカン酸等を用いることが好ましい。
また、接合時における発光体の他の部位への熱影響（例えば反射膜の反射効率の低下）を抑えるために接合温度をさらに低温化する場合には、より低温で酸化銀を還元できる還元剤を選択することが好ましい。具体的には、ミリスチルアルコール、１−ドデカノール等を用いることが好ましい。
【００３４】
溶剤は、Ａｇ含有酸化銀ペーストの保存安定性、印刷性を確保する観点から、高沸点（１５０℃〜３００℃）のものを用いることが好ましい。
具体的には、α-テルピネオール、酢酸２エチルヘキシル、酢酸３メチルブチル等を用いることができる。
【００３５】
樹脂は、Ａｇ含有酸化銀ペーストの取り扱い性（例えば印刷性）の向上を目的として添加されるものである。
例えば、アクリル樹脂、セルロース系樹脂等を適用することができる。なお、本実施形態では、焼結時に樹脂が焼結温度以下で完全に酸化・分解して接合層１３内に残存しないようにするため、熱分解性の良いアクリル樹脂を用いた。
【００３６】
そして、本実施形態におけるＡｇ粒子は、その平均粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下とされたナノＡｇ粒子とされている。なお、このＡｇ粒子（ナノＡｇ粒子）の平均粒径は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）によって約５０万倍程度の倍率で撮影し、得られた画像からＡｇ粒子２００個について一次粒径を測定して粒径分布を作成し、作成した粒径分布から得られた平均値を平均粒径として算出したものである。
【００３７】
このＡｇ粒子（ナノＡｇ粒子）は、カルボン酸類水溶液に還元剤水溶液を添加して得られたカルボン酸塩懸濁液を反応場として用い、これを加熱反応させることによって得られるものである。ここで、カルボン酸はリコール酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、マレイン酸、マロン酸、フマル酸、コハク酸及び酒石酸からなる群より選ばれた１種又は２種以上からなる化合物とした。また、還元剤はヒドラジン、アスコルビン酸、シュウ酸、ギ酸及びこれらの塩類からなる群より選ばれた１種又は２種以上の化合物とした。
このようにして得られたＡｇ粒子（ナノＡｇ粒子）においては、炭素鎖１〜３の原料由来の有機化合物（例えばカルボン酸など）を含有しており、有機化合物のＡｇ粒子中の含有量は、１質量％未満とされている。
【００３８】
次に、本実施形態であるＡｇ含有酸化銀ペーストの製造方法について、図２に示すフロー図を参照して説明する。
本実施形態においては、酸化銀粉末を含有する酸化銀ペーストと、Ａｇ粉末を含有するＡｇペーストと、を混合、撹拌することで、Ａｇ含有酸化銀ペーストを製造する構成とされている。
【００３９】
まず、前述した酸化銀粉末と還元剤（固体粉末）とを混合し、固体成分混合物を生成する（粉末混合工程Ｓ０１）。
また、樹脂と溶剤とを混合して、有機混合物を生成する（有機物混合工程Ｓ０２）。
【００４０】
粉末混合工程Ｓ０１で得られた固体成分混合物と、有機物混合工程Ｓ０２で得られた有機混合物と、を混合して撹拌する（第一撹拌工程Ｓ０３）。そして、第一撹拌工程Ｓ０３で得られた撹拌物を、例えば複数のロールを有するロールミル機を用いて練り込みながら混合する（混錬工程Ｓ０４）。  
このようにして、前述の酸化銀ペーストが製出されることになる。なお、得られた酸化銀ペーストは、冷蔵庫等によって低温（例えば５〜１５℃）で保存しておくことが好ましい。
【００４１】
一方、前述のＡｇ粉末（ナノＡｇ粒子）と溶剤とを混合して撹拌する（第二撹拌工程Ｓ０５）。これにより、前述のＡｇペーストが製出されることになる。
なお、溶剤は酸化銀ペーストに用いられた溶剤と同種の溶剤を用いることが望ましい。また、このＡｇペーストの組成は、Ａｇ粉末の含有量が５０質量％以上８０質量％以下とされ、残りが溶剤とすることが好ましい。
【００４２】
そして、酸化銀ペーストとＡｇペーストとを、混合して撹拌する（ペースト混合工程Ｓ０６）。
このようにして、Ａｇ含有酸化銀ペーストが製造されることになる。
【００４３】
次に、本実施形態である発光体１０の製造方法について、図３のフロー図を参照して説明する。
まず、発光素子１１の他方の面に導電性反射膜１６を形成する（導電性反射膜形成工程Ｓ１１）。本実施形態では、Ａｇナノ粒子を含むペーストを塗布して焼結することによって、導電性反射膜１６を形成する。
【００４４】
次に、基材１２の一方の面側に第一保護層１４を形成し、発光素子１１の他方の面側に第二保護層１５を形成する（保護層形成工程Ｓ１２）。本実施形態では、めっき法や真空成膜法によって、第一保護層１４及び第二保護層１５を形成する。
【００４５】
そして、発光素子１１と基材１２素子とを接合する（接合工程Ｓ１３）。
本実施形態では、まず、基材１２の一方の面に形成された第一保護層１４の上に、上述のＡｇ含有酸化銀ペーストを塗布する（Ａｇ含有酸化銀ペースト塗布工程Ｓ３１）。なお、Ａｇ含有酸化銀ペースト塗布工程Ｓ３１においては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、感光性プロセス、スプレーコーティング法、ディスペンサーコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、またはダイコーティング法等の種々の手段を採用することができる。本実施形態では、スクリーン印刷法を用いている。
【００４６】
次に、塗布したＡｇ含有酸化銀ペーストを介して、基材１２と発光素子１１とを積層する（積層工程Ｓ３２）。
そして、基材１２と発光素子１１とを積層した状態で加熱炉内に装入し、Ａｇ含有酸化銀ペーストの焼結を行う（焼結工程Ｓ３３）。このとき、加熱炉内は大気雰囲気とし、加熱温度を１５０℃以上３００℃以下、ピーク温度での加熱時間を１分以上２時間以下とした。また、基材１２と発光素子１１と積層方向に加圧しなかった。
この焼結工程Ｓ３３により、基材１２と発光素子１１との間に、Ａｇ含有酸化銀ペーストの焼成体からなる接合層１３が形成され、基材１２と発光素子１１とが接合されることなる。
【００４７】
次に、発光素子１１と基材１２とをボンディングワイヤ１７を用いて電気的に接続する（ボンディング工程Ｓ１４）。
そして、基材１２の上のボンディングワイヤ１７及び発光素子１１を、封止材１８によって封止する（封止工程Ｓ１５）。
このようにして本実施形態である発光体１０（ＬＥＤ装置）が製造されることになる。
【００４８】
以上のような構成とされた本実施形態である発光体１０（ＬＥＤ装置）、及び、発光体１０（ＬＥＤ装置）の製造方法によれば、発光素子１１と基材１２との間に介在する接合層１３が、酸化銀粒子と、還元剤と、溶剤と、平均粒径２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下のＡｇ粒子と、を含むＡｇ含有酸化銀ペーストの焼成体とされており、緻密な構造とされているので、発光素子１１と基材１２との接合信頼性を向上させることができる。
すなわち、本実施形態であるＡｇ含有酸化銀ペーストにおいては、酸化銀粒子同士の間にＡｇ粒子が存在することになるため、接合層１３を形成する際には、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子の周囲にＡｇ粒子が存在し、還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とが接触して焼結することになる。つまり、還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とで構成されたＡｇ粒子層の密度が高くなるのである。これにより、発光素子１１と基材１２とを互いに近接するように加圧しなくても、緻密な構造の接合層１３を形成することが可能となるのである。
【００４９】
本実施形態では、Ａｇ含有酸化銀ペーストにおける酸化銀粒子とＡｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内とされているので、接合層１３を緻密な構造とすることができる。
また、本実施形態では、酸化銀粒子と還元剤との質量比Ａｇ−Ｏ／Ｒが、３／１≦Ａｇ−Ｏ／Ｒ≦１２／１の範囲内に設定されているので、酸化銀粒子を確実に還元することができるとともに、接合層１３の内部に還元剤成分が残存することを抑制できる。
また、Ａｇ含有酸化銀ペーストの組成が、前記酸化銀粒子を１０質量％以上４０質量％以下、前記還元剤を１質量％以上１０質量％以下、前記Ａｇ粒子を２質量％以上２０質量％以下、樹脂を０質量％以上２質量％以下の範囲で含有し、残部が溶剤とされているので、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とを焼結することができ、緻密な構造の接合層１３を確実に形成することが可能となる。
【００５０】
また、樹脂の含有量を調整することにより、Ａｇ含有酸化銀ペーストの粘性が１０Ｐａ・ｓ以上４００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下に調整されているので、スクリーン印刷法等によって塗布することが可能となる。よって、必要な部分のみに選択的にＡｇ含有酸化銀ペーストを塗布することができ、Ａｇ含有酸化銀ペーストの使用量を削減することが可能となる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、Ａｇ粒子（ナノＡｇ粒子）が炭素鎖１〜３の原料由来の有機化合物（例えばカルボン酸など）を含有しているので、この有機化合物が分解する際の発熱を利用して焼結を促進することができる。これにより、焼結工程Ｓ３３における焼結温度を低くすることが可能となる。
また、本実施形態においては、Ａｇ含有酸化銀ペーストに混合する還元剤として、室温で固体であるものを用いているので、焼結工程Ｓ３３の前に還元反応が進行することを防止できる。
【００５２】
また、本実施形態の発光体１０においては、発光素子１１の他方の面に、発光素子１１からの光を反射する導電性反射膜１６が形成されているので、発光体１０の輝度を向上させることができる。
さらに、導電性反射膜１６が、Ａｇナノ粒子を含むペーストの焼成体とされているので、導電性反射膜１６の耐熱性及び耐食性を向上させることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５４】
本実施形態では、Ａｇ含有酸化銀ペーストに含有されるＡｇ粒子として、平均粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下とされたナノＡｇ粒子を用いるものとして説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、サブミクロンＡｇ粒子であってもよい。このサブミクロンＡｇ粒子は、銀イオン溶液に還元剤を添加して銀微粒子を還元析出させることによって製造される。具体的にはハロゲン化物イオン源として塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）、臭化アンモニウム（ＮＨ4Ｂｒ）、ヨウ化アンモニウム(ＮＨ4Ｉ)、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、またはヨウ化ナトリウム、還元剤としては例えばヒドロキノン等といったフェノール類が用いられる。なお、銀濃度に対するハロゲン濃度を調整することによって析出する銀微粒子の粒径（０．２〜１μｍ）が制御可能である。
また、このサブミクロンＡｇ粒子の平均粒径は、レーザ散乱法（粒子群にレーザ光を照射し、そこから発せられる回折・散乱光の強度分布パターンから計算によって求めることが可能である。
【００５５】
また、本実施形態では、酸化銀ペーストとＡｇペーストとを混合することでＡｇ含有酸化銀ペーストを製造するものとして説明したが、これに限定されることはなく、酸化銀粉末とＡｇ粉末とを混合した後に、溶剤や樹脂を混合してもよい。
【００５６】
さらに、本実施形態では、発光素子（ＬＥＤ素子）からの光を反射する導電性反射膜を形成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、導電性反射膜が形成されていなくてもよい。ただし、導電性反射膜を形成することにより、発光体の輝度を向上させることができる。
また、第一保護膜及び第二保護膜を形成したもので説明したが、これ限定されることはなく、第一保護膜及び第二保護膜が形成されていなくてもよい。ただし、第一保護膜及び第二保護膜を形成することで接合強度の向上を図ることができる。
【実施例】
【００５７】
以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
本実施形態に記載された方法によってＡｇ含有酸化銀ペーストを製造した。このとき、表１に示すように、酸化銀粉末とＡｇ粉末との混合比を変更して、Ａｇ含有酸化銀ペーストを製造した。
ここで、本発明例１−３では、還元剤としてミリスチルアルコール、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末、平均粒径５０ｎｍのＡｇ粉末を用いた。本発明例４−６では、還元剤として、ミリスチルアルコールよりもアルキル鎖の短いノニルアルコール、平均粒径０．６μｍのサブミクロンＡｇ粉末、平均粒径５０ｎｍのＡｇ粉末を用いた。Ａｇ含有酸化銀ペーストの組成を表１に示す。
また、比較例として、粉末成分としてＡｇ粉末を添加せず、粉末成分以外は還元剤としてミリスチルアルコールを用いた本発明例１−３と同様として、酸化銀ペーストを準備した。
【００５８】
長さ５ｍｍ，幅５ｍｍ，厚さ５ｍｍのサファイア基板を素子として用意した。
表面にＡｕめっきが施されたＳｉ製基板の表面に、表１に示すＡｇ含有酸化銀ペースト及び酸化銀ペーストを塗布し、上述のサファイア基板を積層した。そして、大気中において表１に示す温度で２時間の条件で焼結を行い、接合体を製造した。このとき、本発明例１−６では、積層方向への加圧圧力を０ＭＰａとした。比較例では、積層方向への加圧圧力を１ＭＰａとした。
【００５９】
得られた接合体について、せん断強度を測定した。せん断強度の測定には、デイジ・ジャパン株式会社製ボンドテスター（型番：シリーズ４０００）を用いた。接合体を、Ｓｉ製基板を下にして水平に固定し、サファイア基板をシェアツールで横から水平に押して、サファイア基板をＳｉ製基板の接合面が破断されたときの強度を測定した。なお、一条件に付き３回強度試験を行い、それらの平均値を測定値とした。評価結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2013149910.tif 000003
【００６１】
比較例においては、接合層の内部破壊によって、Ｓｉ製基板とサファイア基板とを接合することができなかった。接合層内部に空隙が多く存在することから、接合層の内部破壊が発生したと推測される。
これに対して、本発明例１−６においては、せん断強度が１０ＭＰａ以上であり、接合時に積層方向に加圧しなくても強固に接合が可能であることが確認された。
【００６２】
特に、ミリスチルアルコールよりもアルキル鎖の短いノニルアルコールを用いた本発明例４−６においては、接合温度を２５０℃とした場合であっても、接合温度を３００℃とした本発明例１−３と同等の接合強度が得られることが確認された。これは、ノニルアルコールが低温で分解されやすいためと推測される。このように、２５０℃といった低温で十分な接合強度が得られることから、発光体の他の部位への熱影響をさらに抑制できるといった作用効果を有することになる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  発光体
１１  発光素子
１２  基材
１３  接合層
１６  導電性反射膜  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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