(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板、前記半導体基板の一主面に発光層を介して設けられた第１電極、および前記半導体基板の前記発光層が設けられた面の裏面側に設けられた第２電極を有する発光素子の前記第１電極上に合金または単一金属でなる接合材膜を形成する第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記接合材膜をリードフレームの第１リードの素子搭載部に向かい合わせて、前記第１電極と前記第１リードとを前記接合材膜を介して電気的に接続する第２の工程と、
前記第２の工程の後、前記第２電極と前記リードフレームの第２リードとを電気的に接続する第３の工程とを有する発光装置の製造方法であって、
前記第２の工程は、前記素子搭載部を前記接合材膜の融点以上に加熱し、前記発光素子を前記接合材膜の融点以下に保った状態で、前記素子搭載部と前記接合材膜とを接触させて前記第１リードと前記接合材膜とを接続し、
前記第２の工程の前に、前記素子搭載部の表面に前記接合材膜の広がりを低減するパターンを形成する工程を有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記接合材膜は、前記第１電極の表面にめっきをして形成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】
前記接合材膜は、薄膜状に成型した接合材料を前記第１電極上に載せて形成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４】
前記発光装置がはんだ接合材料を用いて実装される場合において、
前記接合材膜は、融点が前記はんだ接合材料の融点よりも高い接合材料を用いて形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記接合材膜は、金すず合金でなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記素子搭載部に形成される前記パターンは、複数本の溝が前記第１電極と重なる接合領域の内部で交差したパターンであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記複数本の溝は、前記接合領域の外側まで延びているか、あるいは前記接合領域の外側まで延びている他の溝と交差していることを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記素子搭載部に形成される前記パターンは、前記第１の電極と重なる接合領域の外側に外周の全部または一部がある凹部内に、複数個の島状の凸部が設けられたパターンであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記島状の凸部は、頂上が平坦であることを特徴とする請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記溝の深さ、または前記凸部の高さは、前記第１電極上に形成された前記接合材膜の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項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】
本発明は、発光装置の製造方法および発光装置に関し、特に、半導体基板（素子基板）上に設けられた発光層側をリードフレームと向かい合わせて搭載（接合）する発光装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
従来、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）のように半導体基板の一主面上に発光層が設けられた発光素子を用いた発光装置がある。前記発光装置を製造するときには、前記発光素子の一方の電極と電気的に接続される第１リード、および他方の電極と電気的に接続される第２リードが突出した開口部を有するリードフレームが用いられる。またこのとき、例えば、前記リードフレームの第１リードに、前記発光素子を搭載する素子搭載部が設けられている。そして、前記発光素子の一方の電極と前記素子搭載部を向かい合わせて銀ペースト等の導電性接着剤で接着し、前記他方の電極をボンディングワイヤ等で前記第２リードと接続する。
このとき、前記発光素子の一方の電極と前記素子搭載部（リード）を接着する際に、前記発光素子の電極と重なる接着領域の外側に流れ出た導電性接着剤による素子の短絡や光の遮断を防ぐ方法として、例えば、特開平５−６３２４２号公報（以下、文献１という）に記載されているように、前記発光素子を接着する部分に、前記発光素子の接着面と同等かあるいはそれより小さい面積の上面を持つ凸形状のチップ装着部を設ける方法がある。この方法では、例えば、前記文献１の図１に示されているように、前記装着部上に導電性接着剤を滴下し、次に発光ダイオードチップ（発光素子）を滴下された導電性接着剤上に載置して圧着させる。この圧着の際、過剰な導電性接着剤が発光ダイオードチップと発光ダイオードチップ装着部との間から押し出されるが、装着部を凸状部としているから、はみ出した導電性接着剤は、装着部の周囲の低い部分に流れ、装着部上に盛り上がったり、発光ダイオードチップの端面に接触したりするのを防止することができる。
また、前記接着領域の外側に流れ出た導電性接着剤による素子の短絡や光の遮断を防ぐ方法としては、前記文献１に記載されたような方法の他に、例えば、特開２００１−３５２１００号公報（以下、文献２という）に記載されているように、前記発光素子を接着する部分に、少なくとも同一方向に２本以上の凹溝を設け、前記凹溝内に前記導電性接着剤を保持する方法がある。この方法では、例えば、前記文献２の図１（ａ）および図１（ｂ）に示されているように、第１のリードの先端に形成されたカップ状凹部の底面にストライプ状の凹溝が複数本形成されており、前記凹溝内にボンディング剤が保持されている。このとき、前記ＬＥＤチップ（発光素子）のボンディングを確実にする目的で、ボンディング剤を十分に塗布しても、そのボンディング剤の大部分は凹溝に収容され、表面上にはわずかに付着する程度で、大幅に盛り上がることは殆どなくなる。そのため、ＬＥＤチップをその上に搭載しても、ボンディング剤がＬＥＤチップの基板側面上に大幅に這い上がることは殆どなくなる。
【発明の開示】
前記発光素子が高輝度ＬＥＤ等の場合、発光特性の劣化を防ぐために、発光層で発した熱を効率よく装置外部に放散させる必要がある。このとき、前記発光層側をリードと向かい合わせることで、発光層の熱を効率よくリードに伝導し、装置外部に放散できる。
また、前記発光素子の電極とリードをボンディングワイヤで接続するときには、荷重や振動を加える必要がある。そのため、前記ボンディングワイヤで接続される電極の直下に発光層があると、前記荷重や振動により発光層がダメージを受け、発光効率が低下することがある。
また、透光性の素子基板を用いた場合には、発光層側の電極をリードと向かい合わせて前記導電性接着剤で接着することにより、発光層と基板上に形成される電極やボンディングワイヤとの距離が遠くなる。そのため、発光層から発せられる光のうち、前記電極やボンディングワイヤなどによって遮断される光の割合を減らすことができ、発光効率をより向上することができる。
これらの理由から、近年、前記発光素子の発光層側の電極を前記リードと向かい合わせて前記導電性接着剤で接着するようになってきている。
しかしながら、前記文献１に記載された発光素子の装着方法においては、銀ペースト等のペースト状で流動性のある導電性接着剤を用いている。そのため、前記装着部に導電性接着剤を滴下するときに、前記装着部上のみに適切な量の前記導電性接着剤を滴下することは難しく、前記導電性接着剤が前記装着部の周囲に流れ落ちたり、前記装着部上に大きく盛り上がったりする。この場合、前記発光素子の発光層側の電極を接着すると、前記導電性接着剤の前記装着部の周囲に流れ落ちている分および前記装着部上からはみ出た分が、前記発光層の側面を伝い上がり、前記発光層が発した光を遮ってしまうという問題を発生させる可能性があることを発明者は独自に検討した。
また、前記文献２に記載された発光素子のダイボンディング方法においても、前記ペースト状で流動性のあるボンディング剤を用いている。そのため、前記ボンディング剤を塗布した時点で、前記発光素子の電極と重なる接着領域の外側に前記ボンディング剤（導電性接着剤）が広がり出ることがある。また、溝の深さ（容積）が十分でないと、前記リードの表面に残る導電性接着剤が厚くなる。この場合も、前記発光素子の発光層側の電極を接着すると、前記接着領域の外側に広がり出ている分が、前記発光層の側面を伝い上がり、前記発光層が発した光を遮ってしまうという問題を発生させる可能性があることを発明者は独自に検討した。
また、前記発光素子は、前記発光層の厚さが数μｍ程度であるため、前記発光層の側面を伝い上がった導電性接着剤が前記発光層を超えて、他方の電極が設けられた素子基板の側面まで達し、短絡してしまうという問題を発生させる可能性があることも発明者は独自に検討した。
このように、前記銀ペースト等の常温で流動性があるペースト状の導電性接着剤を用いて発光素子の電極と前記第１リードを接着する場合、塗布あるいは滴下するときの厚さおよび塗布領域の制御が難しい。そのため、従来の発光装置の製造方法では、前記発光素子を接着するときに、すでに前記発光素子と重なる接着領域の外側にある分と、荷重をかけることにより外側に流れ出た分が前記発光素子の側面を伝い上がり、短絡や発光層で発した光が遮断されるという問題がある。また、前記銀ペーストのように常温で流動性がある導電性接着剤の場合、塗布量のばらつきが多いので、塗布量が不十分で接着不良が起こるという問題が発生する可能性もある。
また、従来の発光装置の製造方法では、前記発光素子の電極と前記リードは、銀ペースト等の導電性接着剤を利用して接着するとともに電気的に接続している。前記銀ペーストは、例えば、エポキシ樹脂に銀の粒子を拡散させた接着剤であり、前記電極やリードと完全金属結合（オーミックコンタクト）をとれない。そのため、大きな電流を流すことができず、発光装置の輝度を高めることが難しいという問題がある。
本発明は、発光素子の発光層側の電極をリードフレームのリードと向かい合わせて電気的に接続するときに、接続材料が前記発光素子の側面を伝い上がって短絡するのを防ぐことを目的としている。
また、本発明は、前記発光装置の輝度を容易に高めることを目的としている。
本発明のその他の目的および新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
本発明は、上記目的を達成するために、半導体基板、前記半導体基板の一主面に発光層を介して設けられた第１電極、および前記半導体基板の前記発光層が設けられた面の裏面側に設けられた第２電極を有する発光素子の前記第１電極上に合金または単一金属でなる接合材膜を形成する第１の工程と、前記第１の工程の後、前記接合材膜をリードフレームの第１リードの素子搭載部に向かい合わせて、前記第１電極と前記第１リードとを前記接合材膜を介して電気的に接続する第２の工程と、前記第２の工程の後、前記第２電極と前記リードフレームの第２リードとを電気的に接続する第３の工程とを有する発光装置の製造方法において、前記第２の工程は、前記素子搭載部を前記接合材膜の融点以上に加熱し、前記発光素子を前記接合材膜の融点以下に保った状態で、前記素子搭載部と前記接合材膜とを接触させて前記第１リードと前記接合材膜とを接続し、前記第２の工程の前に、前記素子搭載部の表面に前記接合材膜の広がりを低減するパターンを形成する工程を設ける。
このとき、前記接合材膜は、前記発光素子を製造するときに形成しておいてもよいし、前記第２の工程の直前に形成してもよい。同様に、前記素子搭載部の前記パターンは、前記リードフレームを製造するときに形成しておいてもよいし、前記第２の工程の直前に形成してもよい。
また、前記接合材膜は、例えば、蒸着、スパッタリング、めっき等の成膜技術を利用して形成しても良いし、あらかじめ形成しておいた薄膜を前記第１電極上に貼り付けても良い。このような方法で前記接合材膜を形成する場合、膜厚の制御が容易であるため、前記接合材膜の厚さのばらつきが低減する。また、前記接合材膜の材料には、前記発光装置をプリント配線板等に実装するときに使用するはんだ接合材よりも融点が高い金属材料を用いることが好ましい。そのような接合材膜の材料としては、例えば、金すず（ＡｕＳｎ）合金がある。
また、前記接合材膜を用いて前記第１電極と第１リードを接合するときには、前記接合材膜を溶融あるいは軟化させた状態で荷重をかけたり、微少振動を加えたりするので、前記第１リードの接合面が平坦であると、前記溶融あるいは軟化した接合材が、前記第１電極と重なる接合領域の外側に広がり出てしまう。そのため、前記第１リードの素子搭載部には、前記接合材の広がりを低減するパターンとして、例えば、複数の交差点がある溝、または複数の島状の突起を有する凹部等のパターンを形成しておく。このようにすると、前記接合領域の外側に広がり出ようとする接合材は、前記溝または凹部に流れ込むので、前記接合領域の外側に広がり出る接合材の量を低減することができる。
また、前記第１リードの素子搭載部に前記溝を形成するときには、前記第１電極と重なる接合領域の内側から外側に延びる溝を形成する。このようにすると、前記溶融あるいは軟化した接合材が前記溝に流れ込んだときに、前記溝にある空気やガスを効率よく排気することができ、前記接合領域内の溝に気泡や空洞が残ることを防げる。そのため、接合強度の低下や、熱伝導性、電気伝導性の低下を防ぐことができる。また、複数本の溝が交差するようにしておくと、前記接合領域内で各溝に流れ込んた接合材が外側に広がり出ようととするときに前記交差点で衝突し合うので、外側に流れ出にくくなる。このような溝としては、例えば、格子状の溝、放射状の溝と環状の溝を組み合わせたパターン等が挙げられる。
また、前記第１リードの素子搭載部に前記島状の突起を有する凹部を形成するときには、外周の全部または一部が前記第１電極の外周（接合領域）よりも外側になるような凹部を形成する。このようにすると、前記溶融あるいは軟化した接合材が前記凹部に流れ込んだときに、前記溝にある空気やガスを効率よく排気することができ、前記接合領域内の溝に気泡や空洞が残ることを防げる。そのため、接合強度の低下や、熱伝導性、電気伝導性の低下を防ぐことができる。また、前記突起は、上面が平坦な突起にすると、前記第１電極に近い面が大きくなるので、前記発光素子を搭載するときの安定性がよく、素子の傾きを防ぐことができる。また、前記発光素子から前記第１リードへの熱伝導が効率的になる。このような凹部としては、例えば、前記各突起が千鳥格子状に配置されている凹部、複数の凹部が幅の狭いベント溝で連結されているような凹部が挙げられる。
また、前記第１リードの素子搭載部に溝あるいは複数の突起を有する凹部を設けることにより、接合時の加熱で生じる熱応力を分散することができる。そのため、前記素子基板として、例えば、ＧａＡｓ等の化合物半導体を用いた発光素子等で生じるクラックを低減することができる。
また、このような方法で製造した発光装置は、前記第１電極と前記接合材、前記接合材と前記第１リードはそれぞれ完全金属結合（オーミックコンタクト）をとることができる。そのため、従来の銀ペースト等の導電性接着剤を用いる場合に比べて大きな電流を流すことができ、前記発光装置の輝度を高くすることができる。また、前記発光装置に大きな電流を流す場合、電気特性面や放熱性から、前記リードフレームは、銅材料を用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明にかかわる発光素子の概略構成を示す模式図で、図１（ａ）は発光素子を発光層側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図２（ａ）および図２（ｂ）は本発明にかかわる発光素子の概略構成を示す模式図で、図２（ａ）は図１（ｂ）の発光層の構成例を示す図、図２（ｂ）は図１（ｂ）の発光層の他の構成例を示す図である。
図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、本発明による一実施の形態の発光装置の概略構成を示す模式図であり、図３（ａ）は光の出射方向から見た発光装置の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図３（ｃ）は発光素子の第１電極と第１リードの接合部の拡大断面図である。
図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、本発明による一実施の形態の発光装置の概略構成を示す模式図であり、図４（ａ）は第１リードの素子搭載部の構成を示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、図４（ｃ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
図５（ａ）および図５（ｂ）は、本実施の形態の発光装置の製造方法を説明するための模式図であり、図５（ａ）はリードフレームの構成を示す平面図、図５（ｂ）は発光素子の第１電極と第１リードを電気的に接続する工程の断面図である。
図６（ａ）および図６（ｂ）は、本実施の形態の発光装置の製造方法を説明するための模式図であり、図６（ａ）および図６（ｂ）はそれぞれ本実施の形態の作用効果を説明する図である。
図７は、本実施の形態の発光装置の製造方法を説明するための模式図であり、効果的な溝の構成を説明する図である。
図８（ａ）および図８（ｂ）は、本実施の形態の発光装置の製造方法を説明するための模式図であり、図８（ａ）は発光素子の第２電極と第２リードを電気的に接続する工程の断面図、図８（ｂ）は透明樹脂で封止する工程の図である。
図９（ａ）乃至図９（ｃ）は、本実施の形態の発光装置の特徴を説明するための模式図であり、図９（ａ）は動作について説明する図、図９（ｂ）はプリント配線板への実装方法を説明する図、図９（ｃ）は透明樹脂の外形の変形例を説明する図である。
図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの製造方法を説明するための模式図であり、図１０（ａ）は導体板を開口する工程の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、図１０（ｃ）は素子搭載部をカップ状に成型する工程の断面図である。
図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの製造方法を説明するための模式図であり、図１１（ａ）は突出部を折り曲げ加工する工程の断面図、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は素子搭載部の内部底面に溝を形成する工程の断面図および平面図である。
図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの変形例を説明するための模式図であり、それぞれ格子パターンの変形例を説明する図である。
図１３は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの変形例を説明するための模式図であり、格子パターンの変形例を説明する図である。
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの変形例を説明するための模式図であり、それぞれ格子状以外のパターンの例を示す図である。
図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの他の変形例を説明するための模式図であり、図１５（ａ）は島状の突起が設けられた凹部の構成を示す平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの他の変形例を説明するための模式図であり、それぞれ凹部の形成方法を説明する図である。
図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの他の変形例を説明するための模式図であり、それぞれ凹部の変形例を説明する図である。
図１８（ａ）乃至図１８（ｃ）は、本実施の形態の発光装置の製造方法の応用例を説明するための模式図であり、それぞれ透明樹脂の側面にリードを設ける場合の一例を示す図である。
図１９（ａ）乃至図１９（ｃ）は、本実施の形態の発光装置の製造方法の応用例を説明するための模式図であり、それぞれ図１８（ｃ）に示した発光装置の実装例を示す図である。
図２０は、本実施の形態の発光装置の製造方法の応用例を説明するための模式図であり、素子搭載部の形状の応用例を示す図である。
図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、本実施の形態の発光装置の製造方法の応用例を説明するための模式図であり、それぞれ素子搭載部が平坦な場合の一例を示す図である。
図２２は、本実施例の形態の発光装置の製造方法の応用例を説明するための模式図であり、挿入実装型の発光装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の発光装置の製造方法では、半導体基板（素子基板）の一主面上に発光層が設けられた発光素子の前記発光層上の電極とリードフレームのリードを向かい合わせて電気的に接続するときに、前記発光層上の電極側に、合金または単一金属からなる接合材料の膜（接合材膜）を形成しておく。またこのとき、前記発光層上の電極と接続されるリードの素子搭載部には、前記発光層上の電極の外周より外側に広がり出る接合材料の量を低減するパターンを形成しておく。
図１（ａ）乃至図２（ｂ）は、本発明にかかわる発光素子の概略構成を示す模式図であり、図１（ａ）は発光素子を発光層側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図２（ａ）は発光層の構成例を示す図、図２（ｂ）は発光層の他の構成例を示す図である。
図１（ａ）および図１（ｂ）の各図において、１は発光素子、１０１は半導体基板（素子基板）、１０２は発光層、１０３は絶縁体膜、１０３Ａはコンタクトホール、１０４は第１電極、１０５は第２電極である。また、図２（ａ）および図２（ｂ）の各図において、１０２Ａはｎ型半導体層、１０２Ｂはｐ型半導体層である。また、図２（ｂ）において、１０２Ｃは活性層である。
本発明にかかわる発光素子１は、例えば、ＬＥＤやＬＤ等の発光素子であり、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、半導体基板（素子基板）１０１の一主面上に発光層１０２が設けられている。また、前記発光層１０２上には、開口部（コンタクトホール）１０３Ａを有する絶縁体膜１０３を介して前記発光層１０２と電気的に接続された第１電極１０４が設けられている。また、前記素子基板１０１の前記発光層１０２が設けられた面の裏面には第２電極１０５が設けられている。このとき、前記素子基板１０１は、例えば、ＧａＡｓ、ＧａＮ、サファイア（Ａｌ
２Ｏ３）、ＳｉＣ等の材料からなる。特に、高い透光性を有する素子基板を用いることにより、前記発光層１０２が発する光の一部が前記透光性の素子基板を介して外部に出射されるため、発光効率をより向上することができる。またこのとき、前記発光素子１は、例えば、チップ外形（素子基板１０１）の平面形状が正方形または長方形で一辺の長さＬ１が１００μｍから１０００μｍである。また、前記発光素子１の厚さＴ１は、例えば、２０μｍから４００μｍである。
また、前記発光素子１がＬＥＤの場合、前記発光層１０２は一般にホモ接合であり、例えば、図２（ａ）に示すように、前記素子基板１０１側から、ｎ型半導体層１０２Ａ、ｐ型半導体層１０２Ｂが積層されている。このとき、前記発光層１０２は、側面からも光を発するので、側面が露出している。またこのとき、前記発光素子１が赤色発光のＬＥＤであるとすると、例えば、前記素子基板１０１はＧａＡｓでなり、前記ｎ型半導体層１０２Ａおよび前記ｐ型半導体層１０２Ｂはそれぞれ、例えば、ｎ型ＡｌＧａＡｓおよびｐ型ＡｌＧａＡｓでなる。また、前記絶縁体膜１０３は、例えば、ＳｉＯ２でなり、前記第１電極１０４および第２電極１０５は、ニッケル（Ｎｉ）でなる。またこのとき、前記発光層１０２の厚さＴ２は、前記素子基板１０１の厚さと比べて非常に薄く、例えば、１μｍ程度である。また、前記絶縁体膜１０３の厚さＴ３および前記絶縁体膜１０３上の第１電極１０４の厚さＴ４も、前記素子基板１０１の厚さと比べて非常に薄く、それぞれ例えば、１μｍおよび０．５μｍ程度である。
また、前記発光素子１が高輝度ＬＥＤやＬＤの場合、前記発光層１０２はダブルヘテロ構造をとり、例えば、図２（ｂ）に示すように、バンドギャップの大きいｎ型半導体層１０２Ａとｐ型半導体層１０２Ｂの間に、バンドギャップの小さい活性層１０２Ｃが設けられている。このときも、前記発光層１０２は側面が露出している。このような発光素子１の場合、例えば、前記素子基板１０１はＧａＡｓでなり、前記ｎ型半導体層１０２Ａおよびｐ型半導体層１０２Ｂ、ならびに活性層１０２Ｃはそれぞれ、ｎ型ＡｌＧａＡｓ、ｐ型ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓでなる。また、前記絶縁体膜１０３は、例えば、ＳｉＯ２でなり、前記第１電極１０４および第２電極１０５は、ニッケル（Ｎｉ）でなる。またこのとき、前記発光層１０２の厚さＴ２は、前記素子基板１０１の厚さと比べて非常に薄く、例えば、１μｍ程度である。また、前記絶縁体膜１０３の厚さＴ３および前記絶縁体膜１０３上の第１電極１０４の厚さＴ４も、前記素子基板１０１の厚さと比べて非常に薄く、それぞれ例えば、１μｍおよび０．５μｍ程度である。
なお、これらの構成は前記発光素子１の構成の１つの例であり、本発明はこれらの構成のよって制限されるものではない。
（実施の形態）
図３（ａ）乃至図４（ｃ）は、本発明による一実施の形態の発光装置の概略構成を示す模式図であり、図３（ａ）は光の出射方向から見た発光装置の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図３（ｃ）は発光素子の第１電極と第１リードの接合部の拡大断面図、図４は第１リードの素子搭載部の構成を示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、図４（ｃ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
図３（ａ）乃至図４（ｃ）の各図において、２０１は第１リード、２０１Ａは素子搭載部、２０１Ｂおよび２０１Ｃは溝、２０１Ｄは脱落防止用の突起部、２０２は第２リード、２０２Ａは脱落防止用の突起部、３はボンディングワイヤ、４は透明樹脂、５は接合材料（接合材、接合材膜）である。
本実施の形態の発光装置は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、前記発光素子１と、前記発光素子１を搭載する素子搭載部２０１Ａを有する第１リード２０１と、前記発光素子１の第２電極１０５とボンディングワイヤ３で電気的に接続された第２リード２０２と、前記発光素子１の周囲を封止する透明樹脂４により構成される。
また、前記第１リード２０１は、前記素子搭載部２０１Ａが平坦な底面を有するカップ状に成型されており、前記発光素子１は前記カップ内に搭載されている。またこのとき、前記発光素子１は、例えば、図３（ｃ）に示すように、前記第１電極１０４、すなわち前記発光層１０２側を前記素子搭載部２０１Ａと向かい合わせて搭載しており、前記第１電極１０４と前記素子搭載部２０１Ａは、合金または単一金属からなる接合材料５で電気的に接続されている。本実施の形態では、前記接合材料５は、例えば、金すず（ＡｕＳｎ）合金とする。
またこのとき、前記素子搭載部２０１Ａには、図３（ｃ）および図４（ａ）に示すように、前記発光素子１の第１電極１０４と重なる接合領域ＡＲ１の内部から外部に延びる格子状の溝２０１Ｂ，２０１Ｃが設けられている。また、前記格子状の溝２０１Ｂ，２０１Ｃは、前記接合領域ＡＲ１の内部に交差点が複数個存在するような間隔で設けられている。
また、前記第１リード２０１は、例えば、図４（ｂ）に示すように、前記カップ状の素子搭載部２０１Ａの平坦な底面の厚さＴ５が、本来のリードの厚さＴ６よりも薄くなっているとする。このとき、本来のリードの厚さＴ６は、例えば、１００μｍ程度であり、前記素子搭載部２０１Ａの底面の厚さＴ５は８０μｍ程度であるとする。また、前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型するときには、図４（ｂ）に示すように、前記素子搭載部２０１Ａの外部底面と、素子搭載部外での素子搭載面の裏面が同一平面上に乗るように成型することが好ましい。このようにすると、前記透明樹脂４で封止したときに、図３（ｂ）に示したように、前記素子搭載部２０１Ａの外部底面が露出するので、前記発光素子１で生じた熱を効率よく外部に放熱することができる。また、前記第１リード２０１および第２リード２０２に銅材料を用いることで、熱放散性がさらに良くなる。
また、前記カップ状の素子搭載部２０１Ａの内部側面は、図３（ｂ）に示したように、前記発光層１０２から紙面水平方向に発せられた光を反射して紙面上方向に出射する反射板として用いられる。そのため、前記内部側面には前記溝が設けられていない。また、前記内部側面を反射板として利用する場合、前記内部側面は、例えば、前記内部底面と比較して面荒さの小さい面、言い換えるとより滑らかな平面あるいは曲面にすることで、光の散乱を少なくすることができ、光の集光率を向上することができる。またこのとき、光の集光率を高くするためには、図４（ｂ）に示したような前記内部底面と内部側面のなす角θを、例えば、１３５度前後にすることが好ましい。
また、本実施の形態の発光装置のように、前記素子搭載部２０１Ａの外部底面が露出するように透明樹脂４で封止する場合、前記第１リード２０１および第２リード２０２には、例えば、図３（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、前記素子搭載部２０１Ａの開口端側、言い換えると前記透明樹脂４に食い込むような方向に折り曲げられた脱落防止用の突起部２０１Ｄ、２０２Ａを設けることが好ましい。このようにすると、例えば、前記第２リード２０２は、図４（ｃ）に示すように、前記突起部２０２Ａの、第２リード２０２の露出面と連続している面が前記透明樹脂４の内部に存在するので、前記第２リード２０２Ａが前記透明樹脂４からはがれて脱落することを防げる。
図５（ａ）乃至図８（ｂ）は、本実施の形態の発光装置の製造方法を説明するための模式図であり、図５（ａ）はリードフレームの構成を示す平面図、図５（ｂ）は発光素子の第１電極と第１リードを電気的に接続する工程の断面図、図６（ａ）および図６（ｂ）はそれぞれ本実施の形態の作用効果を説明する図、図７は効果的な溝の構成を説明する図、図８（ａ）は発光素子の第２電極と第２リードを電気的に接続する工程の断面図、図８（ｂ）は透明樹脂で封止する工程の図である。
本実施の形態の発光装置を製造するときには、例えば、図５（ａ）に示すように、導体板を開口して前記第１リード２０１および第２リード２０２が突出した開口部２Ａを形成したリードフレーム２を用いる。このとき、前記リードフレーム（導体板）２は、例えば、厚さが１００μｍ程度の銅板を用いる。またこのとき、前記リードフレーム２は、一方向に長尺なテープ状または短冊状であって、図５（ａ）に示したような開口部２ＡがＸ方向に複数箇所連続的に形成されていてもよいし、１枚の導体板に前記開口部２Ａが１つだけ形成されていてもよい。なお、前記リードフレーム２の製造方法については、あとで説明するとし、ここでは、前記第１リード２０１の素子搭載部２０１Ａはカップ状に成型され、かつ、内部底面に格子状の溝２０１Ｂ，２０１Ｃが形成されているとする。また、前記第１リード２０１および第２リード２０２の脱落防止用の突起部２０１Ｄ，２０２Ａも前記素子搭載部２０１Ａの開口端側に折り曲げられているとする。
このようなリードフレーム２を用いて発光装置を製造するときには、まず、前記第１リード２０１の素子搭載部２０１Ａの内部底面と前記発光素子１の第１電極１０４を向かい合わせて電気的に接続する。このとき、前記発光素子１の第１電極１０４には、図５（ｂ）に示すように、例えば、金すず合金でなる接合材膜５をあらかじめ形成しておく。前記金すず合金膜は、例えば、蒸着法を用いて形成する。またこのとき、前記接合材膜（金すず合金膜）５の厚さＴ７は、例えば、１．５μｍとする。なお、前記接合材膜５は、前記金すず合金膜に限らず、他の合金あるいは単一金属でなる接合材料を用いて形成しても良い。また、前記接合材膜（金すず合金膜）５は、蒸着法に限らず、スパッタ法、めっき法を用いて形成しても良い。またその他にも、例えば、あらかじめ薄膜状に加工した接合材膜を前記第１電極１０４に貼り付けてもよい。本実施の形態においては、前記のように、接合材として低融点の金属からなるロウ材を、あらかじめ薄膜状に形成されたものを用いた。従来の代表的な導電性接着剤である銀ペーストは、導電粒子である銀粒子と媒体となるエポキシ樹脂などの有機樹脂ペーストとの混合物である。このように異種材料の混合物であり、かつ常温でペースト状の特性を持つ導電性接着剤は、供給量や、供給後の形状の高度な制御が困難であった。本実施の形態においては、発光素子１の発光層１０２が、素子基板１０１と素子搭載部２０１Ａとの間に配置されるため、素子搭載部２０１Ａと発光層１０２との距離が小さく、接合剤による短絡の危険が大きい。このような素子構造に対して制御性の悪い銀ペーストなどの接着剤を使用して短絡を防ぐのは困難である。そこで、本実施の形態においては、形状制御性の高いロウ材が薄膜状に形成されたものを接合材料５として用いることにより、発光層１０２が素子基板１０１と素子搭載部２０１Ａとの間に配置される発光装置を製造する場合において、接合材料５による発光層１０２の短絡の危険を小さくすることができた。
本実施の形態の発光装置の製造方法では、図６（ａ）に示すように、前記接合材膜５を前記第１リード２０１の素子搭載部２０１Ａと接触させた状態で前記接合材膜５を加熱すると、前記接合材膜５が溶融あるいは軟化して前記第１電極１０４と前記素子搭載部２０１Ａが接合される。またこのとき、前記素子搭載部２０１Ａを、あらかじめ前記接合材膜５の融点以上に加熱しておき、かつ、前記発光素子２は前記接合材膜５の融点以下に保った状態で、前記接合材膜５と前記素子搭載部２０１Ａを接触させると、接合工程を短時間で完了させることができる。そのため、接合時の加熱が前記発光素子１に及ぼす素子特性の劣化を小さくすることができる。また、前記接合材膜５を利用して前記発光素子１の第１電極１０４と前記第１リード（素子搭載部２０１Ａ）を接合するときに、表面に酸化膜があると、うまく接合できない。そのため、この接合工程は、例えば、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気、あるいは高真空下等、前記各材料が酸化しない雰囲気中で行うことが好ましい。
前記接合材膜５が金すず合金膜の場合、共晶温度（２８０℃）以上の温度、例えば、３００℃以上の温度で前記金すず共晶を軟化させて接合する。このとき、前記発光素子１には、図６（ａ）に示したように、第２電極１０５側から荷重をかけたり、スクラブと呼ばれる微少振動を加えたりするので、前記軟化した金すず共晶の一部が、前記素子搭載部２０１Ａの溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込むとともに、前記第１電極と重なる接合領域ＡＲ１の外側に広がり出る。そのため、前記接合領域ＡＲ１の外側に広がり出る接合材料５の量を低減することができる。またこのとき、前記素子搭載部２０１Ａの溝２０１Ｂ，２０１Ｃを、前記接合領域ＡＲ１の外側まで延ばしておくと、前記接合材料５が溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込んだときに、もともと前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに存在する空気や、前記接合材料５を溶融させることで発生して前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに巻き込まれたガスを効率よく排出させることができる。そのため、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込んだ接合材５により閉じこめられた空気やガスでなる気泡の発生を防ぐことができ、接合強度の低下、電気伝導性および熱伝導性の低下を防ぐことができる。また、前記ガスや空気を前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃから効率よく排出させることができるので、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに存在する空気やガスの移動時、あるいは前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込んた接合材料により閉じこめられたガスや空気が押しつぶされるときに発生する前記接合材料５の飛散を防ぐこともできる。
また、前記発光素子１に荷重をかけた場合、初期の段階では、前記接合材料５が前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込み、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに存在したガスや空気を排出するが、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃが前記接合材料５で満たされると、今度は、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込んた接合材料５自身が、図６（ｂ）に示すように、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃを通って前記接合領域ＡＲ１の外側に流れ出ようとする。このとき、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込んた接合材料５の移動が容易であると、前記接合領域ＡＲ１の外側に広がりやすくなる。そこで、例えば、本実施の形態で用いるリードフレーム２のように、前記第１電極１０４と重なる接合領域ＡＲ１内に複数の交差点を持つ格子状の溝２０１Ｂ，２０１Ｃを形成しておくと、溝２０１Ｂ，２０１Ｃに沿って移動しようとする接合材料５同士が前記交差点ＡＲ２、ＡＲ３等で衝突し、移動しにくくなる。そのため、前記接合領域ＡＲ１の外側に広がり出る接合材料５の量を最小限にすることができる。
その結果、図７に示すように、前記第１電極１０４と重なる接合領域の接合材料５の厚さＴ８を、十分な接合強度を確保できる厚さに制御することが容易になるとともに、前記接合領域ＡＲ１の外側に広がり出る接合材料５の量を少なくすることができる。そのため、前記接合領域ＡＲ１の外側に流れ出た接合材料５が発光素子１の側面を伝い上がることを防げる。また、前記接合材料５の伝い上がりを防ぐことができるので、伝い上がった接合材料５による短絡、あるいは発光層１０２から発せられた光の遮断による光量（輝度）の低下を防ぐことができる。
またこのとき、前記接合材料５の厚さのうち、接合後の前記第１電極１０４と重なる領域の最も薄い部分の厚さＴ８は、材質、接合時の温度、接合時の荷重、前記第１電極および素子搭載部の表面の前記接合材に対する親和性等の要因で決まる。一例として、前記接合後の前記接合材料５の最も薄くなる部分の厚さＴ８は０．５μｍである。本実施の形態では、接合前の前記接合材膜Ｔ７の厚さを１．５μｍとしたので、前記第１電極１０４上に形成した前記接合材膜５の全容積のうち、約３分の２が過剰に供給された接合材料として、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込むか、前記接合領域ＡＲ１の外側に広がり出たことになる。このとき、前記接合領域の外側に広がり出る接合材料５の量を最小限にするためには、前記接合領域ＡＲ１の内側での溝２０１Ｂ，２０１Ｃの容積が、前記過剰に供給した分の容積とほぼ同程度であることが好ましい。
なお、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃの容積に関して、上述のような好ましい条件を満たしていても、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃの深さが浅く、幅が広い場合、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込んだ接合材料５に対する流動抵抗が小さくなり、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに流れ込んだ接合材料５が前記接合領域ＡＲ１の外側に広がりでやすくなる。また、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃの幅が広がると、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃにより分割された各凸部の上面の面積が小さくなり、熱伝導性が低下する、あるいは接合時に発光素子が傾くといった問題が生じる。そのため、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃの幅Ｗや間隔Ｇは、前記接合領域において前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃを形成している領域の面積が、前記接合領域全体の面積の半分以下であることが好ましい。この場合、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃの容積に関して上述のような好ましい条件を満たすためには、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃの深さＤを、少なくとも前記発光素子１の第１電極１０４上に形成した接合材膜５の厚さＴ７よりも深くすることが好ましい。ただし、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃの深さＤを深くしすぎると、前記溶融あるいは軟化した接合材料５を前記溝に充満させることが難しくなり、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃに気泡や空洞が生じやすくなる。本実施の形態のように、前記接合材膜５の厚さが１．５μｍの場合、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃの深さＤは、３μｍから１３μｍ程度にすることが好ましく、特に、６μｍから８μｍ程度が最も好ましい。また、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃの幅Ｗは５μｍから３０μｍ程度が好ましく、間隔Ｇは６０μｍ程度が好ましい。
このようにして、前記発光素子１の第１電極１０４と前記第１リード２０１（素子搭載部２０１Ａ）を接合した後は、従来の製造方法と同様であり、まず、図８（ａ）に示すように、前記発光素子１の第２電極１０５と前記第２リード２０１をボンディングワイヤ３で電気的に接続する。次に、図８（ｂ）に示すように、前記発光素子１および前記発光素子の第１電極１０４と素子搭載部２０１Ａの接合部分、ならびに前記発光素子１の第２電極１０５と第２リード２０１の接続部分を透明樹脂４で封止する。このとき、前記透明樹脂４を、図８（ｂ）に示したように、前記リードフレームの前記発光素子１が搭載された面側のみに形成すると、前記素子搭載部２０１Ａの外部底面が前記透明樹脂４の表面に露出するように封止でき、熱放散性が向上する。また、前記透明樹脂４で封止する前に、例えば、前記カップ状の素子搭載部２０１に、蛍光顔料や蛍光染料等を含む波長変換材料を充填しておけば、前記発光素子１が発した光の波長を任意に変換し、任意の色の光を出射させることができる。その後、前記第１リード２０１および第２リード２０２を前記リードフレーム２から切断して個片化すると、図３（ｂ）に示したような発光装置が得られる。
図９（ａ）乃至図９（ｃ）は、本実施の形態の発光装置の特徴を説明するための模式図であり、図９（ａ）は動作について説明する図、図９（ｂ）はプリント配線板への実装方法を説明する図、図９（ｃ）は透明樹脂の外形の変形例を説明する図である。
本実施の形態の発光装置は、図９（ａ）に示すように、カップ状に成型された素子搭載部２０１Ａの内部に前記発光素子１が搭載されている。このとき、前記第１リード２０１および第２リード２０２を介して前記発光素子１に電力を供給すると、前記発光層１０２から光を発する。またこのとき、前記発光層１０２の側面から前記素子基板１０１の主面方向（紙面水平方向）に発せられた光は、図９（ａ）に示すように、前記素子搭載部２０１Ａの内部側面で反射し、紙面上方向に進路を変えて前記発光装置から出射される。また、前記素子基板１０１が透明な基板の場合、前記発光層１０２から前記素子基板１０１の方向に発せられた光も、前記素子基板１０１を透過して紙面上方向に出射される。また、前記第１リード（素子搭載部２０１Ａ）と前記発光素子１の第１電極１０４は、金すず合金等の金属でなる接合材料５で接合されており、オーミンクコンタクトをとることができている。そのため、大きな電流を流すことができる。そのため、例えば、ストロボや液晶ディスプレイのバックライトのような高輝度の光が要求される発光装置として用いることができる。
また、本実施の形態の発光装置は、前記第１リード２０１の素子搭載面２０１Ａの裏面、すなわち前記光が出射する面の裏面側に前記第１リード２０１および第２リード２０２が露出している。そのため、前記発光装置をプリント配線板６に実装するときには、図９（ｂ）に示すように、前記第１リード２０１Ａおよび第２リード２０２Ａが露出した面を前記プリント配線板６と向かい合わせて実装する。このとき、前記第１リード２０１および第２リード２０２と前記プリント配線板の配線６０１、６０２はそれぞれ、例えば、すず鉛（ＳｎＰｂ）合金、すず銀（ＳｎＡｇ）合金等のはんだ接合材７を用いて電気的に接続する。なお、前記はんだ接合材７を用いて前記第１リード２０１および第２リード２０２と前記プリント配線板６の配線６０１、６０２を接合するときには、前記はんだ接合材７を加熱して溶融あるいは軟化させる。そのため、前記発光素子１の第１電極１０４と前記素子搭載部２０１Ａを接合する接合材料５は、融点が前記はんだ接合材７の融点よりも高い金属材料を用いることが好ましい。
また、本実施例の発光装置では、例えば、図９（ｃ）に示すように、前記透明樹脂４の光出射面に前記凸状のレンズ部４Ａを設けてもよい。前記透明樹脂４の光の出射面が、例えば、図９（ａ）に示したように平坦であると、前記発光層１０２が発した光が前記素子搭載部２０１Ａの内部側面で反射したときに、反射する位置により出射方向が異なる。そのため、前記発光装置から出射される光は広がってしまう。一方、図９（ｃ）に示したように、凸状のレンズ部４Ａがあれば、前記レンズ部４を利用して光の出射方向をそろえ、集光性を高くすることができる。
次に、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの製造方法について説明する。
図１０（ａ）乃至図１１（ｃ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの製造方法を説明するための模式図であり、図１０（ａ）は導体板を開口する工程の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、図１０（ｃ）は素子搭載部をカップ状に成型する工程の断面図、図１１（ａ）は突出部を折り曲げ加工する工程の断面図、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は素子搭載部の内部底面に溝を形成する工程の断面図および平面図である。
本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレーム２は、例えば、一方向に長尺なテープ状または短冊状の導体板（銅板）を用いて製造する。このとき、まず、図１０（ａ）に示すように、前記導体板２に、前記第１リード２０１および第２リード２０２が突出した開口部２Ａを連続的に形成する。前記開口部２Ａは、例えば、金型を用いた打ち抜き加工またはエッチングで形成する。またこのとき、前記第１リード２０１および第２リード２０２は図１０（ｂ）に示したように平坦であり、例えば、打ち抜き加工により破断面にかえりが生じている場合は、平坦化処理を行う。
次に、例えば、図１０（ｃ）に示すように、金型８Ａ、８Ｂを用いたプレス加工で前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型する。そして続けて、図１１（ａ）に示すように、前記第１リード２０１および第２リード２０２の脱落防止用突起部２０１Ｄ、２０２Ａの折り曲げ加工を行う。
次に、例えば、図１１（ｂ）に示すように、前記カップ状の素子搭載部２０１Ａを下型８Ｄで支持した状態で、山型の加工刃８０１ＤがＹ方向に並んだ上型８Ｄを前記素子搭載部２０１Ａの内部底面に押し当てる。こうすると、図１１（ｃ）に示すように、前記素子搭載部２０１Ａの内部底面に、前記Ｘ方向と平行な複数本の溝２０１Ｂを形成することができる。このあと、図示は省略するが、続けて前記山型の加工刃がＸ方向に並んだ上型を前記素子搭載部２０１Ａの内部底面に押し当てると、Ｙ方向と平行な複数本の溝２０１Ｃを形成することができ、その結果、図４（ａ）に示したような、格子状の溝２０１Ｂ，２０１Ｃを形成することができる。また、前記溝２０１Ｂ，２０１Ｃを形成するときには、このような方法に限らず、例えば、前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型する工程で使用する金型（上型８Ａ）の、前記素子搭載部２０１Ａの内部底面と接触する面に、格子状の加工刃を設けておいてもよい。このようにすると、前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型するのと同時に、前記素子搭載部２０１Ａの内部底面に格子状の溝２０１Ｂ，２０１Ｃが形成されるので、図１１（ｂ）に示したような金型８Ｄを用いた溝の形成を行わなくてもよい。
以上説明したように、本実施の形態の発光装置の製造方法によれば、前記発光素子１の第１電極１０４上に設けた接合材料５を用いて前記リードフレームの第１リード２０１（素子搭載部２０１Ａ）を接合することで、第１電極１０４と重なる接合領域ＡＲ１の外側に広がり出る接合材料５の量を低減し、前記発光素子１の側面への伝い上がりを防ぐことができる。そのため、厚さが数μｍの発光層１０２側を前記素子搭載部２０１Ａと向かい合わせて接合したときの短絡や光の遮断を防ぐことができる。また、短絡や光の遮断による不良品が低減するので、前記発光装置の製造歩留まりを向上させることができる。
また、前記発光素子１の第１電極１０４と前記第１リード２０１（素子搭載部２０１Ａ）を合金または単一金属からなる接合材料５で接合するので、オーミックコンタクトがとれ、大きな電流を流すことが可能になる。そのため、前記発光装置の高輝度化が容易になる。
また、また、前記発光素子１の第１電極１０４と前記第１リード２０１（素子搭載部２０１Ａ）を合金または単一金属からなる接合材料５で接合するので、前記発光素子１から前記第１リード２０１への熱伝導性が向上する。また、前記第１リード２０１が銅材料であれば、熱放散性がさらに高くなる。
また、銅材料でなる第１リード２０１（素子搭載部２０１Ａ）に、たとえば、素子基板１０１がＧａＡｓ等の化合物半導体でなる発光素子１を搭載する場合、接合時の熱応力で破断することがあるが、本実施の形態で説明したように、前記素子搭載部２０１Ａに溝２０１Ｂ，２０１Ｃを形成しておくことで、前記熱応力を分散させることができる。そのため、熱応力による前記素子基板１０１の破断を防ぐことができる。
また、本実施の形態で説明したように、前記第１リード２０１の素子搭載部２０１Ａがカップ状に成型されていれば、別途反射板を設けなくても、前記発光素子１が発した光の集光率を高くして出射することができる。
また、本実施の形態では、前記第１リード２０１の素子搭載部２０１Ａに形成した溝２０１Ｂ，２０１Ｃは、図４（ａ）に示したように、Ｘ方向と平行な複数本の溝２０１ＢとＹ方向に平行な複数本の溝からなる格子状の溝２０１Ｃであったが、前記溝の容積、交差点等について前述のような好ましい条件を満たしていれば、他のパターンであってもよい。
図１２（ａ）乃至図１４（ｂ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの変形例を説明するための模式図であり、図１２（ａ）および図１２（ｂ）、ならびに図１３は格子パターンの変形例を説明する図、図１４（ａ）および図１４（ｂ）は格子状以外のパターンの例を示す図である。
本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレーム２において、前記素子搭載部２０１Ａに溝を形成するときには、まず、溝の容積に関して、前述のように、前記発光素子１の第１電極１０４と重なる接合領域ＡＲ１内の溝の容量が、前記第１電極１０４上に形成した接合材料５の全容量から接合後の前記接合領域ＡＲ１の面積と厚さＴ８の積に相当する容量を減じた値と同程度になるようにすることが好ましい。また、前記溝に流れ込んだ接合材料５が前記接合領域ＡＲ２の外側に広がり出る量を低減するためには、前記接合領域ＡＲ２内に、複数の交差点があることが好ましい。また、前記溝に前記接合材料５が流れ込む際に、前記溝に存在するガスや空気を効率よく排出するためには、形成されている全ての溝が直接あるいは交差する他の溝を介して前記接合領域ＡＲ２の外側の溝と連続していることが好ましい。つまり、このような好ましい条件を満たしていれば、前記素子搭載部２０１Ａに形成する溝のパターンは、例えば、図１２（ａ）に示すように、前記Ｘ方向に対して４５度傾いた方向と平行な複数の溝２０１Ｂと前記Ｘ方向に対して−４５度傾いた方向と平行な複数本の溝２０１Ｃからなる格子状でもよい。また、その他にも、例えば、図１２（ｂ）に示すように、Ｘ方向と平行な複数本の溝２０１Ｂおよび前記Ｘ方向に対して６０度傾いた方向と平行な複数本の溝２０１Ｃ、ならびに前記Ｘ方向に対して−６０度傾いた方向と平行な複数本の溝２０１Ｅからなり、前記素子搭載部２０１Ａの表面を三角形で分割する格子パターンの溝であってもよい。またさらに、これらのような平行な複数本の溝の組み合わせによる格子パターンに限らず、例えば、図１３に示すように、前記素子搭載部２０１Ａの底面を六角形で分割するような格子パターンの溝２０１Ｆであってもよい。
また、前記素子搭載部２０１Ａの内部底面に形成する溝は、前記溝の容積および交差点に関する条件を満たしていれば、これまでに説明したような格子状のパターン、すなわち前記素子搭載部２０１の底面を同じ形状の繰り返しパターンに分割するような溝でなくてもよい。そのような溝の例としては、例えば、図１４（ａ）に示すように、前記接合領域ＡＲ２の中心から放射状に延びる溝２０１Ｇと、前記接合領域ＡＲ２の中心を中心とした半径の異なる複数の環状の溝２０１Ｈを組み合わせたパターンが考えられる。このようなパターンの場合、前記環状の溝２０１Ｈに流れ込んだ接合材料５は、放射状に延びる溝２０１Ｇとの交差点で衝突するので、前記接合領域ＡＲ２の外側に流れ出にくくすることができる。また、前記環状の溝は、図１４（ａ）に示したような円形の溝２０１Ｈに限らず、例えば、図１４（ｂ）に示すように、多角形（六角形）の溝２０１Ｊであってもよい。
また、ここまでの説明では、前記素子搭載部２０１の内部底面に、前記溝の容積およびパターンに関して好ましい条件を満たす溝を形成する例について説明したが、前記好ましい条件を満たしていれば、溝に限らず、前記接合領域ＡＲ２の外側に外周がある凹部に複数の島状の突起を設けたようなパターンであっても良い。
図１５（ａ）乃至図１７（ｂ）は、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームの他の変形例を説明するための模式図であり、図１５（ａ）は島状の突起が設けられた凹部の構成を示す平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＦ−Ｆ線断面図、図１６（ａ）および図１６（ｂ）は凹部の形成方法を説明する図、図１７（ａ）および図１７（ｂ）は凹部の変形例を説明する図である。
前記素子搭載部２０１Ａの内部底面に、前記溝の代わりに、前記複数の島状の突起を有する凹部を形成するときには、例えば、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、上面が四角形の突起２０１Ｋが千鳥格子状に配置された凹部２０１Ｌを形成する。このとき、前記溝の容積に関する好ましい条件に相当する条件として、例えば、前記接合領域ＡＲ２内の前記凹部の容積が、前記第１電極１０４上に形成した接合材料５の全容量から接合後の前記接合領域ＡＲ２の面積と厚さＴ８の積に相当する容量を減じた値と同程度にすることが好ましい。このような条件を満たすには、前記凹部２０１Ｌに設けた突起２０１Ｋの高さＨ１を、例えば、６μｍ程度とすることが好ましい。また、この程度の高さの突起２０１Ｋ、言い換えるとは、６μｍ程度の深さの凹部２０１Ｌであれば、金型を用いた圧印加工で形成することができる。
前記圧印加工を行うときには、例えば、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、前記素子搭載部２０１Ａの内部底面と接する面８０１Ｅのうち、突起２０１Ｋを形成する部分に凹部８０２Ｅが設けられた金型（上型）８Ｅを、前記素子搭載部２０１Ａの内部底面に押し当てて加圧し、前記内部底面の表面を塑性変形させればよい。また、この圧印加工は、前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型する工程と同時に行ってもよいし、前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型した後で行ってもよい。
また、前記素子搭載部２０１Ａの凹部２０１Ｌを形成するときには、図１５（ａ）に示したように、底面が正方形あるいは長方形の凹部２０１Ｌに複数個の突起２０１Ｋを設けたようなパターンに限らず、例えば、図１７（ａ）に示すように、格子点状に並んだ複数個の正方形の凹部２０１Ｍ同士が、幅の狭いベント溝２０１Ｎで連結されているような凹部であっても良い。この場合、前記正方形の凹部２０１Ｍと前記ベント溝２０１Ｎで囲まれた領域が島状の突起２０１Ｐとなる。このような凹部の場合、例えば、図１７（ｂ）に示した領域ＡＲ４の凹部２０１Ｍに流れ込んだ接合材料は、細いベント溝２０１Ｎを通らないと他の凹部２０１Ｍに流れ出ることができない。また、前記領域ＡＲ４の凹部２０１Ｍとベント溝２０１Ｎで連結された周囲の凹部２０１Ｍにも前記接合材料５が流れ込んでいれば、前記領域ＡＲ４の凹部２０１Ｍの接合材料５は前記周囲の凹部２０１Ｍに流れ出にくい。そのため、前述のような好ましい条件を満たすことができる。
また、ここまでは、図３（ａ）および図３（ｂ）に示したような発光装置を例に挙げて説明したが、このような構成の発光装置に限らず、種々の発光装置を製造するときに、本実施形態の製造方法を適用することができる。
図１８（ａ）乃至図２２は、本実施の形態の発光装置の製造方法の応用例を説明するための模式図であり、図１８（ａ）、図１８（ｂ）、および図１８（ｃ）は透明樹脂の側面にリードを設ける場合の一例を示す図、図１９（ａ）、図１９（ｂ）、および図１９（ｃ）は図１８（ｃ）に示した発光装置の実装例を示す図、図２０は素子搭載部の形状の応用例を示す図、図２１（ａ）および図２１（ｂ）は素子搭載部が平坦な場合の一例を示す図、図２２は挿入実装型の発光装置の構成例を示す図である。
本実施の形態で示した発光装置は、例えば、図９（ａ）に示したように、前記透明樹脂４の光が出射する面の裏面に第１リード２０１および第２リード２０２が露出している。そのため、プリント配線板６に実装したときには、図９（ｂ）に示したように、光の出射方向が実装面の法線方向に限定されてしまう。
本実施の形態の発光装置の製造方法では、前記素子搭載部２０１Ａに形成するパターンが前記好ましい条件を満たしていればよい。そこで、例えば、図１８（ａ）に示すように、前記リードフレーム２の前記第１リード２０１および第２リード２０２に、封止する透明樹脂４の幅と同程度の幅を持つ折り曲げ部２０１Ｑ，２０２Ｂを設けておき、個片化するときに、前記折り曲げ部２０１Ｑ，２０２Ｂが前記第１リード２０１および第２リード２０２側に残るように切断する。そして、個片化した後、図１８（ｂ）および図１８（ｃ）に示すように、前記第１リード２０１および第２リード２０２の各折り曲げ部２０１Ｑ，２０２Ｂを前記透明樹脂４の側面４Ｂ，４Ｃ側に折り曲げる。このとき、本実施の形態で説明した発光装置と同様、光が出射する面の裏面に露出した第１リード２０１および第２リード２０２を利用してプリント配線板６に実装すれば、図１９（ａ）に示すように、前記プリント配線板６の実装面の法線方向に光を出射させることができる。また、前記透明樹脂４の側面に折り曲げた前記各折り曲げ部２０１Ｑ，２０２Ｂは、前記透明樹脂４の幅とほぼ同じ幅なので、図１９（ｂ）および図１９（ｃ）に示すように、素子搭載部２０１Ａの底面がプリント配線板６の実装面に対して垂直になるように立てて実装することもできる。このようにすると、前記プリント配線板６の実装面と平行な方向に光を出射することができる。そのため、例えば、電気信号の代わりに光信号を利用する光回路の信号伝達手段として前記発光装置を用いることもできる。
また、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレーム２では、前記カップ状に成型された素子搭載部２０１Ａの側面は、半径方向で見たときに、図４（ｂ）に示したように平坦な側面に成型されている。しかしながら、前記側面は、平坦な場合に限らず、図２０に示すように、湾曲した側面であってもよい。
また、本実施の形態の発光装置を製造するときに用いるリードフレームでは、前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型していたが、これに限らず、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、前記素子搭載部２０１Ａが平坦なリードフレーム２を用いてもよい。本実施の形態で説明した発光装置のように、前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型しておくと、光の集光率が高くなる。そのため、ストロボや液晶ディスプレイのバックライトといった用途で用いる場合は、前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型しておくことが好ましい。一方、素子搭載部２０１Ａが平坦な場合、図２１（ｂ）に示すように、前記発光層１０２の側面から素子搭載部２０１Ａの接合面と平行な方向に出射した光は、そのまま前記透明樹脂４の側面から出射される。前記発光装置を、例えば、ランプやイルミネーションといった用途で用いる場合は、前記素子搭載部２０１Ａをカップ状に成型しておく必要はない。そのため、図２１（ａ）に示したようなリードフレームを用い、図２１（ｂ）に示したような発光装置を製造するときに、本実施の形態で説明したような方法を適用することで、本実施の形態で説明した発光装置と同様の効果が得られる。
また、ここまでは、表面実装型の発光装置を例に挙げて説明してきたが、本発明の発光装置の製造方法は、前記表面実装型の発光装置に限定されるものではなく、例えば、図２２に示すように、前記第１リード２０１および第２リード２０２が、砲弾型に成型された透明樹脂４の下面４Ｄから突出しているような挿入実装型の発光装置を製造するときにも適用できる。
以上、本発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明の発光装置は、半導体基板（素子基板）の一主面に設けられた薄い発光層上の電極をリードフレームのリードと接合するときに、接合領域の外側に流れ出る接合材料の量を低減し、流れ出た接合材料が素子の側面を伝い上がることを防ぐ。前記発光層は、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を含む層である。そのため、前記発光素子に限らず、同様の構成の半導体素子を用いて半導体装置を製造するときにも本発明を適用することができると考えられる。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１０（ｃ）】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１１（ｃ）】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１３】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１５（ａ）】
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【図１５（ｂ）】
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【図１６（ａ）】
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【図１６（ｂ）】
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【図１７（ａ）】
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【図１７（ｂ）】
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【図１８（ａ）】
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【図１８（ｂ）】
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【図１８（ｃ）】
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【図１９（ａ）】
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【図１９（ｂ）】
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【図１９（ｃ）】
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【図２０】
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【図２１（ａ）】
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【図２１（ｂ）】
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【図２２】
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