JP5413137B2 - Light emitting device and method for manufacturing light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源等に利用可能な発光装置および発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a light-emitting device that can be used for a display device, a lighting fixture, a display, a backlight light source of a liquid crystal display, and the like, and a method for manufacturing the light-emitting device.
近年、様々な電子部品が提案され、また、実用化されており、これらに求められる性能も高くなっている。電子部品には、特に、厳しい使用環境下でも安定した性能を長時間駆動することが求められている。発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)をはじめとする発光装置も同様で、一般照明分野、車載照明分野等で求められる性能は日増しに高まっており、特に、高出力(高輝度)化、高信頼性が要求されている。さらに、これらの特性を満たしつつ低価格の発光装置が要求されている。 In recent years, various electronic components have been proposed and put into practical use, and the performance required for them has been increased. Electronic components are particularly required to drive stable performance for a long time even under severe usage environments. The same applies to light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs), and the performance required in the general lighting field, the in-vehicle lighting field, etc. is increasing day by day, especially high output (high brightness), high Reliability is required. Furthermore, a low-cost light emitting device is required while satisfying these characteristics.
一般に、発光装置は、半導体発光素子(以下、発光素子ともいう)や保護素子等の電子部品が搭載される基体と、それら電子部品に電力を供給するための導電部材とを有している。さらに、発光装置は、外部環境から電子部品を保護するための封止部材を有している。 In general, a light-emitting device includes a base on which electronic components such as a semiconductor light-emitting element (hereinafter also referred to as a light-emitting element) and a protective element are mounted, and a conductive member for supplying power to the electronic components. Furthermore, the light emitting device includes a sealing member for protecting the electronic component from the external environment.
発光装置を高出力化するためには、搭載する発光素子自体の出力を向上させることの他に、基体や導電部材、封止部材等の材料や形状等によって、光の取り出し効率を向上させることが有効である。 In order to increase the output of the light emitting device, in addition to improving the output of the mounted light emitting element itself, the light extraction efficiency should be improved by the material and shape of the substrate, conductive member, sealing member, etc. Is effective.
例えば、導電部材の材料としては、導電性のよい金属部材が用いられている。この金属部材の表面に銀をめっきすることで発光素子からの光を効率よく反射させることができる。また、封止部材の材料としては、発光素子からの光を透過しやすい樹脂が適している。中でも耐候性、耐熱性に優れたシリコーン樹脂を封止部材に用いることで、発光装置の長寿命化を図ることができる。 For example, a metal member having good conductivity is used as the material of the conductive member. By plating silver on the surface of the metal member, the light from the light emitting element can be efficiently reflected. As a material for the sealing member, a resin that easily transmits light from the light emitting element is suitable. In particular, the lifetime of the light-emitting device can be extended by using a silicone resin excellent in weather resistance and heat resistance for the sealing member.
ここで、例えば反射材として用いる銀は、大気中の硫黄成分等によって劣化し易い傾向がある。そのため、銀の劣化を防止するために、従来から様々な工夫が施されている。例えば、発光素子を搭載したキャビティ内の光反射面である銀めっき層の上に有機系の銀変色防止剤を用いる技術が知られている(特許文献1参照)。また、発光装置において銀の変色を防止するために、発光素子を搭載したキャビティ内の光反射面である銀めっき層の上に貴金属めっきを施す技術(特許文献2参照)や、銀めっきが施されたリードフレームをゾルゲルガラスで被覆する技術(特許文献3参照)が開示されている。 Here, for example, silver used as a reflective material tends to be easily deteriorated by sulfur components in the atmosphere. For this reason, various devices have been conventionally used to prevent silver deterioration. For example, a technique using an organic silver discoloration preventing agent on a silver plating layer that is a light reflecting surface in a cavity in which a light emitting element is mounted is known (see Patent Document 1). Further, in order to prevent silver discoloration in the light emitting device, a technique for applying noble metal plating on a silver plating layer that is a light reflecting surface in a cavity in which a light emitting element is mounted (see Patent Document 2), or silver plating is performed. A technique (see Patent Document 3) for covering the formed lead frame with sol-gel glass is disclosed.
また、発光装置を高出力化するために、搭載する発光素子自体の出力を向上させることに伴い発光素子の発熱量も多くなる。そのため、発光装置において、発光素子の熱を効率良くパッケージ側に放熱するため金属共晶接合も用いられるようになってきた。これに伴い、発光素子/金属共晶界面である発光素子裏面(下面)に銀を成膜し金属共晶による光吸収を低減することで、光取り出し効率を向上させる方法も開示されている(特許文献4参照)。ここで、仮に発光素子の外周にまで銀を成膜すると、多数の発光素子を備えるウェハーから切り離してバー状化またはチップ化等により個々の発光素子に分離する工程において、銀の剥がれが発生することがある。そのため、銀を発光素子の外周にまでは成膜しない場合がある。この場合、発光素子裏面(下面)に、発光素子の裏面よりも面積が小さくなるように銀を成膜する。これにより、金属共晶接合を行った場合、金属共晶材料は濡れ性の関係により発光素子裏面の銀が成膜された領域に形成されるため、発光素子裏面における外周近傍と導電部材の銀めっき部分との間に、金属共晶材の厚み分の隙間が生じる。 In addition, in order to increase the output of the light emitting device, the amount of heat generated by the light emitting element increases as the output of the mounted light emitting element itself is improved. Therefore, in the light emitting device, metal eutectic bonding has been used in order to efficiently dissipate the heat of the light emitting element to the package side. Accordingly, a method of improving light extraction efficiency by forming a silver film on the back surface (lower surface) of the light emitting device / metal eutectic interface and reducing light absorption by the metal eutectic is disclosed ( (See Patent Document 4). Here, if the silver film is formed even on the outer periphery of the light emitting element, peeling of the silver occurs in the process of separating the light emitting element from a wafer having a large number of light emitting elements and separating it into individual light emitting elements such as bars or chips. Sometimes. For this reason, silver may not be formed up to the outer periphery of the light emitting element. In this case, silver is deposited on the back surface (lower surface) of the light emitting element so that the area is smaller than the back surface of the light emitting element. As a result, when metal eutectic bonding is performed, the metal eutectic material is formed in the area where the silver on the back surface of the light emitting element is formed due to the wettability relationship. A gap corresponding to the thickness of the metal eutectic material is generated between the plated portion.
また、例えば、青色発光素子の電極と導電部材とを電気的に接続する金線等のワイヤは、青色光を吸収する吸収源となる。このようなワイヤによる光吸収を抑制することで、発光装置の光取出し効率を向上させる技術(特許文献5参照)が開示されている。 For example, a wire such as a gold wire that electrically connects the electrode of the blue light emitting element and the conductive member serves as an absorption source that absorbs blue light. A technique for improving the light extraction efficiency of a light emitting device by suppressing light absorption by such a wire (see Patent Document 5) is disclosed.
発光装置の導電部材等にめっきされた銀等を大気中の硫黄成分等から保護するパッシベーション(passivation)膜を真空プロセスにより成膜すれば、発光装置の信頼性や生産性が向上することが期待される。しかしながら、例えば、発光素子裏面に、発光素子の幅よりも幅が狭くなるように銀を成膜する発光装置において、パッシベーション膜を真空プロセスで成膜すると、スパッタの直進性のために、導電部材の銀めっき部分のうち、発光素子の陰となってしまう隙間部分を、パッシベーション膜で覆うことができない。また、一般的にスパッタリングによる成膜時には、例えば、いわゆるピンホールという部分的に成膜できない箇所が生じることもある。また、スパッタリングによる成膜時に発光装置の表面にごみ等が付着した部分は、スパッタリング工程に続いて行う洗浄工程にて、ごみ等がその上に形成されたパッシベーション膜と共に剥がれて不要な凹部が形成され、ごみ等の下に埋もれていた銀めっき等が露出してしまう。また、パッシベーション膜を形成する基体側に微小な凹凸があると、成膜できない箇所が生じることもある。そのため、さらなる信頼性や寿命の向上が要望されている。 It is expected that the reliability and productivity of the light-emitting device will be improved if a passivation film that protects silver or the like plated on the conductive member of the light-emitting device from sulfur components in the atmosphere is formed by a vacuum process. Is done. However, for example, in a light-emitting device that forms silver on the back surface of the light-emitting element so that the width is narrower than the width of the light-emitting element, when a passivation film is formed by a vacuum process, a conductive member is formed due to the straightness of sputtering. Among the silver-plated portions, the gap portions that are shaded by the light-emitting elements cannot be covered with the passivation film. In general, when a film is formed by sputtering, for example, a portion such as a so-called pinhole that cannot be partially formed may occur. In addition, in the cleaning process that follows the sputtering process, dust or the like is peeled off along with the passivation film formed on the surface of the light-emitting device when the film is formed by sputtering. As a result, the silver plating buried under the dust is exposed. Further, if there are minute irregularities on the substrate side on which the passivation film is to be formed, there may be a portion where the film cannot be formed. Therefore, further improvements in reliability and lifespan are demanded.
さらに、青色等の発光素子の電極と導電部材の銀めっき部分とを電気的に接続する金線等のワイヤを備える発光装置において、発光素子から照射される光がワイヤ裏面に吸収される。そのため、発光素子からの光を発光装置内で吸収せずに、光取り出し効率を向上させることが要望されている。 Furthermore, in a light emitting device including a wire such as a gold wire that electrically connects the electrode of the light emitting element such as blue and the silver-plated portion of the conductive member, light irradiated from the light emitting element is absorbed by the back surface of the wire. Therefore, there is a demand for improving light extraction efficiency without absorbing light from the light emitting element in the light emitting device.
本発明は、前記した問題に鑑み創案されたものであり、高出力で信頼性の高い発光装置を提供することを課題とする。また、本発明は、その発光装置の製造方法を提供することを他の課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a light-emitting device with high output and high reliability. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the light emitting device.
前記課題を解決するために、本発明の第1の観点に係る発光装置は、基体と、前記基体に設けられた導電部材と、前記導電部材の少なくとも一部に設けられた銀含有金属と、前記基体上に載置された発光素子と、前記発光素子および前記銀含有金属の表面において、少なくとも前記銀含有金属の一部を被覆するように設けられた絶縁部材と、前記絶縁部材で被覆されていない導体部を被覆するように設けられる銀以外の金属を含む金属層と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a light emitting device according to a first aspect of the present invention includes a base, a conductive member provided on the base, a silver-containing metal provided on at least a part of the conductive member, and placed on the light emitting element on the substrate, in the light emitting element and the silver-containing surface of the metal, and an insulating member provided so as to cover at least a portion of the silver-containing metal, covered with the insulating member And a metal layer containing a metal other than silver, which is provided so as to cover the non- conductive portion .
かかる構成によれば、発光装置は、導電部材に設けられた銀含有金属等に絶縁部材が被覆されている。このように導電部材の表面に、光取り出し効率を高めるために銀含有金属を設けたとしても、絶縁部材により、銀を大気中の硫化ガス等の腐食ガスから保護することができる。そのため、高出力化するために利用する銀が腐食ガスにより変色することを防止し、信頼性や寿命を向上させることができる。また、発光装置は、導電部材の表面において、絶縁部材が形成されていない部位が、銀以外の金属を含む金属層で被覆されている。このようにすることで、絶縁部材が形成されていない部位を大気中の硫化ガス等から保護すると共に、絶縁部材が形成されていない部位から発光素子の発光を反射することで光取り出し効率をより高めることができる。ここで、「基体上」とは、基体の上側にあることを指し、発光素子は導電部材及び/又は銀含有金属を介して載置することができる。 According to this configuration, in the light emitting device, the insulating member is covered with the silver-containing metal or the like provided on the conductive member. Thus, even if a silver-containing metal is provided on the surface of the conductive member in order to increase the light extraction efficiency, the insulating member can protect silver from corrosive gases such as sulfide gas in the atmosphere. Therefore, it is possible to prevent the silver used for increasing the output from being discolored by the corrosive gas, and to improve the reliability and life. In the light-emitting device, a portion where the insulating member is not formed is covered with a metal layer containing a metal other than silver on the surface of the conductive member. By doing so, the part where the insulating member is not formed is protected from sulfur gas in the atmosphere and the light extraction efficiency is further improved by reflecting the light emitted from the light emitting element from the part where the insulating member is not formed. Can be increased. Here, “on the substrate” means being on the upper side of the substrate, and the light emitting element can be mounted via a conductive member and / or a silver-containing metal.
また、本発明に係る発光装置は、本発明の第1の観点に係る発光装置において、前記導電部材の電極となる部位と前記発光素子の電極端子とを電気的に接続するワイヤを有し、前記ワイヤの上面に前記絶縁部材が形成されており、前記ワイヤの下面に前記金属層が形成されていることが好ましい。 Further, the light emitting device according to the present invention has a wire for electrically connecting a portion to be an electrode of the conductive member and an electrode terminal of the light emitting element in the light emitting device according to the first aspect of the present invention, Preferably, the insulating member is formed on the upper surface of the wire, and the metal layer is formed on the lower surface of the wire.
かかる構成によれば、発光装置は、銀以外の金属を含む金属層が絶縁部材の形成されていないワイヤの裏面を被覆することにより、発光素子からワイヤ裏面に直接照射される光がワイヤに吸収されることによる光の吸収量を低減することができる。そのため、光取り出し効率がよくなり光出力を向上させることができる。 According to such a configuration, in the light emitting device, the metal layer containing a metal other than silver covers the back surface of the wire on which the insulating member is not formed, so that the light directly irradiated from the light emitting element to the back surface of the wire is absorbed by the wire. As a result, the amount of absorbed light can be reduced. Therefore, the light extraction efficiency is improved and the light output can be improved.
また、本発明に係る発光装置は、本発明の第1の観点に係る発光装置において、前記ワイヤの下面に形成される金属層の反射率は、430nm〜490nmの波長域の光に対して50%以上であることが好ましい。 The light-emitting device according to the present invention is the light-emitting device according to the first aspect of the present invention, wherein the reflectance of the metal layer formed on the lower surface of the wire is 50 for light in the wavelength range of 430 nm to 490 nm. % Or more is preferable.
かかる構成によれば、発光装置は、430nm〜490nmの波長域の光を効率良く反射することができる。そのため、発光スペクトルのピーク波長が上記のような範囲の発光素子を用いる場合に光取り出し効率がよくなり光出力を向上させることができる。 According to this configuration, the light emitting device can efficiently reflect light in the wavelength range of 430 nm to 490 nm. Therefore, when a light emitting element having a peak wavelength of the emission spectrum as described above is used, the light extraction efficiency is improved and the light output can be improved.
また、本発明に係る発光装置は、本発明の第1の観点に係る発光装置において、前記発光素子及び前記ワイヤをさらに被覆する封止部材を備えることが好ましい。 The light-emitting device according to the present invention is preferably the light-emitting device according to the first aspect of the present invention, further comprising a sealing member that further covers the light-emitting element and the wire.
かかる構成によれば、発光装置は、封止部材により、発光素子やワイヤを、塵芥、水分や外力等から保護することにより長寿命化を図ることができる。 According to this configuration, the light emitting device can have a long life by protecting the light emitting element and the wire from dust, moisture, external force, and the like by the sealing member.
また、本発明に係る発光装置は、本発明の第1の観点に係る発光装置において、前記発光素子の下面側に、当該発光素子の下面よりも面積が小さい反射層を備えることが好ましい。 In the light emitting device according to the first aspect of the present invention, the light emitting device according to the present invention preferably includes a reflective layer having a smaller area than the lower surface of the light emitting element on the lower surface side of the light emitting element.
かかる構成によれば、発光装置は、発光素子の下面側に接触面積の小さい反射層を備えるので、発光素子からあらゆる方向に進む光のうち、下方の反射層に向かって進む光は反射層で反射して発光素子の上面側に進み外部に取り出される。ただし、発光素子の下方に進む光のうち、反射層の外周側に進む光は反射層で反射されずに発光素子が搭載された基体で反射して発光素子の上方の外部に取り出されることになる。また、たとえ、反射層の側面やその下方の周囲等に絶縁部材を形成することができなかったとしても、その絶縁部材が形成されていない部位が、金属を含む金属層で被覆される。そのため、この金属層で反射層の側面やその下方の周囲等を保護すると共に、発光素子の下方に進む光を効率よく反射することができる。また、これにより、発光素子の近傍に設けられている銀の劣化、特に硫化が抑制されるため、発光装置の光出力への悪影響を低減し、高出力の発光装置を得ることができる。 According to such a configuration, the light emitting device includes the reflective layer having a small contact area on the lower surface side of the light emitting element, and therefore, the light traveling from the light emitting element in all directions toward the lower reflective layer is the reflective layer. The light is reflected, proceeds to the upper surface side of the light emitting element, and is extracted outside. However, of the light traveling downward from the light emitting element, the light traveling to the outer peripheral side of the reflective layer is not reflected by the reflective layer but is reflected by the substrate on which the light emitting element is mounted and extracted outside the light emitting element. Become. Further, even if the insulating member cannot be formed on the side surface of the reflective layer or the surrounding area below the reflective layer, the portion where the insulating member is not formed is covered with a metal layer containing a metal. Therefore, the metal layer can protect the side surface of the reflective layer and the surrounding area below the reflective layer, and can efficiently reflect the light traveling below the light emitting element. This also suppresses deterioration of the silver provided in the vicinity of the light emitting element, in particular, sulfidation, thereby reducing the adverse effect on the light output of the light emitting device and obtaining a high output light emitting device.
また、前記課題を解決するために、本発明の第2の観点に係る発光装置は、基体と、前記基体に設けられた導電部材と、前記基体上に載置された発光素子と、前記導電部材の電極となる部位と前記発光素子の電極端子とを電気的に接続するワイヤと、前記発光素子および前記ワイヤを上から被覆するように設けられた絶縁部材と、前記発光素子および前記ワイヤの表面において前記絶縁部材が形成されていない部位を被覆するように設けられる銀以外の金属を含む金属層と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problem, a light emitting device according to a second aspect of the present invention includes a base, a conductive member provided on the base, a light emitting element placed on the base, and the conductive A wire for electrically connecting a portion to be an electrode of the member and an electrode terminal of the light emitting element, an insulating member provided so as to cover the light emitting element and the wire from above, and the light emitting element and the wire And a metal layer containing a metal other than silver provided so as to cover a portion where the insulating member is not formed on the surface.
かかる構成によれば、発光装置は、銀以外の金属を含む金属層がワイヤの下面を被覆することにより、発光素子からワイヤ裏面に直接照射される光がワイヤに吸収される吸収量を低減することができる。そのため、光取り出し効率がよくなり光出力を向上させることができる。 According to such a configuration, in the light emitting device, the metal layer containing a metal other than silver covers the lower surface of the wire, thereby reducing the amount of light absorbed by the wire that is directly irradiated from the light emitting element to the back surface of the wire. be able to. Therefore, the light extraction efficiency is improved and the light output can be improved.
また、本発明に係る発光装置は、本発明の第1の観点及び第2の観点に係る発光装置において、前記金属層が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、クロム、ニッケル、チタン、亜鉛からなる群から選択された金属またはその金属を少なくとも含む合金であることが好ましい。 The light-emitting device according to the present invention is the light-emitting device according to the first and second aspects of the present invention, wherein the metal layer has ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, chromium, nickel, titanium. The metal is preferably a metal selected from the group consisting of zinc or an alloy containing at least the metal.
かかる構成によれば、発光装置は、絶縁部材が形成されていない部位を被覆する銀以外の金属を含む金属層が、光反射率の高い白金族等の貴金属系の銀色の金属を含むので、発光素子からの光を効率良く反射することができる。そのため、光取り出し効率がよくなり光出力を向上させることができる。 According to such a configuration, in the light emitting device, the metal layer containing a metal other than silver covering the portion where the insulating member is not formed contains a noble metal silver metal such as a platinum group having a high light reflectance. Light from the light emitting element can be reflected efficiently. Therefore, the light extraction efficiency is improved and the light output can be improved.
また、前記課題を解決するために、本発明の発光装置の製造方法は、銀含有金属で少なくとも一部が被覆された導電部材が設けられた基体に発光素子を接合するダイボンディング工程と、前記発光素子および前記銀含有金属の表面の一部に、前記発光素子および前記銀含有金属を被覆するように絶縁部材を形成する絶縁部材形成工程と、前記絶縁部材で被覆されていない導体部を被覆するように銀以外の金属を含む金属層を電解めっきにより形成する金属層形成工程と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a light-emitting device according to the present invention includes a die bonding step of bonding a light-emitting element to a substrate provided with a conductive member at least partially coated with a silver-containing metal, An insulating member forming step of forming an insulating member so as to cover the light emitting element and the silver-containing metal on a part of the surface of the light emitting element and the silver-containing metal, and a conductor portion not covered with the insulating member And a metal layer forming step of forming a metal layer containing a metal other than silver by electroplating.
かかる手順によれば、発光装置の製造方法は、絶縁部材形成工程にて、絶縁部材を形成するので、光取り出し効率を高めるために、導電部材の表面に銀含有金属を用いたとしても、成膜した絶縁部材により、銀を大気中の硫化ガス等から保護することができる。そして、発光装置の製造方法は、絶縁部材の成膜においてピンホール等が生じたとしても、金属層形成工程にて、電解めっきにより、銀以外の金属を含む金属層の皮膜でコートするので、絶縁部材が形成されていない銀含有金属を大気中の硫化ガス等から保護することができる。そのため、発光装置の信頼性や生産性を向上させることができる。さらに、この金属層は、絶縁部材が形成されていない反射率の低い部位から発光素子の発光を反射することで光取り出し効率を高めることもできる。ここで、金属層に用いる金属は、電解めっきが可能な金属で、光反射率の高い白金族等の貴金属系の銀色の安定な金属を含むことが好ましい。 According to such a procedure, the light emitting device manufacturing method forms the insulating member in the insulating member forming step. Therefore, even if a silver-containing metal is used on the surface of the conductive member in order to increase the light extraction efficiency, Silver can be protected from sulfide gas or the like in the atmosphere by the filmed insulating member. And since the manufacturing method of the light emitting device coats with a film of a metal layer containing a metal other than silver by electrolytic plating in the metal layer forming step even if a pinhole or the like occurs in the film formation of the insulating member, The silver-containing metal on which the insulating member is not formed can be protected from sulfur gas in the atmosphere. Therefore, the reliability and productivity of the light emitting device can be improved. Furthermore, this metal layer can improve the light extraction efficiency by reflecting light emitted from the light emitting element from a portion having a low reflectivity where an insulating member is not formed. Here, the metal used for the metal layer is a metal that can be electroplated, and preferably contains a noble metal-based silver stable metal such as a platinum group having a high light reflectance.
また、本発明の発光装置の製造方法は、前記ダイボンディング工程の後に、前記銀含有金属を介して前記導電部材の電極となる部位と前記発光素子の電極端子とをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング工程を有し、前記絶縁部材形成工程において、前記発光素子、前記銀含有金属および前記ワイヤを上から被覆するように絶縁部材を形成し、前記金属層形成工程において、前記発光素子、前記銀含有金属および前記ワイヤの表面において前記絶縁部材が形成されていない部位を被覆するように銀以外の金属を含む金属層を電解めっきにより形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, after the die bonding step, the portion serving as the electrode of the conductive member and the electrode terminal of the light emitting element are electrically connected by a wire through the silver-containing metal. A wire bonding step, wherein in the insulating member forming step, an insulating member is formed so as to cover the light emitting element, the silver-containing metal and the wire from above, and in the metal layer forming step, the light emitting element, It is preferable to form a metal layer containing a metal other than silver by electrolytic plating so as to cover the silver-containing metal and the portion where the insulating member is not formed on the surface of the wire.
かかる手順によれば、発光装置の製造方法は、ワイヤボンディング工程および絶縁部材形成工程に続いて金属層形成工程を行うので、絶縁部材が形成されていないワイヤの裏面にも、金属を含む金属層を形成することができる。これにより、発光素子からワイヤ裏面に直接照射される光がワイヤに吸収される吸収量を低減することができる。そのため、発光装置は、光取り出し効率がよくなり光出力を向上させることができる。 According to such a procedure, the method for manufacturing the light emitting device performs the metal layer forming step subsequent to the wire bonding step and the insulating member forming step. Therefore, the metal layer containing metal is also formed on the back surface of the wire on which the insulating member is not formed. Can be formed. Thereby, the absorption amount by which the light directly irradiated from the light emitting element to the back surface of the wire is absorbed by the wire can be reduced. Therefore, the light emitting device can improve the light extraction efficiency and improve the light output.
本発明の発光装置によれば、導電部材等を絶縁部材または銀以外の金属の金属層で保護すると共に、銀以外の金属の金属層により発光素子からの光を効率良く外部に取り出すことができるので、高出力かつ高信頼性を実現できる。
本発明の発光装置の製造方法によれば、導電部材等を絶縁部材で保護すると共に、この絶縁部材の上から電解めっきにより金属の金属層を形成するので、高出力かつ高信頼性の発光装置を容易に製造することができる。
According to the light emitting device of the present invention, the conductive member or the like can be protected by the insulating member or the metal layer of metal other than silver, and light from the light emitting element can be efficiently extracted to the outside by the metal layer of metal other than silver. Therefore, high output and high reliability can be realized.
According to the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, a conductive member or the like is protected by an insulating member, and a metal metal layer is formed on the insulating member by electrolytic plating. Can be easily manufactured.
本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置およびその製造方法を例示するものであって、本発明は、発光装置およびその製造方法を以下に限定するものではない。また、同一の名称、符号については同一または同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。 A mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a light emitting device and a manufacturing method thereof for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention limits the light emitting device and the manufacturing method thereof to the following. is not. Moreover, the same name and code | symbol have shown the member same or the same quality, and abbreviate | omits detailed description suitably.
以下では、1.発光装置の構成の概略、2.発光装置の製造方法、3.発光装置を構成する各部材の各章に分けて順次説明する。 In the following, 1. 1. Outline of configuration of light emitting device 2. Manufacturing method of light emitting device Each of the members constituting the light-emitting device will be described in order in each chapter.
[1.発光装置の構成の概略]
本発明の実施形態に係る発光装置の構成の概略について図1〜図3を適宜参照して説明する。図1に示す発光装置100は、その基体101が、例えば積層された複数のセラミックスグリーンシートを焼成して構成されている。基体101は、凹部109を有している。凹部109は、上面が開口し、側面と底面とを有する。凹部109に発光素子104(図2参照)が載置された後で凹部109は、樹脂等からなる封止部材108で封止されている。
[1. Outline of configuration of light emitting device]
An outline of a configuration of a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the
図2は、発光装置100を発光面側から封止部材108を透過して見た平面図を示す。凹部109の底面には、電極としての導電部材102A、102Bが露出するように配されている。図2に示すように、凹部109の底面に露出した導電部材102Aはカソード(−極)であり、凹部109の底面に露出した導電部材102Bはアノード(+極)である。カソード側の導電部材102Aの上には、電子部品としての半導体発光素子(以下、発光素子)104と保護素子105とが設けられている。発光素子104の正負の電極(電極端子)は、導電性のワイヤ106により、導電部材102A、102Bにそれぞれ電気的に接続されている。
FIG. 2 is a plan view of the
保護素子105は、例えば、ツェナーダイオード等から構成される。保護素子105は、その底面側の正極が金属ペースト等の接合部材によって導電部材102Aに固定されて導通し、負極がワイヤ106により導電部材102Bに電気的に接続されている。なお、基体101の上面には、導電部材102A、102Bのいずれがカソード側であるのかを示すためにカソードマーク107が設けられている。なお、カソードマークの代わりにアノードマークを設けて発光装置100の極性を示すようにしてもよい。
The
図3に示すように、導電部材102A、102Bは、外部と電気的に接続する端子として機能させるために、基体101の下面(裏面)にも露出するように設けられている。基体101の裏面に配された導電部材102Aは、凹部109の底面に配された導電部材102Aに基体101内部で電気的に連続するように設けられている。同様に、基体101の裏面に配された導電部材102Bは、凹部109の底面に配された導電部材102Bに基体101内部で電気的に連続するように設けられている。そして、凹部109の底面にそれぞれ露出している導電部材102A、102Bの表面には、反射材としての銀含有金属103がめっき等により設けられている。また、凹部109の底面に設けられた銀含有金属103の表面には、接着層123を介して発光素子104が設けられており、それ以外の銀含有金属103の表面は絶縁部材110で被覆されている。また、絶縁部材110が成膜されずに銀含有金属103が露出した部位には金属層112が形成されている。特に発光素子104の下部領域は、銀含有金属103が露出した部位を含めて金属層112で被覆されている。
As shown in FIG. 3, the conductive members 102 </ b> A and 102 </ b> B are provided so as to be exposed also on the lower surface (back surface) of the base 101 in order to function as terminals electrically connected to the outside. The conductive member 102 </ b> A disposed on the back surface of the
発光素子104は、例えば、図4に示すように、基板104aと、基板104aに順次積層された発光層等の積層半導体構造104bと、積層半導体構造104bの上に形成された電極端子104cとを有する。なお、発光素子104の正負の電極端子は、異なる半導体層を露出した表面に設けられる。
For example, as shown in FIG. 4, the
また、発光素子104の下面(裏面)には、例えば、パターニングされたAg/Pt/AuSn膜を成膜することができる。図3に示す例では、発光素子104と基体101との間には、発光素子104の下面側から順に、例えばAgから成る反射層121と、Ptから成るバリア層122と、ダイボンド部材として金属共晶であるAuSnからなる接着層123とが配されている。発光素子104の下面側に配された反射層121、バリア層122、接着層123の面積は、発光素子104(図4参照)の裏面の面積よりも小さい。
Further, for example, a patterned Ag / Pt / AuSn film can be formed on the lower surface (back surface) of the
発光素子104は、例えば、凹部109の底面に塗布されたフラックスの上に載置されるダイボンディング工程と、これに続くリフロー工程、洗浄工程を経た後、各ワイヤ106が凹部109の底面に配された導電部材102A、102Bの表面の銀含有金属103とそれぞれ接続される。
For example, after the
発光装置100は、上述したように、基体101の凹部109内に、導電部材102A、102Bの表面上の銀含有金属103を主として保護する絶縁部材110を備えている。この絶縁部材110は、凹部109内において、銀含有金属103に加えて、発光素子104、ワイヤ106、基体101の表面(凹部109の底面や側面)を上から被覆するように設けられている。また、絶縁部材110は、凹部109以外にも基体101の上面を被覆している。
As described above, the
また、発光装置100は、上述したように、基体101の凹部109に配された銀含有金属103の露出面を被覆するように金属層112を備えている。図3においては、金属層112は、発光素子104、ワイヤ106、銀含有金属103等の導体部の表面において絶縁部材110が形成されていない部位を被覆するように設けられている。金属層112は、例えば、発光素子104の下方に位置する銀含有金属103と、発光素子104の下方に配された反射層121、バリア層122、接着層123の側面と、ワイヤ106の下面(裏面)とを被覆する。金属層112は、銀以外の反射率の高い金属を含み、発光素子104の光を反射する反射膜である。金属層112の詳細は後記する。
Further, as described above, the
このように発光装置100は、導電部材102A、102Bに設けられた銀含有金属103が絶縁部材110で被覆され、かつ、絶縁部材110が形成されていない導体部が、銀以外の金属を含む金属層112で被覆されている。そのため、銀を大気中の硫化ガス等の腐食ガスから保護することができる。したがって、発光装置100が大気に晒される環境にあっても、銀の劣化を抑制することができる。また、発光装置100は、絶縁部材110が形成されていない導体部を被覆する高反射率の金属層112を備えている。したがって、発光装置100において、発光素子104を発光させたときに、金属層112により発光を反射し、外部に効率よく光を取り出すことができる。また、発光装置100は、ワイヤ106の上面に絶縁部材110が形成されているので、ワイヤ106と封止部材108(図8参照)との密着性を向上させることができる。
さらに、発光装置100は、ワイヤ106の裏面が、高反射率の金属層112により被覆されているので、ワイヤ106の下方に配置された発光素子104を発光させたときに、ワイヤ106の裏面側において光吸収量を低減させることができる。このとき、ワイヤ106の裏面を被覆している高反射率の金属層112は、発光素子104の発光を反射するので、外部に効率よく光を取り出すことができる。以上の動作により、高出力、高信頼性、長寿命の発光装置を実現することができる。
As described above, in the
Furthermore, since the back surface of the
[2.発光装置の製造方法]
次に、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。図1〜図3に示す発光装置100は、例えば、図4〜図8に示す製造工程を経て得ることができる。すなわち、発光装置の製造方法は、主として、ダイボンディング工程(図4参照)と、ワイヤボンディング工程(図5参照)と、絶縁部材形成工程(図6参照)と、金属層形成工程(図7参照)とを有する。さらに、封止部材8を形成する場合には、封止部材形成工程(図8参照)を行う。
[2. Manufacturing method of light emitting device]
Next, a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described. The
ダイボンディング工程(図4参照)は、発光素子104を基体101に接合するためのダイボンド部材の種類や接合方法等に応じて様々な方法で行うことができる。ここで、ダイボンディング工程は、基体101と、発光素子104とが既に製造されていることを前提としている。ただし、例えば、ダイボンディング工程の前に、基体101に導電部材102A、102Bを設ける工程や、導電部材102A、102B上に銀含有金属103を設ける工程を行ってもよい。このうち、基体101に導電部材102A、102Bを設ける工程は、基体101の材料や導電部材102A、102Bの材料等に応じて様々な方法で行うことができ、かつ、ダイボンディング工程で用いる方法とも密接に関連している。
The die bonding step (see FIG. 4) can be performed by various methods depending on the type of the die bonding member for bonding the
ここでは、発光装置100の製造方法を、第1工程〜第6工程に形式的に区分し、銀含有金属形成工程(第1工程)、ダイボンディング工程(第2工程)、ワイヤボンディング工程(第3工程)、絶縁部材形成工程(第4工程)、金属層形成工程(第5工程)、封止部材形成工程(第6工程)について順次説明する。
Here, the manufacturing method of the
また、簡便のため、1つの発光装置100を用いて図4〜図8を適宜参照しながら各製造工程を説明するが、これらの製造工程では、複数の発光装置の基体が集合体となっている。そして、基体の集合体を最終工程で分割した後で、各発光装置100の基体101の外側面が表出する。
For convenience, each manufacturing process will be described using one light-emitting
<2−1.第1工程(銀含有金属形成工程)>
第1工程は、発光装置100の導電部材102A、102B上に銀含有金属103を設けるまでの工程である。ここでは、2−1−A.導電部材形成工程と、2−1−B.銀めっき工程とを行う。
<2-1. First step (silver-containing metal forming step)>
The first step is a step until the silver-containing
≪2−1−A.導電部材形成工程≫
図4に示すように、本実施形態において発光装置100の基体101は凹部109を有している。基体101の凹部109の底面には、導電部材102A、102Bが露出するように形成する。
<< 2-1-A. Conductive member formation process >>
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the
なお、この導電部材102A、102Bは、通電させるための電極として用いる以外に、例えば凹部109の内側の側壁に設けて反射部材としての機能を付与させることもできる。また、導電部材102A、102Bは、基体101の裏面から露出させて放熱部材としての機能を付与させることもできる。基体101の裏面から露出させる導電部材102A、102Bは、電極としての機能も兼ね備えたようにすることもできる。また、電極として用いる導電部材と、放熱部材として用いる導電部材とを電気的には遮断させることもできる。また、導電部材は、図2に示すように、発光装置100の極性を示すカソードマーク107として設けることもできる。
The
このような導電部材102A、102Bを形成する方法は、基体101の材料等に応じて適宜変更できる。例えばセラミックスからなる基体101を用いる場合、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、モリブデンのような高融点金属の微粒子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、導電部材102A、102Bを得ることができる。また、予め焼成されたセラミックスの板材に、導電部材102A、102Bを形成することもできる。
The method of forming such
また、例えば、基体101としてガラスエポキシ樹脂基板を用いる場合には、次のようにして導電部材102A、102Bを形成することもできる。この場合、まず、硝子クロス入りエポキシ樹脂やエポキシ樹脂を半硬化させたプリプレグに銅板を貼り付けて熱硬化させる。その後、フォトリソグラフィ法を用いて銅等の金属部材を所定の形状にパターニングする。これにより、基体101中に導電部材102A、102Bを形成することができる。
For example, when a glass epoxy resin substrate is used as the
≪2−1−B.銀めっき工程≫
続いて、前記のようにして形成された導電部材102A、102B上に、銀含有金属103を設ける。なお、基体101内に埋設されている導電部材上にまでは銀含有金属103を設けるものではない。
<< 2-1-B. Silver plating process >>
Subsequently, the silver-containing
銀含有金属103を設ける方法としては、めっき法、スパッタ法、蒸着法等を用いることができる。めっき法を用いる場合、電解めっき、無電解めっきいずれの方法でも用いることができる。例えば、導電部材102A、102B上のみに銀含有金属103を設ける場合には、該当部位を電気的に接続した上で、電解めっき法を用いることが最も簡便である。また、無電解めっき法やスパッタ法、蒸着法を用いる場合は、フォトリソグラフィ法により、導電部材102A、102B上のみに設けることができる。
As a method for providing the silver-containing
銀含有金属103は、母体となる導電部材102A、102Bの上に直接設けてもよく、または、銀を含まない金属を介して、導電部材102A、102Bの上に間接的に設けてもよい。また、特にパターン形成されていない導電部材102A、102B上に銀含有金属103を設けた後、導電部材102A、102Bと銀含有金属103とを所定の形状にパターニングしてもよい。なお、導電部材102A、102Bの表面は、銀含有金属103で少なくとも一部が被覆されていればよい。
The silver-containing
<2−2.第2工程(ダイボンディング工程)>
第2工程は、発光装置100の導電部材102A、102B上に樹脂組成物等のダイボンド部材を介して発光素子104を接合する工程である。ここでは、2−2−A.樹脂組成物形成工程と、2−2−B.加熱工程とを行う。
<2-2. Second process (die bonding process)>
The second step is a step of bonding the
≪2−2−A.樹脂組成物形成工程≫
樹脂組成物は、導電部材102A、102Bと発光素子104との間に介在するように形成すればよい。そのため、樹脂組成物を形成する部位は、次の(A1)〜(A3)のいずれでもよい。
(A1)導電部材102A、102B上のうち発光素子104を載置する領域
(A2)発光素子104の裏面
(A3)A1とA2の両方
<< 2-2-A. Resin composition forming process >>
The resin composition may be formed so as to be interposed between the
(A1) Region on which the
樹脂組成物の成分には、例えば、ロジン(松脂)または熱硬化性樹脂を含む。さらに、樹脂組成物に、必要に応じて、粘度調整のための溶剤や各種添加剤、有機酸等の活性剤を含有させてもよい。さらにまた、粉末状の金属を含有させてもよい。また、樹脂組成物の形状は、液状、ペースト状、固体状(シート状、ブロック状、粉末状)のものを用いることができ、樹脂組成物の組成や基体101の形状等に応じて、樹脂組成物の形状を適宜選択することができる。
The component of the resin composition includes, for example, rosin (pine resin) or a thermosetting resin. Furthermore, you may make the resin composition contain activators, such as a solvent for viscosity adjustment, various additives, and an organic acid, as needed. Furthermore, a powdered metal may be contained. The resin composition can be in the form of a liquid, paste, or solid (sheet, block, or powder). Depending on the composition of the resin composition or the shape of the
次に、樹脂組成物を形成する部位が、前記した(A1)導電部材102A、102B上のうち発光素子104を載置する領域、である場合について、樹脂組成物の形成方法および樹脂組成物(フラックスまたは半田)を介した接合方法について説明する。
Next, in the case where the part where the resin composition is formed is the above-described (A1) region where the
まず、図4に示すように、導電部材102A、102B上に設けられた銀含有金属103上に、液状またはペースト状の樹脂組成物111が形成される。このように導電部材102A、102B上に、液状またはペースト状の樹脂組成物111を形成する方法は、樹脂組成物111の粘度等に応じて、ポッティング法、印刷法、転写法等の方法から適宜選択することができる。続いて、樹脂組成物111を形成した箇所に発光素子104を載置する。固体状の樹脂組成物を設ける場合も、発光素子104を載置するのと同じ要領で絶縁部材上に設置する等の方法を用いることができる。液状、ペースト状、固体状の樹脂組成物は、加熱等により一度溶融させることで発光素子104を固定させてもよい。また、樹脂組成物は、単独で用いてもよく、または、組み合わせて用いてもよい。
First, as shown in FIG. 4, a liquid or paste-
樹脂組成物の量としては、発光素子104を設置した後に、載置されている発光素子104の接合面積と同等か、それ以上の面積となるように調整して樹脂組成物を形成することが好ましい。また、複数の発光素子104を液状またはペースト状の樹脂組成物111の上に載置する場合には、液状またはペースト状の樹脂組成物111の表面張力等により発光素子104が動いて所定の位置からずれてしまう場合がある。そのため、このような事態を防ぐため、各発光素子104を、個別に独立した樹脂組成物111にそれぞれ載置する方が望ましい。
The amount of the resin composition may be adjusted to be equal to or larger than the bonding area of the mounted
図4に示す樹脂組成物111の量は、載置される発光素子104の接合面積よりも広い面積となるように調整して樹脂組成物111を形成した。この場合、発光素子104の設置後には、樹脂組成物111は、発光素子104の下部に設けられた接着層123の接合面積よりも広がった状態となる。
The amount of the
また、樹脂組成物の厚みについては、樹脂組成物の種類によって適した厚みが異なることを考慮して調整することが好ましい。また、樹脂組成物の厚みについては、発光素子104を載せた際に樹脂組成物が押し潰されてそのまま横に広がる場合や、樹脂組成物が基体101の凹凸に沿って追従して広がる場合等を考慮して調整することが好ましい。
In addition, the thickness of the resin composition is preferably adjusted in consideration that the suitable thickness varies depending on the type of the resin composition. As for the thickness of the resin composition, when the
また、発光素子104の材料や接合方法等に応じては、樹脂組成物に導電性のある部材を含有させることが好ましい。例えば、次の具体例B1,B2を挙げることができる。
(B1)発光素子の基板104aとして導電性のシリコン(Si)基板を使用し、窒化ガリウム系半導体層を積層させて積層半導体構造104bを構成して作製された発光素子104を用いて、この窒化ガリウム系半導体発光素子の正極側または負極側となる層を接合面とする場合
(B2)発光素子の基板104aとして絶縁性のサファイア基板を使用し、窒化ガリウム系半導体層を積層させて積層半導体構造104bを構成して作製された発光素子104を用いて、この窒化ガリウム系半導体発光素子のサファイア面を接合面とする場合
Further, depending on the material of the light-emitting
(B1) Using this light-emitting
前記具体例(B1)の場合には、基体101に設けられる導電部材102A、102Bと発光素子104とを、その接合部分で導通させる必要がある。したがって、このような場合には、樹脂組成物中に比較的低い融点を有する金属等の導電性のある部材を混入させておくことが好ましい。
In the case of the specific example (B1), the
≪2−2−B.加熱工程≫
加熱工程は、前記のようにして形成した樹脂組成物の少なくとも一部が揮発する温度より高い温度で加熱するものである。樹脂組成物が含有する物質に応じて加熱温度は異なる。例えば、次の(C1)〜(C3)を挙げることができる。
(C1)樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合には、樹脂の硬化が起こる温度以上に加熱することが好ましい。
(C2)樹脂組成物がロジンを含有し、かつ、発光素子104または銀含有金属103上に低融点を有する金属膜が設置されている場合には、低融点を有する金属が溶融する温度以上に加熱することが好ましい。
(C3)樹脂組成物がロジンと低融点を有する金属との双方を含有する場合にも、同様に、低融点を有する金属が溶融する温度以上に加熱することが好ましい。
<< 2-2-B. Heating process >>
In the heating step, heating is performed at a temperature higher than the temperature at which at least a part of the resin composition formed as described above volatilizes. The heating temperature varies depending on the substance contained in the resin composition. For example, the following (C1) to (C3) can be mentioned.
(C1) When the resin composition contains a thermosetting resin, it is preferably heated to a temperature higher than the temperature at which the resin is cured.
(C2) When the resin composition contains rosin and a metal film having a low melting point is provided on the light-emitting
(C3) Even when the resin composition contains both rosin and a metal having a low melting point, it is preferably heated to a temperature equal to or higher than the temperature at which the metal having a low melting point is melted.
前記(C2)の場合をさらに詳細に説明する。ここで、発光素子104裏面に金属膜が設置されている場合を想定する。例えば、前記具体例(B1)のシリコン基板を用いた窒化ガリウム系半導体発光素子のシリコン面に金属膜を形成している場合や、前記具体例(B2)のサファイア基板を用いた窒化ガリウム系半導体発光素子のサファイア面に金属膜を形成している場合等においては、加熱によって樹脂組成物中のロジン成分の働きと、金属同士が相互拡散しようとする現象とによって、金属膜と銀含有金属103との金属結合が形成できる。これにより、より強固に発光素子104を固定することができる。また、前記具体例(B1)の場合は、導電部材102A、102Bと発光素子104とを導通させることも可能となる。
The case of (C2) will be described in more detail. Here, it is assumed that a metal film is provided on the back surface of the
また、加熱工程において、前記加熱後に続けて、さらに洗浄工程を行うことができる。特に、ロジンを含有する樹脂組成物の樹脂残渣の大部分または全部を除去したい場合等においては、洗浄工程を行うことが好ましい。 In the heating step, a washing step can be further performed after the heating. In particular, when it is desired to remove most or all of the resin residue of the resin composition containing rosin, it is preferable to perform a washing step.
<2−3.第3工程(ワイヤボンディング工程)>
第3工程は、第2工程において銀含有金属103で被覆された電極としての導電部材102A、102Bと、発光素子104上部にある電極端子とを導電性のあるワイヤ106で電気的に接続する工程であり、図5はこの第3工程が完了した状態を示している。なお、図5に示す接着層123は、図4に示す接着層123が発光素子104の載置により変形したものである。
<2-3. Third Step (Wire Bonding Step)>
The third step is a step of electrically connecting the conductive members 102 </ b> A and 102 </ b> B as electrodes covered with the silver-containing
<2−4.第4工程(絶縁部材形成工程)>
第4工程は、第3工程に続いて、銀含有金属103で被覆された導電部材102A、102B上、発光素子104上部およびワイヤ106を上から被覆するように、絶縁性の保護膜である絶縁部材110を設けるものであり、図6はこの第4工程が完了した状態を示している。
<2-4. Fourth step (insulating member forming step)>
In the fourth step, following the third step, the insulating member is an insulating protective film so as to cover the
図6に示すように、絶縁部材110で銀含有金属103を被覆することで、硫化等による銀の変質を抑制することができる。したがって、この第4工程を行う段階において基体101の上面、側面に露出している銀含有金属103と、基体101に設けられた凹部109の内面(底面、側面)に露出している銀含有金属103とを含めた全露出領域のうち、銀を変質させる成分(硫黄成分含有ガス等)が外部から到達し易い位置を被覆するように絶縁部材110を形成することが好ましい。また、この段階において基体101から露出している銀含有金属103の全露出領域の全面積のうち少なくとも40%以上の面積の領域を被覆するように絶縁部材110を形成することが好ましい。さらには、この段階において基体101から露出している銀含有金属103の全露出領域のうち、基体101の背面に露出する銀含有金属103を除くほぼ全域を被覆するように絶縁部材110を形成することがより好ましい。
As shown in FIG. 6, by covering the silver-containing
また、この第4工程を行う段階において、凹部109の内面(底面、側面)にだけ露出している銀含有金属103の露出領域に限っては、その全面積に対してその90%以上の面積の領域を被覆するように絶縁部材110を形成することが好ましい。さらには、この段階において、凹部109の内面(底面、側面)の銀含有金属103の露出領域のほぼ100%を被覆するように絶縁部材110を設けるのが好ましい。
Further, in the stage of performing the fourth step, the area of 90% or more of the entire area is limited to the exposed region of the silver-containing
さらに、分割等のすべての工程を終えた後においては、銀含有金属103が露出する領域がないように絶縁部材110で被覆した状態とするように設けることが好ましい。なお、第4工程を行う段階において基体101中に埋設されている銀含有金属103(発光素子104の載置領域やワイヤ106の接合領域等に埋設されている銀含有金属103)や基体101の下面(裏面)に露出する銀含有金属103にまで絶縁部材110を設けるものではない。
Furthermore, it is preferable to provide a state where the insulating
絶縁部材110は、図6に示すように、凹部109の底面に基体101から露出している導電部材102A、102Bの表面に設けられた銀含有金属103の全域を覆うように形成されている。このように凹部109の底面に設けられた銀含有金属103のほぼ全露出領域を被覆するように絶縁部材110を設けることで、銀含有金属103の劣化と、それに伴う光の吸収損失を抑制することができる。
As shown in FIG. 6, the insulating
この絶縁部材110は、銀含有金属103上以外にも設けられていてもよい。例えば、図6に示すように、絶縁部材110は、基体101に設けられた凹部109の底面において、正負の導電部材102A、102Bの間に基体101が露出している基体露出部101A、凹部109の側壁101B、基体101の上面101C等にも設けることができる。
This insulating
絶縁部材110の材料には、後記するように、無機物を用いるのが好ましく、絶縁部材110を形成する方法としては、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、溶射、コーティング処理等の成膜方法を用いることができる。また、例えば、真空プロセスにより絶縁部材110を成膜することができる。
As will be described later, it is preferable to use an inorganic material for the material of the insulating
図6に示すように、絶縁部材110で銀含有金属103を被覆することで硫化等の変質を抑制することができる。しかし、この第4工程の完了後に、仮に凹部109を封止することにすると次のような不都合がある。すなわち、図6に示すように発光素子104の裏面外周部の一部が銀含有金属103と接していない場合(発光素子104の裏面において反射層121等が形成されていない部位があり、その部位と銀含有金属103との間に隙間を有する場合等)には、第4工程で施される絶縁部材110が銀含有金属103をすべて覆うことができない場合がある。また、図6に示すように、絶縁部材110に、種々の原因によりピンホール131等が発生する場合がある。この場合には、ピンホールから腐食性ガスが侵入し銀含有金属103を腐食させる原因となる。しかしながら、本実施形態に係る発光装置の製造方法では、第4工程の完了後、凹部109を封止する前に、次の第5工程を有するので、このような事態を防ぐことができる。
As shown in FIG. 6, alteration such as sulfidation can be suppressed by covering the silver-containing
<2−5.第5工程(金属層形成工程)>
第5工程は、第4工程において成膜した絶縁部材110が形成されていない部位、かつ、銀等の導体部が露出した部位に、銀以外の高反射率金属を含む金属層112を電解めっきにより設けるものであり、図7はこの第5工程が完了した状態を示している。金属層112の材料としては、めっきが可能な金属を用いることができる。
<2-5. Fifth step (metal layer forming step)>
In the fifth step, the
金属層112の材料として例えばロジウムを用いる場合には、例えば3%のロジウムを含む酸性溶液をめっき液として用意する。そして、ワイヤボンディング済みで数百個程度の発光装置100がマトリクス状に配列してなる長方形の基体集合体を、このめっき液に浸す。そして、発光装置100の導電部材102A、102Bを電気的に接続した図示しない電解めっき用のプラス側電極と、めっき液中に予め浸漬して対向して配置した図示しない白金のマイナス側電極との間に、図示しない電源装置から電圧を印加して電解めっきを行う。
For example, when rhodium is used as the material of the
このとき、基体集合体の発光装置100の導電部材102A、102Bにプラス側電極を電気的に接続しておき、白金のマイナス側電極との間に電圧を印加する。これにより、基体集合体の個々の基体101に対して同時に電解めっきを施すことができる。
At this time, the plus side electrode is electrically connected to the
第5工程にて、金属層112の形成を電解めっきで行うことにより、例えば、発光素子104の裏面側の隙間部やピンホール131等の導体部に対して選択的に、銀以外の高反射率金属を含む金属層112を成膜することができる。つまり、電解めっき法であれば、銀含有金属103の上に絶縁部材110が形成されていれば、その部分には、電位が生じないので、絶縁部材110の表面に金属層112が形成されない。これにより、絶縁部材110が形成されずに銀含有金属103が露出した部位(導体部)の表面を、金属層112で容易に被覆することができる。
In the fifth step, the
<2−6.第6工程(封止部材形成工程)>
第6工程は、発光素子104を被覆する封止部材108を形成し硬化するものである。図8は、凹部109内に封止部材108を充填し、発光素子104を被覆したことを示す図である。このように基体101に凹部109が形成されている場合は、凹部109内に溶融樹脂を注入することで、容易に封止部材108を形成することができる。形成された封止部材108は、加熱や光照射等によって硬化させることができる。封止部材108を硬化する条件は、用いる封止部材108の材料によって適宜選択することができる。なお、封止部材108は単一の部材で形成することもできるし、または、2層以上の複数の層として形成することもできる。
<2-6. Sixth step (sealing member forming step)>
In the sixth step, the sealing
封止部材108を加熱により硬化する場合には、昇温または降温の温度や時間、雰囲気等について、適宜選択することができる。また、封止部材108を光照射により硬化する場合には、光照射時間や照射光の波長等について、用いる封止部材108の材料に応じて適宜選択することができる。また、加熱と光照射の両方を用いても封止部材108を硬化してもよい。
In the case where the sealing
[3.発光装置を構成する各部材]
ここでは、3−1.基体、3−2.導電部材、3−3.銀含有金属、3−4.絶縁部材、3−5.金属層、3−6.ダイボンド部材(樹脂組成物および金属接合部材)、3−7.封止部材、3−8.ワイヤ、3−9.波長変換部材、3−10.発光素子、3−11.金属膜、の各節に分けて、発光装置100を構成する各部材について順次説明する。
[3. Each member constituting the light emitting device]
Here, 3-1. Substrate, 3-2. Conductive member, 3-3. Silver-containing metal, 3-4. Insulating member, 3-5. Metal layer, 3-6. Die bond member (resin composition and metal bonding member), 3-7. Sealing member, 3-8. Wire, 3-9. Wavelength conversion member, 3-10. Light emitting element, 3-11. Each member constituting the
<3−1.基体>
本実施形態において、基体101は、発光素子104や保護素子105等の電子部品を保護するとともに、これら電子部品に外部からの電流を供給するための導電部材102A,102Bを備えているものである。基体101の材料としては、絶縁性部材が好ましく、発光素子104からの光や外光等が透過しにくい部材が好ましい。また、ある程度の強度を有するものが好ましく、より具体的には、セラミックス(Al2O3、AlN等)、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン(bismaleimide triazine resin)、PPA(ポリフタルアミド)等の樹脂が挙げられる。基体101の材料が樹脂である場合には、ガラス繊維や無機フィラー(SiO2、TiO2、Al2O3等)を混合し、機械的強度の向上や熱膨張率の低減、光反射率の向上等を図ることもできる。
<3-1. Base>
In the present embodiment, the
<3−2.導電部材>
導電部材102A、102Bは、外部と発光素子104とを電気的に接続させるためのものである。導電部材102A、102Bの好ましい材料としては、基体101の材料や基体101の製造方法等に応じて適宜選択することができる。
<3-2. Conductive member>
The
例えば、基体101の材料としてセラミックスを用いる場合には、導電部材102A、102Bの材料は、セラミックスシートの焼成温度にも耐え得る高融点を有する部材が好ましく、タングステンやモリブデンのように高融点を有する金属を用いるのが好ましい。
For example, when ceramic is used as the material of the
また、例えば、基体101の材料としてガラスエポキシ樹脂等を用いる場合には、導電部材102A、102Bの材料は、加工し易い材料が好ましく、具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属または鉄−ニッケル合金、りん青銅、鉄入り銅、モリブデン等が挙げられる。
For example, when glass epoxy resin or the like is used as the material of the
また、例えば、基体101が射出成型されたエポキシ樹脂からなる場合には、導電部材102A、102Bの材料は、比較的大きい機械的強度を有する部材が好ましい。また、この場合、導電部材102A、102Bの材料は、打ち抜き加工、エッチング加工、屈曲加工等の加工がし易く、かつ、比較的大きい機械的強度を有する部材が好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属または鉄−ニッケル合金、りん青銅、鉄入り銅、モリブデン等が挙げられる。
For example, when the
<3−3.銀含有金属>
銀含有金属103は、基体101から露出している導電部材102A、102Bの表面に設けられる。銀含有金属103の形成方法は、めっき法、スパッタ法、蒸着法等を用いることができる。銀含有金属103の材料としては、銀のみでもよいし、銀と、銅、金、アルミニウム、ロジウム等の光反射率の高い金属との合金、もしくは、銀と光反射率の高い金属との多層膜等でもよい。好ましくは、銀単体で構成する。また、銀含有金属103の膜厚は、発光素子104からの光を効率よく反射可能な膜厚とするのが好ましく、具体的には、1nm〜50μm程度が好ましい。なお、銀含有金属103を多層膜とする場合には、多層膜全体の厚さをこの範囲内とすることが好ましい。
<3-3. Silver-containing metal>
The silver-containing
<3−4.絶縁部材>
絶縁部材110は、主として銀含有金属103上に設けられるものである。絶縁部材110を作製する前の状態において基体101から露出されている銀含有金属103のほぼ全域を被覆するように絶縁部材110を設けることが好ましい。絶縁部材110の材料としては、透光性のものが好ましく、また、主として無機化合物を用いることが好ましい。具体的には、SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、ZnO2、Nb2O5、MgO、SrO、In2O3、TaO2、HfO、SeO、Y2O3等の酸化物や、SiN、AlN、AlON等の窒化物、MgF2等のフッ化物が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、または、混合して用いてもよい。もしくは、積層させるようにしてもよい。
<3-4. Insulating material>
The insulating
絶縁部材110の膜厚については、封止部材108/絶縁部材110の界面や、絶縁部材110/銀含有金属103の界面において多重反射で光の損失が起きないように薄くすることが好ましい一方で、硫黄等のガスが通過しない程度の厚みも必要である。絶縁部材110として用いる材料の種類によって膜厚の好ましい範囲は多少異なるが、絶縁部材110の膜厚は、約1nm〜10μm程度であることが好ましい。絶縁部材110を多層とする場合には、層全体の膜厚がこの範囲内となるようにすることが好ましい。また、硫黄等のガスが通過しにくいよう、絶縁部材110を緻密な膜として形成することが好ましい。
As for the film thickness of the insulating
<3−5.金属層>
金属層112は、銀以外の高反射率金属を含む反射膜である。金属層112は、基体101の凹部109内の銀含有金属103を含む導体上に設けられる。金属層112を作製する前の状態において、凹部109内で露出されている銀含有金属103のほぼ全域を被覆するように金属層112を設けることが好ましい。金属層112の材料としては、光の反射率が大きいものが好ましい。具体的には、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、クロム、ニッケル、チタン、亜鉛が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、または、混合して用いてもよい。もしくは、積層させるようにしてもよい。また、金属層112の膜厚は1nm〜10μm程度であることが好ましい。また、ワイヤ106の下面に形成される金属層112は、その反射率が、430nm〜490nmの波長域の光(青色光)に対して50%以上であることが好ましい。なお、金属層112の材料は、上記の金属に限定されるものではなく、例えば、Cu、Al等でもよい。
<3-5. Metal layer>
The
<3−6.ダイボンド部材(樹脂組成物および金属接合部材)>
ダイボンド工程に用いる樹脂組成物(ダイボンド部材)は、基体101の凹部109内の導電部材102A、102B上に銀含有金属103を介して発光素子104や保護素子105等を接合させるための接合部材である。
発光装置の製造方法の章にて説明したように、樹脂組成物の上に発光素子104を載置した後に、少なくとも樹脂組成物の一部が揮発する温度で加熱する。
<3-6. Die Bond Member (Resin Composition and Metal Bonding Member)>
The resin composition (die-bond member) used in the die-bonding process is a bonding member for bonding the light-emitting
As described in the chapter of the method for manufacturing a light-emitting device, after the light-emitting
例えば、樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合、樹脂組成物の上に発光素子104を載置した後に、熱硬化性樹脂が硬化する温度以上に加熱することが望ましい。こうように加熱することで、樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂により、発光素子104を接着固定することができる。
For example, when the resin composition contains a thermosetting resin, it is desirable that the
樹脂組成物に、銀、金、パラジウム等の金属の粉末やその他の導電性のある部材を含有させてもよい。このようにすることで、発光素子104を接着固定しつつ、発光素子104と銀含有金属103とを導通させることもできる。さらにまた、樹脂組成物に、粘度調整のための溶剤や各種添加剤を含有してもよい。なお、金属の粉末を含有する場合、その樹脂組成物は金属接合部材として用いることができる。また、導電性のある部材を含有する場合は、その樹脂組成物を、発光素子104へ導通させる導線用接合部材として用いることができる。
You may make the resin composition contain metal powders, such as silver, gold | metal | money, palladium, and the other electroconductive member. In this way, the
また、ダイボンド部材が、樹脂組成物と、金属接合部材との両方を別部材で含む形態としては、次の2つが挙げられる。例えば、樹脂組成物がロジンを含有し、かつ、樹脂組成物と接合される発光素子104の裏面または銀含有金属103の表面に低融点を有する金属からなる金属接合部材を設ける場合には、樹脂組成物の上に発光素子104を載置した後に、この低融点を有する金属が溶融する温度以上に加熱することが望ましい。同様に、樹脂組成物がロジンと低融点を有する金属とを含有し、かつ、樹脂組成物と接合される発光素子104の裏面に銀反射膜等の金属膜(金属接合部材)を設ける場合には、樹脂組成物の上に発光素子104を載置した後に、この低融点を有する金属が溶融する温度以上に加熱することが望ましい。このようにすることで、発光素子104と銀含有金属103とを、低融点を有する金属を用いた金属接合により強固に固定および導通させることができる。この場合にも、さらにまた、樹脂組成物に、粘度調整のための溶剤や各種添加剤、活性剤等を含有してもよい。
Moreover, the following two are mentioned as a form in which a die-bonding member contains both a resin composition and a metal joining member by another member. For example, when the resin composition contains rosin and a metal bonding member made of a metal having a low melting point is provided on the back surface of the light-emitting
また、加熱することによって樹脂組成物の一部が揮発して消失した場合、加熱後に残留した樹脂組成物を洗浄等によって除去してもよい。特に、樹脂組成物がロジンを含有する場合、洗浄することが好ましい。洗浄液としては、グリコールエーテル系有機溶剤等が好ましい。 Moreover, when a part of resin composition volatilizes and lose | disappears by heating, you may remove the resin composition which remained after heating by washing | cleaning etc. In particular, when the resin composition contains rosin, it is preferably washed. As the cleaning liquid, a glycol ether organic solvent or the like is preferable.
ダイボンド部材としては、例えば発光素子104の材料等に応じて、導電性でも絶縁性でも用いることができる。例えば、前記具体例(B2)のように、発光素子104の基板104a(図4参照)に絶縁性のサファイア基板を用い、この基板上に窒化物半導体層を積層させて積層半導体構造104b(図4参照)を構成して発光素子104を作製した場合、絶縁性のダイボンド部材でも導電性のダイボンド部材でもいずれも用いることができる。また、例えば、前記具体例(B1)のように、発光素子104の基板104a(図4参照)に導電性のSiC基板等を用いる場合には、導電性のダイボンド部材を用いることで、銀含有金属103と発光素子104とを導通させることができる。
As the die bond member, for example, depending on the material of the
絶縁性のダイボンド部材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。これらの樹脂を用いる場合は、発光素子104からの光や熱による劣化を考慮して、発光素子104裏面に、Ag膜等の反射率の高い金属層を設けることができる。この場合、蒸着法、スパッタリング法、薄膜を接合させる方法等を用いることができる。
An epoxy resin, a silicone resin, or the like can be used as the insulating die bond member. In the case of using these resins, a metal layer having a high reflectance such as an Ag film can be provided on the back surface of the
導電性ダイボンド部材としては、銀、金、パラジウム等の導電性ペーストや、Au−Sn共晶等の半田、低融点を有する金属等のろう材を用いることができる。
さらに、これら絶縁性、導電性のダイボンド部材のうち、特に透光性のダイボンド部材を用いる場合は、その中に発光素子104からの光を吸収して異なる波長の光を発光する蛍光部材を含有させることもできる。
As the conductive die bond member, a conductive paste such as silver, gold, or palladium, solder such as Au—Sn eutectic, or a brazing material such as a metal having a low melting point can be used.
Further, among these insulating and conductive die-bonding members, in particular, when a translucent die-bonding member is used, it contains a fluorescent member that absorbs light from the light-emitting
<3−7.封止部材>
封止部材108は、基体101の凹部109に載置された発光素子104やワイヤ106等を、塵芥、水分や外力等から保護する部材であり、発光素子104からの光を透過可能な透光性を有するものが好ましい。封止部材108の材料としては、具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等を挙げることができる。このような材料に加え、例えば、着色剤、光拡散剤、フィラー、波長変換部材(蛍光部材)等を含有させることもできる。
<3-7. Sealing member>
The sealing
封止部材108の充填量は、発光素子104や保護素子105等の電子部品やワイヤ106等が被覆される量であればよい。封止部材108の充填量を必要最小限にする場合には、封止部材108の表面を図示するようにほぼ平坦な形状とする。なお、封止部材108にレンズ機能をもたせる場合には、封止部材108の表面を盛り上がらせて砲弾型形状や凸レンズ形状としてもよい。
The filling amount of the sealing
<3−8.ワイヤ>
ワイヤ106は、発光素子104の電極端子104c(図4参照)と、基体101の凹部109に配される導電部材102A,102Bとを銀含有金属103を介して接続するものである。ワイヤ106の材料は、金、銅、白金、アルミニウム等の金属およびそれらの合金が挙げられる。特に、熱抵抗等に優れた金を用いることが好ましい。
<3-8. Wire>
The
<3−9.波長変換部材>
封止部材108中に、波長変換部材として発光素子104からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光部材を含有させることもできる。蛍光部材としては、発光素子104からの光を、より長波長に変換させるものの方がよい。蛍光部材は、1種の蛍光物質等を単層で形成してもよいし、2種以上の蛍光物質等が混合された単層を形成してもよいし、1種の蛍光物質等を含有する単層を2層以上積層させてもよいし、2種以上の蛍光物質等がそれぞれ混合された単層を2層以上積層させてもよい。
<3-9. Wavelength conversion member>
The sealing
蛍光部材としては、例えば、窒化物系半導体を発光層とする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。
蛍光物質は、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、酸窒化物系蛍光体を用いることができる。より具体的には、大別して下記(D1)〜(D3)にそれぞれ記載された中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。
(D1)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賦活される、アルカリ土類ハロゲンアパタイト、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン、アルカリ土類金属アルミン酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩等の蛍光体
(D2)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、希土類ケイ酸塩、アルカリ土類金属希土類ケイ酸塩等の蛍光体
(D3)Eu等のランタノイド系元素で主に賦活される、有機または有機錯体等の蛍光体
As the fluorescent member, for example, any member that absorbs light from a light emitting element having a nitride semiconductor as a light emitting layer and converts the light into light having a different wavelength may be used.
As the fluorescent material, for example, a nitride-based phosphor or an oxynitride-based phosphor that is mainly activated by a lanthanoid element such as Eu or Ce can be used. More specifically, it is preferably at least any one or more selected from the groups described in the following (D1) to (D3).
(D1) Alkaline earth halogen apatite, alkaline earth metal borate, alkaline earth metal aluminate, alkaline earth metal, mainly activated by lanthanoids such as Eu and transition metal elements such as Mn Fluorescent substance such as sulfide, alkaline earth metal thiogallate, alkaline earth metal silicon nitride, germanate, etc. (D2) Rare earth aluminate, rare earth silicate, alkali mainly activated by lanthanoid elements such as Ce Phosphors such as earth metal rare earth silicates (D3) Phosphors such as organic or organic complexes mainly activated by lanthanoid elements such as Eu
中でも、前記(D2)の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であるYAG(Yttrium Aluminum Garnet)系蛍光体が好ましい。YAG系蛍光体は、次の(D21)〜(D24)などの組成式で表される。
(D21)Y3Al5O12:Ce
(D22)(Y0.8Gd0.2)3Al5O12:Ce
(D23)Y3(Al0.8Ga0.2)5O12:Ce
(D24)(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce
Among these, a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) phosphor, which is a rare earth aluminate phosphor mainly activated by a lanthanoid element such as Ce in (D2), is preferable. The YAG phosphor is represented by the following composition formula (D21) to (D24).
(D21) Y 3 Al 5 O 12 : Ce
(D22) (Y 0.8 Gd 0.2 ) 3 Al 5 O 12: Ce
(D23) Y 3 (Al 0.8 Ga 0.2) 5 O 12: Ce
(D24) (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce
また、例えば、Yの一部または全部をTb、Lu等で置換してもよい。具体的には、Tb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce等でもよい。さらに、前記した蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、作用、効果を有する蛍光体も使用することができる。 For example, part or all of Y may be substituted with Tb, Lu, or the like. Specifically, Tb 3 Al 5 O 12: Ce, Lu 3 Al 5 O 12: may be Ce or the like. Furthermore, phosphors other than the above-described phosphors having the same performance, function, and effect can be used.
<3−10.発光素子>
本実施形態においては、発光素子104として発光ダイオードを用いることが好ましい。発光素子104は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色(波長430nm〜490nmの光)や緑色(波長490nm〜570nmの光)の発光素子を用いる場合には、ZnSeや窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)、GaPを用いたものを用いることができる。また、赤色(波長620nm〜750nmの光)の発光素子としては、GaAlAs、AlInGaP等を用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数等は目的に応じて適宜選択することができる。
<3-10. Light emitting element>
In the present embodiment, it is preferable to use a light emitting diode as the
発光素子104の基板104a(図4参照)に絶縁性基板を用いる場合は、その絶縁性基板に金属膜を設け、その金属膜側を、銀含有金属103が形成された導電部材102A、102B上に接合させることが好ましい。
When an insulating substrate is used as the
発光素子104は、積層半導体構造104b(図4参照)の各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。例えば、樹脂組成物111や封止部材108中に蛍光物質を含有させた発光装置を製造する場合には、発光層に用いる半導体として、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、その蛍光物質を効率良く励起させる好適なものとして挙げられる。
The
<3−11.金属膜>
発光素子104の下面(裏面)に成膜することができる金属膜は、例えば、図4に示す反射層121、バリア層122、接着層123等として機能させることができる。
反射層121は、発光素子104によって発光した光を効率的に基板104aや積層半導体構造104bの内部に反射させる層である。このようにすることで、発光素子104の別の露出端面から光を外部に取り出すことができる。具体的な材料としては、Ag、Al、Rh、Pt,Pd等を用いることが好ましい。例えば銀または銀合金を用いると、反射率が高く、光取り出しの良好な素子を得ることができる。
<3-11. Metal film>
A metal film that can be formed on the lower surface (back surface) of the light-emitting
The
バリア層122は、ダイボンド部材を形成するために用いられる成分の拡散を防止するための層である。具体的な材料としては、W,Moなどの高融点を有する材料や、Pt、Ni,Rh、Au等が好ましい。
The
接着層123は、発光素子104を基体101に接着する層である。具体的な材料としては、In、Pb−Pd系、Au−Ga系、AuとGe,Si,In,Zn,Snとの系、AlとZn,Ge,Mg,Si,Inとの系、CuとGe,Inとの系、Ag−Ge系、Cu−In系の合金を挙げることができる。好ましくは、共晶合金膜が挙げられ、例えば、AuとSnとを主成分とする合金、AuとSiとを主成分とする合金、AuとGeとを主成分とする合金等が挙げられる。中でもAuSnが特に好ましい。
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲でさまざまに実施することができる。例えば、発光装置100において、発光素子104の下面側に配された反射層121、バリア層122、接着層123の面積は、発光素子104の下面の面積よりも小さいこととしたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図9に示す発光装置100Aのように、発光素子104の下面側に配された反射層121、バリア層122、接着層123の面積と、発光素子104の面積とを等しくするように変形することができる。なお、図9では、面積を等しく形成した各層の断面を示したので、断面視で、反射層121、バリア層122、接着層123の幅と、発光素子104の幅とがほぼ等しくなっている。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can implement variously in the range which does not change the meaning. For example, in the
この変形例の発光装置100Aでは、例えば真空プロセスにより成膜した絶縁部材110が反射層121、バリア層122、接着層123の側面を被覆することが可能である。そのため、金属層112の被覆領域を低減し、金属層112の使用量を低減できる。この場合には、金属層112は、主としてワイヤ106の下面(裏面)と銀含有金属103上に設けた絶縁部材110のピンホール等を被覆する。なお、発光素子104の下面側には、反射層121等の金属膜は必ずしも設ける必要はない。
In the
また、前記実施形態に係る発光装置100は、表面実装型(フェイスアップ)の発光素子104を備えるものとしたが、例えば、図10および図11に示す発光装置100Bのように、フリップチップ型(フェイスダウン)の発光素子104を備えるようにしてもよい。この変形例の発光装置100Bは、2つの発光素子104を備えている。各発光素子104は、金属共晶であるAuSnの接着層123を介して、凹部109内の導電部材102A,102B上の銀含有金属103に固定および導通している。
In addition, the
また、図11に示すように、例えば、真空プロセスで成膜する絶縁部材110が、スパッタの直進性のために、発光素子104の陰で回り込めない部分には、銀以外の金属層112が形成されている。具体的には、発光素子104の陰になって絶縁部材110が成膜されていない導体部として、発光素子104の下面側に配された接着層123の側面等を金属層112が被覆している。このようなフェイスダウン型の場合、発光素子をワイヤレスにすることができ、ワイヤによる光吸収を防止し、発光面側から光を効率良く取り出すことができる。
In addition, as shown in FIG. 11, for example, a
また、前記実施形態に係る発光装置100は、可視光領域の光を出力する発光素子104を備えるものとしたが、紫外線や赤外線を出力する発光素子を備える構成とすることもできる。また、前記実施形態に係る発光装置100は、発光素子104および保護素子105を備えるものとしたが、他に受光素子等の電子部品を搭載することもできる。
Moreover, although the
また、前記実施形態に係る発光装置100は、基体101に凹部109が設けられているものとしたが、凹部を設けることなく発光素子104を載置するようにしてもよい。
Further, although the
また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に、実施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記載されたものではなく、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、膜厚、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。 Moreover, this specification does not specify the member shown by the claim as the member of embodiment by any means. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are described with the intention of limiting the scope of the present invention only to that unless otherwise specified. It's just an illustrative example. Note that the size, film thickness, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation.
本発明に係る発光装置は、銀含有金属の劣化を抑制することができるため、発光素子からの光を効率良く反射させることができ、光取り出し効率に優れた発光装置であり、各種表示装置、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源、さらには、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置、プロジェクタ装置等にも利用することができる。 Since the light emitting device according to the present invention can suppress deterioration of the silver-containing metal, it can efficiently reflect the light from the light emitting element, and is a light emitting device excellent in light extraction efficiency. It can also be used in backlights for lighting fixtures, displays, liquid crystal displays, as well as image reading devices and projector devices in facsimiles, copiers, scanners, and the like.
100,100A,100B 発光装置
101 基体
101A 基体露出部
101B 凹部の側壁
101C 基体の上面
102A、102B 導電部材
103 銀含有金属
104 発光素子
104a 基板
104b 積層半導体構造
104c 電極端子
105 保護素子
106 ワイヤ
107 カソードマーク
108 封止部材
109 凹部
110 絶縁部材
111 樹脂組成物
112 金属層
121 反射層
122 バリア層
123 接着層
131 ピンホール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100A, 100B Light-emitting
Claims (9)
前記基体に設けられた導電部材と、
前記導電部材の少なくとも一部に設けられた銀含有金属と、
前記基体上に載置された発光素子と、
前記発光素子および前記銀含有金属の表面において、少なくとも前記銀含有金属の一部を被覆するように設けられた絶縁部材と、前記絶縁部材で被覆されていない導体部を被覆するように設けられる銀以外の金属を含む金属層と、
を備えることを特徴とする発光装置。 A substrate;
A conductive member provided on the substrate;
A silver-containing metal provided on at least a part of the conductive member;
A light emitting element mounted on the substrate;
On the surfaces of the light emitting element and the silver-containing metal, an insulating member provided so as to cover at least a part of the silver-containing metal and silver provided so as to cover a conductor portion not covered with the insulating member A metal layer containing a metal other than
A light emitting device comprising:
前記基体に設けられた導電部材と、
前記基体上に載置された発光素子と、
前記導電部材の電極となる部位と前記発光素子の電極端子とを電気的に接続するワイヤと、
前記発光素子および前記ワイヤを上から被覆するように設けられた絶縁部材と、
前記発光素子および前記ワイヤの表面において前記絶縁部材が形成されていない部位を被覆するように設けられる銀以外の金属を含む金属層と、
を備えることを特徴とする発光装置。 A substrate;
A conductive member provided on the substrate;
A light emitting element mounted on the substrate;
A wire for electrically connecting a portion to be an electrode of the conductive member and an electrode terminal of the light emitting element;
An insulating member provided to cover the light emitting element and the wire from above;
A metal layer containing a metal other than silver provided so as to cover a portion where the insulating member is not formed on the surface of the light emitting element and the wire;
A light emitting device comprising:
前記発光素子および前記銀含有金属の表面の一部に、前記発光素子および前記銀含有金属を被覆するように絶縁部材を形成する絶縁部材形成工程と、
前記絶縁部材で被覆されていない導体部を被覆するように銀以外の金属を含む金属層を電解めっきにより形成する金属層形成工程と、
を有することを特徴とする発光装置の製造方法。 A die bonding step of bonding a light emitting element to a substrate provided with a conductive member at least partially coated with a silver-containing metal;
An insulating member forming step of forming an insulating member on a part of the surface of the light emitting element and the silver-containing metal so as to cover the light emitting element and the silver-containing metal ;
A metal layer forming step of forming a metal layer containing a metal other than silver by electrolytic plating so as to cover the conductor portion not covered with the insulating member;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising:
前記絶縁部材形成工程において、前記発光素子、前記銀含有金属および前記ワイヤを上から被覆するように絶縁部材を形成し、
前記金属層形成工程において、前記発光素子、前記銀含有金属および前記ワイヤの表面において前記絶縁部材が形成されていない部位を被覆するように銀以外の金属を含む金属層を電解めっきにより形成す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。 After the die bonding step, it has a wire bonding step of electrically connecting a portion to be an electrode of the conductive member via the silver-containing metal and an electrode terminal of the light emitting element with a wire,
In the insulating member forming step, an insulating member is formed so as to cover the light emitting element, the silver-containing metal and the wire from above,
In the metal layer forming step, a metal layer containing a metal other than silver is formed by electrolytic plating so as to cover a portion where the insulating member is not formed on the surface of the light emitting element, the silver-containing metal, and the wire. A method for manufacturing a light emitting device according to claim 8.
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