JP2013197236A - Light-emitting device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置および発光装置の製造方法に係り、特に、蛍光体を含有するガラス封止体を有する発光装置と、その発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the light emitting device, and more particularly to a light emitting device having a glass sealing body containing a phosphor and a method for manufacturing the light emitting device.
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いた発光装置では、基板に搭載された発光素子や配線導体層を保護するために、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂からなる封止層が設けられている。封止層に蛍光体を分散させて発光素子からの光の波長を変換し、波長変換された光と発光素子からの発光との組合せで疑似的な白色発光を得る発光装置も実用化されている。 In recent years, in a light emitting device using a light emitting diode (LED) element, a sealing layer made of silicone resin or epoxy resin is provided in order to protect the light emitting element and the wiring conductor layer mounted on the substrate. A light emitting device has been put into practical use in which a phosphor is dispersed in a sealing layer to convert the wavelength of light from a light emitting element, and a pseudo white light emission is obtained by combining the wavelength converted light and light emitted from the light emitting element. Yes.
しかし、このような発光装置では、封止層を構成する樹脂の耐湿性が十分でないばかりでなく、発光素子の高出力化に伴い、発光素子から発せられる光や熱によって、樹脂の劣化が経時的に進行して着色や変形が生じやすかった。そのため、基板部分に比べて封止部分の信頼性が十分でなかった。 However, in such a light-emitting device, not only the moisture resistance of the resin constituting the sealing layer is not sufficient, but with the increase in output of the light-emitting element, the deterioration of the resin over time is caused by light and heat emitted from the light-emitting element. The process progressed and coloration and deformation were likely to occur. Therefore, the reliability of the sealing portion is not sufficient as compared with the substrate portion.
このような問題を解決するため、ガラスからなる封止部材を設けた発光装置も開発されているが、軟化温度の高いガラス材料を使用したのでは、封止部材を軟化させて基板と接着させる際の発光素子に与える熱的なダメージが大きかった。軟化・接着の際に発光素子に与えるダメージを低減するために、リン酸アルカリ系ガラスのような軟化温度の低いガラスで封止部材を構成することも考えられるが、リン酸アルカリ系ガラスの使用では、基板との熱膨張率の差によりガラスに割れ等が生じたり、化学的な耐久性が低いという問題があった。 In order to solve such a problem, a light emitting device provided with a sealing member made of glass has been developed. However, when a glass material having a high softening temperature is used, the sealing member is softened and bonded to the substrate. The thermal damage given to the light emitting element at the time was great. In order to reduce damage to the light emitting element during softening / adhesion, the sealing member may be composed of a glass having a low softening temperature such as alkali phosphate glass, but the use of alkali phosphate glass is also possible. However, there is a problem that the glass is cracked or the like due to a difference in thermal expansion coefficient from the substrate, and chemical durability is low.
一方、蛍光体が含有されたガラスからなる部材を、発光素子の外側に設けた構造の発光装置も提案されている。例えば、特許文献１には、蛍光体等の波長変換材料を含むＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３系ガラス等からなる波長変換部材を、有機・無機ハイブリッド材料からなる接着剤層を介して、発光素子と基板との少なくとも一方に接着した発光装置が開示されている。
On the other hand, a light emitting device having a structure in which a member made of glass containing a phosphor is provided outside a light emitting element has been proposed. For example, in
しかしながら、特許文献１に記載された発光装置では、有機・無機ハイブリッド材料による接着に高温加熱を要するため、発光素子および蛍光体を劣化させるおそれがあるばかりでなく、有機・無機ハイブリッド材料が発光素子と基板との両方に対して十分な接着性を有しているとはいえなかった。また、例示されているガラス材料の耐湿性が不十分であるため、例えば高温・高湿下での通電試験で発光量の低下が生じるなど、信頼性が不十分であった。
However, in the light emitting device described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、封止部の信頼性が高く、光の取り出し効率の低下が生じることなく高輝度の発光が得られ、特に高温・高湿条件での発光量の低下が少ない発光装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a high reliability of the sealing portion, and can emit light with high luminance without causing a decrease in light extraction efficiency. An object of the present invention is to provide a light emitting device in which a decrease in light emission amount under conditions is small.
本発明の発光装置は、無機絶縁材料からなり、一部が発光素子の搭載される搭載部となる搭載面を有する基板と、前記基板の前記搭載面上に形成された素子接続端子と、前記基板の前記搭載部に搭載され、前記素子接続端子と電気的に接続された発光素子と、蛍光体が分散された６３０℃以下の軟化温度（Ｔｓ）を有するホウケイ酸ガラスから構成され、前記発光素子の外側を覆うように前記基板の前記搭載面上に設けられたガラス封止体と、前記ガラス封止体と前記発光素子との間に配設された、透明樹脂からなる接着層を備えることを特徴とする。 The light emitting device of the present invention is made of an inorganic insulating material, a substrate having a mounting surface that is a mounting portion on which a light emitting element is mounted, an element connection terminal formed on the mounting surface of the substrate, A light-emitting element mounted on the mounting portion of the substrate and electrically connected to the element connection terminal; and a borosilicate glass having a softening temperature (Ts) of 630 ° C. or less in which a phosphor is dispersed, A glass sealing body provided on the mounting surface of the substrate so as to cover the outside of the element, and an adhesive layer made of a transparent resin, disposed between the glass sealing body and the light emitting element. It is characterized by that.
本発明の発光装置において、前記ホウケイ酸ガラスは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を４０％より大きく５０％以下、Ｂ２Ｏ３を３８％以上４８％以下、ＺｒＯ２を０％以上５％以下、ＺｎＯを０％以上１０％以下、Ｋ２ＯとＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で２％以上６％以下含有する組成を有するガラス粉末の焼結体であることが好ましい。また、前記透明樹脂はシリコーン樹脂が好ましい。
In the light emitting device of the present invention, the borosilicate glass is expressed in mol% on the basis of oxide, SiO 2 is larger than 40% and 50% or less, B 2 O 3 is 38% or more and 48% or less, and ZrO 2 is 0%. It is a sintered body of glass powder having a composition containing 5% or less,
本発明の発光装置の製造方法は、無機絶縁材料からなり、一部が発光素子の搭載される搭載部となる搭載面を有する基板と、前記基板の前記搭載面上に形成された素子接続端子を有する発光素子用基板を作製する工程と、前記発光素子用基板において、前記基板の前記搭載部に発光素子を搭載し、該発光素子を前記素子接続端子と電気的に接続する工程と、６３０℃以下の軟化温度（Ｔｓ）を有するホウケイ酸ガラスの粉末を主体とし、蛍光体を含む組成物を所定形状に成形し焼成して、前記蛍光体が分散して含有された前記ホウケイ酸ガラスからなるガラス成形体を形成する工程と、前記ガラス成形体の主面に所定形状の凹部を形成して、ガラス封止体を形成する工程と、前記基板に搭載された前記発光素子が前記凹部内に収容されるように、前記ガラス封止体を前記発光素子の外側に配置するとともに、該ガラス封止体と前記発光素子との間に透明樹脂からなる接着層を形成し、前記ガラス封止体と前記発光素子とを前記接着層を介して接着する工程を備えることを特徴とする。 The method for manufacturing a light emitting device of the present invention includes a substrate having a mounting surface that is a mounting portion on which a light emitting element is mounted, and an element connection terminal formed on the mounting surface of the substrate. A step of fabricating a light emitting element substrate having the following: a step of mounting a light emitting element on the mounting portion of the substrate in the light emitting element substrate, and electrically connecting the light emitting element to the element connection terminal; From the borosilicate glass mainly composed of borosilicate glass powder having a softening temperature (Ts) of less than or equal to 0 ° C., molded into a predetermined shape and baked, and containing the phosphor dispersed therein A step of forming a glass molded body, a step of forming a recessed portion having a predetermined shape on a main surface of the glass molded body to form a glass sealing body, and the light-emitting element mounted on the substrate in the concave portion To be housed in The glass sealing body is disposed outside the light emitting element, and an adhesive layer made of a transparent resin is formed between the glass sealing body and the light emitting element, and the glass sealing body and the light emitting element It is characterized by comprising a step of adhering through the adhesive layer.
本発明の発光装置の製造方法において、前記ホウケイ酸ガラスの粉末は、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を４０％より大きく５０％以下、Ｂ２Ｏ３を３８％以上４８％以下、ＺｒＯ２を０％以上５％以下、ＺｎＯを０％以上１０％以下、Ｋ２ＯとＮａ２Ｏから選ばれる少なくとも一方を合計で２％以上６％以下含有する組成を有することが好ましい。また、前記透明樹脂はシリコーン樹脂が好ましい。 In the method for manufacturing a light-emitting device of the present invention, the borosilicate glass powder is expressed in mol% on an oxide basis, SiO 2 is greater than 40% and 50% or less, B 2 O 3 is 38% or more and 48% or less, It is preferable to have a composition containing ZrO 2 in a range of 0% to 5%, ZnO in a range of 0% to 10%, and a total of at least one selected from K 2 O and Na 2 O of 2% to 6%. The transparent resin is preferably a silicone resin.
本発明の発光装置によれば、光の取り出し効率が高く、高輝度の発光が得られる。また、封止部の耐湿性が高く、高温・高湿下で発光量の低下がほとんどなく、経時的な信頼性が高い。
本発明の発光装置の製造方法によれば、封止部の耐湿性が高く、高輝度の発光が得られる発光装置を、連結基板として形成された発光素子用基板を用いて効率的に製造できる。すなわち、連結基板の分割が容易であるため、作業効率の高い多数個取りの連結基板を使用する製造が可能である。
According to the light emitting device of the present invention, light extraction efficiency is high, and high luminance light emission can be obtained. Further, the sealing portion has high moisture resistance, and there is almost no decrease in the amount of light emission at high temperatures and high humidity, and the reliability over time is high.
According to the method for manufacturing a light-emitting device of the present invention, a light-emitting device that has high moisture resistance at the sealing portion and can obtain high-luminance light emission can be efficiently manufactured using a light-emitting element substrate formed as a connection substrate. . That is, since it is easy to divide the connection board, it is possible to manufacture using a multi-piece connection board with high work efficiency.
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。
本発明の実施形態の発光装置は、無機絶縁材料からなり、一部が発光素子の搭載される搭載部となる搭載面を有する基板と、この基板の搭載面上に形成された素子接続端子と、前記基板の搭載部に搭載され、前記素子接続端子と電気的に接続された発光素子と、この発光素子の外側を覆うように前記基板の搭載面上に設けられた、蛍光体が分散された６３０℃以下の軟化温度（Ｔｓ）を有するホウケイ酸ガラスからなるガラス封止体と、このガラス封止体と前記発光素子との間に配設された透明樹脂からなる接着層とを備える。
Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described, the present invention is not limited to this.
A light-emitting device according to an embodiment of the present invention includes a substrate having a mounting surface made of an inorganic insulating material, a part of which is a mounting portion on which a light-emitting element is mounted, and an element connection terminal formed on the mounting surface of the substrate. A light emitting device mounted on the mounting portion of the substrate and electrically connected to the device connection terminal, and a phosphor provided on the mounting surface of the substrate so as to cover the outside of the light emitting device is dispersed. A glass sealing body made of borosilicate glass having a softening temperature (Ts) of 630 ° C. or lower, and an adhesive layer made of a transparent resin disposed between the glass sealing body and the light emitting element.
本発明の発光装置によれば、蛍光体が分散・含有された６３０℃以下のＴｓを有するホウケイ酸ガラスからなるガラス封止体が、発光素子の外側を覆うように設けられ、透明樹脂からなる接着層を介して接着されているので、封止部の耐湿性および化学的な耐久性が高く、白色等の所望の色で高輝度の発光が得られる。また、高温・高湿下で発光量の低下がほとんど生じない。 According to the light emitting device of the present invention, the glass sealing body made of borosilicate glass having a Ts of 630 ° C. or less in which the phosphor is dispersed and contained is provided so as to cover the outside of the light emitting element, and is made of a transparent resin. Since it adhere | attaches through the contact bonding layer, the moisture resistance and chemical durability of a sealing part are high, and high-intensity light emission is obtained by desired colors, such as white. Further, the amount of light emission hardly decreases at high temperatures and high humidity.
さらに、本発明の発光装置によれば、多数個取りの連結基板を使用する作業効率の高い製造が可能である。
すなわち、ガラスからなる封止部材を接着層を介することなく基板に直接接合した構造の発光装置を、多数個取りの方法で製造する場合には、例えば、連結基板上に多数個の発光素子が配置された搭載部の上に、ガラス材料を板状に成形し、成形体を軟化状態で接着する方法が採られる。このとき、連結基板が分割溝を有する場合には、熱膨張率の差に起因する応力や成形の際に加わる圧力により、分割溝に閉塞や割れが生じるため、連結基板には分割溝を形成しておくことができない。したがって、連結基板を分割して個別の発光装置を得るには、ガラスからなる成形体を基板に軟化状態で接着した後、ダイシングなどの方法で、ガラス成形体と連結基板とを順に切断する必要があるが、連結基板のダイシングには時間がかかり、作業性が悪い。
Furthermore, according to the light emitting device of the present invention, it is possible to manufacture with high work efficiency using a multi-piece connecting substrate.
That is, when a light emitting device having a structure in which a sealing member made of glass is directly bonded to a substrate without an adhesive layer is manufactured by a multi-cavity method, for example, a large number of light emitting elements are provided on a connecting substrate. A method is adopted in which a glass material is formed into a plate shape on the placed mounting portion, and the formed body is bonded in a softened state. At this time, if the connecting substrate has a dividing groove, the dividing groove is clogged or cracked due to the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient or the pressure applied during molding. I can't keep it. Therefore, in order to obtain individual light emitting devices by dividing the connection substrate, it is necessary to cut the glass molded body and the connection substrate in order by a method such as dicing after the glass body is bonded to the substrate in a softened state. However, dicing of the connecting substrate takes time and the workability is poor.
それに対して、本発明の発光装置を多数個取りで製造する場合には、分割溝が形成された連結基板の上に多数個の発光素子を搭載し、あるいは連結基板の上に多数個の発光素子を搭載した後、分割溝を形成し、その上に、蛍光体が分散・含有されたガラスにより予め個片化して形成されたガラス封止体を配置し、接着剤層を介して接着した後、連結基板を分割溝から分割する、作業性の良好な方法を採ることができる。 On the other hand, when a large number of light emitting devices of the present invention are manufactured, a large number of light emitting elements are mounted on a connecting substrate on which divided grooves are formed, or a large number of light emitting devices are mounted on the connecting substrate. After mounting the element, a dividing groove is formed, and a glass sealing body formed by dividing the phosphor in advance with glass containing phosphor is arranged thereon and bonded through an adhesive layer. Thereafter, a method with good workability in which the connecting substrate is divided from the dividing groove can be adopted.
また、予め個片化されたガラス封止体を用いない場合でも、蛍光体が分散・含有されたガラスにより形成された板状の成形体を、多数個の発光素子が搭載された連結基板の上に配置し、接着剤層を介して接着した後、ガラス成形体にのみダイシングなどの機械加工を施して切断し、連結基板は分割溝から分割できる。このように本発明の発光装置は、多数個取りの方法で作業性よく製造できる。 In addition, even when not using a pre-divided glass sealing body, a plate-like molded body formed of glass in which a phosphor is dispersed and contained is used as a connecting substrate on which a large number of light emitting elements are mounted. After arranging and bonding through the adhesive layer, only the glass molded body is cut by machining such as dicing, and the connecting substrate can be divided from the dividing grooves. As described above, the light emitting device of the present invention can be manufactured with good workability by a multi-cavity method.
以下、本発明の発光装置の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、実施形態の発光装置を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の発光装置をＸ−Ｘ線を通り、基板の搭載面に垂直な面で切断した断面図である。 Hereinafter, embodiments of a light emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a perspective view showing the light emitting device of the embodiment, and FIG. 1B is a surface that passes through the light emitting device of FIG. 1A along the line XX and is perpendicular to the mounting surface of the substrate. It is sectional drawing cut | disconnected by.
この発光装置１は、平面形状が矩形（例えば長方形）で略平板状の基板２を有している。基板２は無機絶縁材料からなり、発光素子を搭載する上側の面を搭載面２１として有する。なお、その反対側の面を非搭載面２２とする。基板２の形状、厚さ、大きさ等は特に制限されず、通常、発光素子を搭載して発光装置を形成するための基板として用いられるものと同様にできる。本明細書において、「略平板状の基板」とは、上側の主面と下側の主面、すなわち搭載面２１と非搭載面２２がともに目視レベルで平板形状と認識できるレベルの平坦面である基板をいう。また、以下同様に、略を付けた表記は、特に断らない限り、目視レベルで認識できるレベルのことをいう。
The
基板２を構成する無機絶縁材料としては、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物の焼結体（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ。以下、ＬＴＣＣと示す。）等が挙げられる。本発明においては、高反射性、製造の容易性、易加工性、経済性等の観点から、基板２を構成する無機絶縁材料はＬＴＣＣが好ましい。基板２を構成するガラスセラミックス組成物の焼結体の原料組成、焼結条件等については、後述する製造方法において説明する。
Examples of the inorganic insulating material constituting the
基板２の抗折強度は、発光素子の搭載時、およびその後の使用時における損傷等を抑制する観点から、２５０ＭＰａ以上が好ましい。そして、基板２は、搭載面２１の略中央部に、発光素子を搭載するための搭載部を有する。
The bending strength of the
基板２の搭載面２１上には、１対（アノードとカソード）の素子接続端子３が設けられている。これらの素子接続端子３は、搭載される発光素子が有する１対の電極と金スズ半田等を介して金属間接続が可能なように、一方の端部が搭載部と重なるように形成されている。また、基板２の非搭載面２２上には、外部回路と電気的に接続されるアノードとカソードとなる１対の外部接続端子４が設けられている。そして、前記アノード側とカソード側の素子接続端子４は、基板２内部に埋設された接続ビア５を介して、非搭載面２２に形成された前記１対の外部接続端子４にそれぞれ電気的に接続されている。
On the mounting
素子接続端子３、外部接続端子４および基板２内部に埋設された接続ビア５については、これらが素子接続端子３→接続ビア５→外部接続端子４→外部回路へと、アノードとカソードが短絡することなく電気的に接続される限りは、その配設される位置や形状は限定されない。
As for the
これら素子接続端子３、外部接続端子４および接続ビア５を構成する材料は、通常発光素子を搭載する基板に用いられる配線導体と同様の構成材料であれば、特に制限なく使用できる。素子接続端子３、外部接続端子４および接続ビア５の構成材料として、具体的には、銅、銀、金等を主成分とする導電性金属材料が挙げられる。このような金属材料のなかでも、銀、銀と白金、または銀とパラジウムからなる金属材料が好ましく用いられる。これらの金属材料については、後述する発光装置１の製造方法で具体的に説明する。素子接続端子３および外部接続端子４の厚さは、３〜２０μｍが好ましい。
The material constituting the
また、素子接続端子３や外部接続端子４においては、前記金属材料からなる層上に、この層を酸化や硫化から保護するための導電性保護層（図示を省略する。）が、その端縁を含む全体を覆うように形成された構成が好ましい。導電性保護層は、前記金属層を保護する機能を有する導電性材料で構成されていれば、構造や形成方法は特に制限されない。具体的には、ニッケルメッキ、クロムメッキ、銀メッキ、ニッケル／銀メッキ、金メッキ、ニッケル／金メッキ等からなる層が挙げられる。
Further, in the
本発明においては、素子接続端子３および外部接続端子４を被覆する導電性保護層として、例えば、素子接続端子３については、後述する発光素子の半田、金、金−スズ共晶等のバンプ電極と良好な金属間接続が得られる等の点から、少なくとも最外層に金メッキ層を有する金属メッキ層を用いることが好ましい。導電性保護層は、金メッキ層のみで形成されていてもよいが、ニッケルメッキの上に金メッキを施したニッケル／金メッキ層形成がより好ましい。この場合、導電性保護層の膜厚としては、ニッケルメッキ層が２〜２０μｍ、金メッキ層が０．１〜１μｍが好ましい。
In the present invention, as the conductive protective layer covering the
基板２の熱抵抗を低減するために、基板２の内部にサーマルビア（図示を省略する。）を埋設できる。サーマルビアは、例えば、発光素子の搭載部より小さい柱状のものであり、非搭載面２２から、基板２の厚さ方向の中間の位置まで配設するのが好ましい。このような配置とすることで、搭載面２１全体、特に搭載部の平坦度を向上でき、熱抵抗を低減し、かつ発光素子を搭載したときの傾きも抑制できる。
In order to reduce the thermal resistance of the
そして、本発明の実施形態の発光装置１においては、このように接続ビア５やサーマルビアが埋設された基板２の搭載面２１の搭載部に、ＬＥＤチップ等の発光素子６が搭載されている。発光素子６は、下面に１対の電極を有し、半田、金、金−スズ共晶等を介する金属間接続によって素子接続端子３に電気的に接続されている。
In the
また、基板２の搭載面２１上には、蛍光体が分散・含有されたガラス（以下、蛍光体入りガラスというときがある。）により構成された、略直方体の外形形状を有するガラス封止体７が、発光素子６の外側を覆うように配置されている。ガラス封止体７は、発光素子６が収まるサイズの凹部７ａを下面に有しており、この凹部７ａ内に発光素子６が収まるように被せられている。そして、ガラス封止体７の凹部７ａの内周面と発光素子６の外表面との間には、透明樹脂からなる接着層８が設けられており、ガラス封止体７はこの接着層８を介して発光素子６に接着されている。なお、ガラス封止体７の下面と基板２の搭載面２１との間にも前記接着層８を設け、ガラス封止体７を発光素子６だけでなく基板２に接着するのが好ましい。
Moreover, on the mounting
ガラス封止体７を構成する蛍光体入りガラスは、蛍光体が含有された６３０℃以下のＴｓを有するホウケイ酸ガラスである。このホウケイ酸ガラスは、Ｔｓが６３０℃以下の後述する組成を有するガラス粉末の焼結体である。
The glass containing a phosphor constituting the
ホウケイ酸ガラス粉末のＴｓが６３０℃を超えると、焼成の際に蛍光体に劣化が生じやすい。ガラス粉末のＴｓは、好ましくは６００℃以下である。 When Ts of the borosilicate glass powder exceeds 630 ° C., the phosphor is likely to deteriorate during firing. The Ts of the glass powder is preferably 600 ° C. or lower.
また、ホウケイ酸ガラス粉末は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下のものが好ましい。Ｔｇが６００℃を超えると、蛍光体に劣化が生じやすい。 The borosilicate glass powder preferably has a glass transition point (Tg) of 600 ° C. or lower. When Tg exceeds 600 ° C., the phosphor tends to deteriorate.
このようなガラス粉末としては、例えば酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を４０モル％より大きく５０モル％以下、Ｂ２Ｏ３を３８モル％以上４８モル％以下、ＺｒＯ２を０モル％以上５モル％以下、ＺｎＯを０モル％以上１０モル％以下、Ｋ２ＯとＮａ２Ｏから選ばれる少なくとも一方を合計で２モル％以上６モル％以下含有する組成のものが好ましい。 As such glass powder, for example, in terms of oxide-based mol%, SiO 2 is larger than 40 mol% and 50 mol% or less, B 2 O 3 is 38 mol% or more and 48 mol% or less, and ZrO 2 is 0 mol. % To 5 mol% or less, ZnO from 0 mol% to 10 mol%, and a composition containing at least one selected from K 2 O and Na 2 O in total of 2 mol% to 6 mol%.
ここで、ＳｉＯ２はガラスの骨格をなす成分となるものである。ＳｉＯ２の含有量が４０モル％未満の場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。
一方、ＳｉＯ２の含有量が５０モル％を超える場合、ガラスのＴｓやＴｇが過度に高くなるおそれがある。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは４０．５モル％以上、より好ましくは４２モル％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは４８モル％以下、より好ましくは４７モル％以下である。
Here, SiO 2 is made of a component forming the skeleton of glass. When the content of SiO 2 is less than 40 mol%, it is difficult to obtain a stable glass and the chemical durability may be lowered.
On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 50 mol%, Ts and Tg of the glass may be excessively increased. The content of SiO 2 is preferably 40.5 mol% or more, more preferably 42 mol% or more. Further, the content of SiO 2 is preferably 48 mol% or less, more preferably 47 mol% or less.
Ｂ２Ｏ３は、Ｔｓを低下させる効果を有するものである。Ｂ２Ｏ３の含有量が３８モル％未満の場合、ＴｓやＴｇを低下させる効果を十分に得られないおそれがある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が４８モル％を超える場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３９モル％以上、より好ましくは４１モル％以上である。また、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは４５モル％以下、より好ましくは４３モル％以下である。 B 2 O 3 has an effect of lowering Ts. If the content of B 2 O 3 is less than 38 mol%, there may not be sufficiently obtained an effect of lowering the Ts and Tg. On the other hand, when the content of B 2 O 3 exceeds 48 mol%, it is difficult to obtain a stable glass and the chemical durability may be lowered. The content of B 2 O 3 is preferably 39 mol% or more, more preferably 41 mol% or more. Further, the content of B 2 O 3 is preferably 45 mol% or less, more preferably 43 mol% or less.
ＺｒＯ２は、ガラスの安定性を高めるために、５モル％以下の範囲で含有させてもよい。ＺｒＯ２の含有量が５モル％を超えると、Ｔｓが高くなるおそれがある。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは４モル％以下である。 ZrO 2 may be contained in a range of 5 mol% or less in order to increase the stability of the glass. If the content of ZrO 2 exceeds 5 mol%, Ts may be increased. The content of ZrO 2 is preferably 4 mol% or less.
ＺｎＯはＴｓを低下させるために添加してもよい。ＺｎＯの含有量が１０モル％を超えると、ガラス封止体７の強度が低下するおそれがある。ＺｎＯの含有量は、好ましくは９モル％以下であり、４モル％未満であることがより好ましい。また、ＺｎＯの含有量は、好ましくは、１モル％以上である。
ZnO may be added to lower Ts. If the ZnO content exceeds 10 mol%, the strength of the
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは、ガラス化を促進すると共に、ＴｓおよびＴｇを低下させるために添加される。
Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの含有量の合計は、２モル％以上１０モル％以下であることが好ましい。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が２モル％未満であると、ＴｓやＴｇが高くなったり、ガラスが不安定となって分相しやすくなったりする。一方、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１０モル％を超えると、耐酸化性が低下したり、ガラス封止体７の強度が低下したりする。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計は、より好ましくは６モル％以上８モル％以下である。
Na 2 O and K 2 O are added to promote vitrification and lower Ts and Tg.
The total content of Na 2 O and K 2 O is preferably 2 mol% or more and 10 mol% or less. When the total content of Na 2 O and K 2 O is less than 2 mol%, Ts and Tg are increased, or the glass becomes unstable and phase separation is likely to occur. On the other hand, when the total content of Na 2 O and K 2 O exceeds 10 mol%, the oxidation resistance is lowered and the strength of the
なお、ガラス封止体７の形成に用いるガラス粉末は、必ずしも上記成分のみからなるものに限定されず、Ｔｓ、Ｔｇ等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有できる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は１０モル％以下であることが好ましい。
In addition, the glass powder used for formation of the
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの安定性、化学的耐久性、および強度を高めるために５モル％を超えない範囲で添加してもよい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が５モル％を超える場合、ＴｓやＴｇが過度に高くなるおそれがある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３モル％以下である。 Al 2 O 3 may be added in a range not exceeding 5 mol% in order to increase the stability, chemical durability, and strength of the glass. When the content of Al 2 O 3 exceeds 5 mol%, Ts and Tg may be excessively high. The content of Al 2 O 3 is preferably 3 mol% or less.
ＣａＯは、ガラスの安定性を高めるとともに、ＴｓやＴｇを低下させるために、５モル％を超えない範囲で添加してもよい。ＣａＯの含有量が５モル％を超える場合、ガラスが不安定となるおそれがある。ＣａＯの含有量は、好ましくは３モル％以下、より好ましくは１モル％以下である。 CaO may be added in a range not exceeding 5 mol% in order to increase the stability of the glass and reduce Ts and Tg. If the content of CaO exceeds 5 mol%, the glass may become unstable. The content of CaO is preferably 3 mol% or less, more preferably 1 mol% or less.
ＭｇＯは、ガラスを安定化するために、５モル％以下の範囲で含有してもよい。５モル％を超えると、Ｔｓが高くなるおそれがある。ＭｇＯの含有量は、好ましくは３モル％以下である。
ＢａＯも、ガラスを安定化するために添加できるが、その含有量は、１モル％以下であることが好ましい。
MgO may be contained in a range of 5 mol% or less in order to stabilize the glass. If it exceeds 5 mol%, Ts tends to be high. The content of MgO is preferably 3 mol% or less.
BaO can also be added to stabilize the glass, but its content is preferably 1 mol% or less.
ガラス封止体７の形成に用いるガラス粉末は、上記したようなガラス組成を有するガラスを溶融法によって製造し、乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕することにより得ることができる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水またはエチルアルコールを用いることが好ましい。粉砕は、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて行うことができる。
The glass powder used for forming the
ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５μｍ以上４μｍ以下であることが好ましい。ガラス粉末の５０％粒径が０．５μｍ未満の場合、ガラス粉末が凝集しやすく、取り扱いが困難になるばかりでなく、粉末化に要する時間が長くなりすぎるおそれもある。一方、ガラス粉末の５０％粒径が４μｍを超える場合、Ｔｓの上昇や焼結不足が発生するおそれがある。また、ガラス粉末の最大粒径は２０μｍ以下であることが好ましい。最大粒径が２０μｍを超えると、ガラス粉末の焼結性が低下し、焼結体中に未溶解成分が残留して、ガラス封止体７の透過性を低下させるおそれがある。ガラス粉末の最大粒径は、より好ましくは１０μｍ以下である。
The 50% particle size (D50) of the glass powder is preferably 0.5 μm or more and 4 μm or less. If the 50% particle size of the glass powder is less than 0.5 μm, the glass powder is likely to aggregate, making it difficult to handle, and the time required for pulverization may be too long. On the other hand, when the 50% particle size of the glass powder exceeds 4 μm, there is a risk that Ts will increase or sintering will be insufficient. The maximum particle size of the glass powder is preferably 20 μm or less. When the maximum particle size exceeds 20 μm, the sinterability of the glass powder is lowered, and undissolved components remain in the sintered body, which may reduce the permeability of the
ガラス粉末の粒径の調整は、例えば、粉砕後に必要に応じて分級することにより行うことができる。なお、本明細書において、５０％粒径（Ｄ５０）は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定したものをいう。 Adjustment of the particle size of glass powder can be performed by classifying as needed, for example, after pulverization. In the present specification, the 50% particle size (D50) refers to a value measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer.
このような組成のガラス粉末の焼結体であるホウケイ酸ガラスは、従来から封止体を構成するガラスとして使用されているリン酸アルカリ系ガラスやＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３系ガラスに比べて、耐湿性、強度、耐薬品性、透明性（光透過率）の点で優れており、かつ熱膨張が小さく熱衝撃に強い。 Borosilicate glass, which is a sintered body of glass powder having such a composition, is an alkali phosphate glass or SnO—P 2 O 5 —B 2 O 3 system conventionally used as a glass constituting a sealing body. Compared to glass, it excels in moisture resistance, strength, chemical resistance, and transparency (light transmittance), and has low thermal expansion and resistance to thermal shock.
このようなガラス粉末の焼結体中に分散状態で含有される蛍光体は、無機化合物からなる蛍光体であり、具体例としては、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＢａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋などの酸化物蛍光体、ＺｎＳ：（Ｃｕ＋，Ａｌ３＋）、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋などの硫化物蛍光体、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋等の酸硫化物蛍光体、Ｍ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋（ＭはＳｒ、Ｃａ、ＢａまたはＭｇ）等のハロゲン化物蛍光体、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：（Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋）、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋等のアルミン酸塩蛍光体等が挙げられる。 The phosphor contained in a dispersed state in such a sintered body of glass powder is a phosphor made of an inorganic compound. Specific examples include Y 3 Al 5 O 12 , Ba 2 SiO 4 : Eu 2+ , Oxide phosphors such as SrBaSiO 4 : Eu 2+, sulfide phosphors such as ZnS: (Cu + , Al 3+ ), SrS: Eu 2+ , CaS: Eu 2+ , SrGa 2 S 4 : Eu 2+ , Y 2 O 2 S: oxysulfide phosphor such as Eu 3+ , halide phosphor such as M 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+ (M is Sr, Ca, Ba or Mg), BaMgAl 10 O 17 : (Eu 2+ , Mn 2+ ), SrAl 2 O 4 : Eu 2+ and the like aluminate phosphors.
波長変換特性および分散均一性の観点から、蛍光体の５０％粒径（Ｄ５０）は３μｍ以下であることが好ましい。同様に、波長変換特性および分散均一性の観点から、ガラス封止体７中の蛍光体の含有割合は、５〜２０質量％であることが好ましい。
From the viewpoint of wavelength conversion characteristics and dispersion uniformity, the 50% particle size (D50) of the phosphor is preferably 3 μm or less. Similarly, it is preferable that the content rate of the fluorescent substance in the
蛍光体の種類は、発光素子６から出射する光の波長と、波長変換してガラス封止体７から出射させたい光の波長とに基づいて、適宜選択できる。
発光素子６から出射された光の一部は、ガラス封止体７中に含有された蛍光体によって吸収され、残りはガラス封止体７を透過する。蛍光体は、発光素子６から出射された光によって励起され、発光素子６からの光とは異なる波長の光（可視光）を出射する。そして、こうして蛍光体から出射された光は、発光素子６から発せられてガラス封止体７を透過した光と混合され、生成された混合光が発光装置１から出射する。実施形態では、蛍光体から出射する光の色調を、発光素子６から出射する光の色調（青色）に対して補色関係にある黄色にすることで、発光装置１として白色の混合光を発光できる。
The type of the phosphor can be appropriately selected based on the wavelength of the light emitted from the
A part of the light emitted from the
ガラス封止体７と発光素子６との間に設けられる接着層８を構成する透明樹脂としては、発光素子６に対する接着性、光透過性（透明性）、耐光性、耐熱性等の諸点で優れているため、シリコーン樹脂が好ましく用いられるが、シリコーン樹脂以外のエポキシ樹脂、フッ素樹脂などの使用を制限するものではない。
実施形態において、接着層８の厚みは、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．１ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。接着層８の厚みを薄くすることにより、光の取り出し効率を高めることができる。
The transparent resin constituting the
In the embodiment, the thickness of the
次に、本発明の発光装置の製造方法の第１の実施形態を、ＬＴＣＣからなる基板を有する図１に示される発光装置の製造を例にして説明する。
図１に示される発光装置１は、例えば、以下に示す（Ａ）基板用グリーンシート作製工程、（Ｂ）導体ペースト層形成工程、（Ｃ）積層工程、および（Ｄ）焼成工程を順に経て、発光素子用基板を製造した後、（Ｅ）発光素子搭載工程、（Ｆ）ガラス封止体の形成工程、および（Ｇ）ガラス封止体の接着工程を順に経て製造できる。なお、製造に用いる部材については、完成品の部材と同一の符号を付して説明する。
Next, a first embodiment of a method for manufacturing a light emitting device according to the present invention will be described by taking an example of manufacturing the light emitting device shown in FIG. 1 having a substrate made of LTCC.
The light-emitting
（Ａ）基板用グリーンシート作製工程
ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物を用いて、基板用グリーンシートを作製する。なお、基板用グリーンシートは、例えば、上層を形成するための上層用グリーンシート、内層を形成するための内層用グリーンシート、下層を形成するための下層用グリーンシートを含む。
(A) Substrate green sheet production process A substrate green sheet is produced using a glass ceramic composition containing glass powder and ceramic powder. The substrate green sheet includes, for example, an upper layer green sheet for forming an upper layer, an inner layer green sheet for forming an inner layer, and a lower layer green sheet for forming a lower layer.
基板用グリーンシートは、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製し、これをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させることで製造できる。 A green sheet for a substrate is prepared by adding a binder, and if necessary, a plasticizer, a dispersant, a solvent, etc. to a glass ceramic composition containing glass powder and ceramic powder, and preparing a slurry by a doctor blade method or the like. It can be manufactured by molding into a sheet and drying.
基板用グリーンシートを作製するための基板用ガラス粉末としては、Ｔｇが５５０℃以上７００℃以下のものが好ましい。Ｔｇが５５０℃未満の場合には、脱脂が困難となるおそれがあり、７００℃を超える場合には、収縮開始温度が高くなり、寸法精度が低下するおそれがある。また、基板用ガラス粉末は、８００℃以上９３０℃以下で焼成したときに結晶が析出するものが好ましい。結晶が析出しないものの場合、十分な機械的強度が得られないおそれがある。 As glass powder for substrates for producing a green sheet for substrates, those having a Tg of 550 ° C. or more and 700 ° C. or less are preferable. When Tg is less than 550 ° C., degreasing may be difficult, and when it exceeds 700 ° C., the shrinkage start temperature becomes high and the dimensional accuracy may be lowered. Moreover, the glass powder for substrates is preferably one in which crystals are precipitated when fired at 800 ° C. or higher and 930 ° C. or lower. If the crystal does not precipitate, sufficient mechanical strength may not be obtained.
このような基板用ガラス粉末としては、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を５７〜６５％、Ｂ２Ｏ３を１３〜１８％、ＣａＯを９〜２３％、Ａｌ２Ｏ３を３〜８％、Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏから選ばれる少なくとも一方を合計で０．５〜６％含有するものが好ましい。このような組成のものを用いることで、基板２の表面平坦度の向上が容易となる。
Such glass powder for substrate, as represented by mol% based on oxides, the SiO 2 57~65%, B 2 O 3 and 13 to 18%, the CaO 9 to 23%, the Al 2 O 3 3 8%, those containing from 0.5 to 6% of at least one of them in total selected from K 2 O and Na 2 O are preferred. By using a material having such a composition, the surface flatness of the
ここで、ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークフォーマとなるものである。ＳｉＯ２の含有量が５７％未満の場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。一方、ＳｉＯ２の含有量が６５％を超える場合には、ＴｓやＴｇが過度に高くなるおそれがある。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは５８％以上、より好ましくは５９％以上、特に好ましくは６０％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは６４％以下、より好ましくは６３％以下である。 Here, SiO 2 serves as a glass network former. When the content of SiO 2 is less than 57%, it is difficult to obtain a stable glass and the chemical durability may be lowered. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 65%, Ts and Tg may be excessively high. The content of SiO 2 is preferably 58% or more, more preferably 59% or more, and particularly preferably 60% or more. Further, the content of SiO 2 is preferably 64% or less, more preferably 63% or less.
Ｂ２Ｏ３は、ガラスのネットワークフォーマとなるものである。Ｂ２Ｏ３の含有量が１３％未満の場合、ＴｓやＴｇが過度に高くなるおそれがある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が１８％を超える場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１４％以上、より好ましくは１５％以上である。また、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１７％以下、より好ましくは１６％以下である。 B 2 O 3 is a glass network former. When the content of B 2 O 3 is less than 13%, Ts and Tg may be excessively high. On the other hand, when the content of B 2 O 3 exceeds 18%, it is difficult to obtain a stable glass, and the chemical durability may be lowered. The content of B 2 O 3 is preferably 14% or more, more preferably 15% or more. Further, the content of B 2 O 3 is preferably 17% or less, more preferably 16% or less.
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの安定性、化学的耐久性、および強度を高めるために添加される。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３％未満の場合、ガラスが不安定となるおそれがある。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が８％を超える場合、ＴｓやＴｇが過度に高くなるおそれがある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは４％以上、より好ましくは５％以上である。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは７％以下、より好ましくは６％以下である。 Al 2 O 3 is added to increase the stability, chemical durability, and strength of the glass. If the content of Al 2 O 3 is less than 3%, the glass may become unstable. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 exceeds 8%, Ts and Tg may be excessively high. The content of Al 2 O 3 is preferably 4% or more, more preferably 5% or more. Further, the content of Al 2 O 3 is preferably 7% or less, more preferably 6% or less.
ＣａＯは、ガラスの安定性や結晶の析出性を高めるとともに、ＴｓやＴｇを低下させるために添加される。ＣａＯの含有量が９％未満の場合、Ｔｓが過度に高くなるおそれがある。一方、ＣａＯの含有量が２３％を超える場合、ガラスが不安定になるおそれがある。ＣａＯの含有量は、好ましくは１２％以上、より好ましくは１３％以上、特に好ましくは１４％以上である。また、ＣａＯの含有量は、好ましくは２２％以下、より好ましくは２１％以下、特に好ましくは２０％以下である。 CaO is added to increase the stability of the glass and the crystal precipitation, and to decrease Ts and Tg. If the CaO content is less than 9%, Ts may be excessively high. On the other hand, when the content of CaO exceeds 23%, the glass may become unstable. The content of CaO is preferably 12% or more, more preferably 13% or more, and particularly preferably 14% or more. Further, the content of CaO is preferably 22% or less, more preferably 21% or less, and particularly preferably 20% or less.
Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏは、ＴｓやＴｇを低下させるために添加される。Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計した含有量が０．５％未満の場合、ＴｓやＴｇが過度に高くなるおそれがある。一方、Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計した含有量が６％を超える場合、化学的耐久性、特に耐酸性が低下するおそれがあり、電気的絶縁性も低下するおそれがある。Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計した含有量は、０．８％以上５％以下が好ましい。 K 2 O and Na 2 O are added to lower Ts and Tg. When the total content of K 2 O and Na 2 O is less than 0.5%, Ts and Tg may be excessively high. On the other hand, when the total content of K 2 O and Na 2 O exceeds 6%, chemical durability, particularly acid resistance may be lowered, and electrical insulation may be lowered. The total content of K 2 O and Na 2 O is preferably 0.8% or more and 5% or less.
なお、基板用ガラス粉末は、必ずしも上記成分のみからなるものに限定されず、Ｔｇ等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有できる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は１０％以下が好ましい。 In addition, the glass powder for substrates is not necessarily limited to what consists only of the said component, Other components can be contained in the range with which various characteristics, such as Tg, are satisfy | filled. When other components are contained, the total content is preferably 10% or less.
基板用ガラス粉末は、上記したような組成を有するガラスを溶融法によって製造し、乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕して得られる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水またはエチルアルコールを用いることが好ましい。粉砕機としては、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等が挙げられる。 The glass powder for substrates is obtained by producing glass having the above composition by a melting method and pulverizing it by a dry pulverization method or a wet pulverization method. In the case of the wet pulverization method, it is preferable to use water or ethyl alcohol as a solvent. Examples of the pulverizer include a roll mill, a ball mill, and a jet mill.
基板用ガラス粉末の５０％粒径（Ｄ５０）は０．５μｍ以上２μｍ以下が好ましい。ガラス粉末のＤ５０が０．５μｍ未満の場合、ガラス粉末が凝集しやすく取り扱いが困難になるばかりでなく、均一分散が困難になる。一方、ガラス粉末のＤ５０が２μｍを超える場合には、Ｔｓの上昇や焼結不足が発生するおそれがある。粒径は、例えば、粉砕後に必要に応じて分級して調整してもよい。 The 50% particle size (D50) of the glass powder for substrates is preferably 0.5 μm or more and 2 μm or less. When the D50 of the glass powder is less than 0.5 μm, the glass powder tends to aggregate and difficult to handle, and uniform dispersion becomes difficult. On the other hand, when the D50 of the glass powder exceeds 2 μm, there is a possibility that Ts rises or sintering is insufficient. For example, the particle size may be adjusted by classification as necessary after pulverization.
セラミックス粉末としては、従来からＬＴＣＣ基板の製造に用いられるものが使用でき、例えば、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、またはアルミナ粉末とジルコニア粉末との混合物等を好適に使用できる。特に、アルミナ粉末とともに、アルミナよりも高い屈折率を有するセラミックスの粉末（以下、高屈折率セラミックス粉末と示す。）の併用が好ましい。 As the ceramic powder, those conventionally used for manufacturing LTCC substrates can be used. For example, alumina powder, zirconia powder, or a mixture of alumina powder and zirconia powder can be suitably used. In particular, a combination of alumina powder and ceramic powder having a higher refractive index than alumina (hereinafter referred to as high refractive index ceramic powder) is preferable.
高屈折率セラミックス粉末は、焼結体である基板２の反射率を向上させるための成分であり、例えば、チタニア粉末、ジルコニア粉末、安定化ジルコニア粉末等が挙げられる。アルミナの屈折率が１．８程度であるのに対して、チタニアの屈折率は約２．７、ジルコニアの屈折率は約２．２であり、アルミナに比べて高い屈折率を有している。これらのセラミックス粉末のＤ５０は、０．５μｍ以上４μｍ以下が好ましい。
The high refractive index ceramic powder is a component for improving the reflectance of the
前記したガラス粉末とセラミックス粉末とを、例えば、ガラス粉末が３０質量％以上５０質量％以下、セラミックス粉末が５０質量％以上７０質量％以下となるように配合し、混合することにより、ガラスセラミックス組成物が得られる。また、このガラスセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加することによりスラリーが得られる。 A glass ceramic composition is prepared by blending and mixing the glass powder and the ceramic powder, for example, such that the glass powder is 30% by mass to 50% by mass and the ceramic powder is 50% by mass to 70% by mass. A thing is obtained. In addition, a slurry can be obtained by adding a binder and, if necessary, a plasticizer, a dispersant, a solvent, and the like to the glass ceramic composition.
バインダーとしては、例えば、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂等を好適に使用できる。可塑剤としては、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等を使用できる。溶剤としては、トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノール等の有機溶剤を好適に使用できる。 As the binder, for example, polyvinyl butyral, acrylic resin and the like can be suitably used. As the plasticizer, for example, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, butyl benzyl phthalate and the like can be used. As the solvent, organic solvents such as toluene, xylene, 2-propanol and 2-butanol can be suitably used.
このようにして得られたスラリーをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させて、例えば３枚の基板用グリーンシート（上層用グリーンシート、内層用グリーンシートおよび下層用グリーンシート）を作製する。また、これらの基板用グリーンシートの所定の位置に、打ち抜き型またはパンチングマシンを使用して層間接続用のビアホールを形成し、さらに必要に応じてサーマルビア用のホールを形成する。 The slurry thus obtained is formed into a sheet by a doctor blade method or the like and dried to produce, for example, three substrate green sheets (upper layer green sheet, inner layer green sheet and lower layer green sheet). To do. Further, via holes for interlayer connection are formed at predetermined positions of these green sheets for a substrate using a punching die or a punching machine, and holes for thermal vias are further formed as necessary.
（Ｂ）導体ペースト層形成工程
各基板用グリーンシートの所定の位置に導体ペースト層を形成することにより、未焼成素子接続端子３、未焼成外部接続端子４を形成する。また、前記したビアホール内に導体ペーストを充填することによって、未焼成接続ビア５を形成する。さらに、サーマルビア用のホール内に金属ペーストを充填することによって、未焼成サーマルビアを形成する。
(B) Conductive paste layer forming step By forming a conductive paste layer at a predetermined position of each substrate green sheet, the unfired
導体ペースト層および導体ペースト充填層の形成方法としては、導体ペーストをスクリーン印刷により塗布または充填する方法が挙げられる。形成される導体ペースト層の膜厚は、最終的に得られる素子接続端子３、外部接続端子４等の膜厚が所定の膜厚となるように調整される。また、金属ペースト充填層の形成方法としては、金属ペーストをスクリーン印刷により充填する方法が挙げられる。
Examples of the method for forming the conductor paste layer and the conductor paste filling layer include a method of applying or filling the conductor paste by screen printing. The film thickness of the formed conductor paste layer is adjusted so that the film thicknesses of the finally obtained
未焼成素子接続端子３、未焼成外部接続端子４および未焼成接続ビア５の形成に用いる導体ペーストとしては、例えば、銅、銀、金等を主成分とする導体金属の粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを使用できる。なお、上記導体金属粉末としては、銀粉末、銀と白金または銀とパラジウムからなる金属粉末が好ましく用いられる。未焼成サーマルビアの形成に用いる金属ペーストとしては、銀を主成分とする金属粉末を、エチルセルロース等のビヒクル、および必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを使用できる。
As a conductive paste used for forming the unfired
（Ｃ）積層工程
前記（Ｂ）工程で得られた導体ペースト層付きグリーンシートを所定の順で重ね合わせた後、加熱および加圧して一体化し、未焼成基板２を得る。
(C) Laminating Step After the green sheets with the conductive paste layer obtained in the step (B) are superposed in a predetermined order, they are integrated by heating and pressing to obtain an
（Ｄ）焼成工程
前記（Ｃ）工程で得られた未焼成基板２について、必要に応じてバインダー等を脱脂後、ガラスセラミックス組成物等を焼結させるための焼成を行って発光素子用基板とする。
(D) Firing step For the
脱脂は、例えば、５００℃以上６００℃以下の温度で１時間以上１０時間以下保持する条件で行う。脱脂温度が５００℃未満または脱脂時間が１時間未満の場合、バインダー等を十分に除去できないおそれがある。一方、脱脂温度は６００℃程度、脱脂時間は１０時間程度とすれば、バインダー等を十分に除去でき、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。 Degreasing is performed, for example, under the condition of holding at a temperature of 500 ° C. to 600 ° C. for 1 hour to 10 hours. When the degreasing temperature is less than 500 ° C. or the degreasing time is less than 1 hour, the binder or the like may not be sufficiently removed. On the other hand, if the degreasing temperature is about 600 ° C. and the degreasing time is about 10 hours, the binder and the like can be sufficiently removed, and if it exceeds this, productivity and the like may be lowered.
焼成は、基板２の緻密な構造の獲得と生産性を考慮して、８００℃〜９３０℃の温度範囲で適宜時間を調整できる。具体的には、８５０℃以上９００℃以下の温度で２０分以上６０分以下保持することが好ましく、特に８６０℃以上８８０℃以下の温度が好ましい。焼成温度が８００℃未満では、基板２が緻密な構造のものとして得られないおそれがある。一方、焼成温度は９３０℃を超えると、基板２が変形するなど生産性等が低下するおそれがある。また、前記導体ペーストまたは金属ペーストとして、銀を主成分とする金属粉末を含有するペーストを用いた場合、焼成温度が８８０℃を超えると、過度に軟化するために所定の形状を維持できなくなるおそれがある。
In the firing, the time can be appropriately adjusted in a temperature range of 800 ° C. to 930 ° C. in consideration of obtaining a dense structure of the
このようにして発光素子用基板が得られるが、焼成後、必要に応じて素子接続端子３および外部接続端子４の全体を被覆するように、ニッケルメッキ、クロムメッキ、銀メッキ、ニッケル／銀メッキ、金メッキ、ニッケル／金メッキ等の、通常発光素子用基板において導体保護用に用いられる導電性保護層をそれぞれ形成できる。これらのうちでも、ニッケル／金メッキが好ましく用いられる。ニッケル／金メッキは、例えば、ニッケルメッキ層はスルファミン酸ニッケル浴等を使用して、金メッキ層はシアン化金カリウム浴等を使用して、それぞれ電解メッキによって形成できる。
Thus, a substrate for a light-emitting element is obtained. After firing, nickel plating, chrome plating, silver plating, nickel / silver plating are performed so as to cover the entire
（Ｅ）発光素子搭載工程
前記（Ｄ）工程で得られた発光素子用基板において、搭載部に、下面に１対のバンプ電極を有するＬＥＤチップ等の発光素子６を配置し、半田、金、金−スズ共晶等を介する金属間接続によって、素子接続端子３と電気的に接続する。
(E) Light Emitting Element Mounting Step In the light emitting element substrate obtained in the step (D), a
（Ｆ）ガラス封止体の形成工程
ガラス粉末に蛍光体を所定の割合で添加し、均一に混合して得られたガラス−蛍光体混合粉末を、所定形状の金型に充填し、６００〜６５０℃に加熱して溶融させた後冷却することで、例えば板状の一括成形体を形成する。この一括成形体の板を所定の大きさに切断加工した後、得られた略直方体形状のガラス成形体の主面（下面）の中央部に、発光素子６の外形形状に合わせてわずかに大きめの凹部７ａを凸型の金型を用いて焼成前に成形し、焼成してガラス封止体７とする。また、焼成前または焼成後に、ガラス成形体の主面（下面）に切削加工によって凹部７ａを形成し、ガラス封止体７とする。
(F) Glass encapsulant forming step A glass-phosphor mixed powder obtained by adding phosphors to glass powder at a predetermined ratio and mixing them uniformly is filled into a mold having a predetermined shape, and 600- By heating to 650 ° C. and melting and then cooling, for example, a plate-like batch molded body is formed. After cutting the plate of the collective molded body to a predetermined size, it is slightly larger in accordance with the outer shape of the
（Ｇ）ガラス封止体の接着工程
前記ガラス封止体７を、その凹部７ａ内に発光素子６が収容されるように、発光素子６の外側に被せる。そして、ガラス封止体７の凹部７ａの内周面と発光素子６の外表面との間に形成した透明樹脂の接着層８を介して、ガラス封止体７を発光素子６に接着するとともに、ガラス封止体７の下面と基板２の搭載面２１との間に形成した透明樹脂の接着層８を介して、ガラス封止体７を基板２に接着する。
(G) Adhesion process of glass sealing body The said
ガラス封止体７の凹部７ａの内周面と発光素子６の外表面との間、およびガラス封止体７の下面と基板２の搭載面２１との間に接着層８を形成するには、シリコーン樹脂等を含む液状の接着性組成物を該部に塗布し、硬化（例えば、加熱硬化）させる。接着性組成物は、発光素子６側に塗布してもよいし、ガラス封止体７側に塗布してもよい。すなわち、発光素子６の外表面および基板２の搭載面２１に塗布してもよいし、ガラス封止体７の下面および凹部７ａ内に塗布してもよい。いずれにしても、ガラス封止体７と発光素子６および基板２との間に接着性組成物の硬化物である透明樹脂からなる接着層８を形成し、この接着層８を介してガラス封止体７と発光素子６および基板とを接着する。
To form the
接着性組成物の硬化は、大気圧雰囲気または減圧雰囲気で、１００〜２００℃程度に加熱しながら行うことができる。 Curing of the adhesive composition can be performed while heating at about 100 to 200 ° C. in an atmospheric pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere.
以上の発光装置１の製造方法において、発光素子用基板の製造工程で用いられる基板用グリーンシートの枚数は、必ずしも３枚である必要はなく、２枚または４枚以上であってもよい。また、各部の形成順序等については、発光素子用基板の製造が可能な限度において適宜変更できる。
In the manufacturing method of the
さらに、発光素子用基板は、そのサイズにより、分割溝を有する連結基板を作製し、この多数個取りの連結基板を分割する工程を経て個々の基板２を作製する方法で作製してもよい。連結基板を分割するタイミングは、（Ｄ）焼成工程の後であれば、発光素子６を搭載する前でも後でもよい。発光素子６を搭載する前に分割する場合は、分割後の所望のサイズの基板２に対して、前記と同様に発光素子６を搭載した後、ガラス封止体７を接着層８を介して接着し、個別の発光装置１を得る。
Further, the light emitting element substrate may be manufactured by a method of manufacturing
発光素子６を搭載した後連結基板を分割する場合は、ガラス封止体７を接着する前に分割する態様（Ａ）と、ガラス封止体７を接着した後に分割する態様（Ｂ）に分けることができ、態様（Ｂ）は、個片化されたガラス封止体７を接着する態様（Ｂ１）と、板状に成形された一括ガラス封止体を接着する態様（Ｂ２）に分けることができる。
When the connection substrate is divided after the
態様（Ａ）においては、発光素子６を搭載後所望のサイズに分割された基板２に対して、前記と同様に個片化されたガラス封止体７を接着層８を介して接着し、個別の発光装置１を得る。態様（Ｂ1）では、図２に示すように、分割溝９ａを有する連結基板９に複数の発光素子６を搭載した後、連結基板９上の複数の発光素子６に、個片化されたガラス封止体７をそれぞれ接着し、しかる後連結基板９を分割溝９ａから分割することで、個別の発光装置１を得る。
態様（Ｂ２）は、本発明の製造方法の第２の実施形態として、以下に説明する。
In the aspect (A), the
Aspect (B2) will be described below as a second embodiment of the production method of the present invention.
本発明の製造方法の第２の実施形態は、（Ａ）基板用グリーンシート作製工程、（Ｂ）導体ペースト層形成工程、（Ｃ）積層工程、（Ｃ´）分割溝の形成工程および（Ｄ）焼成工程を順に経て、発光素子用基板である分割溝を有する連結基板を製造した後、この連結基板に対して、（Ｅ）発光素子搭載工程、（Ｆ´）一括ガラス封止体の形成工程、（Ｇ´）一括ガラス封止体の接着工程を順に行い、最後に（Ｈ）一括ガラス封止体および連結基板の分割工程を行う方法である。 The second embodiment of the manufacturing method of the present invention includes (A) a green sheet manufacturing process for a substrate, (B) a conductor paste layer forming process, (C) a laminating process, (C ′) a dividing groove forming process, and (D ) After passing through the firing step in order to produce a connecting substrate having a dividing groove which is a substrate for a light emitting device, (E) a light emitting device mounting step, (F ′) formation of a batch glass sealing body on this connecting substrate This is a method of performing the process, (G ′) the batch glass sealing body bonding step in order, and finally (H) the batch glass sealing body and the connecting substrate dividing step.
このような第２の実施形態において、（Ａ）〜（Ｃ）の各工程、（Ｄ）工程、および（Ｅ）工程は、いずれも前記第１の実施形態の製造方法と同様であるので説明を省略する。（Ｃ´）分割溝の形成工程および（Ｆ´）〜（Ｈ）の各工程について、以下に説明する。 In the second embodiment as described above, the steps (A) to (C), the step (D), and the step (E) are all the same as the manufacturing method of the first embodiment and will be described. Is omitted. (C ') The formation process of a division | segmentation groove | channel and each process of (F')-(H) are demonstrated below.
（Ｃ´）分割溝の形成工程
上記（Ｃ）工程で得られた未焼成基板２の搭載面２１側および非搭載面２２側の両面において、縦横に配列された配線領域の境界領域に、グリーンシート積層体切断機等を用いて未焼成分割溝を形成する。さらに、未焼成分割孔として、未焼成分割溝の交点を中心とする円形の貫通孔を孔開け機等を用いて形成し、未焼成連結基板を得る。
(C ′) Split Groove Forming Step On both the mounting
（Ｆ´）一括ガラス封止体の形成工程
前記（Ｆ）工程と同様にして、板状の一括成形体を成形した後、一括成形体の主面に、発光素子６の外形形状および搭載位置に合わせて複数の凹部を、凸型の金型を用いて焼成前に成形する、もしくは焼成前または焼成後に切削加工によって形成し、一括ガラス封止体とする。
(F ′) Batch Glass Sealed Body Forming Process After forming the plate-shaped batch molded body in the same manner as in the step (F), the outer shape and mounting position of the light-emitting
（Ｇ´）一括ガラス封止体の接着工程
図３に示すように、分割溝９ａを有する連結基板９上に搭載された複数の発光素子６の各々が、一括ガラス封止体１０の凹部にそれぞれ収容されるように、一括ガラス封止体１０を複数の発光素子６の外側に一括して被せる。そして、一括ガラス封止体１０の各凹部の内周面と発光素子６の外表面との間に形成した透明樹脂の接着層（図示を省略。）を介して、一括ガラス封止体１０を発光素子６に接着する。
(G ′) Batch Glass Sealing Body Adhesion Step As shown in FIG. 3, each of the plurality of
（Ｈ）一括ガラス封止体および連結基板の分割工程
連結基板９の分割溝９ａの位置で、一括ガラス封止体１０をダイシング機により切断した後、連結基板９を分割溝９ａに沿って分割する。こうして個別化された発光装置１が得られる。一括ガラス封止体１０の切断は高速で行うことができるうえに、連結基板９の分割は分割溝９ａに沿って容易に行うことができるので、発光装置１の個別化に時間がかからない。
(H) Batch Glass Sealing Body and Connection Substrate Dividing Step After cutting the collective
このような製造方法によれば、発光素子６封止部の耐湿性および化学的な耐久性が高く、高輝度で、高温・高湿下での経時的な発光量の低下がほとんど生じない、信頼性の高い発光装置が得られる。また、多数個取りの連結基板を使用する作業効率の高い製造が可能である。
According to such a manufacturing method, the moisture resistance and chemical durability of the light-emitting
以下、本発明の実施例について記載する。なお、本発明は実施例に限定されない。 Examples of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to an Example.
実施例
以下に示す方法で、図１に示す構造の発光装置を製造した。
Example A light emitting device having the structure shown in FIG. 1 was manufactured by the method described below.
＜発光素子用基板の作製＞
発光装置１の基板２を作製するための上層用グリーンシート、内層用グリーンシートおよび下層用グリーンシートを作製した。
まず、酸化物換算のモル％表示で、ＳｉＯ２を６０．４％、Ｂ２Ｏ３を１５．６％、Ａｌ２Ｏ３を６％、ＣａＯを１５％、Ｋ２Ｏを１％、Ｎａ２Ｏを２％となるように原料を配合、混合し、この原料混合物を白金ルツボに入れて１６００℃で６０分溶融させた後、溶融状態のガラスを流し出し冷却した。このガラスをアルミナ製ボールミルにより４０時間粉砕して基板用のガラス粉末を製造した。なお、粉砕の溶媒にはエチルアルコールを用いた。
<Preparation of light emitting element substrate>
An upper layer green sheet, an inner layer green sheet, and a lower layer green sheet for manufacturing the
First, in terms of oxide-based mol%, SiO 2 is 60.4%, B 2 O 3 is 15.6%, Al 2 O 3 is 6%, CaO is 15%, K 2 O is 1%, Na The raw materials were blended and mixed so that 2 O would be 2%. The raw material mixture was put in a platinum crucible and melted at 1600 ° C. for 60 minutes, and then the molten glass was poured out and cooled. This glass was pulverized with an alumina ball mill for 40 hours to produce a glass powder for a substrate. Note that ethyl alcohol was used as a solvent for grinding.
この基板用ガラス粉末が３５質量％、アルミナ粉末（昭和電工社製、商品名：ＡＬ−４５Ｈ）が４０質量％、ジルコニア粉末（第一稀元素化学工業社製、商品名：ＨＳＹ−３Ｆ−Ｊ）が２５質量％となるように配合し、混合することによりガラスセラミックス組成物を製造した。このガラスセラミックス組成物５０ｇに、有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）１５ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）２．５ｇ、バインダーとしてのポリビニルブチラール（デンカ社製、商品名：ＰＶＫ＃３０００Ｋ）５ｇ、さらに分散剤（ビックケミー社製、商品名：ＢＹＫ１８０）０．５ｇを配合し、混合してスラリーを調製した。 This substrate glass powder is 35% by mass, alumina powder (manufactured by Showa Denko KK, trade name: AL-45H) is 40% by mass, zirconia powder (manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Industries, trade name: HSY-3F-J). ) Was mixed so as to be 25% by mass, and mixed to produce a glass ceramic composition. 50 g of this glass ceramic composition, 15 g of an organic solvent (toluene, xylene, 2-propanol, 2-butanol mixed at a mass ratio of 4: 2: 2: 1), plasticizer (di-2-ethylhexyl phthalate) 2.5 g of polyvinyl butyral (trade name: PVK # 3000K, manufactured by Denka Co., Ltd.) as a binder, 5 g, and 0.5 g of a dispersant (trade name: BYK180, manufactured by Big Chemie) were blended and mixed to prepare a slurry. .
このスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させたグリーンシートを積層して、平板状であって焼成後のサイズが６０ｍｍ×６０ｍｍで厚さが０．３５ｍｍとなる上層用、内層用、下層用の各グリーンシートを製造した。そして、上層用、内層用、下層用の各グリーンシートにおいて、所定の位置に孔空け機を用いて直径０．３ｍｍの接続ビア用の貫通孔を形成した。 The slurry is applied on a PET film by a doctor blade method, and dried green sheets are laminated, and is a flat plate having a size after baking of 60 mm × 60 mm and a thickness of 0.35 mm. Green sheets for the lower layer and the lower layer were manufactured. Then, in each of the green sheets for the upper layer, the inner layer, and the lower layer, through holes for connecting vias having a diameter of 0.3 mm were formed at predetermined positions using a hole puncher.
一方、導電性粉末（大研化学工業社製、商品名：Ｓ５５０）、ビヒクルとしてのエチルセルロースを質量比８５：１５の割合で配合し、固形分が８５質量％となるように溶剤としてのαテレピネオールに分散した後、磁器乳鉢中で１時間混練し、さらに三本ロールにて３回分散を行って導体ペーストを製造した。 On the other hand, conductive powder (manufactured by Daiken Chemical Industry Co., Ltd., trade name: S550) and ethyl cellulose as a vehicle are blended at a mass ratio of 85:15, and α-terpineol as a solvent so that the solid content is 85 mass%. Then, the mixture was kneaded in a porcelain mortar for 1 hour, and further dispersed three times with three rolls to produce a conductor paste.
前記各グリーンシートに形成された接続ビア用の貫通孔に、上記で得られた導体ペーストをスクリーン印刷法により充填して、接続ビア用導体ペースト層を形成した。その後、上層用グリーンシートの上側の面の接続ビア用導体ペースト層上に、前記導体ペーストをスクリーン印刷することにより、素子接続端子用導体ペースト層を形成した。また、下層用グリーンシートの下側の面の接続ビア用導体ペースト層上に、前記導体ペーストをスクリーン印刷することにより、外部接続端子用導体ペースト層を形成した。 The through-holes for connecting vias formed in the respective green sheets were filled with the conductive paste obtained above by screen printing to form a connecting via conductive paste layer. Then, the conductor paste layer for element connection terminals was formed by screen-printing the said conductor paste on the connection via conductor paste layer of the upper surface of the upper layer green sheet. Also, the conductor paste layer for external connection terminals was formed by screen printing the conductor paste on the connection via conductor paste layer on the lower surface of the lower layer green sheet.
次いで、こうして得られた導電ペースト層付きの上層用グリーンシート、内層用グリーンシートおよび下層用グリーンシートを積層して未焼結連結基板を得た。この未焼成連結基板に、各区画が焼成後に６０ｍｍ×６０ｍｍの外寸となるような線状の分割溝（カットライン）を入れた後、５５０℃で５時間保持して脱脂を行い、さらに８７０℃で３０分間保持して焼成を行って、多数個取り連結基板を製造した。得られた多数個取り連結基板を分割溝に沿って分割して、発光素子用基板を製造した。 Next, the green sheet for the upper layer with the conductive paste layer, the green sheet for the inner layer and the green sheet for the lower layer thus obtained were laminated to obtain an unsintered connection substrate. A linear dividing groove (cut line) in which each section has an outer dimension of 60 mm × 60 mm after firing is put on this unfired connection substrate, and then degreased by holding at 550 ° C. for 5 hours, and further 870 The substrate was baked by holding at 30 ° C. for 30 minutes to produce a multi-piece connected substrate. The obtained multi-piece connecting substrate was divided along the dividing groove to manufacture a light emitting device substrate.
＜発光素子の搭載＞
次に、こうして得られた発光素子用基板の搭載部に、下面に１対の電極を有するＬＥＤチップ（ＣＲＥＥ社製、商品名：ＤＡ３５０）６を配置し、前記１対の電極を素子接続端子３に金−スズ半田接着により接続した。
<Installation of light emitting element>
Next, an LED chip (trade name: DA350, manufactured by CREE, Inc.) 6 having a pair of electrodes on the lower surface is disposed on the mounting portion of the light emitting element substrate thus obtained, and the pair of electrodes is connected to an element connection terminal. 3 was connected by gold-tin solder adhesion.
＜ガラス封止体の形成＞
まず、ガラス封止体用のガラス粉末を製造した。すなわち、ＳｉＯ２を４５モル％、Ｂ２Ｏ３を４１．５モル％、ＺｒＯ２を４モル％、ＺｎＯを１．５モル％、Ｎａ２Ｏを２モル％、Ｋ２Ｏを６モル％となるように原料を配合、混合し、この原料混合物を白金ルツボに入れて１３００〜１４００℃で６０分間溶融させた後、この溶融状態のガラスを流し出し冷却した。このガラスをアルミナ製ボールミルにより２０〜６０時間粉砕してガラス封止体用のガラス粉末を製造した。なお、粉砕時の溶媒にはエチルアルコールを用いた。
<Formation of glass sealing body>
First, the glass powder for glass sealing bodies was manufactured. That is, 45 mol% of SiO 2 , 41.5 mol% of B 2 O 3 , 4 mol% of ZrO 2 , 1.5 mol% of ZnO, 2 mol% of Na 2 O, 6 mol% of K 2 O The raw materials were blended and mixed so as to become, and the raw material mixture was put in a platinum crucible and melted at 1300 to 1400 ° C. for 60 minutes, and then the molten glass was poured out and cooled. This glass was pulverized with an alumina ball mill for 20 to 60 hours to produce a glass powder for a sealed glass body. In addition, ethyl alcohol was used as a solvent for pulverization.
得られたガラス粉末のＴｇ（℃）を、マックサイエンス社製熱分析装置ＴＧ−ＤＴＡ２０００を用い、昇温速度１０℃／分の条件で１０００℃まで測定したところ、４４３℃であった。また、Ｔｓは６０２℃であった。 It was 443 degreeC when Tg (degreeC) of the obtained glass powder was measured to 1000 degreeC on the conditions of the temperature increase rate of 10 degree-C / min using the thermal analyzer TG-DTA2000 by a Mac Science company. Moreover, Ts was 602 degreeC.
このガラス粉末に、蛍光体（三菱化学社製、商品名：Ｐ４６−Ｙ３）を１４質量％の割合になるように添加し、Ｖ型ミキサー（入江商会製）により混合した。得られた混合粉末をステンレス製の金型内に充填し、６４０℃、３０ＫＰａに加熱・加圧して厚み０．６ｍｍの板状の蛍光体入りガラス成形体を形成した。 To this glass powder, a phosphor (trade name: P46-Y3, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added in a proportion of 14% by mass, and mixed by a V-type mixer (manufactured by Irie Shokai). The obtained mixed powder was filled in a stainless steel mold and heated and pressurized at 640 ° C. and 30 KPa to form a plate-like phosphor-containing glass molded body having a thickness of 0.6 mm.
次いで、この板状のガラス成形体を２ｍｍ×２ｍｍに切断加工した後、小板の一方の主面の中央部に縦０．７ｍｍ、横０．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの凹部を切削加工によって形成し、ガラス封止体とした。 Next, after cutting this plate-like glass molded body into 2 mm × 2 mm, a recess having a length of 0.7 mm, a width of 0.5 mm, and a depth of 0.3 mm is cut in the center of one main surface of the small plate. To form a glass sealed body.
こうして得られたガラス封止体を、前記発光素子用基板に実装された発光素子の上に、発光素子が凹部内に収容されるようにして被せ、接着剤である液状の透明シリコーン樹脂（信越化学工業社製、商品名：ＳＣＲ−１０１６Ａ）を介して、ガラス封止体と発光素子および基板を接着した。なお、シリコーン樹脂による接着は、予め発光素子の外表面に液状のシリコーン樹脂を塗布しておき、その上にガラス封止体を被せ、蛍光体および発光素子が劣化する温度より十分に低い１５０℃で２時間加熱することにより、シリコーン樹脂を硬化させて行った。 The glass encapsulant thus obtained is placed on the light emitting element mounted on the light emitting element substrate so that the light emitting element is accommodated in the recess, and a liquid transparent silicone resin (Shin-Etsu) as an adhesive is applied. The glass sealing body, the light emitting element, and the board | substrate were adhere | attached through the chemical industry company make, brand name: SCR-1016A). In addition, the adhesion with the silicone resin is performed by applying a liquid silicone resin to the outer surface of the light emitting element in advance, and covering the glass sealing body thereon, which is sufficiently lower than the temperature at which the phosphor and the light emitting element deteriorate. The silicone resin was cured by heating for 2 hours.
比較例
実施例と同様にして発光素子用基板を製造し、得られた発光素子用基板の搭載部に発光素子を実装した。次いで、硬化性のシリコーン樹脂（信越化学工業社製、商品名：ＫＥＲ−６０７５）に蛍光体（三菱化学社製、商品名：Ｐ４６−Ｙ３）を１４質量％の割合で添加混合した蛍光体入り樹脂材料を、発光素子の上に、ディスペンサ（武蔵エンジニアリング社製、商品名：ＭＬ−５０００ＸII）を用いて注入し、発光素子を覆う被覆層を形成した。そして、この被覆層を１００℃で１時間加熱した後、１５０℃で３時間加熱して前記シリコーン樹脂を硬化させ、樹脂封止層を形成した。
Comparative Example A light emitting element substrate was manufactured in the same manner as in the example, and the light emitting element was mounted on the mounting portion of the obtained light emitting element substrate. Next, a phosphor containing a curable silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KER-6075) and a phosphor (made by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name: P46-Y3) added at a ratio of 14% by mass is contained. The resin material was injected onto the light emitting element using a dispenser (trade name: ML-5000XII, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) to form a coating layer covering the light emitting element. And after heating this coating layer at 100 degreeC for 1 hour, it heated at 150 degreeC for 3 hours, the said silicone resin was hardened, and the resin sealing layer was formed.
＜発光装置の評価＞
以下に示すように、発光装置１の高温・高湿下での通電試験を行い、光束量の経時変化を測定した。
実施例および比較例で得られた発光装置１において、発光素子６に電圧／電流発生器（アドバンテスト社製、商品名：Ｒ６２４３）を用いて１００ｍＡの電流を印加し、発光装置１から得られる光の全光束量（ルーメン）を、初期全光束量として測定した。その後、これらの発光装置１に対して、温度８５℃、湿度８５％の環境下で前記通電状態を維持した。そして、１００時間後、３００時間後、５００時間後、１０００時間後、２０００時間後、および３０００時間後の各時点で、全光束量を測定し、初期全光束量からの低下率（％）を算出した。
<Evaluation of light emitting device>
As shown below, the light-emitting
In the
全光束量の測定は、積分球（直径１５０ｍｍ）内に発光装置１を設置し、全光束測定装置（スペクトラコープ社製、商品名：ＳＯＬＩＤＬＡＭＢＤＡ・ＣＣＤ・ＬＥＤ・ＭＯＮＩＴＯＲ・ＰＬＵＳ）を用いて行った。測定結果を図４にグラフで示す。
Measurement of the total luminous flux was carried out by installing the
図４のグラフからわかるように、比較例の発光装置１では、高温・高湿条件の通電試験で、封止層を構成するシリコーン樹脂が劣化して光透過率が低下する結果、発光量が大きく低下しているのに対して、実施例の発光装置１では、高温・高湿条件での発光量の低下がほとんどなく、封止部の信頼性が高い。
As can be seen from the graph of FIG. 4, in the
１…発光装置、２…基板、３…素子接続端子、４…外部電極端子、５…接続ビア、６…発光素子、７…ガラス封止体、８…透明樹脂の接着層、９…連結基板、９ａ…分割溝、１０…一括ガラス封止体、２１…搭載面、２２…非搭載面。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板の前記搭載面上に形成された素子接続端子と、
前記基板の前記搭載部に搭載され、前記素子接続端子と電気的に接続された発光素子と、
蛍光体が分散された６３０℃以下の軟化温度（Ｔｓ）を有するホウケイ酸ガラスから構成され、前記発光素子の外側を覆うように前記基板の前記搭載面上に設けられたガラス封止体と、
前記ガラス封止体と前記発光素子との間に配設された、透明樹脂からなる接着層
を備えることを特徴とする発光装置。 A substrate made of an inorganic insulating material and having a mounting surface, a part of which is a mounting portion on which a light emitting element is mounted
An element connection terminal formed on the mounting surface of the substrate;
A light emitting element mounted on the mounting portion of the substrate and electrically connected to the element connection terminal;
A glass sealing body made of borosilicate glass having a softening temperature (Ts) of 630 ° C. or less in which a phosphor is dispersed, and provided on the mounting surface of the substrate so as to cover the outside of the light emitting element;
A light emitting device comprising: an adhesive layer made of a transparent resin, disposed between the glass sealing body and the light emitting element.
前記発光素子用基板において、前記基板の前記搭載部に発光素子を搭載し、該発光素子を前記素子接続端子と電気的に接続する工程と、
６３０℃以下の軟化温度（Ｔｓ）を有するホウケイ酸ガラスの粉末を主体とし、蛍光体を含む組成物を、所定形状に成形し焼成して、前記蛍光体が分散して含有された前記ホウケイ酸ガラスからなるガラス成形体を形成する工程と、
前記ガラス成形体の主面に所定形状の凹部を形成して、ガラス封止体を形成する工程と、
前記基板に搭載された前記発光素子が前記凹部内に収容されるように、前記ガラス封止体を前記発光素子の外側に配置するとともに、該ガラス封止体と前記発光素子との間に透明樹脂からなる接着層を形成し、前記ガラス封止体と前記発光素子とを前記接着層を介して接着する工程
を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。 A step of manufacturing a substrate for a light emitting element, which is made of an inorganic insulating material and has a mounting surface, a part of which is a mounting portion on which the light emitting element is mounted, and an element connection terminal formed on the mounting surface of the substrate. When,
In the light emitting element substrate, a step of mounting a light emitting element on the mounting portion of the substrate and electrically connecting the light emitting element to the element connection terminal;
The borosilicate containing mainly a borosilicate glass powder having a softening temperature (Ts) of 630 ° C. or less, a phosphor-containing composition molded into a predetermined shape and baked, and the phosphor dispersed therein Forming a glass molded body made of glass;
Forming a concave portion having a predetermined shape on the main surface of the glass molded body to form a glass sealing body;
The glass sealing body is disposed outside the light emitting element so that the light emitting element mounted on the substrate is accommodated in the recess, and transparent between the glass sealing body and the light emitting element. The manufacturing method of the light-emitting device characterized by including the process of forming the contact bonding layer which consists of resin, and adhere | attaching the said glass sealing body and the said light emitting element through the said contact bonding layer.
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