JP5242939B2 - 光デバイス - Google Patents
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Description
本発明は、光デバイスに関する。
従来、特許文献１には、斜方向にＬＥＤが設けられた発光装置（以下、斜方向ＬＥＤと称す）が示されている。図１は特許文献１に示されている発光装置の構成図であり、図１の発光装置は、ＰＬＣＣ（プラスチック リード チップ キャリア）タイプの構造となっている。この構造は、リードフレームにインサートモールドで形成したパッケージの凹部に、ＬＥＤチップをダイボンディングすることで固定し、Ａｕワイヤによるワイヤボンディングにより、電気的接続を行うものである。そして、この凹部に封止樹脂を注入することにより、ＬＥＤチップ及びＡｕワイヤの保護を行っているとともに、リードフレームとパッケージモールド樹脂とを接着している。
特開２００６−９３３５９号公報
図１に示すようなＰＬＣＣタイプのものは、図２に示すようなリードフレームにインサートモールドを行い、フラット化したリードフレーム上にＬＥＤチップをダイボンディングを行うため、リードフレームをカットしてフォーミングを行う工程が必要である。
また、インサートモールドしたパッケージの凹部に封止樹脂を注入する必要があり、パッケージのモールド樹脂と封止樹脂との間で剥離が発生することがあった。
さらに面付けから個別化する時、カット時にバリが発生し、実装時浮きが発生することがあり、さらにリードフレームのフォーミング時に（リードフレームを複数箇所で折り曲げて三角形状にする時に）スプリングバックが発生することがあるため、ＬＥＤのマウント位置に異常が発生するおそれがある。
この図１の形状ではモールド成型の必要から小型化する為には、この樹脂厚を縮小する必要があるが、半田リフロー工程においては２６０度以上の温度をハウジングにかけてしまうことになる。この様な高温において薄型で耐えうる樹脂は、ＬＣＰやＰＥＥＫなど特殊な樹脂であり、成形温度，圧力など一般の樹脂成形とは異なる条件を必要とする。ＰＰＡやナイロン９Ｔなどの特に可視光領域で反射率の高い樹脂では熱変形温度を超えてしまうため、使用することが難しい。フィラーを樹脂に混合し耐熱温度を上げる方法もあるが、この場合には、樹脂の反射率を低下させ、成形条件である温度，射出速度，射出圧など通常の樹脂よりも調整が困難であり、流動性低下から小型で薄肉成形が必要な斜方向ＬＥＤに使用するには問題があった。
さらに、形状が小型化し、かつ、ＬＥＤの出力が向上しＬＥＤが短波長化すると、ハウジングを構成する樹脂が受ける放射照度，フォトンエネルギーがこれまでよりも上昇し、光劣化による反射率の低下を招くことになることになる。これが経年変化として長波長の発光ダイオードよりも出力の低下が大きくなることで、同一パッケージで作製した異なる波長の出力バラツキを助長することになる。
また、封止樹脂としては、短波長に耐性のあるシリコン樹脂、または、変性シリコン−エポキシ樹脂を使用するが、耐性を持たせているにもかかわらず、ハウジングの劣化による剥離が発生し、吸湿するための経路が形成され、この経路を通り、リードフレームに施されたＡｇメッキの酸化および硫化をもたらす。この酸化，硫化は、反射率の低下をもたらし、光量の低下を招くことになる。これはさらにランプハウスおよびリードフレームとの密着力の減少を発生させ、耐湿性，耐リフロー性の問題が発生する。
以上のように、図１のＰＬＣＣタイプの斜方向ＬＥＤでは、リードフレームのカット，フォーミングのスプリングバックなどの問題、モールド樹脂の小型化限界の問題を解決することはできない。
本発明は、光半導体チップ（発光素子および／または受光素子）を斜方向に設けることができ、この場合、スプリングバック等を生じさせずに安定して信頼性良く光半導体チップを斜方向に設けることができて、かつ、小型化が可能な光デバイスを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、実装基板に実装する第１の面と、
第１の面に対して鈍角θ（９０°＜θ＜１８０°）をなし第１の面と電気的に接続されている第２の面とを有する金属膜と、
前記金属膜の第２の面上にマウントされた光半導体チップと、
表面に前記金属膜が形成されるとともに、前記光半導体チップを封止する光透過性の封止材とを有しており、
前記金属膜は、前記第１の面と前記第２の面の両側に、第１の面および第２の面と電気的に接続されているサイド部を有していることを特徴とする光デバイスである。
第１の面に対して鈍角θ（９０°＜θ＜１８０°）をなし第１の面と電気的に接続されている第２の面とを有する金属膜と、
前記金属膜の第２の面上にマウントされた光半導体チップと、
表面に前記金属膜が形成されるとともに、前記光半導体チップを封止する光透過性の封止材とを有しており、
前記金属膜は、前記第１の面と前記第２の面の両側に、第１の面および第２の面と電気的に接続されているサイド部を有していることを特徴とする光デバイスである。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光デバイスにおいて、前記サイド部には切り込みが入れられていることを特徴としている。
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の光デバイスにおいて、前記封止材は、前記光半導体チップに対してレンズとして機能するためのレンズ形状を有していることを特徴としている。
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光デバイスにおいて、前記光半導体チップは、発光素子であり、前記光デバイスは投光器として機能することを特徴としている。
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の光デバイスにおいて、前記封止材には、所定の蛍光体が混合されていることを特徴としている。
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光デバイスにおいて、前記光半導体チップは、受光素子であり、前記光デバイスは受光器として機能することを特徴としている。
請求項１乃至請求項７記載の発明によれば、実装基板に実装する第１の面と、第１の面に対して鈍角θ（９０°＜θ＜１８０°）をなし第１の面と電気的に接続されている第２の面とを有する金属膜と、前記金属膜の第２の面上にマウントされた光半導体チップと、表面に前記金属膜が形成されるとともに、前記光半導体チップを封止する光透過性の封止材とを有している光デバイスであるので、スプリングバック等を生じさせずに安定して信頼性良く光半導体チップを斜方向に設けることができ、かつ、光デバイス全体を小型化することができる。
特に、請求項３記載の発明では、請求項２記載の光デバイスにおいて、前記サイド部には切り込みが入れられているので、サイド部に半田フィレットを施すとき、半田から発生した内包性の気泡を、上記切り込みを入れたサイド部から逃がすことができ、これにより、半田ボールの発現を抑えるとともに、樹脂との接合面積を増やし、接着力を増加させることができる。
また、請求項４記載の発明では、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光デバイスにおいて、前記封止材は、前記光半導体チップに対してレンズとして機能するためのレンズ形状を有しているので、レンズ部材を別途設けずに済む。
また、請求項６記載の発明では、請求項５記載の光デバイスにおいて、前記封止材には、所定の蛍光体が混合されているので、発光素子からの光によって蛍光体が励起され、発光素子からの光と蛍光体からの励起光とが混合して、例えば白色光などの所望の色の光を出射させることが可能となる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図３（ａ），（ｂ）は本発明の光デバイス１の構成例を示す図である。なお、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図３（ａ），（ｂ）を参照すると、この光デバイス１は、第１の面２ａと、第１の面２ａに対して鈍角θ（９０°＜θ＜１８０°）をなし第１の面２ａと電気的に接続されている（例えば、第１の面２ａと一体に形成された）第２の面２ｂとを有する金属膜２と、前記金属膜２の第２の面２ｂ上にマウントされた光半導体チップ３と、表面に前記金属膜２が形成されるとともに、前記光半導体チップ３を封止する光透過性の封止材４とを有している。
さらに、図３（ａ），（ｂ）の光デバイス１では、前記金属膜２は、前記第１の面２ａと前記第２の面２ｂとの両側に、第１の面２ａおよび第２の面２ｂと電気的に接続されているサイド部２ｃを有している。なお、このサイド部２ｃは、このサイド部２ｃに半田フィレットを施すためなどに設けられている。
また、図３（ａ），（ｂ）の光デバイス１において、光半導体チップ３は、発光素子（例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ）および／または受光素子（例えば光検出器（ＰＤ）チップ）であって、光半導体チップ３が発光素子（例えばＬＥＤチップ）の場合、この光デバイス１は、発光装置（投光器）として機能するようになっている。これに対し、光半導体チップ３が受光素子（例えばＰＤチップ）の場合、この光デバイス１は、受光装置（受光器）として機能するようになっている。
ところで、図３（ａ），（ｂ）の光デバイス１において、図４に示すように、例えば金属膜２の第１の面２ａに対して鈍角θ（９０°＜θ＜１８０°）をなす第２の面２ｂ上に光半導体チップ３をマウントし、金属膜２の第１の面２ａを実装基板１０に実装するとき、光半導体チップ３の向きは、実装基板１０に対して斜方向となる。従って、本発明によれば、光半導体チップ３（投光器（ＬＥＤ）または受光器（ＰＤ））を斜方向に設けた光デバイス１を提供できる。
ここで、図１に示した従来の構成と比較するとき、本発明では、リードフレームを用いたりせず、第１の面２ａと第２の面２ｂとを少なくとも有する金属膜２を用いるので（後述のように、この金属膜２は、所定の型上に蒸着またはスパッタで成膜されるものであるので）、スプリングバック等を生じさせずに、金属膜２上に光半導体チップ３を安定して信頼性良く設けることができる。また、本発明では、光透過性の封止材（封止樹脂）４は、光半導体チップ３を封止するとともに、表面に上記金属膜２が形成されるものであるので、従来に比べて（例えばＰＬＣＣタイプに比べて）光デバイスの小型化，薄型化が可能になる。
さらに、図３の光デバイスにおいては、図５に示すように、サイド部２ｃに切り込み５を入れることができる。なお、図５は概略上面図である。
図５に示すように、サイド部２ｃに切り込み５を入れる場合には、サイド部２ｃに半田フィレットを施すとき、半田から発生した内包性の気泡を、上記切り込み５を入れたサイド部２ｃから逃がすことができ、これにより、半田ボールの発現を抑えるとともに、樹脂との接合面積を増やし、接着力を増加させることができる。
また、図３の光デバイスにおいて、図６に示すように、封止材４に、光半導体チップ３に対してレンズとして機能するためのレンズ形状６をもたせることもできる。
このように、封止材４に、光半導体チップ３に対してレンズとして機能するためのレンズ形状６をもたせる場合には、レンズ部材を別途設けずに済む。
なお、本発明の光デバイス１では、金属膜２の第２の面２ｂ上に光半導体チップ３（発光素子または受光素子）をマウントするとき、光半導体チップ３はフリップチップ実装されるのが良い（ダイボンディングされるのが良い）。この場合、光半導体チップ３が受光素子（例えばＰＤチップ）であるとき、ＰＤチップは、光がＰＤチップの裏面に入射する裏面入射型のものにする必要がある。
次に、図３（ａ），（ｂ）に示したような本発明の光デバイスの作製工程について説明する。
まずＳｉウエハの（１００）面に熱酸化膜を形成する。次にレジストをスピンコートした後、プリべークし、マスク露光，現像することで、エッチングする面を残し、レジストで覆う。ポストプリべークの後、レジストをマスクとして、フッ酸（ＨＦ）とフッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）を混合したバッファードフッ酸（ＢＦＨ）で酸化膜をエッチングし、レジストを除去する。その後ＲＣＡ１（１ｐＮＨ３（２５％）＋５ｐＨ２Ｏ＋１ｐＨ２Ｏ２）洗浄、ＲＣＡ２（１ｐＨＣｌ＋６ｐＨ２Ｏ＋１ｐＨ２Ｏ２）洗浄し、ＨＦ浸漬する。
次に残った酸化膜をマスクとし、ＫＯＨ系のアルカリウェットエッチングにより（１１１）面を斜面とした図７に示すような凹部５１を持つＳｉベース５０を作製する。
さらに、フッ酸（ＨＦ）とフッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）を混合したバッファードフッ酸（ＢＦＨ）で酸化膜をエッチングする。表面に沿ってレジストを塗布してプリベークし、マスク露光，現像することで、金属膜（電極）を作製する部分以外をレジストで覆う。その後、蒸着または、スパッタで、金属膜（電極）としてＡｕ／Ｎｉ／Ａｇを成膜し、剥離液でレジストをリフトオフすることにより、Ｓｉベース５０の所定箇所に金属膜（電極）２のパターンを作製する。図８には、図７に示したＳｉベース５０の凹部５１に金属膜（電極）２のパターンが成膜された状態が示されている。
次に、図９に示すように、図８の金属膜２のパターン上へ（具体的には、金属膜２の第２の面２ｂ上へ）、Ａｕ（金）バンプにより光半導体チップ３（発光素子または受光素子）をマウントする（ダイボンディングする）。
次いで、図１０に示すように、光半導体チップがダイボンドされたＳｉベース５０の凹部５１内に、光デバイスの全体形状を画定するための金型コマ５２を斜面に沿って挿入する。図１１は、Ｓｉベース５０の凹部５１に金型コマ５２が挿入された時の概略断面図であり、金型コマ５２が挿入されると、Ｓｉベース５０と金型コマ５２との間には、光デバイスの全体形状を規定する空間５３ができる。
このようにして、金型コマ５２によりできた空間５３に封止材（封止樹脂）４を注入し封止する。図１２には、金型コマ５２によりできた空間５３を封止材４により封止した後、金型コマ５２を抜いた状態が示されている。
しかる後、Ｓｉベース５０をＫＯＨ系のアルカリウェットエッチングで除去し、図３（ａ），（ｂ）に示すような本発明の光デバイスとすることができる。
なお、封止材（封止樹脂）４としては、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ＰＶＡ樹脂、フッ素系樹脂等を用いることができる。
また、図５に示したような光デバイスの製造方法としては、凹部５１をもつＳｉベース５０の作製時に、金属膜のサイド部となる部分を選択エッチングして段差（図示せず）を作製する。このサイド部の部分に段差を有するＳｉベース５０の表面に金属膜２を成膜し、金属膜２の第２の面２ｂに光半導体チップ３をマウント後、封止材（封止樹脂）４でモールドし、Ｓｉベース５０をエッチングすることで、図５に示したような金属膜２のサイド部２ｃに切り込み５が入った光デバイスを作製することができる。
なお、上記の製造工程例では、金属膜２としてＡｕ／Ｎｉ／Ａｇを使用したが、金属膜２としては、表１に示すような組み合わせのものを使用することも可能である。
なお、表１では、（１）側がＳｉベース５０に近い方で、光半導体チップ３のマウント側が、（５）側である。また、（２）〜（４）は、必要により使用する金属層となる。
あるいは、金属膜２としては、図７に示す凹部５１をもつＳｉベース５０上に無電解メッキによりＣｕを成膜し、その後、Ａｕを電解メッキし、無電解メッキ部分のＣｕをエッチング後、電鋳によりＣｕの厚膜を成膜し、電極を作製する部分以外をレジストで覆い、塩化第二鉄でエッチングすることで、所望のところに金属膜２のパターンを作製することができる。さらに、電解メッキでこのＣｕ上に、Ａｕ、ＡｇＢｉ、Ｐｄ、ＡｇＰｄ、Ａｇ／Ｒｅ、Ａｇ／Ｒｈ等を成膜し、接合を可能とする金属膜２のパターンを作製することができる。
なお、Ｃｕのエッチング液としては、塩化第二銅、過硫化アンモニウムを主体としたもの、過硫化アンモニウムをアンモニア錯体化したもの、硫酸・過酸化水素を主体としたもの、硫酸・過酸化水素にアンモニア錯体化したもの、塩素酸塩系を主体としたものでもよい。
また、上述の例では、Ｓｉベース５０のエッチングにＫＯＨを使用したが、Ｓｉベース５０のエッチングには、ＫＯＨ以外に、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）やＥＤＰ（エチレンジアミンピロカテコール）、Ｎ２Ｈ４＋Ｈ２Ｏを用いることもできる。また、ＸｅＦ２や、ＳＦ６＋Ｃ４Ｈ８ボッシュプロセス等のドライプロセスによるエッチング、ダイシングブレード形状を斜面状に作製することでダイシングプロセスによる作製、ブラストによる作製も可能である。また、エッチング方法によっては面方位を変更することで、斜面角度を変更することが可能である。
次に、本発明の具体例を説明する。
本発明の第１の具体例は、斜方向の投光器（ＬＥＤ）である。この第１の具体例では、図３（ａ），（ｂ）に示す構成において、金属膜２として銅ベースにＮｉメッキを施し、その上にＡｕメッキを施したものを用い、この金属膜２の第２の面２ｂ上に、ＬＥＤチップ３を金バンプにより接合し（ダイボンディングし）、これを封止樹脂４で保護した形状となっている。ここで、図４に示したように、金属膜２の第１の面２ａを実装基板１０側に一致するようにすることで、光を斜方向に放射するＬＥＤ投光器とすることができる。
図１３は、上記のように金属膜２の第２の面２ｂにダイボンディングされるＬＥＤチップ３の構成例を示す図であり、図１３の例では、ＬＥＤチップ３はフリップチップ型のＬＥＤとして構成され、一方の側に、正電極として機能する第１のバンプ３１と、負電極として機能する第２のバンプ３２とが設けられたものとなっている。この場合、第１のバンプ３１を金属膜２の正電極のパターンに接合させ、第２のバンプ３２を金属膜２の負電極のパターンに接合させることで、ＬＥＤチップ３を金属膜２（金属膜２の所定の電極パターン）にダイボンディングすることができる。
この時使用するＬＥＤチップ３のＬＥＤ本体の材料としては、ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体（発光層に例えばＧａＮを用いたもの）を用いることもできるし、ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体に限らず、ＺｎＯ系の酸化物系半導体、ＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体、ＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体で、フリップチップ型のＬＥＤチップであれば、使用可能である。
また、これらＬＥＤを複数使用して、多色化することも可能である。
上記のような本発明の第１の具体例の斜方向投光器は、実装基板１０に対して、他の面実装デバイスと同様に実装することで、所定の対象物を斜方向に照射することが可能となる。また、ＰＬＣＣタイプにおけるスプリングバックの問題を生じさせず、また、ＰＬＣＣタイプでは困難な小型化，薄型化が可能となる。さらに、ハウジングの劣化がないため、剥離による吸湿経路が作られず、出力低下が抑えられる。
また、本発明の第２の具体例は、第１の具体例において、封止樹脂に所定の蛍光体が混合されたものである。すなわち、本発明の第２の具体例は、第１の具体例として示したＬＥＤチップが具体的には４８０ｎｍ以下の波長を発光する活性層である窒化物系半導体層をもったフリップチップ型のＬＥＤチップであり（たとえば発光色（例えばピーク波長４６３ｎｍ）を有するＬＥＤチップであり）、このＬＥＤチップからの上記波長の光により励起される蛍光（ピーク波長５６３ｎｍ）を有する珪酸塩蛍光体を封止樹脂４に混合して使用することで、ＬＥＤ光が混色され、白色や電球色に対応する斜方向投光器とすることができる。
また、封止材（封止樹脂）４に注入される蛍光体として、上述の例では、珪酸塩蛍光体を用いたが、黄色蛍光体，緑色蛍光体，赤色蛍光体などを用いることもできる。
ここで、黄色蛍光体としては、Ｒ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｐｒの一般式で表わされる蛍光体のうち、Ｒがイットリウム（Ｙ）及びガドリニウム（Ｇｄ）のうち少なくとも一元素，Ｍがアルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）のうち少なくとも一元素であるような蛍光体、あるいはオキシ窒化物ガラスを母体材料とする蛍光体、または、チオガレートＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕであってもよい。
また、緑色蛍光体としては、Ｙ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅの一般式で表わされる蛍光体のうち、Ｍがアルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）のうち少なくとも一元素であるような蛍光体、チオガレートＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、珪酸塩蛍光体Ｃａ３Ｓｒ（ＳｉＯ４）３：Ｃｅ、酸化物蛍光体ＣａＳｒ２Ｏ４：Ｃｅ酸窒化物系蛍光体ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕなどを使用してもよい。
また、赤色蛍光体では、硫化物系蛍光体Ｍ５Ｓ：Ｅｕの一般式で表わされる蛍光体のうち、Ｍが窒化物系蛍光体ＣａＳｉＮ２：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ２：Ｅｕでもよい。
また、紫外光を用いて蛍光により白色化等混色する場合、青色発光する蛍光体のアルミン酸塩蛍光体ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，ハロ燐酸塩蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、緑色発光する蛍光体のアルミン酸塩蛍光体ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ，ハロ珪酸塩蛍光体Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ：Ｅｕ，Ｍｎ，珪酸塩蛍光体（（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ）１−ｘＥｕｘ）２ＳｉＯ４、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、赤色発光する蛍光体の酸硫化物蛍光体Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ，Ｂｉ、チオガレート（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕなどを混合して用いても良い。
また、赤色発光する蛍光体としては、他にＬＥＤ光源からの発光を吸収し得る位置に組成がＡ（Ｅｕ１−ｘ−ｙＭｘＳｍｙ）（Ｗ１−ｚＭｏｚ）２Ｏ８（但し前記式中、ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓの元素のうち少なくとも１種以上、ＭはＢ、Ａｌ、Ｓｃ，Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｐの元素のうち少なくとも１種以上、ｘは０≦ｘ≦０．３、ｙは０＜ｙ≦０．１、ｚは０≦ｚ≦１である）がある。また、ＡＥｕｘＬｎ１‐ｘＭ２Ｏ８で表される青色から長紫外領域ＬＥＤ光源で励起され発光する蛍光体において、Ｅｕ３＋イオンを２次元または１次元に配列した赤色発光蛍光体（但し，０＜ｘ≦１，組成中のＡはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ及びＣｓからなる群より選ばれた少なくとも１種であり，ＬｎはＹ，Ｌａ，Ｇｄ及びＬｕからなる群より選ばれた少なくとも１つであり，ＭはＷまたはＭｏからなる群より選ばれた少なくとも１１種）がある。
また、ＲＧＢに連続光として不足する黄色発光を補う蛍光体としては、（２−ｘ−ｙ）ＳｒＯ・ｘ（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ ｂＡｌ２Ｏ３ ｃＢ２Ｏ３ ｄＧｅＯ２：ｙ Ｅｕ２＋（但し、０＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５）で示される２価のユウロピウムで活性化されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩、（２−ｘ−ｙ）ＢａＯ・ｘ（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ ｂＡｌ２Ｏ３ ｃＢ２Ｏ３ ｄＧｅＯ２：ｙ Ｅｕ２＋（但し、０．０１＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である）で示されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩、構造的に安定で、励起光や発光を長波長側にシフトできる物質として、オキシナイトライドガラス、β−サイアロン、α−サイアロンなど、構造中に窒素を含む酸窒化物蛍光体などを用いることが可能である。
また、本発明の第３の具体例は、斜方向の受光器（ＰＤ）である。この第３の具体例においても、第１の具体例と同様に、図３（ａ），（ｂ）に示す構成において、金属膜２として銅ベースにＮｉメッキを施し、その上にＡｕメッキを施したものを用い、この金属膜２の第２の面２ｂ上に、図１４に示すように裏面入射型のＰＤチップ３を金バンプにより接合し（ダイボンディングし）、これを封止樹脂４で保護した形状となっている。ここで、図４に示したように、金属膜２の第１の面２ａを実装基板１０側に一致するようにすることで、光を斜方向に受光するＰＤ受光器とすることができる。
図１５は、図１４に示すように金属膜２の第２の面２ｂにダイボンディングされる裏面入射型のＰＤチップ３の構成例を示す図であり、図１５の例では、裏面入射型のＰＤチップ３は、フリップチップ型のＰＤとして構成され、一方の側に、正電極として機能する第１のバンプ３１と、負電極として機能する第２のバンプ３２とが設けられたものとなっている。この場合、第１のバンプ３１を金属膜２の正電極のパターンに接合させ、第２のバンプ３２を金属膜２の負電極のパターンに接合させることで、ＰＤチップ３を金属膜２（金属膜の所定の電極パターン）にダイボンディングすることができる。なお、図１５に示す裏面入射型のＰＤチップ３では、光電変換するためのｐｎ接合部３５が光入射側とは反対の側に位置するので、ＰＤチップ３への入射光がｐｎ接合部３５に入射し易くするため、ＰＤチップ３の光入射側の面は、両端部３６，３７を除いて（両端部３６，３７はＰＤチップ３の構造上の強度を維持するのに必要である）、ｐｎ接合部３５の近くまでエッチングされている。これをエポキシ樹脂など封止樹脂で保護することにより、斜方向受光器とすることができる。
なお、使用するＰＤとしては、ＡＰＤ，フォトトランジスタなどでも良い。
上記のような本発明の第３の具体例の斜方向受光器は、実装基板１０に対して、他の面実装デバイスと同様に実装することで、斜方向から受光することが可能となる。また、斜方向入光に対してフォーミングが不要である。また、一括エッチングで作製し、共晶をリフローで行うことにより、簡単に大量の製品を作製することが可能となる。
本発明は、バックライト用光源、車載用インジケータ、ストロボ用光源、間接照明用光源、非常灯、温度センサー用光源、ガスセンサー用光源、花卉成長制御用光源、集魚用光源、無影灯用光源、光ＣＴ用光源、白血病細胞破壊用光源、集虫用光源、光触媒励起用光源、人検知センサー用受光器、紙検知センサー用受光器などに利用可能である。
１ 光デバイス
２ 金属膜
２ａ 第１の面
２ｂ 第２の面
２ｃ サイド部
３ 光半導体チップ
４ 封止材
５ 切り込み
６ レンズ形状
１０ 実装基板
３１ 第１のバンプ
３２ 第２のバンプ
３５ ｐｎ接合部
３６，３７ 両端部
５０ Ｓｉベース
５２ 金型コマ
５３ 空間
２ 金属膜
２ａ 第１の面
２ｂ 第２の面
２ｃ サイド部
３ 光半導体チップ
４ 封止材
５ 切り込み
６ レンズ形状
１０ 実装基板
３１ 第１のバンプ
３２ 第２のバンプ
３５ ｐｎ接合部
３６，３７ 両端部
５０ Ｓｉベース
５２ 金型コマ
５３ 空間
Claims (6)
- 実装基板に実装する第１の面と、第１の面に対して鈍角θ（９０°＜θ＜１８０°）をなし第１の面と電気的に接続されている第２の面とを有する金属膜と、
前記金属膜の第２の面上にマウントされた光半導体チップと、
表面に前記金属膜が形成されるとともに、前記光半導体チップを封止する光透過性の封止材とを有しており、
前記金属膜は、前記第１の面と前記第２の面の両側に、第１の面および第２の面と電気的に接続されているサイド部を有していることを特徴とする光デバイス。 - 請求項１記載の光デバイスにおいて、前記サイド部には切り込みが入れられていることを特徴とする光デバイス。
- 請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の光デバイスにおいて、前記封止材は、前記光半導体チップに対してレンズとして機能するためのレンズ形状を有していることを特徴とする光デバイス。
- 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光デバイスにおいて、前記光半導体チップは発光素子であり、前記光デバイスは投光器として機能することを特徴とする光デバイス。
- 請求項４記載の光デバイスにおいて、前記封止材には、所定の蛍光体が混合されていることを特徴とする光デバイス。
- 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光デバイスにおいて、前記光半導体チップは受光素子であり、前記光デバイスは受光器として機能することを特徴とする光デバイス。
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