次载具及其制造方法

专利名称：次载具及其制造方法
技术领域：
本发明涉及次载具及其制造方法，尤其涉及安装半导体发光元件等面发光 元件，并适于在元件的发光方向上有效地聚光的次载具、在此载具上搭载了光 学元件的光学模块及其制造方法。
背景技术：
近年来，面发光光学元件，尤其是LED(发光二极管)实现了特性改进，对 用途扩大的期望较高。过去在塑料壳体上安装LED并在光路中部设置微型透 镜等以聚光，或者通过用透明的树脂注塑LED及安装了 LED的衬底整体并将 树脂表面精加工成光滑的球面，将树脂作为透镜来使用以聚光。安装了这种 LED的发光器件用于电光公告栏或大型影像用画面、信号器的灯光、灯饰等。
然而，由于LED其耗电比现有灯泡少且发光寿命也比灯泡长，因此，期 望应用到电灯、室内照明、汽车照明、液晶画面用背光灯等宽广的照明领域。
此外，作为与这种次载具相关的技术，可举出例如专利文献l (专利文献 1:特开2005 - 183558号公报)。
在对这种照明领域的应用，有必要使多个LED平面状地集中在一起发光 以聚光。其理由为， 一个LED元件的光的强度尚比灯泡弱。而对于现有的使 用树脂经膜塑而成的LED来讲，高密度并排LED元件起来是有限度的。
另外，LED元件的输出越大则越容易引起LED元件的温度上升，且容易 导致发光效率的降低。因此，为了将LED元件应用到灯光、照明等多方面， 需要高密度地安装高输出的LED元件且高效地聚光。
在聚光上通常是用透镜。但若在每一个LED元件上使用透镜则成本增加， 从而制造价格增高，而且还需要用于在LED元件上固定透镜的支撑件。
而且，为了制造廉价的光学元件搭载用次载具，不仅要降低部件费、加工 费，还需要实现用晶片状的衬底一并制造多个产品等生产合理化。 发明内容本发明的为了解决上述问题，提供如下所述的代表性的次载具。即、
(1) .在包括在一主表面上形成有搭载光学元件的光学元件搭载部和向
光学元件供电的配线部的第一衬底；以及 在玻璃衬底上形成有贯通孔的第二衬底，
上述第一衬底的光学元件搭载部以位于上述第二衬底的贯通孔的内部的 方式被对位，从而上述第一衬底和上述第二衬底接合的次载具中， 上述第 一衬底由以绝缘体为主体的衬底构成，
供电的第 一配线部和相邻上述第 一配线部设置且向上述发光元件的另 一个电 极端子供电的第二配线部的电极金属镀覆层构成，
上述第 一衬底和上述第二衬底的接合通过设置于与上述第 一衬底的 一主 表面中的上述配线部所露出的区域不同的区域的接合金属镀覆层的阳极接合 而形成。或者，提供如下次载具
(2) .在上述(1)所述的次载具中，其特征在于，
第二村底由贴合了玻璃板和硅板的层叠衬底构成，以设置在上述第 一衬底 上的光学元件搭载部位于设置在上述层叠衬底上的贯通孔的内部的方式进行 对位，上述第一衬底的玻璃板和上述第二村底接合。
(3 ).再有，由于通过阳极接合来接合上述第 一衬底的接合金属镀覆层和 第二衬底的玻璃，可一并接合晶片状的第一衬底和第二衬底，因而对这些次载 具的生产合理化做出贡献，并能够提供廉价的次载具。
发明效果如下。
如上所述那样，根据本发明，能够提供可高密度地安装代表例如LED的 光学元件，且有效地聚光，散热性也高，价格低廉的LED用次载具，进而能 够提供在该次载具上搭载了光学元件的光学模块。在组合了发出红、绿、蓝的 光的LED的场合，使光混合并产生白色光，或者控制各光学元件的功率而使 光的色调变化。
另外，作为形成了光的反射膜的衬底材料，通过使用贴合了玻璃、或玻璃 和硅的衬底，可利用阳极接合来制造次载具。阳极接合是适于接合晶片或板状 物体的技术，降低制造成本，可提供廉价的次载具。


图1是构成成为本发明第一实施例的次载具的第一衬底和第二衬底的立 体图。
图2是成为本发明第一实施例的次载具的立体图。
图3是表示成为本发明第一实施例的次载具的制造过程的衬底的俯视图。 图4是成为本发明第一实施例的图2的X^X'剖视图。 图5是表示在成为本发明第一实施例的图4的次载具上安装光学元件的过 程的剖视图。
图6是表示在搭载了成为本发明第一实施例的图5的光学元件的次载具上 供电从而发光元件照亮的状态的剖视图。
图7是构成成为本发明第二实施例的次载具的第一衬底和第二衬底的立 体图。
图8是表示成为本发明第二实施例的图7的次载具的第一衬底背面立体图。
图9是在成为本发明第二实施例的图7的次载具上搭载了光学元件的状态 的俯4见图。
图IO是成为本发明第二实施例的图9的Y—Y'剖视图。 图11是在成为本发明第三实施例的次载具上搭载了光学元件的状态的俯 视图。
图12是成为本发明第三实施例的图9的Z""Z'剖视图。 图13是构成成为本发明第四实施例的次载具的第一衬底和第二衬底的立 体图。
图14是表示在成为本发明第四实施例的图13的次载具上搭载、安装了光 学元件的状态的图13的Z—Z'剖视图。
图15是表示用玻璃板13密封了成为本发明第四实施例的图14的次载具 上面的状态的剖视图。
图16是表示在成为本发明第五实施例的次载具上搭载、安装了光学元件 的状态的剖^L图。
图17是表示用玻璃板13密封了成为本发明第五实施例的图16的次载具上面的状态的剖^f见图。
图中
l-第一衬底，2-电极金属镀覆层，2A-光学元件搭载部，2a-用电极 金属镀覆层构成第一布线部，2b-用电极金属镀覆层构成第二布线部，2B-下面电极金属镀覆层，3-接合金属镀覆层，4-第二衬底，5-贯通孔，6-反 射膜，7-光学元件，8-接合剂，9-引线接合，10-通孔，10a-与第一布线 部连接的通孔，10b-与第二布线部连接的通孔，11-硅，12-玻璃，13-玻 璃板，14a-接合衬底的切断位置，14b-接合衬底的切断位置。
具体实施例方式
下面按照图1至图6说明本发明的第一实施例。
实施例1
图1是为了表示对衬底进行了加工、接合、切断后的完成品的图像而表示 了涉及本发明的次载具的最小构成单位部分的分解图，图l(a)表示接合前的第 二衬底4的立体图，图l(b)表示同样接合前的第一衬底1的立体图。此外，符 号5是贯通孔，符号6是设置于观通孔的壁面上的反射膜。
图2是将第一衬底1和第二村底4对位，并接合了两衬底1、 4后的次载 具100的立体图，图3(a)、 (b)是表示对位之前的两衬底1、 4的状态的俯视图， 图3(c)是将两衬底l、 4对位并接合后的俯视图，虚线表示从晶片切断次载具 的最小构成单元的部分的位置。
图4是从所接合的衬底作为最小构成单元的部分而切断分离的次载具100 的剖视图(相当于图2的X—X'的剖面)，图5是次载具100的光学元件搭载 部2A上安装(搭载)了光学元件7的状态的剖视图，而且图6是表示从布线
光的出射方向的剖^L图。
在图l(a)、 (b)的接合前的立体图中，在第一衬底1上具有光学元件搭载部 2A,且形成有由向搭载到光学元件搭载部2A的光学元件的一个端子供电的第 一布线部2a和与该第一布线部2a相邻并在电学地分离且向光学元件的另一个 端子供电的第二布线部2b构成的电极金属镀覆层2以及接合金属镀覆层3。 该接合金属镀覆层3做成比电极金属镀覆层2厚，从而表面高度比电极金属镀覆层2高。在实际应用上，该接合金属镀覆层3和电极金属镀覆层2的厚度差 至少为O.l(im即可。通过使接合金属镀覆层3比电极金属镀覆层2厚，即便在 电极金属镀覆层2的图案表面上多少存在凹凸，也由于接合金属镀覆层3的高 度比电极金属镀覆层2还高，因此，可进行稳定的阳极接合。
在第二衬底4上形成有贯通孔5，在贯通孔5的内部表面(壁面)形成有 反射膜6。
以光学元件搭载部2A的全部容纳到第二衬底4的贯通孔5内的方式进行 对位。另外，就接合而言，第一衬底1上的接合金属镀覆层3直接地与第二村 底4紧贴、接合。在本实施例中，该接合利用阳极接合来进行，而利用粘接剂 等来进行亦可。另外，电极金属镀覆层2由于高度比接合金属镀覆层3还低(厚 度薄)，因而不阻碍接合。此外，关于阳极接合将在本实施例中后面说明。
这里，说明构成次载具100的各部的材料。在第一衬底1上适合如以碳化 硅或氮化铝为主成分的优于绝缘性且具有高导热系数的陶瓷材料。在搭载在本 发明的次载具上的光学元件7的发热量较小的场合不限于此，也可使用以氧化 铝、氮化硅等为主成分的陶瓷材料。
在电极金属镀覆层2上适合用于实现与陶瓷的紧贴的Ti、保护Ti的Pt、 以及组合了防止表面的氧化并提高与焊料等的连接性的Au的Ti/Pt/Au层叠薄 膜。但不限定于与该金属组合，也可以是Ti/Ni/Au、 Cr/Ni/Au、 Ti/Cu、 Cr/Cu、 等金属薄膜。这些金属薄膜的厚度最好为例如 Ti(0.1(im)/Pt(0.2(im)/Au(0.2 0.5iim)等，且电极金属镀覆层2的整体厚度为lpm 以下。
在接合金属镀覆层3上适合实现与陶瓷的紧贴的Ti、以及组合了 Al的 Ti/Al的金属层叠薄膜。在本发明中，虽然对于第一衬底1和第二衬底4的接 合不作限定，但利用阳极接合的场合居多，在该场合，组合了Ti/Al的金属镀 覆层适合用于阳极接合。其理由将在阳极接合的说明中详述。另外，金属镀覆 层3作为实现与第二衬底的接合的金属镀覆层在本发明中称之为接合金属镀 覆层。该接合金属镀覆层的厚度在本实施例中为Ti(0.1^im)/Al(l 10^im)，且整 体上为l|im以上。
在第二衬底4上适合通常称之为派拉克斯玻璃(耐热性玻璃的注册商标)的硼硅酸耐热玻璃。其理由是，例如在第一衬底上使用了碳化硅陶覺的场合，
其热膨胀系数通常为3.7xl(T6,若为具有3.3xl0-s的热膨胀系数的派拉克斯玻 璃则接合后起因于热膨胀失谐的残余应力变小，从而破损危险少之故。此外， 在第一衬底上使用了其它陶瓷的场合，只要使用具有尽量与该陶瓷材料相近的 热膨胀系数的玻璃作为第二衬底即可。
在第二衬底4的贯通孔5的反射膜6上适合Ti/Al (表面为Al)。这是因 为，Al具有较均匀地反射各种波长的特性。而在所反射的光带颜色也无关紧 要的场合，反射膜的构成不限定于此。对于反射膜的厚度不作限定。
下面说明各衬底的制造工序。
利用阴极賊镀法、蒸镀法等在第一衬底1上形成Ti/Pt/Au等金属薄膜。接 着，利用光刻技术将该保留的电极金属镀覆层2的形状用光致抗蚀剂的掩模图 案形成。接着，利用铣削等方法来去除多余的Ti/Pt/Au。而后，利用清洗等去 除掩模图案。.
接合金属镀覆层3 (Ti/Al)也采用同样的方法形成。此外，在这种金属镀 覆层的图案形成上，除了上述的铣削法以外，还采用利用特殊溶液的浸蚀法、 或者称之为举离法的方法。在举离法的场合，在形成金属镀覆层以外的部分形 成光致抗蚀剂图案，从其上开始用溅镀法、蒸镀法等沉积金属镀覆层。而后， 去除抗蚀剂上的多余的金属镀覆层，并用溶液冲洗抗蚀剂而形成图案。
在第二衬底4的加工中，形成利用抗蚀剂的贯通孔5的开口部的图案。开 口部的形状在本实施例中为圆角正方形，而形状为圆形或椭圆形也均可。即、 按照光学元件7的配置和所聚光的光的强度进行设计即可，这在下面的实施例 也一样。
接着，利用喷砂法用微粒的砂粒冲击第二衬底4，切削开口部的衬底，从 而形成例如图4所示的在孔的深度方向上具有倾斜面的贯通孔5。采用喷;少法， 通过控制所使用的砂粒的材质、粒度分布、喷射砂粒的流速等，可在某种程度 上任意形成贯通孔5的内壁面的形状、倾斜角等，能够使来自光学元件7的放 射光有效地向外部放出。
另外，在喷砂法中，存在所切削的表面的凹凸大，即便从其上形成A1等 反射膜6，凹凸也成为光的漫反射的原因的场合。在该场合，为了使贯通孔的内壁面平坦化，通过将树脂涂敷、或金属薄膜形成在贯通孔的内部表面上作为 基底，而后进行电镀以控制晶粒生长，从而也可以在某种程度上减小贯通孔的
内部表面的凹凸。此外，如上所述，关于反射膜6的材质，利用贯通孔5的内 部表面的镀层可充分地降低凹凸，且在光反射特性上没有问题的场合，也可以 将镀膜本身作为实质上的反射膜，从而可省略后述的反射膜的形成过程。
接着，在依旧用抗蚀剂覆盖第二衬底4的贯通孔5以外的部分的情况下，
利用例如溅镀法、蒸镀法等方法形成反射膜6 (Ti/Al等的金属薄膜)。尤其， 通过从贯通孔5的开口部较大一侧进行成膜，在贯通孔的内部表面也可成膜。 在用树脂、电镀等包覆了贯通孔5的内部表面(壁面)的场合，只要包覆材料 的反射特性足够，可从其上形成反射膜6。而后，沖洗多余的光致抗蚀剂，仅 在贯通孔5的内部表面留下反射膜6。这种工序只要按照次载具上所要求的光 的反射特性进行设计即可，在下面的实施例也一样。
关于第一衬底1和第二衬底4的对位、接合、切断，使用图3进行说明。 图3(a)及(b)是第一及第二衬底各自的俯视图，图3(c)是将从对位后的第二衬底 4的上方观察的俯视图以模式表示的图。
首先在衬底1、 4的对位上，以电极金属镀覆层2中的光学元件搭载部2A 位于第二衬底4的贯通孔5的内部的方式进行对位。此外，在本实施例的场合， 在第二衬底4上预先在搭载光学元件的部分以外也形成贯通孔，预先使电极金 属镀覆层2的布线部的一部分位于贯通孔内。
接着，利用阳极接合来接合第一衬底1和第二衬底4。这里，关于阳极接 合i兌明如下。
所谓阳极接合一般是将玻璃衬底和硅衬底重叠并直接接合的技术。将两者 重叠，并加热到几百度。在该状态下，通常以玻璃侧成为负且硅侧成为正的方 式施加电压。据称，由此在玻璃内产生较强的电场，由该电场使得包含在玻璃 中的Na等原子半径小的阳离子被强制性地向负电极侧扩散，在接合界面附近 的玻璃衬底内形成阳离子空缺层。由于该阳离子空缺层带负电，因而在接合界 面附近产生更强的静电引力。玻璃衬底和硅衬底因该静电引力而牢固地紧贴。 另夕卜，与此同时，通过包含在玻璃衬底中的氧和硅衬底中的硅起反应而在界面 形成氧化物，从而进行化学接合，能够实现牢固的接合。本发明人等研究了该阳极接合技术，其结果解释清楚了不仅在玻璃衬底和 硅衬底，而且在硅衬底上形成铝、钛等金属镀覆层后可与玻璃衬底进行牢固的
阳极接合。另外，进一步发现在陶乾衬底上进行这些金属的金属镀覆层形成， 在其上重叠玻璃衬底，并通过向金属镀覆层通电来对玻璃衬底施加高电压，可
实现玻璃衬底和陶资村底上的金属镀覆层的阳极接合。阳极接合通常为导体及 半导体和玻璃的接合技术，而示出陶瓷等绝缘材料也可通过金属镀覆层形成来 接合，本发明是基于该研究结果实现的。
如图3(a)所示，本实施例的接合金属镀覆层3形成为包围电极金属镀覆层 2的图案组的外周并在第一衬底1上连结全部。其结果，通过在第一衬底1的 外周部等上压接一个探针而通电，并且在第二衬底4的玻璃上面压接另一个探
针而加热到400。C左右的状态下施加几百伏的电压，使得第一衬底1的4妻合金 属镀覆层3大致成为等电位，并在与第二衬底4上的另一个探针之间产生强电 场。利用该电场进行阳极接合。
此外，形成于第一衬底1上的接合金属镀覆层3的最表面，除了铝、钛以 外，还可以为锆、铪、鴒、钼、铬、钒、镁以及铁等金属。
在下一个工序中，将所接合的第一和第二衬底在图3(c)的虚线14a、 14b 的位置切断。将这样从衬底切断、分离的成为最小单位的次载具IOO的一个表 示在图2的立体图上，并表示在图4的剖视图中。而后，如图5所示，在该次 载具100的光学元件搭载部2A上搭载LED等光学元件7,并使用接合剂8(焊 料、导电性粘接剂等)将光学元件7的一个端子连接在由电极金属镀覆层2 构成的布线部2a的光学元件搭载部2A上，将另一个端子通过引线接合9连 接在相邻设置的由电极金属镀覆层2构成的布线部2b上，由此，光学元件7 实现电连才妄。
此外，如图3(c)所示，在谋求生产效率的进一步提高的场合，还可以在从 所接合的村底切断之前安装光学元件7并且电连接也结束后切断成为最小单 位的次载具100。
如图6所示，在安装了光学元件7的次载具100中，从光学元件7出射的 光中的横向成分由设置于第二衬底4的贯通孔5的内壁面上的反射膜6所反射 而在上方外部聚光。搭载在次载具100上的光学元件7不限定于发出同一波长的光学元件，可以组合例如波长不同的红、绿、蓝等多种LED元件而产生白
色光，或者也可以任意控制光的色调。
另外，在本实施例的次载具100中，虽然做成安装四个光学元件7的构造，
有高密度地安装多个光学元件的场合，或者在用一个光学元件能够得到足够的 光量的场合，可以是在贯通孔5内安装一个光学元件7的次载具。关于安装的 光学元件的个数，在下面的实施例也一样。
在安装了光学元件的本实施例的次载具的场合，在印制电路板、陶瓷衬底、 金属制衬底等上使用导电性粘接剂、焊料等连接第一衬底l的下面而使用。利 用引线接合等向位于次载具100的外周的电极金属镀覆层2(布线部2a、 2b的 端子)上连接而进行电连接。
这样在次载具100上搭载了光学元件7的发光器件可适用于如电灯、各种 信号器、室内照明、汽车照明、液晶画面用背光灯的需要光的所有产品上。
另夕卜，在组合红、绿、蓝三色光学元件安装的发光器件的场合，由于通过 使各光学元件的功率变化可控制所合成的光的波长，因此，除了需要白色光的 灯光以外，还可以应用到灯饰用灯光、广告用灯光等。
在仅安装了特定波长的光学元件的场合，在仅高密度地安装了例如红色的 LED元件的场合等，可考虑对照射强红色光并利用了由光引起的辐射热的加 热器、干燥机等的应用可能性。关于本发明的光学元件搭载用次载具的应用产 品，在下面的实施例也一样。
实施例2
下面关于本发明的第二实施例，用作为次载具100的分解图的图7进行说 明。在本实施例中也抽出图示次载具的最小构成单元。即、图7(a)表示接合前 的第二衬底4，图7(b)表示接合前的第一衬底1,在实际制造工序中，与实施 例1相同地、通过对晶片、或板状的第一及第二的衬底1及4一并进行加工、 接合、切断，而能够制造未图示的次载具。在下面的实施例也一样。
如图7(b)所示，在由碳化硅陶资等制成的第一衬底1的光学元件搭载部 2A所形成的区域的外周部形成成为贯通孔10的孔的部分(在图中，由于成为 在中心切断的图像，因而呈半圆状)所空出的未图示的抗蚀剂图案，并利用喷砂等形成贯通孔。
接着，与实施例l相同地、用溅镀法等方法在第一衬底1的整个面上形成 电极金属镀覆层2等。此时，在贯通孔10内也形成金属镀覆层。再次在第一 衬底1上形成抗蚀剂图案，并在利用铣削等方法来形成具有与实施例1相同地
具备了光学元件搭载部2A的第 一布线部和第二布线部的电极金属镀覆层图案 2之后，也以同样的方法将接合金属镀覆层3形成在第一衬底1上。
进而，如图8所示，在第一衬底1的下面以与各自的贯通孔IO连结的方 式形成下面电才及金属镀覆层2B。
此外，在图7(b)所示的第一衬底1中，具备了光学元件搭载部2A的第一 布线部和与其相邻设置的第二布线部的电极金属镀覆层图案2的形状与图8 的下面电极金属镀覆层2B大致相同。第一及第二布线部的一端部与各自的贯 通孔10独立连结。而且，该场合的接合金属镀覆层3的图案层叠在除了光学 元件搭载部2A及与其对应的第二布线部的一部分之外的电极金属镀覆层2 上。
如图7(a)所示，在第二衬底4上与实施例1相同地形成贯通孔5和反射膜 6。此外，衬底4、电极金属镀覆层2、接合金属镀覆层3、反射膜6等的材质 与实施例1相同。
第一衬底1和第二村底4的接合在与实施例1的图3(c)的场合相同地、以 第一衬底1的至少光学元件搭载部2A配置到第二衬底4的贯通孔5内的方式 进行对位之后，这些两衬底通过阳极接合来接合，而使用焊料、粘接剂等的接 合剂亦可。在本实施例中，由于第二衬底4的派拉克斯玻璃和第一村底1上的 接合金属镀覆层3的表面的铝(Al)通过阳极接合使得玻璃中的氧和Al起反 应从而牢固地接合，因此，在本构造上，阳极接合适合并适用。
在进行阳极接合时，通过使接合装置的阳极与第一衬底1的下面接触，并 将接合装置的阴极按压在第二衬底的上面来进行接合。通过对接合装置的电极 施加电压，从下面电极金属镀覆层2B经由侧面(通孔10的内部表面)的电极金 属镀覆层向第一衬底的上面的电极金属镀覆层2及形成于其上的接合金属镀 覆层3通电。由此，接合金属镀覆层3和接合装置的阴极间即第二村底4上市 加强电压，以进行阳极接合。在位于第二衬底4的贯通孔5的外壁部周围的纵列、横列的通孔10中心 进行从所接合的衬底的次载具的最小构成单位的切断。通孔IO原本为形成于
第一衬底(晶片)l上的通孔，而在图中，通过切断而成为一半。图中的通孔
10a连接在电极金属镀1^层2的具有光学元件搭载部2A的第一布线部，通孔 10b连接在第二布线部。
图9表示将光学元件7安装到次载具100后的状态的俯视图，图10表示 图9的Y—Y'剖视图。光学元件7通过接合剂8安装在电极金属镀覆层2 (第 一布线部2a上的光学元件搭载部)，光学元件的一个电极与第一布线部2a连 接。在接合剂8上可使用焊料、导电性粘接剂等。另外，在光学元件的发光面 在上面的场合，光学元件的另一个电极通过引线接合9与第二布线部2b连接。
此外，随光学元件7的种类，有发光面在元件下面，光学元件的电极金属 镀覆层的正、负也在下面的场合。在这种情况下，结合光学元件的电极设计第 一衬底1上的电极金属镀覆层2，并利用焊料、导电性粘接剂等来进行接合。 另外，在将本次载具安装在电路装置的场合，在印制电路板、陶瓷衬底、金属 制且利用绝缘部形成了电路的衬底等上使用焊料、导电性粘接剂等连接第一衬 底的下面的下面电极金属镀覆层2B而使用。通过使用焊料等来连接第一衬底 1的下面的较宽的面积，从而也可提高散热性。
实施例3
下面用图11及图12说明本发明的第三实施例。第一衬底1的制作与实施 例2相同，图11与图9对应，图12是图11的Z—Z'剖视图，与图10对应。
如图12所示，作为第二衬底4使用硅11和派拉克斯玻璃12预先利用阳 极接合等的方法贴合的衬底。关于贯通孔5在硅11的形成，使用用于半导体 装置的制造的湿蚀刻技术，如图示那样，可在孔的壁面形成倾斜面。
首先，在(100)面成为表面的硅片上，利用光刻技术制作掩模。就掩才莫 而言，使蚀刻部成为开口部。若将它浸在适宜的浓度的溶液中，则硅的最密面 即(111)面的蚀刻速度慢，形成(111)面呈现在表面的孔。由于(111)面 形成与(100)面成54.7度的斜面，因此，如图所示。基底的派拉克斯玻璃12 未被蚀刻而留下，但通过用掩模覆盖背面且用氟酸等蚀刻玻璃，还蚀刻硅的孔 的底面的派拉克斯玻璃，从而能够形成贯通孔5。此后，形成反射膜6。接着，与实施例2相同地、进行第一衬底1和第二衬底4对位，与第一衬
底上的接合金属镀覆层3接触后用夹具等进行固定，并在硅11上压接接合装 置的阴极，进行阳极接合。可在派拉克斯玻璃12上集中地施加电压而进行阳 极接合。最后安装光学元件7，通过引线接合9进行连接，进行对光学元件7 的供电。
实施例4
下面用图13至图15说明本发明的第四实施例。所使用的衬底、金属镀覆 层的材质、加工工序等与至此的实施例相同。
如图13所示，本实施例的特征在于，利用通孔10内的电极金属镀覆层2 进行第一衬底1的上面和下面的电连接，以及在光学元件7的电极金属镀覆层 2的周围形成不同于对光学元件的供电的目的的电极金属镀覆层2及接合金属 镀覆层3。釆用这种构造，通过接合第二衬底4和接合金属镀覆层3，并安装 光学元件7，最后接合玻璃板13和形成于第二衬底4上面的接合金属镀覆层3， 可将光学元件7密封在次载具100内。
其理由说明如下。通过接合通孔10的周围的接合金属镀覆层3和第二衬 底4,印制外气经由通孔10向光学元件搭载部2A进入。然而，若外气从无接 合金属镀覆层的部分、即第一衬底所露出的部分进入，则无法密封，因此，利 用配置在最外周的接合金属镀覆层3来防它。
如图15所示，在安装了光学元件7后，将派拉克斯玻璃等玻璃板13压接 在预先形成于第二衬底4上的接合金属镀覆层3上(图14)而进行接合。此 时的接合也可适用阳极接合。在电压施加上，虽然存在光学元件破损的危险， 但通过利用在后续的切断工序中切断的部分等预先使与光学元件相连的正和 负的电极金属镀覆层2短路，可防止电压施加到光学元件。
通过上述过程完成搭载了在至此所述的效果的基础上还抑制外气进入的 光学元件的模块。这种模块适于在例如存在腐蚀性的外气的场合等较恶劣的环 境下使用。
此外，在本实施例中，在形成搭载了抑制外气进入的光学元件的模块的场 合，在第二衬底4上形成派拉克斯玻璃等玻璃板13，以抑制外气向光学元件 搭载部2A进入，而只要是透射来自发光元件的光的部件，也可以替换成其它部件来代替派拉克斯玻璃。 实施例5
用图16及图17说明本发明的第五实施例。本实施例的次载具100也是与 实施例4相同地抑制外气进入的构造，而且如实施例3那样将贴合了硅和派拉 克斯玻璃的衬底作为第二衬底4使用。
将光学元件7安装在光学元件搭载部，使用接合剂将光学元件的一个端子 连接在电极金属镀覆层2的第一布线部，并将另一个端子通过引线接合电连接 在第二布线部后，将玻璃板13接合在硅11上。就该接合而言，适合利用阳极 接合，而使用粘接剂、焊料等亦可。另外，为了提高接合性，也可以在硅11 上预先形成接合金属镀覆层3。
产业上的利用可能性如下。
本发明是用于安装LED元件的次载具，可应用于各种照明器具、信号器 的灯光、电光公告栏、液晶画面的背光灯等上。另外，抑制外气进入的模块可 在腐蚀性环境等较恶劣的环境下使用。在安装了发出红色或红外光的光学元件 的场合，有在利用光的辐射热的加热器、干燥机等上也可使用的可能性。另夕卜， 在安装了发出包括蓝色或紫外光在内的光的光学元件的场合，也可考虑对于光 刻^l支术中的感光性抗蚀剂的曝光机的灯泡、晒黑用的灯泡等上的应用。
权利要求
1.一种次载具，包括在一主表面上形成有搭载光学元件的光学元件搭载部和向光学元件供电的配线部的第一衬底；以及在玻璃衬底上形成有贯通孔的第二衬底，上述第一衬底的光学元件搭载部以位于上述第二衬底的贯通孔的内部的方式被对位，从而上述第一衬底和上述第二衬底接合，其特征在于，上述第一衬底由以绝缘体为主体的衬底构成，上述配线部由具有向搭载在光学元件搭载部的光学元件的一个电极端子供电的第一配线部和相邻上述第一配线部设置且向上述发光元件的另一个电极端子供电的第二配线部的电极金属镀覆层构成，上述第一衬底和上述第二衬底的接合通过设置于与上述第一衬底的一主表面中的上述配线部所露出的区域不同的区域的接合金属镀覆层的阳极接合而形成。
2. 根据权利要求1所述的次载具，其特征在于，在上述第一衬底的主表面中，上述接合金属镀覆层与上述配线部电学地分 离且留有间隙相邻配置，而且在上述第一衬底的外周部延伸。
3. 根据权利要求1所述的次载具，其特征在于，在上述第一衬底的主表面中，上述接合金属镀覆层设置成不与上述配线部 的任一重叠。
4. 根据权利要求1所述的次载具，其特征在于，上述第二衬底由贴合了玻璃板和硅板的层叠村底构成，以设置在上述第一 衬底上的光学元件搭载部位于设置在上述层叠衬底上的贯通孔的内部的方式 进行对位，上述第一衬底的玻璃板和上述第二衬底接合。
5. 根据权利要求1~4中任一项所述的次载具，其特征在于，在形成有构成上述配线部的电极金属镀覆层的第 一衬底的相反侧的面上 形成下面电极金属镀覆层，上述电极金属镀覆层和上述下面电极金属镀覆层借 助于通孔电连接。
6. 才艮据权利要求1~4中任一项所述的次载具，其特征在于，在形成有构成上述配线部的电极金属镀覆层的第 一衬底的相反侧的面上 形成下面电极金属镀覆层，上述电极金属镀覆层和上述下面电极金属镀覆层通 过对上述第 一衬底侧面的金属镀覆处理而电连接。
7. 根据权利要求1~6中任一项所述的次载具，其特征在于， 形成于上述第一村底的接合金属镀覆层的最表面为从铝、钛、锆、铪、鸽、钼、铬、钒、镁以及铁的组中所选择的至少一种金属。
8. 根据权利要求1~7中任一项所述的次载具，其特征在于，将上述第一衬底由以碳化硅、氮化硅、氮化铝以及氮化铝的至少一种为主 成分的陶瓷材料构成。
9. 根据权利要求1 8中任一项所述的次载具，其特征在于， 通过在上述第二衬底上面接合使搭载在上述光学元件搭载部的上述发光元件透射的部件，而抑制外气进入上述第二村底的贯通孔内部。
10. 根据权利要求1~4中任一项所述的次载具，其特征在于， 在上述第二衬底的贯通孔的内部表面，通过形成树脂膜或镀层而形成平坦化的或光滑的曲面。
11. 根据权利要求1~5中任一项所述的次载具，其特征在于， 在上述第二衬底的贯通孔的内部表面形成有光的反射膜。
12. —种光学模块，其特征在于，在根据权利要求1至11中任一项所述的次载具的光学元件搭载部上搭载 了光学元件。
13. —种次载具的制造方法，其特征在于，包括在以绝缘体为主体的第一衬底的一主表面上具备搭载发光元件的光学元 件搭载部，形成由向上述发光元件的一个电极端子供电的第一配线部和相邻上 述第一配线部设置且向上述发光元件的另一个电极端子供电的第二配线部构 成的电极金属镀覆层的图案的工序；在成为第二衬底的玻璃单板或贴合了玻璃板和硅板的层叠玻璃衬底上形 成贯通孔的工序；以及在使上述第一衬底的光学元件搭载部位于上述第二衬底的贯通孔的内部 地进行了对位的状态下，阳极接合上述第 一衬底和上述第二衬底的工序。
14. 根据权利要求13所述的次载具的制造方法，其特征在于， 在上述第二衬底上形成贯通孔的工序中，在形成抗蚀剂掩模的开口部之后，利用喷砂法在第二衬底上形成贯通孔。
15. 根据权利要求13所述的次载具的制造方法，其特征在于， 在上述第二衬底上形成贯通孔的工序中，在利用喷砂法形成贯通孔之后，无需去除抗蚀剂掩模就在上述抗蚀剂掩模上形成反射膜，并利用举离法来在贯 通孔内选择性地形成反射膜。
16. 根据权利要求13所述的次载具的制造方法，其特征在于， 在上述第二衬底上形成贯通孔的工序中，在衬底由贴合了玻璃和硅的层叠玻璃衬底构成的场合，在形成上述抗蚀剂掩模的开口部之后，利用各向异性湿 蚀刻在硅上形成孔，接着在玻璃表面形成抗蚀剂掩模，并利用蚀刻在玻璃上开 孔，从而在第二衬底上形成贯通孔。
17. 根据权利要求13所述的次载具的制造方法，其特征在于， 在上述第二衬底上形成贯通孔的工序中，在衬底由贴合了玻璃和硅的层叠玻璃衬底构成的场合，在形成上述抗蚀剂掩模的开口部之后，利用各向异性湿 蚀刻在硅上形成孔，接着在玻璃表面形成抗蚀剂掩模的开口部，并利用喷砂法 在玻璃上开孔，从而在第二衬底上形成贯通孔。
全文摘要
本发明提供一种优于散热性，晶片状的能够一并形成的光学元件搭载用次载具。在以绝缘体为主体的第一衬底的一主表面上形成由光学元件搭载部和配线部构成的电极金属镀覆层，作为第二衬底在玻璃衬底形成贯通孔，以上述第一衬底的光学元件搭载部位于上述第二衬底的贯通孔的内部的方式进行对位，利用阳极接合等的方法来接合第一衬底和第二衬底。
文档编号H01L33/60GK101410997SQ20078001147
公开日2009年4月15日 申请日期2007年4月4日 优先权日2006年4月4日
发明者关正俊, 坂本英次, 松岛直树, 秦昌平, 竹盛英昭 申请人:日立协和技术工程公司