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JP7136358B2 - Lid material for light emitting device and method for manufacturing lid material - Google Patents
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JP7136358B2 - Lid material for light emitting device and method for manufacturing lid material - Google Patents

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Description

本発明は、LED(Light Emitting Diode)を備えた発光装置に使用されるリッド材およびリッド材の製造方法に関する。 The present invention relates to a lid material used in a light-emitting device having an LED (Light Emitting Diode) and a method for manufacturing the lid material.

LEDを用いる発光装置においては、LEDをパッケージの内部に封止して信頼性を高めた構造が一般的に知られている。具体的な構造例としては、LEDをパッケージ基台(例えばセラミックパッケージ)のキャビティ内に格納し、パッケージ基台のキャビティ開口をリッドによって封止する構造が挙げられる。 A light-emitting device using an LED generally has a structure in which the LED is sealed inside a package to improve reliability. As a specific structural example, there is a structure in which the LED is housed in a cavity of a package base (for example, a ceramic package) and the cavity opening of the package base is sealed with a lid.

このような構造では、リッドはLEDの照射光に対して透過性を有する必要がある。LEDが深紫外線を照射する深紫外用LEDである場合、従来、リッドには石英ガラスの使用が好適とされていた(例えば、特許文献1)。 In such a structure, the lid must be transparent to the LED illumination. In the case where the LED is a deep-ultraviolet LED that emits deep ultraviolet rays, it has been conventionally considered suitable to use quartz glass for the lid (for example, Patent Document 1).

特許第6294417号公報Japanese Patent No. 6294417

しかしながら、リッドに石英ガラスを用いた場合、発光装置における素子製造工程で工数が多くなる場合がある。このような場合、リッドに水晶を使用することで工数削減できるメリットがある。 However, when quartz glass is used for the lid, the number of man-hours may increase in the element manufacturing process of the light-emitting device. In such a case, using crystal for the lid has the advantage of reducing man-hours.

セラミックパッケージを水晶リッドで封止するには、Au-Sn合金がろう材として用いられる。水晶はAu-Sn合金との密着性が低いため、密着性を高めるための下地膜が必要となる。尚、このような下地膜は、リッドに石英ガラスを用いる場合にも必要である。このため、セラミックパッケージをリッドで封止するときには、リッドにおけるパッケージとの接合面に予め下地膜を形成したリッド材(リッドおよび下地膜)が用いられることが一般的である。 An Au—Sn alloy is used as a brazing material to seal the ceramic package with a crystal lid. Since crystal has low adhesion to Au--Sn alloy, a base film is required to improve adhesion. Such a base film is also necessary when quartz glass is used for the lid. Therefore, when a ceramic package is sealed with a lid, it is common to use a lid material (lid and base film) in which a base film is formed in advance on the joint surface of the lid with the package.

しかしながら、水晶リッドを用いたリッド材では、下地膜の形成条件によってはリッド剥離や気密不良などの問題が生じることが本願発明者により発見された。すなわち、リッドに石英ガラスを用いる場合と同様の条件で下地膜を形成すると、著しく密着性が低く、大幅な条件変更が必要であった。 However, the inventors of the present invention have discovered that the lid material using the crystal lid causes problems such as peeling of the lid and poor airtightness depending on the conditions for forming the underlying film. In other words, if the underlying film is formed under the same conditions as in the case of using quartz glass for the lid, the adhesion is extremely low, requiring a drastic change in conditions.

また、リッドに石英ガラスを用いる場合においても、Au-Sn合金との密着性をより高めることができれば、発光装置の信頼性が向上することは言うまでもない。リッドに石英ガラスを用いる従来技術では、Au-Sn合金との密着性を得るための下地膜としてCr(クロム)膜を用いることが一般的であったが、この場合は下地膜へのAu-Sn合金の拡散が生じ易く、膜剥がれや密着性の観点からも改善の余地は十分にあった。 It goes without saying that even when quartz glass is used for the lid, the reliability of the light-emitting device can be improved if the adhesion to the Au--Sn alloy can be further enhanced. In the conventional technology using quartz glass for the lid, it was common to use a Cr (chromium) film as an underlying film for obtaining adhesion to the Au—Sn alloy. Sn alloy diffusion is likely to occur, and there is ample room for improvement from the viewpoint of film peeling and adhesion.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、LEDをパッケージの内部に配置し、リッド材で封止する発光装置において、リッド剥離や気密不良を生じさせない好適な下地膜を有するリッド材およびリッド材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a light emitting device in which an LED is arranged inside a package and sealed with a lid material, a lid material having a suitable base film that does not cause lid peeling or airtightness failure And it aims at providing the manufacturing method of a lid material.

上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様であるリッド材は、LEDをパッケージ内に封止してなる発光装置に用いられるリッド材であって、前記LEDの照射光に対して透過性を有するリッド本体と、前記リッド本体の封止面に形成される下地膜とを含み、前記下地膜は、前記リッド本体の上に直接形成される第1層と、前記第1層の上に形成される第2層とを含んでおり、前記第1層は、膜厚20~700nmのTi膜を含む構造を有し、前記第2層は、前記第1層に近い側から順に積層されたNi合金膜およびAu膜を含む積層構造を有していることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the lid material of the first aspect of the present invention is a lid material used in a light-emitting device in which an LED is sealed in a package, and and a base film formed on a sealing surface of the lid body, wherein the base film comprises a first layer directly formed on the lid body; a second layer formed on the It is characterized by having a laminated structure including a Ni alloy film and an Au film laminated in order.

上記の構成によれば、LEDをパッケージの内部に配置し、リッド材で封止する発光装置において、リッド剥離や気密不良を生じさせない好適な下地膜を有するリッド材を得ることができる。 According to the above configuration, in a light-emitting device in which an LED is arranged inside a package and sealed with a lid material, it is possible to obtain a lid material having a suitable base film that does not cause peeling of the lid or poor airtightness.

また、上記リッド材では、前記第1層に含まれる前記Ti膜は、膜厚200~300nmのTi膜である構成とすることができる。 Further, in the above lid material, the Ti film included in the first layer may be a Ti film having a film thickness of 200 to 300 nm.

また、上記リッド材では、前記第1層は、表面に酸化チタンからなる酸化皮膜を有している構成とすることができる。 Further, in the lid material, the first layer may have an oxide film made of titanium oxide on its surface.

また、上記リッド材では、前記第1層は、前記Ti膜の上に、前記Ti膜に近い側から順に積層されたAu膜および他のTi膜からなる緩衝膜を有している構成とすることができる。 Further, in the lid material, the first layer has a buffer film made of an Au film and another Ti film laminated in order from the side close to the Ti film on the Ti film. be able to.

また、上記リッド材では、前記下地膜は、最下層の膜を除く任意の膜において、前記任意の膜を含む上層部分で引き下がり構造を有しており、前記引き下がり構造では、前記引き下がり構造に含まれる膜の内周縁がその他の膜の内周縁よりも外側に引き下げられ、前記引き下がり構造に含まれる膜の外周縁がその他の膜の外周縁よりも内側に引き下げられている構成とすることができる。 Further, in the above lid material, the base film has a downward structure in an upper layer portion including the arbitrary film in any film except for the lowest film, and the downward structure includes the downward structure. The inner peripheral edge of the film included in the structure may be pulled down further outward than the inner peripheral edges of the other films, and the outer peripheral edge of the film included in the pulled-down structure may be pulled down further inward than the outer peripheral edges of the other films. .

また、上記リッド材では、前記引き下がり構造における内周縁側の引き下がり幅が外周縁側の引き下がり幅よりも小さくされている構成とすることができる。 Further, in the above-mentioned lid member, the pull-down width on the inner peripheral edge side in the pull-down structure can be made smaller than the pull-down width on the outer peripheral edge side.

また、上記リッド材では、前記引き下がり構造における内周縁側の引き下がり幅が25μm以上である構成とすることができる。 Further, in the above lid member, the pull-down width on the inner peripheral edge side of the pull-down structure can be set to 25 μm or more.

また、上記リッド材は、前記リッド本体が水晶である構成とすることができる。 Further, the lid material may be configured such that the lid body is crystal.

また、上記の課題を解決するために、本発明の第2の態様であるリッド材の製造方法は、LEDをパッケージ内に封止してなる発光装置に用いられるリッド材の製造方法であって、前記LEDの照射光に対して透過性を有するリッド本体の封止面に下地膜を形成する工程として、前記リッド本体の封止面に膜厚20~700nmのTi膜を含む第1層を形成する第1工程と、前記第1工程で形成された前記第1層の最上層にあるTi膜を酸化させて、表面に酸化チタンからなる酸化皮膜を形成する第2工程と、前記第2工程後の前記第1層の上に、前記第1層に近い側から順に積層されるNi合金膜およびAu膜を含む第2層を形成する第3工程とを有することを特徴としている。 Further, in order to solve the above problems, a method for manufacturing a lid material according to a second aspect of the present invention is a method for manufacturing a lid material used for a light-emitting device in which an LED is sealed in a package. forming a base film on the sealing surface of the lid body having transparency to the irradiation light of the LED, forming a first layer containing a Ti film having a thickness of 20 to 700 nm on the sealing surface of the lid body; a second step of forming an oxide film made of titanium oxide on the surface by oxidizing the Ti film on the uppermost layer of the first layer formed in the first step; and a third step of forming, on the first layer after the step, a second layer including a Ni alloy film and an Au film which are laminated in order from the side closer to the first layer.

また、上記リッド材の製造方法では、前記第1工程で形成される前記Ti膜は、200~300nmの膜厚を有する構成とすることができる。 Further, in the method for manufacturing a lid material, the Ti film formed in the first step may have a film thickness of 200 to 300 nm.

また、上記リッド材の製造方法は、前記第1工程では、前記Ti膜の上に、前記Ti膜に近い側から順に積層されるAu膜および他のTi膜からなる緩衝膜を形成する構成とすることができる。 Further, in the method of manufacturing the lid material, in the first step, a buffer film composed of an Au film and another Ti film, which are laminated in order from the side closer to the Ti film, is formed on the Ti film. can do.

また、上記リッド材の製造方法では、前記下地膜は、最下層の膜を除く任意の膜において、前記任意の膜を含む上層部分で引き下がり構造を有しており、前記引き下がり構造では、前記引き下がり構造に含まれる膜の内周縁がその他の膜の内周縁よりも外側に引き下げられ、前記引き下がり構造に含まれる膜の外周縁がその他の膜の外周縁よりも内側に引き下げられて形成される構成とすることができる。 Further, in the method for manufacturing a lid material, the base film has a downward structure in an upper layer portion including the arbitrary film in any film except for the lowermost film, and in the downward structure, the downward A configuration in which the inner peripheral edges of the membranes included in the structure are pulled down further than the inner peripheral edges of the other membranes, and the outer peripheral edges of the membranes included in the pulled-down structure are pulled down further inward than the outer peripheral edges of the other membranes. can be

また、上記リッド材の製造方法は、前記リッド本体が水晶である構成とすることができる。 Further, the method for manufacturing the lid material may be configured such that the lid body is made of crystal.

本発明は、LEDをパッケージの内部に配置し、リッド材で封止する発光装置において、リッド剥離や気密不良を生じさせない好適な下地膜を有するリッド材が得られるといった効果を奏する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has the effect of obtaining a lid material having a suitable base film that does not cause peeling of the lid or poor airtightness in a light emitting device in which an LED is arranged inside a package and sealed with a lid material.

本発明が適用される発光装置の基本構造の一例を示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows an example of the basic structure of the light-emitting device to which this invention is applied. 図1の発光装置の製造方法を概略的に示す断面図である。1. It is sectional drawing which shows roughly the manufacturing method of the light-emitting device of FIG. リッド材の下面図である。It is a bottom view of a lid member. 実施の形態1のリッド材における下地膜の構成を示す部分断面図である。4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an underlying film in the lid material of Embodiment 1; FIG. 実施の形態2のリッド材における下地膜の構成を示す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an underlying film in the lid material of Embodiment 2; 実施の形態3のリッド材における下地膜の構成を示す部分断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an underlying film in the lid material of Embodiment 3; 実施の形態3のリッド材における下地膜の他の構成を示す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing another configuration of the base film in the lid material of Embodiment 3; 本発明が適用される発光装置の基本構造の他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the basic structure of the light emitting device to which the invention is applied;

[実施の形態1]
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[Embodiment 1]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔発光装置の基本構造〕
先ずは、本発明が適用される発光装置10の基本構造を、図1を参照して説明する。図1に示すように、発光装置10は、大略的には、セラミックパッケージ11、水晶リッド(リッド本体)12およびLEDチップ13により構成されている。すなわち、発光装置10は、セラミックパッケージ11のキャビティ111内にLEDチップ13を格納し、キャビティ111の開口を水晶リッド12によって封止した構造とされている。
[Basic structure of light-emitting device]
First, the basic structure of a light emitting device 10 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the light emitting device 10 is generally composed of a ceramic package 11, a crystal lid (lid body) 12 and an LED chip 13. As shown in FIG. That is, the light emitting device 10 has a structure in which the LED chip 13 is housed in the cavity 111 of the ceramic package 11 and the opening of the cavity 111 is sealed with the crystal lid 12 .

セラミックパッケージ11は、略直方体形状のパッケージ基台であり、上面にキャビティ111の開口を有し、この開口の周りが水晶リッド12との封止面11Aとなっている。また、キャビティ111の底面にはLEDチップ13を実装するための実装パッド112が形成されており、セラミックパッケージ11の下面には外部接続端子113が形成されている。実装パッド112と外部接続端子113とは、図示しないスルーホールを介して電気的に接続されている。尚、セラミックパッケージ11は、LEDチップ13から発生する熱を逃がすことができるように、熱伝導性の高い材料で形成されることが好ましく、好適には窒化アルミニウムが使用できる。 The ceramic package 11 is a substantially rectangular parallelepiped package base, and has an opening of a cavity 111 on its upper surface, and a sealing surface 11A with the crystal lid 12 is formed around this opening. Mounting pads 112 for mounting the LED chip 13 are formed on the bottom surface of the cavity 111 , and external connection terminals 113 are formed on the bottom surface of the ceramic package 11 . The mounting pads 112 and the external connection terminals 113 are electrically connected via through holes (not shown). It should be noted that the ceramic package 11 is preferably made of a material with high thermal conductivity so that heat generated from the LED chip 13 can escape, and aluminum nitride can be preferably used.

水晶リッド12は、平面視でセラミックパッケージ11とほぼ同サイズの矩形形状の水晶板である。水晶リッド12は、セラミックパッケージ11の封止面11Aとの間に接合層14を介して接合される。 The crystal lid 12 is a rectangular crystal plate having substantially the same size as the ceramic package 11 in plan view. The crystal lid 12 is bonded to the sealing surface 11A of the ceramic package 11 with the bonding layer 14 interposed therebetween.

図1に示す発光装置10では、LEDチップ13は、セラミックパッケージ11に対してFCB(Flip Chip Bonding)によって実装されている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、LEDチップ13は、セラミックパッケージ11に対してワイヤボンディングによって実装されていてもよい。 In the light emitting device 10 shown in FIG. 1, the LED chip 13 is mounted on the ceramic package 11 by FCB (Flip Chip Bonding). However, the present invention is not limited to this, and the LED chip 13 may be mounted on the ceramic package 11 by wire bonding.

LEDチップ13は、好適には、深紫外線を照射する深紫外用LEDである。深紫外線は、紫外線の中でも比較的波長が短いものを指し、主に殺菌・消毒などの用途に使用される。水晶リッド12は、深紫外線に対して透過性を有するため、LEDチップ13が深紫外用LEDである場合に使用可能である。但し、LEDチップ13は、水晶の透過波長域の光を照射するものであれば、深紫外用LEDに限定されるものではない。 The LED chip 13 is preferably a deep UV LED that emits deep UV. Deep ultraviolet rays refer to ultraviolet rays with relatively short wavelengths, and are mainly used for sterilization and disinfection. Since the crystal lid 12 is transparent to deep ultraviolet rays, it can be used when the LED chip 13 is a deep ultraviolet LED. However, the LED chip 13 is not limited to a deep-ultraviolet LED as long as it emits light in the transmission wavelength range of crystal.

また、深紫外線に対して透過性を有する材料としては、従来使用されていた石英ガラスもあるが、石英ガラスを発光装置10のリッドとして使用すると、気密試験における試験工程数が増加する場合がある。発光装置10における水晶リッド12の使用は、気密試験を行う場合に試験工程数が少なくなり、気密試験をより簡単に行えるといった利点がある。 As a material having transparency to deep ultraviolet rays, there is quartz glass that has been conventionally used. However, if quartz glass is used as the lid of the light emitting device 10, the number of test steps in the airtightness test may increase. . The use of the crystal lid 12 in the light-emitting device 10 has the advantage that the number of test steps is reduced when conducting the airtightness test, and the airtightness test can be performed more easily.

〔発光装置の製造方法〕
続いて、図1に示す発光装置10の製造方法を示す。図2は、発光装置10の製造方法を概略的に示す断面図である。
[Method for manufacturing light-emitting device]
Next, a method for manufacturing the light emitting device 10 shown in FIG. 1 will be described. 2A to 2C are cross-sectional views schematically showing a method for manufacturing the light emitting device 10. FIG.

図2に示すように、発光装置10は、リッド材20とパッケージ材30とを接合材40を介して接合することで製造される。ここで、リッド材20は、水晶リッド12の下面(接合面)に、第1メタライズ膜41を成膜して構成されている。第1メタライズ膜41は、図3に示すように、水晶リッド12の下面において、水晶リッド12の外形形状に沿った環状に形成されている。第1メタライズ膜41は、水晶リッド12と接合材40との密着性を高めるための下地膜である。尚、第1メタライズ膜41の具体的構成については後述する。 As shown in FIG. 2, the light emitting device 10 is manufactured by bonding a lid material 20 and a package material 30 with a bonding material 40 interposed therebetween. Here, the lid material 20 is formed by forming a first metallized film 41 on the lower surface (joint surface) of the crystal lid 12 . As shown in FIG. 3, the first metallized film 41 is formed in an annular shape on the lower surface of the crystal lid 12 along the contour of the crystal lid 12 . The first metallized film 41 is a base film for enhancing the adhesion between the crystal lid 12 and the bonding material 40 . A specific configuration of the first metallized film 41 will be described later.

また、パッケージ材30は、LEDチップ13が実装されたセラミックパッケージ11の封止面11A上に、第2メタライズ膜42を成膜して構成されている。第2メタライズ膜42は、リッド材20とパッケージ材30とを対向させたときに第1メタライズ膜41と重なり合うように、封止面11Aの形状に沿って環状に形成されている。第2メタライズ膜42は、セラミックパッケージ11と接合材40との密着性を高めるための下地膜である。第2メタライズ膜42としてはNi合金/Au膜が好適に使用でき、また、第2メタライズ膜42の膜厚は150~700nmの範囲とすることが好ましい。 The package material 30 is formed by forming a second metallized film 42 on the sealing surface 11A of the ceramic package 11 on which the LED chip 13 is mounted. The second metallized film 42 is annularly formed along the shape of the sealing surface 11A so as to overlap the first metallized film 41 when the lid material 20 and the package material 30 are opposed to each other. The second metallized film 42 is a base film for enhancing adhesion between the ceramic package 11 and the bonding material 40 . A Ni alloy/Au film can be suitably used as the second metallized film 42, and the film thickness of the second metallized film 42 is preferably in the range of 150 to 700 nm.

接合材40は、リッド材20とパッケージ材30とを接合させるろう材を、第1メタライズ膜41および第2メタライズ膜42とほぼ同形状の環状にプリフォームして形成したものである。具体的には、接合材40は、金錫(Au-Sn)をプリフォームして形成されている。接合材40の厚みは、10~20μmの範囲とすることが好ましい。 The bonding material 40 is formed by preforming a brazing material for bonding the lid material 20 and the package material 30 into an annular shape having substantially the same shape as the first metallized film 41 and the second metallized film 42 . Specifically, the bonding material 40 is formed by preforming gold-tin (Au—Sn). The thickness of the bonding material 40 is preferably in the range of 10-20 μm.

発光装置10の製造は、図2に示すように、リッド材20、接合材40およびパッケージ材30を重ねて配置し、リッド材20とパッケージ材30との間に荷重をかけながら加熱することで、これらの接合を行う。すなわち、第1メタライズ膜41、接合材40および第2メタライズ膜42を加熱によって溶融させ、その後、荷重をかけながら冷却する。溶融した第1メタライズ膜41、接合材40および第2メタライズ膜42は、冷却によって固化し、図1に示す接合層14を形成する。 As shown in FIG. 2, the light-emitting device 10 is manufactured by stacking the lid material 20, the bonding material 40, and the package material 30, and heating the lid material 20 and the package material 30 while applying a load. , make these junctions. That is, the first metallized film 41, the bonding material 40, and the second metallized film 42 are melted by heating, and then cooled while applying a load. The melted first metallized film 41, the bonding material 40 and the second metallized film 42 are solidified by cooling to form the bonding layer 14 shown in FIG.

〔リッド材の構成および製造方法〕
続いて、リッド材20の構成および製造方法について説明する。
[Structure and Manufacturing Method of Lid Material]
Next, the configuration and manufacturing method of the lid member 20 will be described.

上述したように、リッド材20は、水晶リッド12の下面に第1メタライズ膜41を成膜して構成されている。ここで、第1メタライズ膜41は、図4に示すように、第1金属層(第1層)411および第2金属層(第2層)412を含んで構成されている。 As described above, the lid material 20 is constructed by depositing the first metallized film 41 on the lower surface of the crystal lid 12 . Here, the first metallized film 41 includes a first metal layer (first layer) 411 and a second metal layer (second layer) 412, as shown in FIG.

水晶リッド12の上に直接形成される第1金属層411は、Ti(チタン)膜からなる単層構造を有している。第2金属層412は、第1金属層411の上に形成されており、第1金属層411に近い側から順にNi-Ti(ニッケル-チタン)膜4121およびAu(金)膜4122を含む積層構造を有している。尚、第2金属層412におけるNi-Ti膜4121は、その膜厚を50~1000nmの範囲とすることが好ましい。また、Ni-Ti膜4121は、他のNi合金膜に置き換えることも可能である。 A first metal layer 411 directly formed on the crystal lid 12 has a single-layer structure made of a Ti (titanium) film. The second metal layer 412 is formed on the first metal layer 411, and is a laminate including a Ni—Ti (nickel-titanium) film 4121 and an Au (gold) film 4122 in order from the side closer to the first metal layer 411. have a structure. The Ni--Ti film 4121 in the second metal layer 412 preferably has a film thickness in the range of 50 to 1000 nm. Also, the Ni--Ti film 4121 can be replaced with another Ni alloy film.

リッド材20の製造方法としては、最初に、水晶リッド12の片面(パッケージ材30との対向面)に物理的気相成長によって第1金属層411となるTi膜を形成する。Ti膜が形成されると、これを成膜装置から一旦取り出し、Ti膜の表面を空気に曝す。これにより、Ti膜の表面には酸化チタン(TiO2)からなる酸化皮膜が形成される。その後、第1金属層411であるTi膜の上に物理的気相成長によってNi-Ti膜4121を形成し、このNi-Ti膜の上に物理的気相成長によってAu膜4122を形成する。すなわち、第2金属層412は、Ni-Ti膜4121とAu膜4122との積層構造を有している。 As a method of manufacturing the lid material 20, first, a Ti film, which becomes the first metal layer 411, is formed on one surface of the crystal lid 12 (the surface facing the package material 30) by physical vapor deposition. After the Ti film is formed, it is once removed from the film forming apparatus, and the surface of the Ti film is exposed to the air. As a result, an oxide film made of titanium oxide (TiO2) is formed on the surface of the Ti film. After that, a Ni--Ti film 4121 is formed on the Ti film, which is the first metal layer 411, by physical vapor deposition, and an Au film 4122 is formed on this Ni--Ti film by physical vapor deposition. That is, the second metal layer 412 has a layered structure of the Ni—Ti film 4121 and the Au film 4122 .

尚、Ti膜を酸化させてその表面に酸化皮膜を形成する方法は、上述したTi膜の表面を空気に曝す方法に限定されるものではない。例えば、スパッタリングによってTi膜を形成するときに酸素を導入して酸化Ti膜として成膜する方法や、成膜されたTi膜の表面を酸素プラズマによって酸化促進させる方法も可能である。 The method of oxidizing the Ti film to form an oxide film on its surface is not limited to the method of exposing the surface of the Ti film to air. For example, a method of forming a Ti oxide film by introducing oxygen when forming a Ti film by sputtering, or a method of promoting oxidation of the surface of the formed Ti film by oxygen plasma are also possible.

リッド材20の第1メタライズ膜41では、Ti膜表面の酸化皮膜が第1金属層411と第2金属層412との境界となる。尚、リッド材20とパッケージ材30との接合時において、第1メタライズ膜41では、第2金属層412のみが溶融して接合材40との共晶接合を形成し、第1金属層411は共晶接合を形成しない。 In the first metallized film 41 of the lid material 20 , the oxide film on the surface of the Ti film serves as a boundary between the first metal layer 411 and the second metal layer 412 . When the lid material 20 and the package material 30 are bonded together, only the second metal layer 412 of the first metallized film 41 melts to form a eutectic bond with the bonding material 40, and the first metal layer 411 is melted. Does not form a eutectic bond.

〔第1メタライズ膜の形成条件〕
上述したリッド材20では、発光装置10における水晶リッド12の好適な密着性を得るために、下地膜において膜厚の制御が必要であることが確認された。特に、第1金属層411であるTi膜の膜厚を適切な範囲に制御することが必要である。以下、実験に基づいた考察を行う。
[Conditions for forming the first metallized film]
It has been confirmed that in the lid material 20 described above, it is necessary to control the film thickness of the underlying film in order to obtain suitable adhesion of the crystal lid 12 in the light emitting device 10 . In particular, it is necessary to control the film thickness of the Ti film, which is the first metal layer 411, within an appropriate range. A discussion based on experiments will be made below.

ここでは、第1金属層411の膜厚をパラメータとして変化させ、上述した製造方法にて発光装置10を製造し、その外観評価と気密試験(ヘリウムリークテスト)による気密評価とを行った。外観評価では、水晶リッド12側から見たメタライズ膜の変色と、水晶リッド12における割れの有無とを目視確認した。尚、製造した各発光装置10において、第2金属層412のNi-Ti膜4121およびAu膜4122は、その膜厚を300nmおよび50nmにそれぞれ固定した。また、接合材40であるAu-Snプリフォームの厚みは15μmに固定し、第2メタライズ膜42はNi合金/Au膜を使用し、その膜厚は合計5μmに固定した。実験結果を以下の表1に示す。 Here, the film thickness of the first metal layer 411 was changed as a parameter, the light-emitting device 10 was manufactured by the manufacturing method described above, and the appearance evaluation and the airtightness evaluation by the airtightness test (helium leak test) were performed. In the appearance evaluation, the discoloration of the metallized film viewed from the crystal lid 12 side and the presence or absence of cracks in the crystal lid 12 were visually confirmed. In each manufactured light emitting device 10, the thicknesses of the Ni--Ti film 4121 and the Au film 4122 of the second metal layer 412 were fixed at 300 nm and 50 nm, respectively. The thickness of the Au--Sn preform, which is the bonding material 40, was fixed at 15 .mu.m, the second metallized film 42 was a Ni alloy/Au film, and the total film thickness was fixed at 5 .mu.m. Experimental results are shown in Table 1 below.

Figure 0007136358000001
Figure 0007136358000001

変色に関しては、条件1,2(膜厚7nm,10nm)において比較的広範囲な変色が生じており、評価“×”となっている。また、条件3~6,10~15(膜厚20nm,50nm,100nm,150nm,400nm,500nm,600nm,700nm,800nm,900nm)においては、僅かに変色が生じており、評価“○”となっている。そして、条件7~9(膜厚200nm,250nm,300nm)においては変色が殆ど生じておらず、評価“◎”となっている。 Regarding discoloration, discoloration occurs in a relatively wide range under conditions 1 and 2 (thicknesses of 7 nm and 10 nm), and the evaluation is "x". In addition, under conditions 3 to 6 and 10 to 15 (film thickness 20 nm, 50 nm, 100 nm, 150 nm, 400 nm, 500 nm, 600 nm, 700 nm, 800 nm, and 900 nm), slight discoloration occurred, and the evaluation was "○". ing. Under conditions 7 to 9 (film thicknesses of 200 nm, 250 nm, and 300 nm), almost no discoloration occurred, and the evaluation was "⊚".

この変色は、水晶リッド12と接合層14であるメタライズ膜との間で剥離が生じていることを示している。すなわち、第1金属層411の膜厚が十分でない場合、接合材40からAuおよびSnが第1金属層411であるTi膜において水晶リッド12との接触面にまで拡散し、第1金属層411と水晶リッド12との密着性を低下させることによって剥離(すなわち変色)が生じたものと考えられる。このことは、第1金属層411の膜厚が薄い条件1,2において広範囲な変色が生じていることから明らかである。実際、第1金属層411の膜厚が最も薄い条件1では、気密評価において“×”となっている(気密不良が生じている)。また、条件2では、気密評価の段階で気密不良は検出されず、評価は“○”となっているが、変色範囲が広いことから長期にわたって気密性が維持できるとは考えにくい。このため、条件1,2は、総合評価を“×”としている。 This discoloration indicates that separation has occurred between the crystal lid 12 and the metallized film that is the bonding layer 14 . That is, when the film thickness of the first metal layer 411 is not sufficient, Au and Sn from the bonding material 40 diffuse to the contact surface with the crystal lid 12 in the Ti film, which is the first metal layer 411, and the first metal layer 411 It is considered that the detachment (that is, discoloration) occurred due to a decrease in adhesion between the crystal lid 12 and the crystal lid 12 . This is clear from the wide range of discoloration occurring under conditions 1 and 2 where the film thickness of the first metal layer 411 is thin. In fact, under condition 1 in which the film thickness of the first metal layer 411 is the thinnest, the airtightness evaluation is "x" (poor airtightness occurs). In condition 2, no airtightness failure was detected at the stage of airtightness evaluation, and the evaluation was "O". For this reason, conditions 1 and 2 are comprehensively evaluated as "x".

第1金属層411の膜厚が厚くなれば、第1金属層411であるTi膜においてAuおよびSnの拡散が抑制され、水晶リッド12と接合層14であるメタライズ膜との密着性が向上する。条件3~6では変色に関して“○”の評価となっており、条件7~9では変色に関して“◎”の評価となっている。条件3~9では気密評価に関しても“○”の評価となっているため、総合評価は、条件3~6を“○”、条件7~9を“◎”としている。 As the film thickness of the first metal layer 411 increases, the diffusion of Au and Sn is suppressed in the Ti film that is the first metal layer 411, and the adhesion between the crystal lid 12 and the metallized film that is the bonding layer 14 is improved. . Under conditions 3 to 6, discoloration was evaluated as "◯", and under conditions 7 to 9, discoloration was evaluated as "⊚". Since conditions 3 to 9 are also evaluated as "good" in airtightness evaluation, the overall evaluation is "good" for conditions 3 to 6 and "excellent" for conditions 7 to 9.

条件10~15では、第1金属層411の膜厚がさらに厚くなっているが、変色に関しての評価は“○”となっており、条件7~9に比べて評価は下がっている。但し、このことは、条件10~15における水晶リッド12の密着性が、条件7~9における水晶リッド12の密着性よりも低いことを意味しているのではない。条件10~15において、変色に関しての評価が“○”となっているのは、以下の理由によるものと考えられる。 In conditions 10-15, the film thickness of the first metal layer 411 is even thicker, but the evaluation for discoloration is "good", which is lower than the evaluation in conditions 7-9. However, this does not mean that the adhesion of the crystal lid 12 under conditions 10-15 is lower than the adhesion of the crystal lid 12 under conditions 7-9. The reason why the evaluation of discoloration is "good" in conditions 10 to 15 is considered as follows.

発光装置10において、セラミックパッケージ11と水晶リッド12とでは、材質が異なるため、熱膨張率も異なる。そして、条件10~15では、第1金属層411の膜厚が厚く密着性が高いことから、セラミックパッケージ11と水晶リッド12との熱膨張差から反りが発生し、この反りによって剥離が生じたと考えられる。すなわち、条件7~9は、条件10~15に比べると密着性が低いため、セラミックパッケージ11と水晶リッド12との間に熱膨張差が生じても、第1金属層411と水晶リッド12との間にずれが生じて熱膨張差を吸収することができ、反りによる剥離を抑制する作用が働いたと考えられる。実際、条件14,15では、水晶リッド12の割れも発生しており、この水晶割れは熱膨張差による反りによって生じたものと考えられる。 In the light-emitting device 10, the ceramic package 11 and the crystal lid 12 are made of different materials and therefore have different coefficients of thermal expansion. In conditions 10 to 15, since the thickness of the first metal layer 411 is large and the adhesion is high, warping occurs due to the difference in thermal expansion between the ceramic package 11 and the crystal lid 12, and this warping causes separation. Conceivable. That is, since conditions 7 to 9 have lower adhesion than conditions 10 to 15, even if a difference in thermal expansion occurs between the ceramic package 11 and the crystal lid 12, the first metal layer 411 and the crystal lid 12 are It is considered that the difference in thermal expansion can be absorbed by the gap between the layers, and the effect of suppressing the peeling due to the warp is considered to have worked. In fact, under conditions 14 and 15, cracks also occurred in the crystal lid 12, and it is believed that the crystal cracks were caused by warping due to the difference in thermal expansion.

尚、セラミックパッケージ11の材質を窒化アルミニウムとする場合、水晶と窒化アルミニウムとの熱膨張率の差は、石英ガラスと窒化アルミニウムとの熱膨張率の差よりも大きい。したがって、水晶リッド12を用いる場合は、石英ガラスのリッドを用いる従来構成に比べて熱膨張差による反りが生じ易く、このような反りに対する考慮も必要となる。 When the material of the ceramic package 11 is aluminum nitride, the difference in thermal expansion coefficient between crystal and aluminum nitride is greater than the difference in thermal expansion coefficient between silica glass and aluminum nitride. Therefore, when the crystal lid 12 is used, it is more likely to warp due to the difference in thermal expansion compared to the conventional structure using a quartz glass lid, and it is necessary to consider such warping.

条件10~15の気密評価に関しては、条件10~13は“○”、条件14,15は“×”となっている。これは、条件14,15では、水晶リッド12の割れによって気密が破れたためである。このため、条件10~13は総合評価を“○”、条件14,15は総合評価を“×”としている。 Regarding the airtightness evaluation of conditions 10 to 15, conditions 10 to 13 are "O", and conditions 14 and 15 are "X". This is because under conditions 14 and 15, the airtightness was broken due to cracks in the crystal lid 12 . Therefore, conditions 10 to 13 are comprehensively evaluated as "good", and conditions 14 and 15 are comprehensively evaluated as "poor".

以上のように、本実施の形態に係るリッド材20では、第1金属層411の膜厚は、薄すぎても厚すぎても、発光装置10において確実な気密が得られなくなる。上記表1の結果から明らかなように、第1金属層411の膜厚は、20~700nmの範囲とすることが好ましく、200~300nmの範囲とすることがさらに好ましい。 As described above, in the lid member 20 according to the present embodiment, if the film thickness of the first metal layer 411 is too thin or too thick, the light-emitting device 10 cannot be reliably airtight. As is clear from the results in Table 1 above, the film thickness of the first metal layer 411 is preferably in the range of 20-700 nm, more preferably in the range of 200-300 nm.

[実施の形態2]
〔リッド材の構成および製造方法〕
上記実施の形態1では、リッド材20は下地膜となる第1メタライズ膜41を有しており、この第1メタライズ膜41は水晶に対する密着度が高く、水晶リッド12を用いる場合にリッド剥離や気密不良を生じさせない好適な下地膜であることを説明した。しかしながら、実施の形態1における第1メタライズ膜41は、密着度が高いゆえに発光装置10にリッド割れの問題が生じる場合があった。特に、封止荷重が大きい場合(例えば100gf以上)や冷熱衝撃試験などにおいてリッド割れ(水晶割れ)が発生しやすい傾向があった。本実施の形態2では、封止荷重が大きい場合や冷熱衝撃試験においてもリッド割れを防止できる下地膜について説明する。
[Embodiment 2]
[Structure and Manufacturing Method of Lid Material]
In Embodiment 1, the lid material 20 has the first metallized film 41 as a base film. It has been explained that it is a suitable base film that does not cause airtightness failure. However, since the first metallized film 41 in Embodiment 1 has a high degree of adhesion, the light emitting device 10 may have a problem of lid cracking. In particular, when the sealing load is large (for example, 100 gf or more), or in thermal shock tests, lid cracks (crystal cracks) tend to occur easily. In the second embodiment, a base film that can prevent cracking of the lid even when the sealing load is large or in a thermal shock test will be described.

図5は、本実施の形態2に係るリッド材21における下地膜の構成を示す部分断面図である。リッド材21は、水晶リッド12の下面(接合面)に下地膜として第1メタライズ膜51を成膜して構成されている。ここで、第1メタライズ膜51は、図5に示すように、第1金属層(第1層)511および第2金属層(第2層)412を含んで構成されている。すなわち、リッド材21における第1メタライズ膜51は、実施の形態1に係るリッド材20の第1メタライズ膜41において、第1金属層411を第1金属層511に変更した構成である。 FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the underlying film in the lid material 21 according to the second embodiment. The lid material 21 is formed by depositing a first metallized film 51 as a base film on the lower surface (joint surface) of the crystal lid 12 . Here, the first metallized film 51 includes a first metal layer (first layer) 511 and a second metal layer (second layer) 412, as shown in FIG. That is, the first metallized film 51 in the lid member 21 has a structure in which the first metal layer 411 is changed to the first metal layer 511 in the first metallized film 41 of the lid member 20 according to the first embodiment.

実施の形態1の第1金属層411はTi膜のみからなる単層構造を有していたが、第1金属層511は、Ti膜5111、Au膜5112およびTi膜5113からなる積層構造を有している。ここでは、Ti膜5111が、実施の形態1の第1金属層411を構成するTi膜に相当する。すなわち、Ti膜5111は、第1金属層411のTi膜と同様に、膜厚20~700nmであることが好ましく、膜厚200~300nmであることがより好ましい。 The first metal layer 411 of Embodiment 1 has a single-layer structure consisting of only a Ti film, but the first metal layer 511 has a laminated structure consisting of a Ti film 5111, an Au film 5112 and a Ti film 5113. is doing. Here, the Ti film 5111 corresponds to the Ti film forming the first metal layer 411 of the first embodiment. That is, similarly to the Ti film of the first metal layer 411, the Ti film 5111 preferably has a thickness of 20 to 700 nm, more preferably 200 to 300 nm.

第1金属層511におけるAu膜5112およびTi膜5113は、封止荷重が大きい場合や冷熱衝撃試験においてのリッド割れを防止するための緩衝膜として形成されている。上記実施の形態1でも説明したように、発光装置10におけるセラミックパッケージ11と水晶リッド12とでは、材質が異なるため、熱膨張率も異なる。このため、セラミックパッケージ11と水晶リッド12との熱膨張差から反りが発生し、この反りが水晶割れの要因となる場合がある。これに対し、リッド材21を用いた発光装置10では、セラミックパッケージ11と水晶リッド12との間の熱膨張差を緩衝膜(すなわちAu膜5112およびTi膜5113)の変形によって吸収することができ、その結果、反りを低減して水晶割れを抑制できると考えられる。 The Au film 5112 and the Ti film 5113 in the first metal layer 511 are formed as buffer films for preventing cracking of the lid when the sealing load is large or during thermal shock tests. As described in the first embodiment, the ceramic package 11 and the crystal lid 12 in the light emitting device 10 are made of different materials, and therefore have different coefficients of thermal expansion. Therefore, warping occurs due to the difference in thermal expansion between the ceramic package 11 and the crystal lid 12, and this warping may cause cracks in the crystal. On the other hand, in the light emitting device 10 using the lid material 21, the difference in thermal expansion between the ceramic package 11 and the crystal lid 12 can be absorbed by deformation of the buffer films (that is, the Au film 5112 and the Ti film 5113). As a result, it is thought that warpage can be reduced and crystal cracking can be suppressed.

リッド材21の製造方法としては、水晶リッド12の片面(パッケージ材30との対向面)に物理的気相成長によって第1金属層511となるTi膜5111、Au膜5112およびTi膜5113を順次形成する。第1金属層511が形成されると、これを成膜装置から一旦取り出し、最上層にあるTi膜5113の表面を空気に曝す。これにより、Ti膜5113の表面には酸化チタンからなる酸化皮膜が形成される。 As a method of manufacturing the lid material 21, a Ti film 5111, an Au film 5112, and a Ti film 5113, which become the first metal layer 511, are sequentially formed on one surface (the surface facing the package material 30) of the crystal lid 12 by physical vapor deposition. Form. After the first metal layer 511 is formed, it is once removed from the film forming apparatus, and the surface of the uppermost Ti film 5113 is exposed to the air. As a result, an oxide film made of titanium oxide is formed on the surface of the Ti film 5113 .

尚、実施の形態1では、第1金属層411の表面に酸化チタンからなる酸化皮膜が形成され、本実施の形態2では、Ti膜5111が実施の形態1の第1金属層411のTi膜に相当するものとされている。しかしながら、酸化チタンからなる酸化皮膜は、第1金属層と第2金属層との境界となるものであるため、本実施の形態2に係るリッド材21では、酸化チタンからなる酸化皮膜は、Ti膜5111ではなく、第1金属層511の最上層にあるTi膜5113の表面において形成される。また、Ti膜5113の表面に酸化皮膜を形成する方法は、実施の形態1と同様に、スパッタリングによってTi膜を形成するときに酸素を導入して酸化Ti膜として成膜する方法や、成膜されたTi膜の表面を酸素プラズマによって酸化促進させる方法も可能である。第1金属層511の形成後、第2金属層412の形成方法は、実施の形態1で説明した方法と同様である。 In the first embodiment, an oxide film made of titanium oxide is formed on the surface of the first metal layer 411, and in the second embodiment, the Ti film 5111 is the Ti film of the first metal layer 411 in the first embodiment. is considered to be equivalent to However, since the oxide film made of titanium oxide forms a boundary between the first metal layer and the second metal layer, in the lid material 21 according to the second embodiment, the oxide film made of titanium oxide is Ti It is formed not on the film 5111 but on the surface of the Ti film 5113 on top of the first metal layer 511 . In addition, the method of forming an oxide film on the surface of the Ti film 5113 may be a method of forming an oxide Ti film by introducing oxygen when forming a Ti film by sputtering, as in the first embodiment, or a method of forming a Ti oxide film. It is also possible to promote the oxidation of the surface of the Ti film formed by oxygen plasma. After forming the first metal layer 511, the method for forming the second metal layer 412 is the same as the method described in the first embodiment.

〔第1メタライズ膜の形成条件〕
上述したリッド材21では、発光装置10における水晶リッド12の好適な密着性と水晶割れの防止効果とを得るために、下地膜において膜厚の制御が有効であることが確認された。特に、第1金属層511におけるAu膜5112の膜厚を適切な範囲に制御することが有効である。以下、実験に基づいた考察を行う。
[Conditions for forming the first metallized film]
In the lid material 21 described above, it has been confirmed that controlling the film thickness of the base film is effective in obtaining suitable adhesion of the crystal lid 12 in the light emitting device 10 and the effect of preventing cracks in the crystal. In particular, it is effective to control the film thickness of the Au film 5112 in the first metal layer 511 within an appropriate range. A discussion based on experiments will be made below.

ここでは、第1金属層511におけるTi膜5111、Au膜5112およびTi膜5113の各膜厚をパラメータとして変化させ、上述した製造方法にて発光装置10を製造し、その外観評価と気密試験(ヘリウムリークテスト)による気密評価とを行った。外観評価では、水晶リッド12側から見たメタライズ膜の変色と、水晶リッド12における割れの有無とを目視確認した。各評価項目はそれぞれ複数のサンプルに対する総合判断の結果である。また、水晶割れに関しては、封止荷重が大きく(100gf以上)、かつ冷熱衝撃試験も実施したあとのサンプルに対しての評価を示している。 Here, the film thicknesses of the Ti film 5111, the Au film 5112, and the Ti film 5113 in the first metal layer 511 are changed as parameters, the light emitting device 10 is manufactured by the manufacturing method described above, and the appearance evaluation and airtightness test ( A helium leak test) was performed to evaluate airtightness. In the appearance evaluation, the discoloration of the metallized film viewed from the crystal lid 12 side and the presence or absence of cracks in the crystal lid 12 were visually confirmed. Each evaluation item is the result of comprehensive judgment on a plurality of samples. In addition, with respect to crystal cracking, evaluations are shown for samples with a large sealing load (100 gf or more) and after a thermal shock test has also been performed.

尚、製造した各発光装置10において、第2金属層412のNi-Ti膜4121およびAu膜4122は、その膜厚を300nmおよび50nmにそれぞれ固定した。また、接合材40であるAu-Snプリフォームの厚みは15μmに固定し、第2メタライズ膜42はNi合金/Au膜を使用し、その膜厚は合計5μmに固定した。実験結果を以下の表2に示す。表2の第1金属層の膜厚においては、左側欄のTi膜厚がTi膜5111の膜厚を示しており、右側欄のTi膜厚がTi膜5113の膜厚を示している。 In each manufactured light emitting device 10, the thicknesses of the Ni--Ti film 4121 and the Au film 4122 of the second metal layer 412 were fixed at 300 nm and 50 nm, respectively. The thickness of the Au--Sn preform, which is the bonding material 40, was fixed at 15 .mu.m, the second metallized film 42 was a Ni alloy/Au film, and the total film thickness was fixed at 5 .mu.m. Experimental results are shown in Table 2 below. In the film thickness of the first metal layer in Table 2, the Ti film thickness in the left column indicates the film thickness of the Ti film 5111 , and the Ti film thickness in the right column indicates the film thickness of the Ti film 5113 .

Figure 0007136358000002
Figure 0007136358000002

表2の条件16~18は、緩衝膜としてのAu膜5112およびTi膜5113を有していないが、Ti膜5111の膜厚が大きくなるほど結果が良好となっている。そして、実施の形態1で好適範囲とされているTi膜5111の膜厚250nm(条件3)で、総合評価も“○”となっている。 Conditions 16 to 18 in Table 2 do not have the Au film 5112 and the Ti film 5113 as buffer films, but the larger the film thickness of the Ti film 5111, the better the results. In addition, when the film thickness of the Ti film 5111 is 250 nm (Condition 3), which is considered to be the preferred range in the first embodiment, the comprehensive evaluation is also "Good".

一方、緩衝膜としてのAu膜5112およびTi膜5113を有している条件18~25では何れも総合評価も“○”以上となっており、特に条件21~24では総合評価が“◎”となっている。条件21~24では、変色評価が“◎”であることから、発光装置10における水晶リッド12の密着性がより向上していることが分かる。これは、発光装置10において、セラミックパッケージ11と水晶リッド12との間の熱膨張差を緩衝膜(すなわちAu膜5112およびTi膜5113)が吸収することで反りが低減され、その結果、リッド剥離も低減されたものと考えられる。また、この効果は、Au膜5112の膜厚を適切に制御することで向上し、Au膜5112の膜厚は100~700nmの範囲とすることが好ましく、300~600nmの範囲とすることがより好ましい。 On the other hand, in the conditions 18 to 25 having the Au film 5112 and the Ti film 5113 as the buffer films, the overall evaluation is "○" or better, and especially in the conditions 21 to 24, the overall evaluation is "◎". It's becoming Under Conditions 21 to 24, the discoloration evaluation is "⊚", which indicates that the adhesion of the crystal lid 12 in the light emitting device 10 is further improved. This is because, in the light emitting device 10, the difference in thermal expansion between the ceramic package 11 and the crystal lid 12 is absorbed by the buffer film (that is, the Au film 5112 and the Ti film 5113), thereby reducing the warpage. is also considered to have been reduced. This effect is improved by appropriately controlling the thickness of the Au film 5112. The thickness of the Au film 5112 is preferably in the range of 100 to 700 nm, more preferably in the range of 300 to 600 nm. preferable.

尚、表2の条件26~27は、緩衝膜を有してはいるが、気密評価が“×”(総合評価も“×”)となっている。また、条件27では水晶割れでも評価が“×”となっている。これらの結果は、緩衝膜を厚くし過ぎた結果、下地膜のトータル膜厚が大きくなり、応力による影響で不具合が生じたためと考えられる。すなわち、下地膜のトータル膜厚が大きくなると、下地膜全体での膜厚に不均一が生じ、膜厚が不均一であることで水晶リッド12にかかる応力が増加して水晶割れを引き起こしたと考えられる。これより、緩衝膜の膜厚には上限が存在することも示唆される。 Conditions 26 and 27 in Table 2 have a buffer film, but the airtightness evaluation is "x" (the comprehensive evaluation is also "x"). In addition, under condition 27, the evaluation is "x" even for crystal cracking. These results are considered to be due to the fact that the total film thickness of the underlying film was increased as a result of making the buffer film too thick, and problems were caused by the influence of stress. That is, when the total thickness of the underlying film is increased, the thickness of the entire underlying film becomes non-uniform, and the stress applied to the crystal lid 12 increases due to the non-uniform film thickness, which causes crystal cracks. be done. This suggests that there is an upper limit to the thickness of the buffer film.

[実施の形態3]
〔リッド材の構成〕
上記実施の形態1,2では、第2金属層412に含まれるNi-Ti膜4121およびAu膜4122が、これらの膜のメタライズ幅(形成幅)が同じになるように(Ni-Ti膜4121の上にAu膜4122が完全に重畳するように)形成されている。しかしながら、この場合、発光装置10の製造条件などによっては、評価段階でリッド剥離や気密不良の課題が生じることがあった。本実施の形態3では、リッド剥離や気密不良をより確実に防止することのできる下地膜について説明する。
[Embodiment 3]
[Structure of lid material]
In Embodiments 1 and 2, the Ni—Ti film 4121 and the Au film 4122 included in the second metal layer 412 are formed so that the metallization widths (formation widths) of these films are the same (the Ni—Ti film 4121 is formed so that the Au film 4122 is completely superimposed thereon. However, in this case, depending on the manufacturing conditions of the light-emitting device 10, problems such as peeling of the lid and poor airtightness may occur in the evaluation stage. In the third embodiment, a base film that can more reliably prevent lid peeling and poor airtightness will be described.

図6は、本実施の形態3に係るリッド材22における下地膜の構成を示す部分断面図である。リッド材22は、水晶リッド12の下面(接合面)に下地膜として第1メタライズ膜61を成膜して構成されている。ここで、第1メタライズ膜61は、図6に示すように、第1金属層(第1層)511および第2金属層(第2層)612を含んで構成されている。但し、本実施の形態3に係るリッド材は、第2金属層の構成に特徴を有するものである。このため、図6のリッド材22では、第1金属層をリッド材21の第1金属層511と同じ構成としているが、第1金属層はリッド材20の第1金属層411と同じ構成としてもよい。 FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the underlying film in the lid material 22 according to the third embodiment. The lid material 22 is formed by depositing a first metallized film 61 as a base film on the lower surface (joint surface) of the crystal lid 12 . Here, the first metallized film 61 includes a first metal layer (first layer) 511 and a second metal layer (second layer) 612, as shown in FIG. However, the lid material according to the third embodiment is characterized by the structure of the second metal layer. For this reason, in the lid member 22 of FIG. good too.

第2金属層612は、第1金属層511の上に形成されるNi-Ti膜6121と、Ni-Ti膜6121の上に形成されるAu膜6122とを含む積層構造を有している。Ni-Ti膜6121は、リッド材20および21におけるNi-Ti膜4121と同様の膜とすることができる。また、Au膜6122は、リッド材20および21におけるAu膜4122とは膜のメタライズ幅が異なるのみである。 The second metal layer 612 has a laminated structure including a Ni—Ti film 6121 formed on the first metal layer 511 and an Au film 6122 formed on the Ni—Ti film 6121 . The Ni--Ti film 6121 can be a film similar to the Ni--Ti film 4121 in the lid members 20 and 21. FIG. The Au film 6122 differs from the Au film 4122 in the lid members 20 and 21 only in the metallization width of the film.

すなわち、リッド材22においては、Au膜6122はNi-Ti膜6121に比べて狭い幅で形成されている。より具体的には、Au膜6122は、Au膜6122の内周縁がNi-Ti膜6121の内周縁よりも外側に引き下げられ、Au膜6122の外周縁がNi-Ti膜6121の外周縁よりも内側に引き下げられた引き下がり構造(Au膜6122の周縁部とNi-Ti膜6121の周縁部との間にギャップを有する構造)を有している。尚、ここでの“内側”,“外側”とは、リッド材22の中心から見た“内側”,“外側”を意味している。また、第1メタライズ膜61の内側および外側でのAu膜6122の引き下がり幅は同じである必要はなく、図6に示すように、内側の引き下がり幅[μm]をd1、外側の引き下がり幅をd2とする。 That is, in the lid material 22, the Au film 6122 is formed with a width narrower than that of the Ni--Ti film 6121. As shown in FIG. More specifically, in the Au film 6122, the inner peripheral edge of the Au film 6122 is pulled down further than the inner peripheral edge of the Ni—Ti film 6121, and the outer peripheral edge of the Au film 6122 is lower than the outer peripheral edge of the Ni—Ti film 6121. It has an inwardly pulled down structure (a structure having a gap between the peripheral edge of the Au film 6122 and the peripheral edge of the Ni—Ti film 6121). The terms "inner side" and "outer side" here mean "inner side" and "outer side" when viewed from the center of the lid member 22, respectively. Further, the pull-down width of the Au film 6122 on the inside and outside of the first metallized film 61 does not need to be the same, and as shown in FIG. and

実施の形態1において説明したように、リッド材20とパッケージ材30とを接合材40を介して接合して発光装置10を製造するとき、本来は第2金属層412のみが溶融して接合材40との共晶接合を形成する。しかしながら、製造条件によっては(例えば、接合時の封止荷重が大きければ)、共晶接合によって形成される合金(Ni、Ti、AuおよびSnを含む合金)が接合層14の側面から回り込んで第1金属層411に達する恐れがある。この場合、第1金属層411に達した合金のAuやSn成分が第1金属層411に浸潤して第1金属層411と水晶リッド12との密着性を低下させ、リッド剥離や気密不良の要因になると考えられる。同様の問題は、リッド材21とパッケージ材30とを接合して発光装置10を製造するときにも生じる。 As described in Embodiment 1, when the lid material 20 and the package material 30 are bonded via the bonding material 40 to manufacture the light emitting device 10, originally only the second metal layer 412 melts and the bonding material 40 to form a eutectic bond. However, depending on manufacturing conditions (for example, if the sealing load during bonding is large), the alloy formed by eutectic bonding (an alloy containing Ni, Ti, Au, and Sn) may wrap around the bonding layer 14 from the side surface. There is a risk of reaching the first metal layer 411 . In this case, the Au and Sn components of the alloy that reach the first metal layer 411 infiltrate into the first metal layer 411 and reduce the adhesion between the first metal layer 411 and the crystal lid 12, resulting in lid peeling and poor airtightness. considered to be a factor. A similar problem occurs when the lid material 21 and the package material 30 are joined to manufacture the light emitting device 10 .

これに対し、リッド材22とパッケージ材30とを接合材40を介して接合して発光装置10を製造する場合には、共晶接合はAu膜6122の形成領域とほぼ重畳する領域においてのみ形成される。これは、共晶接合の形成にはAuが不可欠となるためである。リッド材22では、Au膜6122はNi-Ti膜6121に対して引き下がり構造を有しているため、共晶接合によって形成される合金が接合層14の側面から回り込んで第1金属層511(または411)に達することを防止でき、その結果、リッド剥離や気密不良を防止することができる。 On the other hand, when the lid material 22 and the package material 30 are bonded through the bonding material 40 to manufacture the light-emitting device 10, the eutectic bonding is formed only in the region substantially overlapping the formation region of the Au film 6122. be done. This is because Au is essential for the formation of the eutectic junction. In the lid material 22, the Au film 6122 has a pull-down structure with respect to the Ni—Ti film 6121, so the alloy formed by the eutectic bonding wraps around from the side surface of the bonding layer 14 and the first metal layer 511 ( or 411), and as a result, it is possible to prevent lid peeling and poor airtightness.

〔第1メタライズ膜の形成条件〕
上述したリッド材22では、発光装置10における水晶リッド12の好適な密着性を得るために、第2金属層612におけるAu膜6122のメタライズ幅の制御が有効であることが確認された。以下、実験に基づいた考察を行う。
[Conditions for forming the first metallized film]
In the lid material 22 described above, it was confirmed that controlling the metallization width of the Au film 6122 in the second metal layer 612 is effective in obtaining suitable adhesion of the crystal lid 12 in the light emitting device 10 . A discussion based on experiments will be made below.

ここでは、第1金属層511におけるTi膜5111、Au膜5112およびTi膜5113の各膜厚を250nm、500nmおよび50nmにそれぞれ固定した。また、第2金属層612におけるNi-Ti膜6121およびAu膜6122の各膜厚は300nおよび50nmにそれぞれ固定した。そして、Au膜6122における引き下がり幅をパラメータとして変化させ、上述した製造方法にて発光装置10を製造し、その外観評価と気密試験(ヘリウムリークテスト)による気密評価とを行った。外観評価では、水晶リッド12側から見たメタライズ膜の変色と、水晶リッド12における割れの有無とを目視確認した。各評価項目はそれぞれ複数のサンプルに対する総合判断の結果である。また、水晶割れに関しては、封止荷重が大きく(100gf以上)、かつ冷熱衝撃試験も実施したあとのサンプルに対しての評価を示している。但し、ここでの冷熱衝撃試験は、先に行った気密試験の評価(気密評価)が“○”であったサンプルに対してのみ実施している。 Here, the film thicknesses of the Ti film 5111, Au film 5112 and Ti film 5113 in the first metal layer 511 were fixed to 250 nm, 500 nm and 50 nm, respectively. Also, the film thicknesses of the Ni—Ti film 6121 and Au film 6122 in the second metal layer 612 were fixed at 300 nm and 50 nm, respectively. Then, the light emitting device 10 was manufactured by the manufacturing method described above while changing the pull down width of the Au film 6122 as a parameter, and the appearance evaluation and the airtightness evaluation by the airtightness test (helium leak test) were performed. In the appearance evaluation, the discoloration of the metallized film viewed from the crystal lid 12 side and the presence or absence of cracks in the crystal lid 12 were visually confirmed. Each evaluation item is the result of comprehensive judgment on a plurality of samples. In addition, with respect to crystal cracking, evaluations are shown for samples with a large sealing load (100 gf or more) and after a thermal shock test has also been performed. However, the thermal shock test here was performed only on samples for which the evaluation (airtightness evaluation) in the previous airtightness test was "O".

また、接合材40であるAu-Snプリフォームの厚みは15μmに固定し、第2メタライズ膜42はNi合金/Au膜を使用し、その膜厚は合計5μmに固定した。実験結果を以下の表3に示す。 The thickness of the Au--Sn preform, which is the bonding material 40, was fixed at 15 .mu.m, the second metallized film 42 was a Ni alloy/Au film, and the total film thickness was fixed at 5 .mu.m. Experimental results are shown in Table 3 below.

Figure 0007136358000003
Figure 0007136358000003

表3の条件28~30の比較より、引き下がり構造を有していない条件28では変色が生じて気密評価が“×”(総合評価も“×”)となっているのに対し、引き下がり構造を有している条件29,30では気密評価が“○”(総合評価も“○”)となっている。これより、リッド材22におけるAu膜6122の引き下がり構造は、共晶接合によって形成される合金の回り込みによるリッド剥離や気密不良を低減するのに有効であることが分かる。また、この引き下がり構造における引き下がり幅は、少なくとも25μm以上あれば、その効果を発揮できることが分かる。 From the comparison of conditions 28 to 30 in Table 3, discoloration occurs in condition 28, which does not have a pull-down structure, and the airtightness evaluation is "x" (overall evaluation is also "x"), whereas the pull-down structure is used. Under the conditions 29 and 30, the airtightness evaluation is "◯" (the comprehensive evaluation is also "◯"). From this, it can be seen that the pull-down structure of the Au film 6122 in the lid material 22 is effective in reducing peeling of the lid and poor airtightness due to the wraparound of the alloy formed by the eutectic bonding. Further, it can be seen that the pull-down width in this pull-down structure can exhibit its effect if it is at least 25 μm or more.

また、表3の条件30~35の比較より、Au膜6122のメタライズ幅によって変色の評価に違いが生じることが分かる。すなわち、条件31,32では、変色の外観評価が“◎”(総合評価も“◎”)となっているが、Au膜6122のメタライズ幅がこれよりも広い条件30では、変色の外観評価が“○”(総合評価も“○”)となっている。これは、Au膜6122のメタライズ幅が広くなることで、下地膜における密着力の大きい領域面積も広くなり、発光装置10のより外側の領域まで高い密着力で水晶リッド12とセラミックパッケージ11とが接合されたためと考えられる。すなわち、発光装置10において、高い密着力で接合される領域が広くなることで、水晶リッド12とセラミックパッケージ11との熱膨張差による影響を受けやすくなり、その結果、条件30は条件31,32に比べて変色が生じ易くなったと考えられる。 Further, from a comparison of Conditions 30 to 35 in Table 3, it can be seen that the evaluation of discoloration differs depending on the metallization width of the Au film 6122 . That is, under conditions 31 and 32, the appearance evaluation of discoloration is "⊚" (the comprehensive evaluation is also "⊚"). "○" (Comprehensive evaluation is also "○"). This is because the widening of the metallization width of the Au film 6122 widens the area of the base film where the adhesion strength is high, and the crystal lid 12 and the ceramic package 11 are bonded to the outer region of the light emitting device 10 with high adhesion strength. It is thought that it was because it was joined. That is, in the light-emitting device 10, the area to be bonded with high adhesion is widened, so that the crystal lid 12 and the ceramic package 11 are more likely to be affected by the difference in thermal expansion. It is considered that discoloration is more likely to occur compared to .

また、Au膜6122のメタライズ幅が条件31,32よりも狭い条件33~35では、メタライズ幅が狭くなるほど変色の外観評価が低下し、総合評価も低下している。これは、Au膜6122のメタライズ幅が狭くなりすぎると、下地膜における密着力の大きい領域面積が小さくなり、水晶リッド12とセラミックパッケージ11との熱膨張差に十分に耐えることができなくなってリッド剥離が生じ易くなるためと考えられる。 In conditions 33 to 35, in which the metallization width of the Au film 6122 is narrower than conditions 31 and 32, the narrower the metallization width, the lower the discoloration appearance evaluation and the overall evaluation. This is because if the metallization width of the Au film 6122 becomes too narrow, the area of the base film with high adhesion becomes small, and the lid cannot sufficiently withstand the difference in thermal expansion between the crystal lid 12 and the ceramic package 11 . It is thought that this is because peeling is likely to occur.

さらに、表3の条件31~34と条件36~39との比較より、Au膜6122の引き下がり幅を内側と外側とで異ならせる場合には、内側の引き下がり幅を外側よりも大きくする外寄せパターン(条件36~39)よりも、外側の引き下がり幅を内側よりも大きくする内寄せパターン(条件31~34)とする方が好ましいことが分かる。すなわち、外寄せパターンは、内寄せパターンに比べて、冷熱衝撃試験による水晶割れが発生しやすいことが明らかとなっている。これは、発光装置10のより外側の領域において高い密着力で水晶リッド12とセラミックパッケージ11とが接合されると、水晶リッド12とセラミックパッケージ11との熱膨張差による影響を受けやすくなり、その結果、冷熱衝撃試験による水晶割れが生じ易くなると考えられる。 Furthermore, from a comparison of Conditions 31 to 34 and Conditions 36 to 39 in Table 3, when the pulling width of the Au film 6122 is different between the inside and the outside, the outside pulling width is larger than the outside. It can be seen that the inset pattern (conditions 31 to 34) in which the pull-down width on the outside is larger than that on the inside is more preferable than (conditions 36 to 39). In other words, it has been found that the outer pattern is more susceptible to crystal cracking due to the thermal shock test than the inner pattern. This is because when the crystal lid 12 and the ceramic package 11 are bonded with high adhesion in the outer region of the light emitting device 10, they are likely to be affected by the difference in thermal expansion between the crystal lid 12 and the ceramic package 11. As a result, it is considered that crystal cracks are more likely to occur during the thermal shock test.

尚、本実施の形態3における上記説明では、第1メタライズ膜61の最上層であるAu膜6122のみが引き下がり構造を有する構成を例示している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第1メタライズ膜61の最下層の膜(すなわちTi膜5111)を除く任意の膜において、その膜を含む上層部分で引き下がり構造を適用してもよい。例えば、図7に示すように、Au膜5112から上層となる部分で引き下がり構造を適用してもよい。 In the above description of the third embodiment, only the Au film 6122, which is the uppermost layer of the first metallized film 61, has a downward structure. However, the present invention is not limited to this, and any film other than the lowest layer film (that is, the Ti film 5111) of the first metallized film 61 may be applied with a pull-down structure in the upper layer portion including the film. good too. For example, as shown in FIG. 7, a downward structure may be applied to the upper layer from the Au film 5112 .

今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。 The embodiments disclosed this time are exemplifications in all respects and are not grounds for restrictive interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not to be interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the claims. In addition, all changes within the meaning and range of equivalence to the claims are included.

例えば、上記説明では、発光装置10のリッド材20~22において、リッド本体を水晶リッド12とする場合を例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、リッド本体には、石英ガラスを用いるものであってもよい。すなわち、従来の石英ガラスを用いたリッド材では下地膜にCr膜が用いられていたが、石英ガラスをリッド本体とした場合に、下地膜として上述の第1メタライズ膜41,51または61を用いれば、膜剥がれや密着性の点でより優れた性能が得られることが確認された。これは、下地膜をCr膜から第1メタライズ膜41,51または61に変更したことで、ろう材であるAuおよびSnの拡散が抑制されたことに起因すると考えられる。 For example, in the above description, in the lid materials 20 to 22 of the light emitting device 10, the lid body is the crystal lid 12 as an example. However, the present invention is not limited to this, and quartz glass may be used for the lid body. That is, although a conventional lid material using quartz glass uses a Cr film as an underlying film, when quartz glass is used as a lid body, the first metallized film 41, 51 or 61 is used as an underlying film. It was confirmed that better performance can be obtained in terms of film peeling and adhesion. This is probably because the change of the base film from the Cr film to the first metallized film 41, 51 or 61 suppresses the diffusion of Au and Sn, which are brazing materials.

また、上記説明の発光装置10では、LED13をパッケージ内に封止するために、セラミックパッケージ11を段面コ字形状とし、水晶リッド12を平板形状としている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図8に示す発光装置10’のように、平板形状のセラミックベース11’と段面コ字形状の水晶リッド12’とを組み合わせて、LED13を封止するパッケージを形成してもよい。この場合でも、セラミックベース11’と段面コ字形状の水晶リッド12’とを接合する接合層14は、上記説明の発光装置10と同様の構成とすることができる。 Further, in the light emitting device 10 described above, the ceramic package 11 has a U-shaped step surface and the crystal lid 12 has a flat plate shape in order to seal the LED 13 in the package. However, the present invention is not limited to this, and as in the light emitting device 10' shown in FIG. You may form the package which seals. Even in this case, the bonding layer 14 that bonds the ceramic base 11' and the stepped U-shaped crystal lid 12' can have the same structure as the light emitting device 10 described above.

10,10’ 発光装置
11 セラミックパッケージ
11’ セラミックベース
111 キャビティ
12,12’ 水晶リッド(リッド本体)
13 LEDチップ
14 接合層
20,21,22 リッド材
30 パッケージ材
40 接合材
41,51,61 第1メタライズ膜(リッド材の下地膜)
42 第2メタライズ膜
411,511 第1金属層(第1層)
5111 Ti膜
5112 Au膜(緩衝膜)
5113 Ti膜(緩衝膜)
412,612 第2金属層(第2層)
4121,6121 Ni-Ti膜
4122,6122 Au膜
10, 10' light emitting device 11 ceramic package 11' ceramic base 111 cavity 12, 12' crystal lid (lid body)
13 LED chip 14 bonding layer 20, 21, 22 lid material 30 package material 40 bonding material 41, 51, 61 first metallized film (base film of lid material)
42 second metallized films 411, 511 first metal layer (first layer)
5111 Ti film 5112 Au film (buffer film)
5113 Ti film (buffer film)
412, 612 second metal layer (second layer)
4121, 6121 Ni-Ti film 4122, 6122 Au film

Claims (13)

LEDをパッケージ内に封止してなる発光装置に用いられるリッド材であって、
前記LEDの照射光に対して透過性を有するリッド本体と、
前記リッド本体の封止面に形成される下地膜とを含み、
前記下地膜は、前記リッド本体の上に直接形成される第1層と、前記第1層の上に形成される第2層とを含んでおり、
前記第1層は、膜厚20~700nmのTi膜を含む構造を有し、
前記第2層は、前記第1層に近い側から順に積層されたNi合金膜およびAu膜を含む積層構造を有していることを特徴とするリッド材。
A lid material used in a light-emitting device in which an LED is sealed in a package,
a lid body having transparency to the light emitted from the LED;
a base film formed on the sealing surface of the lid body;
The base film includes a first layer formed directly on the lid body and a second layer formed on the first layer,
The first layer has a structure including a Ti film with a thickness of 20 to 700 nm,
A lid material, wherein the second layer has a laminated structure including a Ni alloy film and an Au film laminated in order from a side closer to the first layer.
請求項1に記載のリッド材であって、
前記第1層に含まれる前記Ti膜は、膜厚200~300nmのTi膜であることを特徴とするリッド材。
The lid material according to claim 1,
The lid material, wherein the Ti film included in the first layer is a Ti film with a film thickness of 200 to 300 nm.
請求項1または2に記載のリッド材であって、
前記第1層は、表面に酸化チタンからなる酸化皮膜を有していることを特徴とするリッド材。
The lid material according to claim 1 or 2,
A lid material, wherein the first layer has an oxide film made of titanium oxide on its surface.
請求項1から3の何れか1項に記載のリッド材であって、
前記第1層は、前記Ti膜の上に、前記Ti膜に近い側から順に積層されたAu膜および他のTi膜からなる緩衝膜を有していることを特徴とするリッド材。
The lid material according to any one of claims 1 to 3,
A lid material, wherein the first layer has a buffer film composed of an Au film and another Ti film laminated in order from a side close to the Ti film on the Ti film.
請求項1から4の何れか1項に記載のリッド材であって、
前記下地膜は、最下層の膜を除く任意の膜において、前記任意の膜を含む上層部分で引き下がり構造を有しており、
前記引き下がり構造では、前記引き下がり構造に含まれる膜の内周縁がその他の膜の内周縁よりも外側に引き下げられ、前記引き下がり構造に含まれる膜の外周縁がその他の膜の外周縁よりも内側に引き下げられていることを特徴とするリッド材。
The lid material according to any one of claims 1 to 4,
wherein the base film has a recessed structure at an upper layer portion including the arbitrary film in any film except for the lowest film,
In the pull-down structure, the inner peripheral edge of the film included in the pull-down structure is pulled down further than the inner peripheral edges of the other films, and the outer peripheral edge of the film included in the pulled-down structure is pulled down further inward than the outer peripheral edges of the other films. A lid material characterized in that it is pulled down.
請求項5に記載のリッド材であって、
前記引き下がり構造における内周縁側の引き下がり幅が外周縁側の引き下がり幅よりも小さくされていることを特徴とするリッド材。
The lid material according to claim 5,
A lid member characterized in that the pull-down width on the inner peripheral edge side of the pull-down structure is smaller than the pull-down width on the outer peripheral edge side.
請求項5または6に記載のリッド材であって、
前記引き下がり構造における内周縁側の引き下がり幅が25μm以上であることを特徴とするリッド材。
The lid material according to claim 5 or 6,
A lid member, wherein the width of the inner peripheral edge of the structure is 25 μm or more.
請求項1から7の何れか1項に記載のリッド材であって、
前記リッド本体が水晶であることを特徴とするリッド材。
The lid material according to any one of claims 1 to 7,
A lid material, wherein the lid body is made of crystal.
LEDをパッケージ内に封止してなる発光装置に用いられるリッド材の製造方法であって、
前記LEDの照射光に対して透過性を有するリッド本体の封止面に下地膜を形成する工程として、
前記リッド本体の封止面に膜厚20~700nmのTi膜を含む第1層を形成する第1工程と、
前記第1工程で形成された前記第1層の最上層にあるTi膜を酸化させて、表面に酸化チタンからなる酸化皮膜を形成する第2工程と、
前記第2工程後の前記第1層の上に、前記第1層に近い側から順に積層されるNi合金膜およびAu膜を含む第2層を形成する第3工程とを有することを特徴とするリッド材の製造方法。
A method for manufacturing a lid material used in a light-emitting device in which an LED is sealed in a package,
As a step of forming a base film on the sealing surface of the lid body having transparency to the irradiation light of the LED,
a first step of forming a first layer containing a Ti film having a thickness of 20 to 700 nm on the sealing surface of the lid body;
a second step of oxidizing the Ti film on the uppermost layer of the first layer formed in the first step to form an oxide film made of titanium oxide on the surface;
and a third step of forming, on the first layer after the second step, a second layer containing a Ni alloy film and an Au film, which are laminated in order from the side closer to the first layer. manufacturing method of lid material.
請求項9に記載のリッド材の製造方法であって、
前記第1工程で形成される前記Ti膜は、200~300nmの膜厚を有することを特徴とするリッド材の製造方法。
A method for manufacturing a lid material according to claim 9,
A method of manufacturing a lid material, wherein the Ti film formed in the first step has a film thickness of 200 to 300 nm.
請求項9または10に記載のリッド材の製造方法であって、
前記第1工程では、前記Ti膜の上に、前記Ti膜に近い側から順に積層されるAu膜および他のTi膜からなる緩衝膜を形成することを特徴とするリッド材の製造方法。
A method for manufacturing a lid material according to claim 9 or 10,
A method of manufacturing a lid material, wherein in the first step, a buffer film composed of an Au film and another Ti film, which are laminated in order from the side nearer to the Ti film, is formed on the Ti film.
請求項9から11の何れか1項に記載のリッド材の製造方法であって、
前記下地膜は、最下層の膜を除く任意の膜において、前記任意の膜を含む上層部分で引き下がり構造を有しており、
前記引き下がり構造では、前記引き下がり構造に含まれる膜の内周縁がその他の膜の内周縁よりも外側に引き下げられ、前記引き下がり構造に含まれる膜の外周縁がその他の膜の外周縁よりも内側に引き下げられて形成されることを特徴とするリッド材の製造方法。
A method for manufacturing a lid material according to any one of claims 9 to 11,
wherein the base film has a recessed structure at an upper layer portion including the arbitrary film in any film except for the lowest film,
In the pull-down structure, the inner peripheral edge of the film included in the pull-down structure is pulled down to the outside of the inner peripheral edges of the other films, and the outer peripheral edge of the film included in the pull-down structure is pulled down to the inside of the outer peripheral edges of the other films. A manufacturing method of a lid material, characterized in that the lid material is formed by being pulled down.
請求項9から12の何れか1項に記載のリッド材の製造方法であって、
前記リッド本体が水晶であることを特徴とするリッド材の製造方法。
A method for manufacturing a lid material according to any one of claims 9 to 12,
A method of manufacturing a lid material, wherein the lid body is made of crystal.
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