專利名稱：：固態(tài)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及配備有用玻璃材料密封的固態(tài)組件的固態(tài)器件。技術(shù)背景通常，已知固態(tài)器件配備有用透明樹脂材料諸如環(huán)氧樹脂密封的固態(tài)組件，例如發(fā)光二極管(LED)元件。固態(tài)器件存在的問題是透明樹脂由于從固態(tài)組件發(fā)出的光而劣化。具體而言，當(dāng)使用發(fā)射短波長(zhǎng)光的第III族氮化物化合物半導(dǎo)體作為固態(tài)組件時(shí)，組件附近的透明樹脂由于從組件發(fā)出的高能光和由組件本身產(chǎn)生的熱而變成黃色，使得光取出效率可能隨時(shí)間而降低。為了防止密封材料劣化，提出了一種使用玻璃材料作為密封材料的發(fā)光器件(例如，JP-A-08-102553和JP-A-11-177129)。JP-A-08-102553公開了一種發(fā)光器件，其中LED元件、導(dǎo)線^部和引線頂部周圍覆蓋有玻璃材料制成的透明密封材料。玻璃材料包含添加用來產(chǎn)生130至350。C熔點(diǎn)的硒、鉈、砷、硫等。JP-A-11-177129公開了一種發(fā)光器件，其中用折射率為約2的低熔點(diǎn)玻璃密封折射率為約2.3的GaN基LED元件。在這種發(fā)光器件中，通過使用具有上述折射率的GaN基LED元件和低熔點(diǎn)玻璃，可以降低在LED元件和低熔點(diǎn)玻璃之間的界面上全反射的光。然而，JP-A-08-102553和JP-A-11-177129中的固態(tài)器件需要通過加工即使在使用低熔點(diǎn)玻璃時(shí)仍然硬質(zhì)的玻璃材料來生產(chǎn)，因而不可能利用傳統(tǒng)的樹脂密封過程來實(shí)現(xiàn)該器件。而且，實(shí)現(xiàn)該器件所需的性能和組分也是未知的。因此，本發(fā)明A^r驗(yàn)了在實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)材料密封過程中的問題并解決了這些問題，其中提出了可以實(shí)際上獲得玻璃密封所預(yù)期效果的發(fā)光器件(例如，JP-A-2006-108621)。JP-A-2006-108621公開的發(fā)光器件包括陶瓷材料制成的襯底和玻璃密封部，該玻璃密封部由包含19wt%至30wt。/。的B203、0.5wt。/。至15wt。/。的Si02、1.5wt。/。至8wt。/o的Na20、44wt。/。至60wt。/。的ZnO和9wt。/。至19wt。/。的Nb2Os的B203-Si02-Na20-ZnO-Nb205基玻璃制成。因此，該玻璃密封部可以防止襯底剝離并防止產(chǎn)生裂紋，從而可以確保在襯底和玻璃密封部之間穩(wěn)定的掩^強(qiáng)度。而且，證實(shí)該玻璃密封部可以防止由于其結(jié)晶引起透明度損失。因此，JP-A-2006-108621教導(dǎo)用于提供穩(wěn)定的玻璃密封部的玻璃材料組合物。而且，除了穩(wěn)定性之外，本發(fā)明AiE對(duì)玻璃密封部的耐候性進(jìn)行了研究，以提高固態(tài)器件的耐久性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種固態(tài)器件，其玻璃密封部可以具有良好的耐候性以及穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，一種固態(tài)器件包括固態(tài)組件；電力接W供給部，在其上安裝所述固態(tài)組件，用于從所述固態(tài)組件接收電力/向所述固態(tài)組件供給電力；和玻璃密封部，其密封所述固態(tài)組件并包括B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基玻璃，其中，所ii^璃包含21wt。/。至23wt。/。的B203、11wf/。至13wt%的Si02、1wt。/。至1.5wtV。的Li20、以及2wt。/。至2.5wt。/。的Na20。在上述實(shí)施方案中，可以作出以下更改和變化。(i)所述玻璃包括48wt。/。至51wt。/。的ZnO和11.5wt。/。至12wt%的Nb205。(ii)所述玻璃包括總含量為3.5wt。/o至4wt。/。的Li20和Na20。(iii)所^JL璃具有不高于540'C的屈服點(diǎn)。(iv)所述玻璃具有不大于7.0xl(rV'C的熱膨脹系數(shù)。(v)所述玻璃密封部和固態(tài)組件滿足它們的熱膨脹系數(shù)中較低的熱膨脹系數(shù)與較高的熱膨脹系數(shù)的比率不小于0.85的關(guān)系。(vi)所述固態(tài)組件具有不小于lmm的尺寸。(vii)在所述電力接收/供給部上密集安裝多個(gè)所述固態(tài)組件。(viii)所述固態(tài)組件是倒裝的。(ix)所述固態(tài)器件還包括通過其安裝所述固態(tài)組件的兩個(gè)凸起，所述凸起分別形成在正極側(cè)和負(fù)極側(cè)。(x)所述電力接W供給部包括無(wú)機(jī)材料襯底，所述無(wú)機(jī)材料襯底包括用于從所述固態(tài)組件接收電力/向所述固態(tài)組件供給電力的導(dǎo)電圖案，并且所述玻璃密封部和所述固態(tài)組件滿足它們的熱膨脹系數(shù)中較《氐的熱膨脹系數(shù)與較高的熱膨脹系數(shù)的比率不小于0.85的關(guān)系。(xi)所述無(wú)機(jī)材料襯底包括形成在所述固態(tài)組件的安裝側(cè)上的第一導(dǎo)電圖案、形成在安裝側(cè)的相對(duì)側(cè)上的第二導(dǎo)電圖案、和電連接第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案的第三導(dǎo)電圖案。(xii)所述無(wú)機(jī)材料襯底包括氧化鋁襯底。(xiii)所述玻璃密封部包括具有耐濕性、耐酸性和耐堿性的涂層材料，并且所述涂層材料形成在所述玻璃密封部的表面上。(xiv)所述固態(tài)組件包括光學(xué)元件，并且所i^璃密封部包括透明材料》(xv)所述光學(xué)元件包括發(fā)光元件。(xvi)所M璃密封部包括^t在其中的熒光體，以在衫L從發(fā)光元件發(fā)出的光所激發(fā)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光。(xvii)所述玻璃密封部具有對(duì)于波長(zhǎng)為350nm至800nm的光，每lmm厚度不低于90%的內(nèi)部透射率。(xviii)所述玻璃密封部具有不小于1.6的折射率。(xix)所iOL光元件包括GaN基LED元件，所述GaN基LED元件包括生長(zhǎng)襯底和形成在所述生長(zhǎng)襯底上的GaN基半導(dǎo)體層。(xx)所述生長(zhǎng)襯底具有不小于1.8的折射率。(XXi)所述光學(xué)元件包括光接收元件。(xxii)所述玻璃密封部在其表面處利用樹脂進(jìn)行二次成型(overmold),(xxiii)所述玻璃還包括Bi203。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，固態(tài)器件可使玻璃密封部具有良好的耐候性以及穩(wěn)定性。因此，由于玻璃密封部具有良好的耐候性，因而即4吏當(dāng)該固態(tài)器件在苛刻環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，該固態(tài)器件也可以有效地防止光提取率隨時(shí)間劣化(timedeterioration)。下面將參照根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，其中圖1A是示出在根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方案中作為固態(tài)器件的LED的縱向截面圖；圖1B是示出圖1A中的LED元件的側(cè)視圖；圖2是示出由樣品12制備的兩個(gè)樣品的波長(zhǎng)和光鐠透射率之間的關(guān)系的圖；圖3A是示出在根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方案的變化實(shí)施例中的LED的縱向截面圖；圖3B是示出圖3A中的LED元件的側(cè)視圖；圖4是示出使用根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方案中的LED的發(fā)光器件的縱向截面圖；圖5A是示出在根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案中作為固態(tài)器件的LED的平面圖；圖5B是示出在根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案中的LED的縱向截面圖；圖5C是示出在根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案中的LED的底視圖；圖6是示出在根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方案中作為固態(tài)器件的LED的縱向截面圖；圖7是示出在根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方案中作為固態(tài)器件的安裝有大尺寸LED元件(lmin2)的LED的縱向截面圖；以及圖8是示出在根據(jù)本發(fā)明的變化例中具有由粉末玻璃材料形成的玻璃密封部的LED的縱向截面圖。具體實(shí)施方式第一實(shí)施方案圖1A是示出在根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方案中作為固態(tài)器件的LED的縱向截面圖，圖1B是示出圖1A中的LED元件的側(cè)視圖。LED1的組成如圖1A所示，作為固態(tài)器件的LED(-發(fā)光二極管)l包括由GaN基半導(dǎo)體材料形成的倒裝型LED元件2、作為在其上安裝LED元件2的無(wú)機(jī)材料襯底的A1203襯底3、由形成在A1203襯底3上的鎢(W)-鎳(Ni)-金(Au)制成的電路圖案4、電連接LED元件2和電路圖案4的Au釘頭凸起5，以及作為透明無(wú)機(jī)密封部用于密封LED元件2同時(shí)掩^至A1203襯底3的玻璃密封部6。在該實(shí)施方案中，A1203襯底3和電路圖案4構(gòu)成在其上安裝LED元件2并從LED元件2接收電力/向LED元件2供給電力的電力接W供給部。如圖IB所示，LED元件2包括在藍(lán)寶石(AU03)生長(zhǎng)襯底20上順序生長(zhǎng)的緩沖層21、n型層22、發(fā)光層23和p型層24。而且，LED元件2包括設(shè)置在p型層24的表面上的p型電極25和設(shè)置在n型層22上的n型電極26，該n型層22通過^過n型層22部分蝕刻p型層24而暴露。LED元件2在不高于700。C的溫度下外延生長(zhǎng)，提供有不低于600。C的上限溫度，并且通過使用以下描述的低熔點(diǎn)和熱熔(heatmelting)玻璃，LED元件2對(duì)于用于密封過程的加工溫度^1穩(wěn)定的。LED元件2具有5.0xlO力。C7.0xlO-6/。C的熱膨脹系數(shù)(a)。P型電極25用作光反射層，以反射從發(fā)光層23沿生長(zhǎng)襯底20的方向發(fā)出的光。在該實(shí)施方案中，LED元件2具有0.34mmx0.34mmx0.09mm(厚度)的尺寸。而且，LED元件2具有470nm的峰值波長(zhǎng)并發(fā)射藍(lán)光。Ah03襯底3具有7.0xlO力X:的熱膨脹系數(shù)(a)，并且提供有多個(gè)通孔3A。通孔3A允許在A1203襯底3的正面和背面上金屬化的電路圖案4之間電連接。電路圖案4包括設(shè)置在LED元件2的安裝側(cè)上的第一導(dǎo)電圖案、設(shè)置在安裝側(cè)背面的第二導(dǎo)電圖案、和由鴒(W)制成的用于電連接上述兩側(cè)的第三導(dǎo)電圖案。玻璃密封部6由B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nlh05基熱熔玻璃制成，并且在A1203襯底3上形成具有上表面6A和側(cè)表面6B的矩形。將熱壓接合至^203襯底3的平板玻璃與入1203襯底3—起用切片機(jī)切割，形成側(cè)表面6B。本文中，熱熔玻璃定義為利用熱熔融通過其熔融狀態(tài)或軟化狀態(tài)生產(chǎn)的玻璃材料，并且不同于通過溶膠-^法生產(chǎn)的玻璃。溶膠-皿玻璃在生產(chǎn)過程中體積變化很大并JL^向于產(chǎn)生裂紋，使其難以形成厚玻璃膜。相反，熱熔玻璃可以排除上述問題。而且，溶膠-凝膠玻璃趨向于在其中產(chǎn)生細(xì)孔，因而可能降低其氣密性。相反，熱熔玻璃不產(chǎn)生該問題，因而可以安全地密封LED元件2。通常，在超過樹脂中視為高粘度水平的極高粘度下加工熱熔玻璃。在玻璃的情況下，即使其溫度超過屈服點(diǎn)(At)幾十度('C)，其粘度也不會(huì)低至一般密封樹脂的水平。如果其粘度有意降低至一般密封樹脂的水平，那么由于其溫度可能超過LED元件2的晶體生長(zhǎng)溫度因而密封和模制成型變得困難，或者盡管玻璃可以不粘附到模具上，但也可能發(fā)生軟化玻璃的流動(dòng)。因此，優(yōu)選在不小于104泊的粘度下進(jìn)行熱壓。LED1的制造方法下面將說明LED1的制造方法。首先，提供具有通孔3A的A1203襯底3，并且根據(jù)電路圖案將W漿料絲網(wǎng)印刷在Al203襯底3的表面上。然后，在約1000'C下加熱絲網(wǎng)印刷有W漿料的入1203襯底3，以使W燒制進(jìn)襯底3，并且在W上鍍覆Ni和Au以形成電路圖案4。接著，通過Au釘頭凸起5，將多個(gè)LED元件2電連接至A1203襯底3的電路圖案4(正面?zhèn)?上。在這種情況下，總共進(jìn)行兩個(gè)凸起連接(各自用于正極和負(fù)極)。接著，設(shè)置板形的B203-SiOrLi20-Na20-ZnO-Nb20s基熱熔玻璃平行于在其上安裝有LED元件2的A1203襯底3，并且在氮?dú)夥障逻M(jìn)行熱壓。因此，熱熔玻璃通過包含在其中的氧化物接合至入1203襯底3。優(yōu)選在熱壓期間熱熔玻璃具有105至107泊的粘度.該粘度范圍防止玻璃材料粘附于上模具并防止由于較低粘度而流出，從而增加良品率。并且，該粘度范圍防止玻璃材料與Al203襯底3的備^強(qiáng)度下降，并且防止Au釘頭凸起5由于較高粘度而破裂。然后，將與熱熔玻璃結(jié)合為一體的Al203襯底3放置在切片機(jī)上，將陶瓷襯底3切片，以使各LED元件2彼此分開，從而可以完成每一個(gè)LED器件l。玻璃密封部6的組成下面將詳細(xì)說明用于本實(shí)施方案的熱熔玻璃。制備樣品1至15，其每一個(gè)具有如表1所示的組成比并且選擇性地包括作為構(gòu)成玻璃密封部6的組分的B203、Si02、Li20、Na20、ZnO、Nb2Os、1102和Zr02,下面將i^明用于制名"洋品1至15的方法。使用對(duì)應(yīng)于以上組分的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等作為原料。以使樣品1至15中的每一個(gè)在玻璃化后為100g的方式對(duì)原料進(jìn)行稱重，充分混合，并iO^鉑坩堝。然后，使原料在1150'C至1350'C下在電爐中熔化幾小時(shí)，通過攪拌均質(zhì)化，澄清，倒入模具中，并緩慢退火以得到玻璃材料(=樣品1至15)。由此獲得的玻璃材料用于測(cè)量如表1所示的性能等。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>在表l中，關(guān)于穩(wěn)定性，具有良好穩(wěn)定性的樣品被評(píng)價(jià)為"B"，而具有極好穩(wěn)定性的樣品被評(píng)價(jià)為"A"。下面將說明用于評(píng)^l定性的方法。首先，在1250'C下取出坩堝，在恒定冷卻iUL下冷卻并通過柏?cái)嚢杵鲾嚢?。?shí)施攪拌約3分鐘，并觀察坩鍋中玻璃材料的狀況.樣品1至15的攪拌熔體沒有透明度損失，并且?guī)缀跏峭该鞯?，且穩(wěn)定性都很好。在評(píng)價(jià)中，觀察到具有很少白色混濁的樣品被評(píng)價(jià)為"B"，而沒有白色混濁的樣品被評(píng)價(jià)為"A"。關(guān)于耐候性，具有良好耐候性的樣品被評(píng)價(jià)為"B",而具有極好耐候性的樣品被評(píng)價(jià)為"A"。根據(jù)在85'C、仙85%以及2000小時(shí)下進(jìn)行耐候性測(cè)試之后，在樣品的表面上是否觀察到由于化學(xué)反應(yīng)物導(dǎo)致的白色混濁來評(píng)價(jià)耐候性。在樣品1至15的表面上沒有觀察到白色混濁，因而它們具有良好的耐候性。在該評(píng)價(jià)中，在其表面上具有通過顯微鏡在顯微區(qū)域上觀察到的很少白色混濁的樣品被評(píng)價(jià)為"B",而沒有白色混濁的樣品被評(píng)價(jià)為"A"。如表1所示，樣品1具有B203(25wt%)、SiO2(10wt%)、Li20(2wt%)、Na20(3wt%)、ZnO(46wt%)、Nb2O5(10wt"/o)和Ti02(4wt%)的組成。樣品1具有467'C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、505'C的屈服點(diǎn)(At)和6.9xl(rV'C的熱膨脹系數(shù)(a)。此處，熱膨脹系數(shù)(a)在100。C至300'C范圍內(nèi)取得。樣品2具有B203(23wt%)、Si02(13wt%)、Li20(lwt%)、Na20(4wt%)、ZnO(51wtYo)和Nb205(8wtVo)的組成比。樣品2具有482'C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、517'C的屈服點(diǎn)(At)、6.8xl(rV。C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.68的折射率(nd)。樣品3具有B203(23wt%)、Si02(13wt%)、Li20(2wt%)、Na20(3wt%)、ZnO(45wt。/。)和Nb20s(14wt。/。)的組成比。樣品3具有474。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、499'C的屈服點(diǎn)(At)、7.2xlO力。C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.70的折射率(nd)。樣品4具有B203(23wt%)、Si02(13wt%)、Li20(2wt%)、Na20(3wt%)、ZnO(44wt%)、Nb205(15wt。/。)的組成比。樣品4具有475。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、512'C的屈服點(diǎn)(At)、7.2xlO卞C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.70的折射率(nd)。樣品5具有B203(23wt%)、Si02(13wt%)、Li20(2wt%)、Na20(3wt%)、ZnO(46wt。/。)和Nb20s(13wt。/。)的組成比。樣品5具有475。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、510'C的屈服點(diǎn)(At)、6.9xlO力'C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.70的折射率(nd)。樣品6具有B203(21wt%)、Si02(15wt%)、Li20(2wt%)、Na20(3wt%)、ZnO(46wt。/。)和Nb20s(13wt。/o)的組成比。樣品6具有476t!的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、511'C的屈服點(diǎn)(At)、6.8xl(rVlC的熱膨脹系數(shù)(a)和1.70的折射率(nd)。樣品7具有B203(24wt%)、Si02(12wt%)、Li20(2wt%)、Na20(3wt%)、ZnO(47wt%)、Nb2Os(12wt。/o)的組成比。樣品7具有474。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、5U'C的屈服點(diǎn)(At)、6.9xl(rVr的熱膨脹系數(shù)(a)和1.69的折射率(nd)。樣品8具有B203(23wt%)、Si02(13wt%)、Li20(2wt%)、Na20(3wt%)、ZnO(46wt。/。)、Nb20s(12wt。/。)和Zr02(1wt。/。)的組成比。樣品8具有473*C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、512°C的屈服點(diǎn)(At)、6.9xl0V。C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.70的折射率(nd)。樣品9具有B203(23wt%)、Si02(13wt%)、Li20(2wt%)、Na20(3wt%)、ZnO(47wt%)、Nb2Os(llwt。/。)和Zr02(1wt。/。)的組成比。樣品9具有472'C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、500'C的屈服點(diǎn)(At)、7.0xlO卞C的熱膨脹系數(shù)(a)和l.69的折射率(nd)。樣品10具有B203(23wt%)、Si02(13wt%)、Li20(1.5wt%)、Na20(2.5wt%)、ZnO(48wt。/。)和Nb2Os(12wt。/。)的組成比。樣品10具有487。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、528'C的屈服點(diǎn)(At)、6.4xl(rVC的熱膨脹系數(shù)(a)和1.70的折射率(nd)。樣品11具有B203(23wt%)、Si02(13wt%)、Li20(1.5wt%)、Na20(2.5wt%)、ZnO(48'5wt。/。)和Nb2Os(11.5wt。/。)的組成比。樣品11具j485'C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、529'C的屈服點(diǎn)(At)、6.5xl(T6/'C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.69的折射率(nd)。樣品12具有B203(21wt%)、Si02(13wt%)、Li20(1.5wt%)、Na20(2.5wt%)、ZnO(50wt。/。)和Nb2Os(12wt。/。)的組成比。樣品12具有482。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、519。C的屈服點(diǎn)(At)、6.6xlO-V。C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.70的折射率(nd)。利用樣品12制^^厚度不同的兩個(gè)樣品，并測(cè)量各樣品的光鐠透射率。光譜透射率取決于樣品表面上的光反射和樣品內(nèi)部的光吸收。雖然兩個(gè)樣品的厚度設(shè)計(jì)為0.35mm和0.70mm，但是實(shí)際測(cè)量的厚度分別為0.360mm和0.709mm。圖2是示出由樣品12制備的兩個(gè)樣品的波長(zhǎng)和光譜透射率之間的關(guān)系。如圖2所示，厚度分別為0.360mm和0.709mm的板形式的由樣品12制備的兩個(gè)樣品在350nm至800nm范圍內(nèi)的光謙透射率不低于85%。比較這兩個(gè)樣品，它們的厚度差為0.349mm，但是它們的光鐠透射率在350nm至800nm范圍內(nèi)大致上相互一致。換言之，厚度約0.709mm的板形式的樣品12的內(nèi)部透射率不低于95%,這意味著厚度為lmm的板形式的樣品12的內(nèi)部透射率不低于卯％。同時(shí)，"內(nèi)部透射率"是指通過消除表面反射的影響所得到的樣品內(nèi)部的透射率，可以通it^光鐠透射率中減去表面反射損失而得到。樣品13具有B203(21wt%)、Si02(13wt%)、Li20(1.5wt%)、Na20(2wt%)、ZnO(50.5wt。/。)和Nb2Os(12wt。/。)的組成比。樣品13具有487。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、525'C的屈服點(diǎn)(At)、6.4xloV'C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.71的折射率(nd)。樣品14具有B203(21wt%)、Si02(13wt%)、Li20(lwt%)、Na20(2wt%)、ZnO(51wt。/。)和Nb2Os(12wt。/。)的組成比。樣品14具有498'C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、534'C的屈服點(diǎn)(At)、5.8xlO卞C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.71的折射率(nd)。樣品15具有B203(23wt%)、Si02(13wt%)、Li2O(0wt%)、Na20(4wt%)、ZnO(48wt。/。)和Nb2Os(12wt。/。)的組成比。樣品15具有508'C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、546'C的屈服點(diǎn)(At)、6.1xl(TV'C的熱膨脹系數(shù)(a)和1.69的折射率(nd)。如上所述，證實(shí)樣品1至15對(duì)A1203襯底3具有穩(wěn)定的接合強(qiáng)度并且沒有剝離和裂紋。所有的樣品1至15都是透明的或即使在其中發(fā)生透明度損失也僅有極小的透明度變化，因此它們具有良好的穩(wěn)定性(在表1中評(píng)價(jià)為B或A)。另外，作為85。C、仙85%和2000小時(shí)的耐候性測(cè)試的結(jié)果，樣品1至15在其表面上幾乎沒有觀察到白色混濁，因此它們具有良好的耐候性(在表1中評(píng)價(jià)為"B"或"A")。特別地，在樣品1至15中，樣品3和樣品5至15具有核^好的穩(wěn)定性(表1中評(píng)價(jià)為"A，，)。并且，樣品10至15具有極好的耐候性(在表1中評(píng)價(jià)為"A")。通常，堿金屬氧化物(alkalioxide)在玻璃生產(chǎn)中是對(duì)提高溶解度和降低玻璃的軟化溫度具有非常大影響的化合物。然而，當(dāng)堿金屬氧化物的含量超過一定程度時(shí)，其可能急劇降低耐候性。在作為堿金屬氧化物的Na20、Li20和K20中，Li20是一種對(duì)降低玻璃的軟化溫度具有大的影響并對(duì)耐候性影響最小的化合物。在它們之中，K20最急劇地降低耐候性。Na20具有介于Li20和K20之間的中間性能。在B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb20s基熱熔玻璃中，如果試圖僅用Na20來滿足熱性能，那么Na20在玻璃中的含量可能過大，以致不可能獲得具有如上所述極好耐候性的玻璃。如果試圖獲得具有極好耐候性的玻璃，那么可能產(chǎn)生缺少適合用于密封的熱性能的玻璃，如樣品15中所示。關(guān)于適合用于密封的熱性能例如(Tg)和(At)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)優(yōu)選不大于500'C,更優(yōu)選不大于490°C，并且屈服點(diǎn)(At)優(yōu)選不大于540'C，更優(yōu)選不大于530'C。因此，如樣品10至14中所示，通過用Li20代替給定部分的Na20，玻璃可以滿足適合用于密封的良好熱性能以及極好的耐候性(表l中評(píng)價(jià)為"A")。生產(chǎn)在B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃中加入Bi203的樣品13-2并測(cè)量性能等。同時(shí)，除了ZnO和Bi203的含量外，樣品13-2具有與樣品13相同的組成。換言之，樣品13-2具有樣品13的部分ZnO被Bi203替代的組成。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>如表2所示，樣品13-2具有B203(21wt%)、Si02(13wt%)、Li20(1.5wt%)、Na20(2wt%)、ZnO(40.5wt%)、Nb2Os(12wt。/o)和Bi2O3(10wt。/。)的組成比。樣品13-2具有484'C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、526'C的屈月艮點(diǎn)(At)和6.6xl(TVX:的熱膨脹系數(shù)(a)以及1.73的折射率(nd)。因此，通過用Bi203代替部分ZnO，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可以降低至不高于490'C，屈服點(diǎn)(At)可以降低至不低于530。C，并且同時(shí)可以提高折射率(nd)。第一實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn);fil據(jù)上述的第一優(yōu)選實(shí)施方案，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。(1)可以實(shí)現(xiàn)具有良好耐候性以及良:ftHl定性的玻璃密封部6。因此，即使在苛刻環(huán)境等條件下長(zhǎng)時(shí)間使用LED1時(shí)，仍可以防止玻璃密封部6劣化，并且還可以有效地防止光取出效率隨時(shí)間降低。(2)玻璃密封部6具有高折射率和高透射率特性以及良好的穩(wěn)定性，因而可以同時(shí)獲得高可靠性和高發(fā)光效率。如果用低折射率材料密封具有高折射率的LED元件2，則在LED元件2中產(chǎn)生的光可不從LED元件2的內(nèi)部向外發(fā)射并且可內(nèi)部吸收。隨著密封材料的折射率增加，從LED元件2內(nèi)部的光取出效率增加。通常，隨著密封材料的折射率增加，在尤其小于500nm的波長(zhǎng)處的透射率作為初始特征或隨時(shí)間變化特征時(shí)存在劣化的趨勢(shì)。因此，密封材料的光取出效率變差。迄今為止，經(jīng)常使用折射率(nd)為1.55的環(huán)氧樹脂作為藍(lán)色LED元件2的密封材料，但是由于LED元件2的自發(fā)光和熱的增加以及其增加的光輸出，透射率顯著降低。因此，目前，盡管其光取出效率比環(huán)氧樹脂低約20%，但經(jīng)常使用折射率(nd)為1.4的曱基類硅樹脂，因?yàn)樗鼈儗?duì)于自發(fā)光和熱是穩(wěn)定的。在本實(shí)施方案中，密封材料由熱熔玻璃制成，因此可以同時(shí)獲得高可靠性和高光取出效率。如圖2所示，本實(shí)施方案的玻璃在350nm至800nm具有不低于卯％(每1mm厚度)的內(nèi)部透射率，因而可以不僅適合于在可見光區(qū)使用而且還適于在樹脂材料急劇劣化的接近汞(Hg)光鐠的365nm處紫外區(qū)中使用。對(duì)于藍(lán)寶石襯底(nd=1.76-1.77)上的GaN基LED元件2,在利用折射率(nd)為1.7的玻璃密封時(shí)的光取出效率近似于利用折射率(nd)為1.55的環(huán)氧樹脂密封時(shí)的光取出效率。然而，對(duì)于在折射率(nd)不小于1.8的襯底例如Ga203襯底、GaN襯底和SiC襯底上的GaN基LED元件，與傳統(tǒng)的樹脂(折射率(nd)〈1.6)相比，可以改善利用折射率(nd)不小于1.6的玻璃密封時(shí)的光取出效率。(3)由于B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb20s基熱熔玻璃用于玻璃密封部6并且在高粘度條件下進(jìn)行熱壓，因此可以在比晶體生長(zhǎng)溫JLA夠低的溫度下進(jìn)行加工。(4)A1203襯底3和玻璃密封部6基于通過氧化物的化學(xué)鍵合而接合，從而可以獲得強(qiáng)的密封強(qiáng)度(sealingstrength)。因此，還可以實(shí)現(xiàn)具有小的備^區(qū)(bondingarea)的小封裝件。(5)Ah03襯底3和玻璃密封部6具有基;M目同的熱膨脹系數(shù)，使得即使在高溫M后暴露在室溫或低溫時(shí)，也難以發(fā)生接合失效例如剝離和裂紋。另外，由于玻璃材料m^通過壓縮應(yīng)力產(chǎn)生裂紋，盡管通過拉應(yīng)力易于產(chǎn)生裂紋，因此設(shè)定玻璃密封部6具有比A1203襯底3略低一點(diǎn)的熱膨脹系數(shù)。通常，玻璃材料具有其熱膨脹系數(shù)在高于Tg(玻璃轉(zhuǎn)化)點(diǎn)的溫度下會(huì)增大的性質(zhì)。因此，當(dāng)在高于Tg點(diǎn)的溫度下進(jìn)行玻璃密封時(shí)，優(yōu)選不僅考慮在低于Tg點(diǎn)的溫度下的熱膨脹系數(shù)而且考慮在高于Tg點(diǎn)的溫度下的熱膨脹系數(shù)，以便獲得穩(wěn)定的玻璃密封。換言之，考慮到熱膨脹系數(shù)，包括如上所述高于Tg點(diǎn)的溫度下的熱膨脹系數(shù)，構(gòu)成玻璃密封部6的玻璃材料需要具有與^203襯底3的熱膨脹系數(shù)近似的熱膨脹系數(shù)。由此，可以降低在AU03襯底3中引起撓曲的內(nèi)應(yīng)力，并且可以防止在玻璃中出現(xiàn)剪切失效，即使在可以確保Ah03襯底3和玻璃密封部6之間接合時(shí)也是如此。因此，通過增大Al203襯底3和玻璃密封部6的尺寸，可以增加一起生產(chǎn)的器件的數(shù)量。本發(fā)明人證實(shí)，即使在液相熱沖擊試驗(yàn)(-40'C至100'C)的1000次循環(huán)中也沒有發(fā)生剝離或裂紋。而且，當(dāng)對(duì)5mmx5mm尺寸的玻璃材料進(jìn)行與陶瓷襯底的接合基試驗(yàn)(bondingbasetest),其中在使用具有不同熱膨脹系數(shù)的玻璃材料和陶瓷村底組合的場(chǎng)合，證實(shí)如果具有較低熱膨脹系數(shù)的一種材料與具有較高熱膨脹系數(shù)的另一材料的熱膨脹系數(shù)比率為0.85或更高，則可以實(shí)現(xiàn)^而不產(chǎn)生裂紋。"具有近似的熱膨脹系數(shù)"是指以上比率范圍，盡管其取決于材料的剛度(stiffness)、尺寸等。例如，當(dāng)Al20s村底3具有7.0xlO卞C的熱膨脹系數(shù)時(shí)，玻璃密封部6優(yōu)選具有不低于5.95xlO—V'C的熱膨脹系數(shù)。樣品10至13具有不低于5.95xl(rV'C的熱膨脹系數(shù)以及極好的透明穩(wěn)定性和耐候性(表1中評(píng)價(jià)為"A")。因此，如果Li20和Na20在熱溶玻璃中的總含量為3.5wt。/o至4wt。/。(參見表1中的樣品10至13)，則玻璃密封部6可以具有合適的熱膨脹系數(shù)(即，與襯底3近似的熱膨脹系數(shù))以及極好的透明穩(wěn)定性和耐候性。(6)由于LED元件2是倒裝安裝的并且不需要導(dǎo)線，因此即使在高粘度下進(jìn)行密封過程時(shí)，在電極中也不發(fā)生失效。即，在密封過程期間熱熔玻璃的粘度高達(dá)104至108泊，并且其性能非常不同于液體形式的并且在熱硬化之前僅具有約5泊粘度的環(huán)氧樹脂。因此，如果使用正裝(face-up)型的LED元件，其中元件表面上的電極通過導(dǎo)線連接供電構(gòu)件例如引線，則在玻璃密封過程中可能發(fā)生導(dǎo)線的破裂或變形，但是這可以通過使用倒裝安裝來防止。而且，如果使用倒裝型LED元件，其中元件表面上的電極通過Au凸起等倒裝安裝在供電構(gòu)件如引線上，則由于基于玻璃粘度沿供電構(gòu)件方向?qū)ED元件2施加的壓力，可能發(fā)生凸起破裂或凸起間的短路，但這也可以防止。常規(guī)地，考慮到在密封過程后的熱應(yīng)力，凸起接合經(jīng)常在三點(diǎn)或更多點(diǎn)處實(shí)施。然而，在本實(shí)施方案中，由于Al203襯底3、玻璃密封部6以及LED元件2具有彼此近似的熱膨脹系數(shù)，因此即使在密封過程后的熱應(yīng)力下，也可以平衡LED元件2的安裝，并且即使在兩點(diǎn)處進(jìn)行凸起掩^時(shí)也可以確保足夠的可靠性。因此，發(fā)光層23位于其下的p型電極25的焊盤電極僅需具有單點(diǎn)凸起所需要的面積，可以減少焊盤電極的光吸收。因此，其是光學(xué)上有利的，并且可以提高光取出效率。(7)板狀熱熔玻璃設(shè)置平行于入1203襯底3，并且在高粘度下進(jìn)行熱壓，其中熱熔玻璃平行于^203襯底3的表面壓制并與其平面掩^。因此，在密封GaN基LED元件2時(shí)，沒有出現(xiàn)孔洞。(8)用于對(duì)A1203襯底3布線的電路圖案4穿過通孔3A引至背面。因此，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程而不需要對(duì)玻璃材料滲透入不必要的位置和電終端被玻璃材料覆蓋的問題采用具體措施。而且，由于板狀熱熔玻璃同時(shí)密封多個(gè)器件，因此可以通過切割容易地批量生產(chǎn)多個(gè)LED1。同時(shí)，由于熱熔玻璃在高粘度下加工，因此即使不使用通孔，只要外終端引至背面，也可以充分實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，其中對(duì)于樹脂密封所需的措施是不必要的。(9)LED元件2是倒裝安裝的，因而可以實(shí)現(xiàn)超小LED1如O.5mm2，同時(shí)解決實(shí)施玻璃密封過程的問題。這是因?yàn)椴恍枰糜趯?dǎo)線的掩^空間，并且即使在小掩^空間的情況下，界面處也沒有剝離，這是因?yàn)椴Ａ芊獠?和入1203襯底3具有近似的熱膨脹系數(shù)并M于化學(xué)鍵合被牢固掩^。(10)LED元件2和玻璃密封部6具有近似的熱膨脹系數(shù)。因此，由于包括入1203襯底3的所有相鄰構(gòu)件具有近似的熱膨脹系數(shù)，因此即使在玻璃密封過程中的高溫和室溫之間的溫差下，引起的熱應(yīng)力也可以非常低，因而可以獲得穩(wěn)定的可加工性而不產(chǎn)生裂紋。而且，由此可以降低熱應(yīng)力，以提高耐沖擊性，從而可以獲得具有高可靠性的玻璃密封型LED。(11)使用Al203襯底3作為氧化鋁襯底，因?yàn)槿菀椎玫揭蚨梢越档筒考杀荆⒖梢詫?shí)現(xiàn)器件成本降低以及批量生產(chǎn)能力。而且，A1203具有良好的熱導(dǎo)率，因而其可以充分適合高亮度或高輸出型器件。此外，由于Al203襯底3具有小的光吸收，因此其是光學(xué)上有利的。變化實(shí)施例熱熔玻璃可以包括Zr02和Ti02作為任選組分。在這種情況下，優(yōu)選其包括0至3wt。/。的Zr02和0至5wt。/。的Ti02。如前所述，樣品10至14具有極好的穩(wěn)定性和耐候性(表1中評(píng)價(jià)為"A")，以及適用于密封過程的熱性能如(Tg)和(At)。即，當(dāng)熱熔玻璃包含8203(21至23wt%)、Si02(ll至13wt%)、Li20(l至1.5wt%)和Na20(2至2,5wt。/。)時(shí)，其可以具有極好的耐候性。在這種情況下，當(dāng)熱熔玻璃進(jìn)一步包括ZnO(48至51wt。/。)和Nb205(11.5至12wt。/。)時(shí)，其也可以具有極好的穩(wěn)定性和適用于玻璃密封部6的熱性能，例如屈服點(diǎn)(At)不高于540r和熱膨脹系數(shù)(a)不大于7.0xl(T6/'C。而且，ZnO和Bi203的總含量?jī)?yōu)選為48wt。/。至51wt%，這是由于樣品13中的部分ZnO被Bi203替代的樣品13-2具有極好的穩(wěn)定性、不高于540C的屈服點(diǎn)(At)和不大于7.0xl(T"r的熱膨脹系數(shù)(oi)。另外，從熱性能的觀點(diǎn)看，在上述范圍內(nèi)的ZnO和Nb20s中，優(yōu)選Li20和Na20的總含量為3.5wt。/。至4wt%，這是由于樣品10至13具有比樣品14更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和屈服點(diǎn)(At)。而且,Li20和Na20的總含量?jī)?yōu)選為3.5wt。/。至4wt%，其中ZnO和Bi203的總含量為48wt。/。至51wt%,并且Nb2Os的含量為11.5wt。/。至12wt%，這是由于其中樣品13中的部分ZnO被Bi203替代的樣品13-2具有比樣品14更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和屈服點(diǎn)(At)。雖然在第一實(shí)施方案中，LED1使用由GaN基半導(dǎo)體材料制成的LED元件2，但LED元件不限于GaN基LED元件2，并且可以由其它半導(dǎo)體材料制成。LED元件2可以通過劃片來生產(chǎn)。在這種情況下，通過劃片生產(chǎn)的LED元件2在其作為切斷部的側(cè)表面上可以具有尖的凹面和凸面，并且LED元件2的側(cè)表面優(yōu)選用元件涂層材料涂覆。元件涂層材料包括具有光學(xué)透明性的Si02基涂層材料。元件涂層材料可以防止在二次成型等情況下出現(xiàn)裂紋和孔洞。在第一實(shí)施方案中，將W-漿料絲網(wǎng)印刷在A1203襯底3的表面上，加熱，并在其上形成Ni鍍層和Au鍍層，從而形成電路圖案4。作為替代方案，可以在Al203襯底3的表面上沉積Ti、Cr等，并在其上形成Ni鍍層和Au鍍層，或通過電鍍?cè)贏1203襯底3的表面上沉積Cu，并且在其上形成Ni鍍層和Au鍍層，從而形成電路圖案4。當(dāng)發(fā)生結(jié)露冷凝時(shí)，玻璃密封部6會(huì)劣化，盡管如前所述在高溫耐濕測(cè)試中不發(fā)生劣化。即使在這種情況下，也可以通it^玻璃密封部6的表面上涂覆硅樹脂等來防止由于高溫下的結(jié)露冷凝導(dǎo)致的玻璃密封部6劣化。涂覆在玻璃密封部6表面上的涂層材料優(yōu)選包舍清如Si()2基材料和Al203基材料的無(wú)機(jī)材料，其不僅具有耐濕性而且具有耐酸性和耐堿性。通過向第一實(shí)施方案的B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃中加入熒光體，LED1可以形成為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換型，其中進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換使得通過來自GaN基LED元件2的光^JL產(chǎn)生的熒光與來自GaN基LED元件2的光混合。在這種情況下，將熱熔玻璃粉碎成具有約10至lOOftm平均顆粒直徑的顆粒，使該粉碎的熱熔玻璃與具有約lOjim平均顆粒直徑的YAG(釔鋁石榴石)熒光體顆?；旌希⑶覍⑺鼈?cè)俅稳刍?，從而可以制?wù)^熒光體的玻璃。當(dāng)將含熒光體的玻璃材料用于玻璃密封部6時(shí)，即使玻璃材料具有相對(duì)高的粘度，該熒光體也可以均勻^tfc玻璃密封部6中?？梢岳镁哂?90nm峰值波長(zhǎng)的LED元件、藍(lán)熒光體、綠熒光體和紅熒光體構(gòu)建固態(tài)器件，以發(fā)射色度穩(wěn)定的白光。或者，可以利用單一熒光體構(gòu)建固態(tài)器件，以發(fā)射不同于白光的任意發(fā)射光。即使在4吏用具有400nm或更低的短波長(zhǎng)的LED元件時(shí)，作為密封材料的B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb20s基熱熔玻璃也不劣化?；蛘?，可以在玻璃密封部6的表面上形成薄熒光體層。在熒光體層中，可以任選選擇用來粘合熒光體的粘合劑，例如可以使用硅樹脂或溶膠-凝膠玻璃。使用硅樹脂作為粘合劑的熒光體層可以通過例如在玻璃密封部6的表面上涂覆包含熒光體的硅樹脂并硬化該硅樹脂來形成。使用溶膠-皿玻璃作為粘合劑的熒光體層可以通過例如在玻璃密封部6的表面上涂覆包含熒光體的金屬醇鹽并水解該金屬醇鹽來形成。B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb2Os基熱熔玻璃可以包含Bi203以具有較高折射率。在使用這種熱熔玻璃的情況下，優(yōu)選LED元件包括折射率(nd)不小于1.8的襯底，以增加來自LED元件的光取出效率。例如，具+折射率(nd)不小于1.8的襯底的LED元件可以通過在任意Ga203襯底、GaN襯底、SiC襯底等上形成GaN基半導(dǎo)體而構(gòu)建。在使用替代用于硬化UV可固化樹脂的光源的傳統(tǒng)汞燈的具有370nm峰值發(fā)射波長(zhǎng)的LED元件的LED光源中，可以使用B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃作為密封材料。常規(guī)地，為了防止LED元件的密封材料劣化，將棵露的LED元件安裝在管座(stem)上并通過氣密封來密封以確保氣密性。由此，固態(tài)器件尺寸增大并且生產(chǎn)成本增加。相反，利用B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃來密封LED元件，可以減小固態(tài)器件的尺寸以降低生產(chǎn)成本，同時(shí)提高來自LED元件的光取出效率，從而實(shí)現(xiàn)高輸出器件。雖然在第一實(shí)施方案中，固態(tài)器件使用GaN基LED元件2，但也可以使用其它LED元件2，例如如圖3A和圖3B所示的。圖3A是示出LED的縱向截面圖，并且圖3B是示出作為L(zhǎng)ED光源的AlInGaP基LED元件的側(cè)視圖。如圖3A所示，LED1包括由AlInGaP基半導(dǎo)體材料形成的LED元件2，并且如圖3B所示，通過熱壓縮將AlInGaP基半導(dǎo)體材^t接合到襯底(GaP襯底)20上。玻璃密封部6由與在第一實(shí)施方案中所用相同的B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb20s基熱熔玻璃制成。在以下各附圖和說明中，用相同的附圖標(biāo)記表示與用于笫一實(shí)施方案中的組件相同或等同的組件。如圖3A所示，LED1包括具有相對(duì)高折射率(n=3.5)的GaP襯底20、由AlInGaP基半導(dǎo)體材料形成并具有接近于襯底20的折射率(n=3.0至3.6)的LED元件2、和由B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃形成的用于密封LED元件2的玻璃密封部6。因此，其可以具有增加的光取出效率和良好的熱輻射性能以及安裝性能。而且，由于其用折射率比環(huán)氧類樹脂和珪氧烷類樹脂高的玻璃密封，因此孔徑角可以形成立體角增加30至40%，以提高來自LED元件2的光取出效率。襯底20可以由GaP形成。使用LED1的發(fā)光器件100的組成圖4是示出使用第一實(shí)施方案的LED的發(fā)光器件100的縱向截面圖。將第一實(shí)施方案的LED1掩^至引線框8，并用由透明丙烯酸樹脂制成的透明樹脂9覆蓋整個(gè)器件，從而構(gòu)成發(fā)光器件100。如前所述，通過用由B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃制成的玻璃密封部6密封GaN基LED元件2而形成LED1。透明樹脂9具有以LED元件2為原點(diǎn)的半球形光學(xué)形狀表面9A，并且通過注射成型而形成。發(fā)光器件100的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)上逸良光器件IOO，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。(l)使用樹脂材料例如丙烯酸樹脂和聚碳酸酯樹脂，通過注射成型可以容易地在玻璃密封的LED上形成具有任選光學(xué)形狀表面的光學(xué)系統(tǒng)。入1203襯底3具有承受在注射成型期間的保持壓力和通過注射樹脂施加的外部壓力的機(jī)械強(qiáng)度，從而可以與具有根據(jù)發(fā)光器件100的應(yīng)用自由選擇的可選光學(xué)形狀的透明樹脂9相結(jié)合。由于LED元件2被玻璃密封部6覆蓋，因此即使當(dāng)樹脂材料的注射速度增加時(shí)，其也不被損壞。(2)利用樹脂材料對(duì)玻璃密封的LEDl進(jìn)行二次成型，以使玻璃密封部6可以具有增強(qiáng)的耐濕性以及防止劣化。("通it^C璃密封部6將透明樹脂9配置在LED元件2上，從而甚至可以使用就光學(xué)劣化而言不能直接密封LED元件2的樹脂材料。因此，可以提高設(shè)計(jì)自由度。例如，透明樹脂9可以由彩色透明樹脂材料制成。(4)LED1具有可以最容易批量生產(chǎn)的長(zhǎng)方體形狀，并且形成為可以由相同的陶瓷襯底低成本大量生產(chǎn)的密集封裝件。通過用樹脂密封，來自LED元件2的光可以向外輻射，而基本不在LED1和透明樹脂9的界面上折射，并且可以確保形成光學(xué)表面所必需的尺寸。即，其可以比僅利用玻璃材料形成相同形狀和尺寸更容易和以更低成本的方式形成。雖然上述發(fā)光器件100用丙烯酸樹脂密封，但也可以用環(huán)氧樹脂密封。因此也可以對(duì)其采用其它成型方法，如傳遞成型和灌封成型(pottingmolding)。光學(xué)表面的形狀不限于半球狀，也可以為其它形狀。透明樹脂9可以包括熒光體。熒光體可以是YAG(釔鋁石榴石)熒光體、珪酸鹽熒光體、或YAG熒光體和硅酸鹽熒光體以預(yù)定比率的混合物。第二實(shí)施方案圖5A是示出在根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案中作為固態(tài)器件的LED的平面圖，圖5B是示出該LED的縱向截面圖，而圖5C是示出該LED的底視圖。LED1的組成如圖5A、圖5B所示，LED1包括多個(gè)倒裝型的GaN基LED元件2;多層并在平面圖上形成方形、用于安裝多個(gè)LED元件2的入1203襯底3;以及由鴒(W)制成的、形成在Al203襯底3的表面上的或形成在入1203襯底3中的電路圖案4。而且，在電路圖案4中進(jìn)行鍍Ni和鍍Au,LED1還包括電連接LED元件2與電路圖案4的Au釘頭凸起5;由B2(VSi02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃制成的用于密封LED元件2并掩^至A1203襯底3的玻璃密封部6;以;S^露在多層的中間層和A1203襯底3底部的四個(gè)角的底部電路圖案16A、16B。B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃具有與第一實(shí)施方案中說明的玻璃材料相同的組成。在本實(shí)施方案中，LED1還包括由銅(Cu)箔制成的輻射圖案17，其設(shè)置在Al203襯底3的背表面上并向外擴(kuò)散LED元件2處產(chǎn)生的熱。在Al203村底3的表面處，具有圓形外形的電路圖案4上，在長(zhǎng)度和寬度方向上3x3排列九個(gè)LED元件2(340nm2)，并通過釘頭凸起5以長(zhǎng)度和寬度方向上600nm的間隔密集安裝。A1203襯底3具有包括由W制成的內(nèi)部布線的多層結(jié)構(gòu)，并且如圖5A所示，通過串聯(lián)連接橫向排列的三個(gè)LED元件2而形成元件組。如圖5C所示，Al203襯底3形成為用于LED元件2組的正極與底部電路圖案16A之一連接，并且該元件組的負(fù)極與底部電路圖案16C連接。用于正極的底部電路圖案16A形成在入1203襯底3底部四個(gè)角中的三個(gè)上，而用于負(fù)極的底部電路圖案16C在其余角上形成。三個(gè)元件組的正極均連接至用于正極的底部電路圖案16A。并且，三個(gè)元件組的負(fù)極全部連接至用于負(fù)極的底部電路圖案16C。第二實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)上述第二實(shí)施方案，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。(1)雖然多個(gè)LED元件2以小于LED元件2的兩倍寬度的排列節(jié)距密集安裝，但LED1可以具有良好的可靠性而不產(chǎn)生裂紋，這是因?yàn)長(zhǎng)ED元件2和玻璃密封部6具有近似的熱膨脹系數(shù)(a)。而且，由于它們具有近似的熱膨脹系數(shù)，因此在玻璃密封部6和入1203襯底3之間可以確保良好的接合強(qiáng)度。(2)通過使用A1203襯底3，即使在密集安裝GaN基LED元件2而產(chǎn)生大量熱時(shí)，也可以獲得穩(wěn)定的熱輻射性能?？梢匀菀椎貓D案化串聯(lián)和并聯(lián)電路，并且可以容易地制訂布線，用于實(shí)施電解鍍。(3)從內(nèi)層中引出外部電終端，并將金屬輻射圖案17安*^底表面上，從而可以使在密集安裝的九個(gè)LED元件2的發(fā)射期間產(chǎn)生的熱可以快速?gòu)妮椛鋱D案17傳導(dǎo)到散熱器等。圖4所示的發(fā)光器件100也可以通過用透明樹脂9覆蓋第二實(shí)施方案的LED1而形成。第三實(shí)施方案圖6是示出在根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方案中作為固態(tài)器件的LED的縱向截面圖。更具體地，圖6示出了通iti^璃密封并在晶片A1203襯底3上形成的多個(gè)LED1。LED1的組成如圖6所示，LED1包括由GaN基半導(dǎo)體材料形成的倒裝LED元件2;在其上安裝LED元件2的入1203襯底3;在^203襯底3上形成的電路圖案4;電連接LED元件2和電路圖案4的Au釘頭凸起5;以及由B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb20s基熱熔玻璃制成、形成為具有光學(xué)形狀表面、用于密封LED元件2并通過熱壓縮接合至入1203襯底3的玻璃密封部6。B203-Si02國(guó)Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃具有與在第一實(shí)施方案中說明的玻璃相同的組成。AU03襯底3具有以預(yù)定間距形成在其上的分離溝槽3B，以在玻璃密封后切割晶片時(shí)，限定襯底的分離部位。通過熱壓具有通過預(yù)成型預(yù)先形成的光學(xué)形狀表面6C和薄平坦部6D的預(yù)成型玻璃材料，將玻璃密封部6掩^到人1203襯底3的表面上。平坦部6D形成為當(dāng)通過對(duì)分離槽施加應(yīng)力而分開晶片時(shí)其厚度足以不在位于分離槽3B附近的LED1中引起損壞，例如裂紋。安裝LED元件2并通過玻璃密封部6密封，在A1203襯底3的分離槽3B處施加應(yīng)力，并根據(jù)應(yīng)力集中分割A(yù)l203襯底3，其中玻璃密封部6可以在平坦部6D處同時(shí)分開，從而形成LED1。第三實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)才艮據(jù)上述第三優(yōu)選實(shí)施方案，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。(1)使用常用的Al203襯底3，并用具有熱膨脹系數(shù)與襯底3的熱膨脹系數(shù)近似的玻璃密封部6來密封LED元件2。因此，可以降低在加工過程中的內(nèi)應(yīng)力，以提高玻璃密封過程的可靠性，并可以提高規(guī)模生產(chǎn)率。(2)A1203襯底3具有承受劃片的機(jī)械強(qiáng)度，因此LED元件2可以安裝在比需要切割佘量的劃片情況下更窄的節(jié)距，由此可以提高生產(chǎn)良品率。例如，在其中標(biāo)準(zhǔn)尺寸(0.3mm"的LED元件2通過玻璃材料以0.5mm節(jié)距密封的小尺寸LED1的情況下，在使用具有約13xl0-6/r的熱膨脹系數(shù)的陶瓷襯底和密封玻璃的情況下，當(dāng)LED元件2以0.5mm節(jié)距安裝在陶資襯底上且沒有切割余量并且l^進(jìn)行玻璃密封時(shí)，可能由于密封玻璃和LED元件2之間的熱膨脹系數(shù)差而產(chǎn)生裂紋。然而，在本實(shí)施方案中，由于玻璃密封部6和LED元件2具有近似的熱膨脹系數(shù)，并且即使減少玻璃密封部6和A1203襯底3之間的掩^面積，玻璃封裝部6和^203襯底3也僅具有小的熱膨脹系數(shù)差，因此不會(huì)出現(xiàn)由于玻璃密封和劃片過程導(dǎo)致的玻璃密封部6從A1203襯底3的剝離和玻璃密封部6中的裂故。(3)在通過切片分離LED1的情況下，當(dāng)通過切片機(jī)切割晶片時(shí)，在玻璃中可能出現(xiàn)殘余應(yīng)變，因此由于熱沖擊可能在玻璃密封部6中產(chǎn)生缺陷。然而，在通過劃片分離LED1的情況下，殘余應(yīng)力降低而不引起缺陷。LED1可以通過不同于劃片的其它方法分離，例如通過4吏用激光束。第四實(shí)施方案圖7是示出在根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方案中作為固態(tài)器件的安裝有大尺寸(lmm"LED元件的LED的縱向截面圖。LED1的組成LED1包括由GaN基半導(dǎo)體材料形成的大尺寸倒裝LED元件2、在其上安裝有LED元件2的A1203襯底3、形成在A1203村底3上的電路圖案4、由高導(dǎo)熱材料如銅箔制成并在入1203襯底3的外部連接側(cè)(底側(cè))形成的具有預(yù)定面積的熱輻射圖案40、電連接LED元件2和電路圖案4的Au釘頭凸起5、以及用于密封LED元件2并掩^于A1203襯底3的玻璃密封部6，玻璃密封部6由B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃制成并具有光學(xué)形狀表面。B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb20s基熱熔玻璃具有與在第一實(shí)施方案中說明的玻璃相同的組成。第四實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)上述第四實(shí)施方案，即使使用大尺寸LED元件2時(shí)，也可以獲得可靠的LED1而不會(huì)由于A1203襯底3和玻璃密封部6之間的熱膨脹系數(shù)差而產(chǎn)生裂紋。當(dāng)玻璃密封過程中的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)被轉(zhuǎn)換至室溫時(shí)，所產(chǎn)生的應(yīng)力將與LED元件2的尺寸成比例。通常，由于玻璃是比樹脂硬的材料，特別是由于拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力，可能引起裂紋。然而，本發(fā)明人證實(shí)，LED元件2(lmm、可以用本實(shí)施方案的入1203襯底3和玻璃密封部6密封而不引起裂紋。圖4示出的發(fā)光器件100也可以通過使用第四實(shí)施方案的LED1和所示出的透明樹脂9來形成。第五實(shí)施方案如下形成LED,使用第四實(shí)施方案中說明的大尺寸LED元件2，在A1203襯底3上在長(zhǎng)度和寬度方向上3x3安裝九個(gè)GaN基LED元件2，類似第二實(shí)施方案中所說明的LED1，并且將其用由B203-Si02-Li20-Na20-ZnO-Nb205基熱熔玻璃形成的玻璃密封部6密封。第五實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)才艮據(jù)上述第五實(shí)施方案，即使在安裝多個(gè)大尺寸LED元件2時(shí)，也可以獲得如第四實(shí)施方案中所描述的穩(wěn)定玻璃密封性能，從而提供可靠的LED1。可以使用由較高導(dǎo)熱性的材料制成的其它襯底來代替如第五實(shí)施方案中說明的Ah03村底3。較高導(dǎo)熱性襯底可以由例如BeO(具有7.6xl(TVC的熱膨脹系數(shù)(a)和250W/(m-k)的導(dǎo)熱系數(shù))形成。由于BeO襯底的熱膨脹系數(shù)(a)近似于玻璃密封部6，因此BeO襯底可以具有良好的玻璃密封性能。并且，較高導(dǎo)熱性的村底可以由例如W-Cu形成。當(dāng)W-Cu襯底是W卯-CulO襯底(具有6.5xl(TV。C的熱膨脹系數(shù)(a)和180W/(m'k)的熱傳導(dǎo)系數(shù))或W85-Cul5襯底(具有7.2xl0YC的熱膨脹系數(shù)(a)和190W/(m.k)的熱傳導(dǎo)系數(shù))時(shí)，可以向玻璃密封部提供高導(dǎo)熱率以及良好的M強(qiáng)度。因此，可以充分適合用于高亮度或高輸出型LED。在以上實(shí)施方案中，通過熱壓將板狀玻璃材料掩^至A1203襯底3上。作為替代選擇，可以熔化粉末玻璃材料并使其硬化在A1203襯底3上。在利用粉末玻璃材料形成玻璃密封部6的情況下，與使用板狀玻璃材料的情^U目比，可以提高形成玻璃密封部6的設(shè)計(jì)自由度。圖8是示出具有由粉末玻璃材料形成的玻璃密封部的LED的縱向截面圖。在圖8中，LED1具有正裝(face-up)安裝在A1203襯底3上的GaN基LED元件2。LED1的玻璃密封部6具有類似透鏡的外表面，因而可以提高光取出效率。如圖8所示，由于使用正裝安裝，因此LED元件2的電極通過導(dǎo)線27與電路圖案4連接。在LED1中，由于玻璃密封部6利用粉末玻璃材料形成，因此對(duì)導(dǎo)線不產(chǎn)生過多的內(nèi)部應(yīng)力，從而防止導(dǎo)線斷裂。在第一至第五實(shí)施方案中，以使用LED元件的LED舉例作為固態(tài)組件。然而，固態(tài)組件并不限于LED元件，并且例如，其中也可以使用其它光學(xué)元件例如光接收元件和太陽(yáng)能電池。雖然為了完整和清楚地^^開，已參照具體實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但所附權(quán)利要求并不限于此，而是應(yīng)解釋為包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以想到的合理落在本文提出的基g導(dǎo)范圍內(nèi)的所有改變和可選構(gòu)造。權(quán)利要求1.一種固態(tài)器件，包括固態(tài)組件；電力接收/供給部，在其上安裝所述固態(tài)組件，用于從所述固態(tài)組件接收電力/向所述固態(tài)組件供給電力；和玻璃密封部，其密封所述固態(tài)組件并包括B2O3-SiO2-Li2O-Na2O-ZnO-Nb2O5基玻璃，其中所述玻璃包含21wt％至23wt％的B2O3、11wt％至13wt％的SiO2、1wt％至1.5wt％的Li2O和2wt％至2.5wt％的Na2O。2.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)器件，其中所述玻璃包含48wt。/。至51wt%的ZnO和11.5wt。/。至12wt。/。的Nb2Os。3.根據(jù)權(quán)利要求2的固態(tài)器件，其中所述玻璃包含總含量為3.5wt%至4wt。/。的Li20和Na20。4.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)器件，其中所述玻璃具有不高于540'C的屈服點(diǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)器件，其中所述玻璃具有不大于7.0xlO—6/'C的熱膨脹系數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)器件，其中所述玻璃密封部和所述固態(tài)組件滿足它們的熱膨脹系數(shù)中較低的熱膨脹系數(shù)與較高的熱膨脹系數(shù)的比率不小于0.85的關(guān)系。7.根據(jù)權(quán)利要求6的固態(tài)器件，其中所述固態(tài)組件具有不小于1mm的尺寸。8.根據(jù)權(quán)利要求6的固態(tài)器件，其中在所述電力接W供給部上密集安裝有多個(gè)所述固態(tài)組件。9.根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)器件，其中所述固態(tài)組件是倒裝的。10.根據(jù)權(quán)利要求9的固態(tài)器件，還包括通過其安裝所述固態(tài)組件的兩個(gè)凸起，所述凸起分別形成在正極側(cè)和負(fù)極側(cè)。11.根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)器件，其中所述電力接W供^包括含導(dǎo)電圖案的無(wú)機(jī)材料襯底，所述導(dǎo)電圖案用以從所述固態(tài)組件接收電力/向所述固態(tài)組件供給電力，和所述玻璃密封部和所述固態(tài)組件滿足它們的熱膨脹系數(shù)中較低的熱膨脹系數(shù)與較高的熱膨脹系數(shù)的比率不小于0.85的關(guān)系。12.根據(jù)權(quán)利要求ll的固態(tài)器件，其中所述無(wú)機(jī)材料襯底包括形成在所述固態(tài)組件的安裝側(cè)上的第一導(dǎo)電圖案、形成在所述安裝側(cè)的相對(duì)側(cè)上的第二導(dǎo)電圖案、以及電連接所述第一導(dǎo)電圖案與所述第二導(dǎo)電圖案的第三導(dǎo)電圖案。13.根據(jù)權(quán)利要求ll的固態(tài)器件，其中所述無(wú)機(jī)材料襯底包括氧化鋁襯底。14.根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)器件，其中所述玻璃密封部包括涂層材料，所述涂層材料具有耐濕性、耐酸性和耐堿性并形成在所述玻璃密封部的表面上。15.根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)器件，其中所述固態(tài)組件包括光學(xué)元件，并且所述玻璃密封部包括透明材料。16.根據(jù)權(quán)利要求15的固態(tài)器件，其中所述光學(xué)元件包括發(fā)光元件。17.根據(jù)權(quán)利要求16的固態(tài)器件，其中所述玻璃密封部包括^t^其中的熒光體，以在被所述發(fā)光元件發(fā)出的光激發(fā)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光。18.根據(jù)權(quán)利要求16的固態(tài)器件，其中所^JL璃密封部具有對(duì)于350nm至800nm波長(zhǎng)的光，每1mm厚度不小于90%的內(nèi)部透射率。19.根據(jù)權(quán)利要求16的固態(tài)器件,其中所述玻璃密封部具有不小于1.6的折射率。20.根據(jù)權(quán)利要求16的固態(tài)器件，其中所iOL光元件包括GaN基LED元件，所述LED元件包括生長(zhǎng)襯底和在所述生長(zhǎng)襯底上形成的GaN基半導(dǎo)體層。21.根據(jù)權(quán)利要求20的固態(tài)器件，其中所述生長(zhǎng)襯底具有不小于1.8的折射率。22.根據(jù)權(quán)利要求15的固態(tài)器件,其中所述光學(xué)元件包括光接M件。23.根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)器件，其中所述玻璃密封部在其表面上利用樹脂進(jìn)行二次成型。24.根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)器件，其中所述玻璃還包含Bi20:全文摘要一種固態(tài)器件，該器件具有固態(tài)組件；電力接收/供給部，在其上安裝該固態(tài)組件，用于從該固態(tài)組件接收電力/向該固態(tài)組件供給電力；以及密封該固態(tài)組件的玻璃密封部。該玻璃密封部由B₂O₃-SiO₂-Li₂O-Na₂O-ZnO-Nb₂O₅基玻璃形成，其中該玻璃包含21wt％至23wt％的B₂O₃、11wt％至13wt％的SiO₂、1wt％至1.5wt％的Li₂O以及2wt％至2.5wt％的Na₂O。文檔編號(hào)C03C8/00GK101118942SQ200710143849公開日2008年2月6日申請(qǐng)日期2007年8月3日優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日發(fā)明者大塚正明,山口誠(chéng)治,末廣好伸,沢登成人,渡部洋己,田角浩二,相田和哉申請(qǐng)人:豐田合成株式會(huì)社;株式會(huì)社住田光學(xué)玻璃