(57)【要約】  【課題】  保護素子が搭載されるスペースが確保されているとともに、小型化に有利な発光素子用パッケージおよび発光装置を提供すること。  【解決手段】  発光素子４が搭載される四角形状の搭載部１ａを含む上面を有する平板状の基部１と、基部１の上面に、搭載部１ａを取り囲むようにして積層された四角枠状の枠部２と、搭載部１ａの互いに隣り合う二つの角部に設けられており、保護素子７が電気的に接続される一対の接続端子６とを備えていることを特徴とする発光素子用パッケージ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が搭載される四角形状の搭載部を含む上面を有する平板状の基部と、
該基部の前記上面に、前記搭載部を取り囲むようにして積層された枠部と、
前記搭載部の互いに隣り合う二つの角部に設けられており、保護素子が電気的に接続される一対の接続端子とを備えていることを特徴とする発光素子用パッケージ。
【請求項２】
前記搭載部が正方形状であり、前記一対の接続端子が、前記搭載部の対角線上に位置していることを特徴とする請求項１記載の発光素子用パッケージ。
【請求項３】
請求項１記載の発光素子用パッケージと、
前記搭載部に搭載された四角板状の発光素子と、
前記一対の接続端子の一方の接続端子と直接に接続され、他方の接続端子とボンディングワイヤを介して接続された保護素子とを備えており、
前記発光素子は、その角部分が前記搭載部の辺部分に位置するようにして搭載されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記保護素子と前記他方の接続端子とを接続している前記ボンディングワイヤは、前記保護端子と接続された端部におけるループ高さが、前記他方の接続端子と接続された端部におけるループ高さよりも低いことを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が搭載される発光素子用パッケージ、および発光素子用パッケージに発光素子が搭載されてなる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザ）等の発光素子，ダイオード等の半導体素子，容量素子等の電子部品素子は、電子部品素子を実装するための発光素子用パッケージに実装されて、各種の発光機器や電子機器において発光装置等の部品として用いられる。
【０００３】
発光素子用パッケージとしては、上面に電子部品の搭載部が設けられた平板状の基部と、基部の上面に搭載部を取り囲むように積層された枠部とを備えたものが一般的に用いられている。発光素子が四角形状である場合には、搭載部も、一般に四角形状である。
【０００４】
発光素子用パッケージに電子部品素子として発光素子が搭載され、この発光素子の電極と実装パッドとが電気的に接続されれば、発光装置が形成される。また、発光素子を過電圧（いわゆるサージ電圧）等から保護するための保護素子が搭載される場合には、発光素子と保護素子とが互いに並列に接続される。発光素子用パッケージには、例えば基部または枠部の表面に、保護素子が電気的に接続される端子が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2006−100688号公報
【特許文献２】特開2008−177445号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記発光素子用パッケージおよび発光装置においては、発光素子から外部に放射される光の妨げにならないように、接続端子等が設けられている必要があるため、保護素子用の接続端子を設けるスペースの確保が難しいという問題点があった。特に、近年の小型化の要求等のため、このようなスペースの確保がさらに難しくなってきている。
【０００７】
また、保護素子の表面は暗い（光の反射率が比較的低い）ので、発光素子からの光が当たっても、あまり光を反射しない。そのため、保護素子は発光素子からできるだけ離れて搭載される必要があるが、これは小型化と相反する課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの態様による発光素子用パッケージは、発光素子が搭載される四角形状の搭載部を含む上面を有する平板状の基部と、該基部の前記上面に、前記搭載部を取り囲むようにして積層された四角枠状の枠部と、前記搭載部の互いに隣り合う二つの角部に設けられており、保護素子が電気的に接続される一対の接続端子とを備えている。
【０００９】
本発明の一つの態様による発光装置は、上記構成の発光素子用パッケージと、前記搭載部に搭載された四角板状の発光素子と、前記一対の接続端子の一方と直接に接続され、他方とボンディングワイヤを介して接続された保護素子とを備えている。また、発光素子の角部が、前記搭載部の辺部分に位置している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一つの態様による発光素子用パッケージによれば、保護素子が電気的に接続される一対の接続端子が、四角形状の搭載部のうち発光素子と枠部との間でスペースの確保が比較的容易な角部に設けられていることから、保護素子が搭載されるスペースが確保された、小型化に有効な発光素子用パッケージを提供することができる。
【００１１】
上記発光素子用パッケージにおいて、一対の接続端子の一方の接続端子上に保護素子の一方の電極が直接に接続できる。また、他方の接続端子に保護素子の他方の電極がボンディングワイヤを介して接続できる。搭載部のうち、接続端子が設けられた二つの角部の間の辺部分に発光素子の角部分が位置するようにして、発光素子が搭載部に搭載されれば、搭載部の角部分において接続端子用のスペースが容易に確保される。また、発光素子と保護素子との間の距離が十分に確保される。したがって、保護素子が搭載されるスペースの確保が容易であり、発光装置の小型化に有効な発光素子用パッケージを提供することができる。
【００１２】
本発明の一つの態様の発光装置によれば、上記構成の発光素子用パッケージに発光素子と保護素子とが搭載されてなることから、保護素子が搭載されるスペースが確保された、小型化に有効な発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態の発光素子用パッケージおよび発光装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面である。
【図２】図１に示す発光装置の変形例における要部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示す発光素子用パッケージおよび発光装置の他の変形例を示す平面図である。
【図４】図１に示す発光素子用パッケージおよび発光装置の他の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の発光素子用パッケージおよび発光装置について、添付の図面を参照して説明する。発光素子用パッケージに搭載される電子部品素子は、発光素子や半導体素子，容量素子，抵抗器等である。発光素子は、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザ）等である。保護素子は、例えば発光素子を過電圧から保護する保護素子である。また、以下の説明において光（可視光）の反射率を単に反射率という場合がある。
【００１５】
図１に本発明の実施形態の発光素子用パッケージおよび発光装置を示す。図１（ａ）は本発明の実施形態の発光素子用パッケージおよび発光装置を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００１６】
発光素子用パッケージは、例えば図１に示すように、上面に発光素子が搭載される四角形状の搭載部１ａを有する平板状の基部１と、基部１の上面に搭載部１ａを囲むように積層された枠部２とを含んでいる。基部１と枠部２とにより、発光素子用パッケージの絶縁基体３が形成されている。また、発光素子用パッケージの搭載部１ａに発光素子４が搭載されて発光装置が基本的に形成されている。図１における搭載部１ａは、枠部２の内側において露出している基部１の上面の全域である。
【００１７】
基部１および枠部２は、例えばガラスセラミック焼結体、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック焼結体等によって形成
されている。また、基部１および枠部２は、エポキシ樹脂等の有機樹脂材料または有機樹脂材料と無機フィラーとの複合材料等によって形成されていてもよい。
【００１８】
基部１および枠部２は、例えばガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、ホウケイ酸ガラスや酸化アルミニウム等の原料粉末を有機溶剤およびバインダ等とともにドクターブレード法等の方法でシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを積層して焼成することによって作製することができる。この場合、枠部２となるセラミックグリーンシートは適当な打ち抜き加工によって枠状に成形した後に積層する。
【００１９】
搭載部１ａは、基部１の上面のうち発光素子４が接合される部位を含む領域である。搭載部１ａに対する発光素子４の接合は、例えばスズ−銀はんだ等のはんだを含む低融点ろう材によって接合される。
【００２０】
搭載部１ａには、搭載部１ａに搭載される発光素子４が電気的に接続される電極パッド５が設けられている。発光素子４と電極パッド５との電気的な接続は、ボンディングワイヤ等の導電性接続材（符号なし）を介して行なわれる。ボンディングワイヤは、例えばアルミニウムや金等の金属材料からなる金属線であり、超音波ボンディングやボールボンド等の方法で電極パッド５および発光素子の電極（図示）せずに接続される。例えば、発光素子４の一対の電極に対応して一対の電極パッド５が設けられている。
【００２１】
電極パッド５は、例えば絶縁基体３の内部等に設けられた配線導体（図示せず）等を介して絶縁基体３の下面等の外表面に電気的に導出されている。配線導体３の導出部分が外部の電気回路（図示せず）に電気的に接続されれば、搭載部１ａに搭載された発光素子４と外部の電気回路とが互いに電気的に接続される。外部の電気回路から配線導体および電極パッド５等を介して発光素子４に電力が供給され、発光素子４が発光する。
【００２２】
また、四角形状の搭載部１ａの互いに隣り合う二つの角部には、それぞれ接続端子６が設けられている。すなわち、一対の接続端子６が、搭載部１ａの互いに隣り合う二つの角部に設けられている。接続端子６は、後述する保護素子７の一対の電極がそれぞれ電気的に接続される端子である。
【００２３】
なお、図１に示す例においては、搭載部１ａは全体が正方形であって、角部分が円弧状とされた形状である。すなわち、搭載部１ａは、四角形のみに限らず、角部分が円弧状とされた四角形状であってもよい。
【００２４】
保護素子７は、例えば発光素子４と並列に接続される。サージ電圧等の過電圧が生じ
たときには保護素子７側に電流が流れる。これにより、発光素子４に過大な電圧が作用することが防止される。
【００２５】
保護素子７の電極（図示せず）は、保護素子７本体（符号なし）の上面および下面にそれぞれ配置されている。保護素子７の下面の電極（図示せず）が、一対の接続端子６のうち一方の接続端子６上に、例えばはんだ等の接続材によって直接に接続される。また、保護素子７の上面の電極（図示せず）が、一対の接続端子６のうち他方の接続端子６に、ボンディングワイヤ８を介して電気的に接続されている。
【００２６】
保護素子７と発光素子４との電気的な接続は、例えば、上記配線導体および導電性接続材等を介して行なわれている。保護素子７は、例えばツェナーダイオードであり、保護素子７と発光素子４とは、互いに並列に接続される。互いに並列に接続された保護素子７および発光素子４に対して過電圧が加わったときに、保護素子７側に電流が流れて発光素子４に過大な電圧が作用することが防止される。
【００２７】
上記のような発光素子用パッケージによれば、保護素子７が電気的に接続される一対の接続端子６が、四角形状の搭載部１ａの隣り合う角部に設けられていることから、保護素子７が搭載されるスペースの確保が容易である。また、発光素子用パッケージとしての小型化に有効である。
【００２８】
すなわち、一対の接続端子６のうち一方の接続端子６上に、保護素子７の一方の電極が直接に接続できる。また、他方の接続端子６に保護素子７の他方の電極がボンディングワイヤ８を介して接続できる。また、搭載部１ａのうち、接続端子６が設けられた二つの角部の間の辺部分に発光素子４の角部分が位置するようにして、発光素子４が搭載部１ａに搭載される。言い換えれば、平面視において、四角形状（この例では正方形状）の発光素子４の外辺が、四角形状（この例では正方形状）の搭載部１ａの外辺に対して45度程度、斜めになって搭載される。
【００２９】
上記構成により、搭載部１ａの角部分において保護素子６および接続端子７用のスペースが容易に確保され得る。また、保護素子６が搭載部１ａの角部に位置しており、発光素子４と保護素子７との間の距離の確保が容易である。これにより、保護素子が搭載されるスペースの確保が容易であるとともに、発光装置の小型化に有効な発光素子用パッケージを提供することができる。
【００３０】
また、上記構成の発光素子用パッケージに発光素子４が搭載されて発光装置が形成されているため、上記発光素子用パッケージの場合と同様に、保護素子の搭載スペースが確保され、かつ小型化にも有効な発光装置を提供することができる。
【００３１】
なお、平面視における一対の接続端子６の大きさは、図１に示す例では互いに同じ程度の大きさであるが、互いに異なる大きさであっても構わない。例えば、一対の接続端子６のうち、その上面に保護素子７が直接に接続される一方の接続端子６の大きさが、平面視における保護素子７の大きさと同じ、または若干大きい程度であり、他方の接続端子６が、一方の接続端子６よりも小さくてもよい。この場合、他方の接続端子６は、その上面にボンディングワイヤ８が接続できる程度の大きさであれば十分であるため、一方の接続端子６よりも小さくても構わない。
【００３２】
また、接続端子６の形状は、図１の例のような四角形状に限らず、三角形状、円形状または楕円形状等の、他の形状であってもよい。また、接続端子６は、これらの形状が組み合わされた形状であってもよい。また、一対の接続端子６の形状が、互いに異なっていてもよい。例えば、一対の接続端子６の大きさが、互いに同じ程度の四角形状であって、一方の接続端子６のみ、その外辺または角部の一部に、凹凸または切り欠き部等を有するものであってもよい。
【００３３】
上記のような発光素子用パッケージおよび発光装置においては、搭載部１ａが正方形状であり、一対の接続端子６が、搭載部１ａの対角線（２点鎖線で示す仮想線）上に位置している場合には、小型化を図る上でより効果的である。
【００３４】
すなわち、搭載部１ａが正方形状である場合には、その搭載部１ａに対して発光素子４が斜めに搭載されたときに、搭載部１ａの角部分におけるスペースがより大きく確保され得る。そのため、接続端子６に接続される保護素子７および保護素子と接続されるボンディングワイヤ８と、搭載部１ａに搭載される発光素子４との間の距離をより大きく確保することができる。
【００３５】
言い換えれば、発光の光量がより大きな発光装置を製作する上で、より有効な発光素子
用パッケージを提供することができる。また、発光の光量がより大きな発光装置を提供することができる。
【００３６】
したがって、この場合には、小型化、および光量の増加においてより有効な発光素子用パッケージおよび発光装置を提供することができる。
【００３７】
また、例えば図２に示すように、保護素子７と他方の接続端子６とを接続しているボンディングワイヤ８は、保護素子７と接続された端部におけるループ高さＬ１が、他方の接続端子６と接続された端部におけるループ高さＬ２よりも低いものであってもよい。なお、上記各端部におけるループ高さは、ボンディングワイヤ８のうち平面透視において保護素子７または接続端子６と重なる部位における、ボンディングワイヤ８と保護素子７または接続端子６の上面との間の距離である。
【００３８】
この場合には、ボンディングワイヤ８の接続位置がより高い保護素子７側においてボンディングワイヤ８のループ高さがより低いため、ボンディングワイヤ８全体の高さが、より低く抑えられ得る。そのため、発光素子４で発生した光が外部に放射される時に、ボンディングワイヤ８の妨げられる可能性が低減され得る。したがって、この場合には、小型化が容易であり、かつ発光の光量をさらに高める上でも有効な発光装置を提供することができる。
【００３９】
電極パッド５および接続端子６は、例えば銀や銅，金，タングステン，モリブデン等の金属材料で形成されている。発光素子用パッケージを用いて発光装置を形成する場合であれば、光の反射率および熱伝導性に優れた銀によって、または銀を主成分とする合金材料によって、電極パッド５および接続端子６が形成されていることが好ましい。
【００４０】
電極パッド５および接続端子６は、例えば銀からなる場合であれば、銀の粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して作製した金属ペーストを、絶縁基体３（基部１等）となるセラミックグリーンシートに所定パターンに印刷し、同時焼成することによって形成することができる。
【００４１】
また、電極パッド５および接続端子６は、露出表面の酸化等の抑制、またはボンディングワイヤ８のボンディング性、はんだの濡れ性等の特性の向上等のために、金めっき層等のめっき層（図示せず）で被覆されていてもよい。めっき層は、例えば電解めっき法または無電解めっき法等の方法で、電極パッド５および接続端子６の露出表面に被着されて、その表面を被覆する。
【００４２】
また、搭載部１ａには、電極パッド５および接続端子６以外に、発光素子４で発生した光を外部に向けて反射させるための反射用金属層（図示せず）が設けられていてもよい。反射用金属層を形成する金属材料としては、電極パッド５および接続端子６と同様の金属材料（銀または金、もしくはその合金等）が挙げられる。反射用金属層となる銀等の金属材料は、電極パッド５および接続端子６と同様の方法で、所定部位に被着され得る。搭部１ａに反射用金属層が設けられる場合には、電極パッド５および接続端子６と反射用金属層との電気的な短絡の防止のために、それぞれの間の境界に沿って隙間（基部１等の絶縁基体３の表面が露出している部分）（図示せず）が設けられる。
【００４３】
また、枠部２の内側面にも、上記と同様の反射用金属層（図示せず）が被着されていてもよい。また、これらの反射用金属層の表面が、例えばホウケイ酸系ガラス等のガラスからなる被覆材で被覆されていてもよい。被覆材は、銀等からなる反射用金属層の酸化または硫化等による劣化（変色等）を抑制する作用を有する。
【００４４】
上記発光装置において、発光素子４は、例えば蛍光成分を含有した透光性の樹脂材料等の樹脂被覆材（図示せず）によって被覆されていてもよい。樹脂被覆材によって、発光素子４が外気から保護され、発光装置としての長期信頼性が向上する。また、樹脂被覆材は、発光素子４と電極パッド５との電気的な接続が行なわれている部分、つまり電極パッド５および導電性接続材を含めて、被覆しているものであってもよい。この場合には、上記電気的な接続が行なわれている部分も含めて外気から保護され、発光装置の長期信頼性がさらに向上し得る。また、樹脂被覆材は、保護素子７、接続端子６およびボンディングワイヤ８を含めて被覆していてもよい。この場合にも、発光装置としての長期信頼性がさらに向上し得る。また、上記ガラス等からなる被覆材が、樹脂被覆材によってさらに被覆されているような形態であってもよい。
【００４５】
図３は、図１に示す発光素子用パッケージおよび発光装置の変形例を示す平面図である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図３に示す例では、平面視において、搭載部１ａおよび発光素子４が、それぞれ長辺および短辺を有する長方形状である。このような場合には、搭載部１ａの短辺側において互いに隣り合う二つの角部に、一対の接続端子６が設けられていることが好ましい。
【００４６】
この場合には、長方形状の搭載部１ａの長辺側において互いに隣り合う二つの角部に一対の接続端子６が設けられている場合に比べて、ボンディングワイヤ８の長さがより短く抑えられる。そのため、発光素子４で発生した光のうち、ボンディングワイヤ８によって遮られる割合が低減される。したがって、外部に対する発光の光量が大きい発光装置、およびそのような発光装置を作製する上で有利な発光素子用パッケージを提供することができる。
【００４７】
なお、本発明の発光素子用パッケージおよび発光装置は、上記実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能である。例えば、図４に示す例においては、絶縁基体３（基部１）の搭載部１ａ角部に一対のくぼみ１ｂが設けられ、このくぼみ１ｂ内に一対の接続端子１ａが設けられている。なお、図４は、図１に示す発光素子用パッケージおよび発光装置の他の変形例における要部を拡大して示す断面図である。図４において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００４８】
このようなくぼみ１ｂが設けられている場合には、ボンディングワイヤ８が接続される保護素子７の上面（電極）の高さがより低く抑えられるため、ボンディングワイヤ８の高さがさらに低く抑えられ得る。そのため、ボンディングワイヤ８によって外部への光の放射が妨げられるようなことが、より効果的に抑制される。したがって、外部に対する発光の光量が大きい発光装置、およびそのような発光装置を作製する上で有利な発光素子用パッケージを提供することができる。
【００４９】
くぼみ１ｂは、例えば、基部１となるセラミックグリーンシの上面の一部をくぼませておき、焼成することによって設けることができる。また、基部１を、複数のセラミックグリーンシートを積層し、焼成する方法で作製するようにしておいて、少なくとも最上層のセラミックグリーンシートの一部に打ち抜き加工を施して開口部を設けておき、これを積層し、焼成する方法で設けることもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・基部
１ａ・・搭載部
１ｂ・・くぼみ
２・・・枠部
３・・・絶縁基体
４・・・発光素子
５・・・電極パッド
６・・・接続端子
７・・・保護素子
８・・・ボンディングワイヤ
【図１】
2014086631.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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