(57)【要約】  【課題】  発光素子搭載用パッケージにおいて、光反射面となる銀めっき層表面の変色を長期間に亘って防止できるようにする。  【解決手段】  アルミナ、窒化アルミニウム等の高温焼成セラミックで形成したパッケージ本体１１のキャビティ１３の周側面に、タングステン、モリブデン等の高融点金属よりなる下地メタライズ層１８をパッケージ本体１１と同時焼成する。この後、この下地メタライズ層１８の上に下地ニッケルめっき層１９を形成し、更に、この下地ニッケルめっき層１９の上に銀めっき層２０を形成し、この銀めっき層２０の表面を光反射面２２とする。更に、この銀めっき層２０上に厚さ０．０５μｍ程度の薄い貴金属めっき層２１を形成し、光反射面２２となる銀めっき層２０の表面全体を薄い貴金属めっき層２１でカバーする。この貴金属めっき層２１は、めっき厚が薄ければ、ほとんど透明な被膜である。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を搭載するためのキャビティを有し、このキャビティの周側面を前記発光素子の光を外側に向けて反射する光反射面として用いる発光素子搭載用パッケージにおいて、  前記光反射面には、下地金属層を介して銀めっき層が形成され、該銀めっき層の表面が貴金属めっき層で被覆されていることを特徴とする発光素子搭載用パッケージ。
【請求項２】
前記貴金属めっき層は、ロジウム、パラジウム、白金、金、ルテニウムのいずれかのめっきで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を搭載するためのキャビティの周側面を発光素子の光を外側に向けて反射する光反射面として用いる発光素子搭載用パッケージに関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１（特開２００４−２０７６７２号公報）に記載された発光素子搭載用パッケージは、図１１に示すように、アルミナ基板１の上面側に形成されたキャビティ２内に発光素子３を搭載し、キャビティ２の周側面に、発光素子３の光を外側に向けて反射する光反射面４を形成した構成となっている。この場合、光反射面４には、タングステン及びモリブデンを含む下地メタライズ層５をアルミナ基板１と同時焼成し、この下地メタライズ層５上にニッケルめっき層６を介して銀めっき層７を形成し、この銀めっき層７の表面を光反射面４として用いるようにしている。ここで、光反射面４として銀めっき層７を用いる理由は、金属色が良好な白色で、入射光と反射光との間で光色の変化が生じないためである（段落［００３２］参照）。
【０００３】
この発光素子搭載用パッケージは、発光素子３を搭載したキャビティ２内に透明樹脂を充填して発光素子３と銀めっき層７を封止するようにしている（段落［００４０］参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０７６７２号公報（第１頁、第６頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、光反射面４となる銀めっき層７は、発光素子３と共に透明樹脂で封止されているが、経年変化により銀めっき層７の表面が変色する傾向があった。この銀めっき層７の表面の変色は硫化現象、酸化現象、塩化現象等、様々な現象によって起こされるものと考えられるが、主原因は、硫化現象によるものと思われる。本来、透明樹脂による銀めっき層７の封止が完全なものであれば、銀めっき層７表面の硫化現象が発生しないはずであるが、封止樹脂は若干のガス透過性があるため、封止樹脂を透過するガス中の硫黄成分によって銀めっき層７の表面が硫化したり、或は、封止樹脂に含まれる硫黄成分によって銀めっき層７の表面が硫化するものと推定される。この硫化現象により銀めっき層７の表面が変色すると、光反射率（光沢度）が低下するという不具合が発生する。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、光反射面となる銀めっき層表面の変色を長期間に亘って防止することができる発光素子搭載用パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、発光素子を搭載するためのキャビティの周側面を発光素子の光を外側に向けて反射する光反射面として用いる発光素子搭載用パッケージにおいて、前記光反射面には、下地金属層を介して銀めっき層を形成し、該銀めっき層の表面を貴金属めっき層で被覆するようにしたものである。このように、光反射面となる銀めっき層の表面を貴金属めっき層で被覆すれば、これらを封止する樹脂にガス透過性があったり、封止樹脂に硫黄成分が含まれていたとしても、透過ガス中の硫黄成分や封止樹脂中の硫黄成分が銀めっき層に触れることを貴金属めっき層によって防止することができ、硫化現象による銀めっき層表面の変色を長期間に亘って防止することができる。この場合、銀めっき層表面を被覆する貴金属めっき層は、めっき厚が薄ければ、ほとんど透明な被膜であり、しかも、貴金属めっき層表面でも光を反射できるため、十分な光反射率（光沢度）を確保することができる。
【０００７】
ここで、請求項２のように、貴金属めっき層は、ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄ、白金Ｐｔ、金Ａｕ、ルテニウムＲｕのいずれかのめっきで形成すると良い。これらの貴金属のめっきを用いれば、銀めっき層に対する良好な変色防止効果が得られることが後述する本発明者らの実験結果により確認されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は、パッケージ本体１１に発光素子１２を搭載するためのキャビティ１３を１個のみ形成した発光素子搭載用パッケージの構成例であり、図２は、パッケージ本体１１に発光素子１２を搭載するためのキャビティ１３を複数個形成した発光素子搭載用パッケージの構成例である。
【０００９】
パッケージ本体１１は、例えば複数のセラミック層１１ａ〜１１ｃ（セラミックグリーンシート）を積層して焼成一体化した多層セラミック基板により構成され、その最上層のセラミック層１１ａに形成した貫通穴によってキャビティ１３が形成されている。各セラミック層１１ａ〜１１ｃは、アルミナ、窒化アルミニウム等の１０００℃以上で焼成する高温焼成セラミックで形成され、キャビティ１３の周側面は、発光素子１２の光を外側に向けて反射する光反射面２２を形成するために、外側に向けて拡開するように形成されている。
【００１０】
キャビティ１３の底面となる部分には、発光素子１２をボンディングワイヤ１４で接続するためのパッド１５が形成され、各セラミック層１１ｂ，１１ｃには、層間を電気的に接続するビア１６と配線パターン１７がタングステン、モリブデン等の高融点金属導体ペーストにより印刷焼成されている。
【００１１】
キャビティ１３の周側面には、タングステン、モリブデン等の高融点金属よりなる下地メタライズ層１８がパッケージ本体１１と同時焼成され、この下地メタライズ層１８の上に下地ニッケルめっき層１９が形成され、この下地ニッケルめっき層１９の上に銀めっき層２０が形成され、この銀めっき層２０の表面が光反射面２２となっている。この場合、下地金属層は、下地メタライズ層１８と下地ニッケルめっき層１９の二層構造となっているが、下地ニッケルめっき層１９を省略して、下地メタライズ層１８上に銀めっき層２０を直接形成するようにしても良い。
【００１２】
この場合、下地ニッケルめっき層１９の厚みは、銀めっき層２０との接合強度を確保するために１〜８μｍとすることが望ましい。また、銀めっき層２０の厚みが薄すぎると、下地のニッケルが銀めっき層２０表面に浸透して銀めっき層２０表面（光反射面２２）が変色するため、銀めっき層２０の厚みは、２．５μｍ以上とすることが望ましい。また、銀めっき層２０を光沢剤を添加した光沢銀めっきで形成しても良く、同様に、下地ニッケルめっき層１９も光沢ニッケルめっきで形成しても良い。
【００１３】
更に、銀めっき層２０上には、貴金属めっき層２１が銀めっき層２０よりも薄く形成され、光反射面２２となる銀めっき層２０の表面全体が薄い貴金属めっき層２１で被覆された構成となっている。この貴金属めっき層２１は、例えば、ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄ、白金Ｐｔ、金Ａｕ、ルテニウムＲｕのいずれかの貴金属のめっきで形成されている。この貴金属めっき層２１は、めっき厚が薄ければ、ほとんど透明な被膜であるが、めっき厚が厚くなるほど、透明度（光沢度）が低下するため、めっき厚は、密着強度、硫黄成分非透過性、実装時・使用時の熱負荷に対する耐熱性を確保できる範囲内で薄い方が好ましい。貴金属めっき層２１のめっき厚の好ましい範囲は、貴金属の種類によって異なるが、例えば、ロジウムＲｈの場合は、めっき厚を、０．０１〜０．１μｍ、より好ましくは、０．０１５〜０．０８μｍとすると良い。また、パラジウムＰｄの場合は、めっき厚を、０．０３〜０．１μｍ、より好ましくは、０．０４〜０．０７μｍとすると良い。
【００１４】
以上のように構成した発光素子搭載用パッケージを製造する場合は、焼成前の各セラミック層１１ａ〜１１ｃ（セラミックグリーンシート）に、それぞれ下地メタライズ層１８、ビア１６、配線パターン１７をタングステン、モリブデン等の高融点金属の導体ペーストで印刷した後、各セラミック層１１ａ〜１１ｃを積層・圧着して一体化し、これを高温焼成セラミックの焼結温度で焼成する。これにより、パッケージ本体１１と下地メタライズ層１８、ビア１６、配線パターン１７を同時焼成する。
【００１５】
この後、ニッケルめっき行程に進み、ニッケルめっき液を用いて電解めっき法又は無電解めっき法によりキャビティ１３の周側面の下地メタライズ層１８上に下地ニッケルめっき層１９を形成する。
【００１６】
この後、銀めっき行程に進み、銀めっき液を用いて、電解めっき法又は無電解めっき法によりキャビティ１３の周側面の下地ニッケルめっき層１９上に２．５μｍ以上の厚みの銀めっき層２０を形成する。この銀めっき層２０の表面が光反射面２２となる。
【００１７】
この後、貴金属めっき行程に進み、ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄ、白金Ｐｔ、金Ａｕ、ルテニウムＲｕのいずれかの貴金属のめっき液を用いて、電解めっき法又は無電解めっき法により銀めっき層２０上に例えば厚さ０．０２〜０．０７μｍ程度の薄い貴金属めっき層２１を形成する。これにより、光反射面２２となる銀めっき層２０の表面全体が薄い貴金属めっき層２１で被覆される。
【００１８】
前述したように、従来構造のものは、光反射面となる銀めっき層表面が貴金属めっき層で被覆されていないため、使用期間が長くなるに従って銀めっき層表面が硫化現象により変色し、光反射率（光沢度）が低下するのを避けられない。
【００１９】
そこで、本実施例では、光反射面２２となる銀めっき層２０の表面を薄い貴金属めっき層２１で被覆することで、硫化現象による銀めっき層２０表面の変色を長期間に亘って防止するようにしたものである。
【００２０】
本発明者らは、貴金属めっき層２１を形成する貴金属の種類と銀めっき層２０表面の変色防止効果とめっき厚との関係を考察する試験を行ったので、その試験結果を説明する。
この試験に用いたサンプルは、パッケージ本体１１を窒化アルミニウムで形成し、下地メタライズ層１８をタングステンペーストの印刷・同時焼成で形成し、この下地メタライズ層１８の上に下地ニッケルめっき層１９を介して銀めっき層２０を形成し、この銀めっき層２０の上に、貴金属めっき層２１として、ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄ、白金Ｐｔ、金Ａｕ、ルテニウムＲｕの５種類の貴金属のめっき層を形成した。この際、各貴金属について、０．０２μｍと０．０５μｍの２種類のめっき厚のサンプルを作製すると共に、比較のために、貴金属めっき層２１が無い従来例に相当するサンプルも作製した。これらのサンプルを用いて、硫化試験と、ベーク処理後の硫化試験を次のようにして行った。
【００２１】
［硫化試験］
硫化試験では、硫化現象による変色進行度合いを速めるために、１％硫化アンモニウム溶液入りのデシケータを用意し、従来例サンプルと、貴金属めっき層の厚みが０．０５μｍの実施例サンプルをそれぞれ１％硫化アンモニウム溶液に浸して放置し、経時的に変化する銀めっき層表面の変色レベル（変色度合い）を目視にて５段階で評価した。この硫化試験の結果を図３に示す。ここで、変色レベルの数値は、大きくなるほど変色度合いが大きいことを意味し、変色レベル＝０は変色無し、変色レベル＝１は僅かに変色、変色レベル＝２は中程度の変色、変色レベル＝３は強く変色、変色レベル＝４は非常に強く変色（黒色化）を意味する。
【００２２】
この硫化試験の結果では、従来例（貴金属めっき層無し）のサンプルは、銀めっき層表面が短時間で非常に強く変色したが、実施例（ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄ、白金Ｐｔ、金Ａｕ、ルテニウムＲｕ）の各サンプルは、従来例のサンプルと比較して、銀めっき層表面の変色防止効果が認められ、その中でも、ロジウムＲｈとパラジウムＰｄのサンプルは、特に優れた変色防止効果が認められた。
【００２３】
そこで、ロジウムＲｈとパラジウムＰｄについて、それぞれ０．０２μｍと０．０５μｍの２種類のめっき厚のサンプルを用意して、上記と同様の硫化試験を行った。この硫化試験の結果を図４、図５に示す。ロジウムＲｈとパラジウムＰｄのいずれのサンプルも、めっき厚が厚い方がより大きな変色防止効果が得られることが確認された。この硫化試験の結果から見て、変色防止効果を高めるには、貴金属のめっき厚を厚くすると良いことが分かるが、めっき厚が厚くなるほど、透明度（光沢度）が低下するため、めっき厚は、密着強度、硫黄成分非透過性、実装時・使用時の熱負荷に対する耐熱性を確保できる範囲内で薄い方が好ましい。貴金属の種類によって好ましいめっき厚は異なる。
【００２４】
［ベーク処理後の硫化試験］
実装時・使用時に、貴金属めっき層に作用する熱負荷に対する耐熱性を考察するために、上記硫化試験で評価が良かったロジウムＲｈとパラジウムＰｄについて、それぞれ０．０２μｍと０．０５μｍの２種類のめっき厚のサンプルを用意して、次のようにしてベーク処理して硫化試験を行った。まず、ロジウムＲｈとパラジウムＰｄの各サンプルをそれぞれ２６０℃で２分間加熱（ベーク処理）した後、各サンプルを１％硫化アンモニウム溶液に浸して放置し、経時的に変化する銀めっき層表面の変色レベル（変色度合い）を目視にて５段階で評価した。この硫化試験の結果を図６乃至図９に示す。
【００２５】
ベーク無しの硫化試験で評価が最も良かったロジウムＲｈのサンプルについては、めっき厚が０．０２μｍの場合に、図６に示すように、ベークの影響を若干受け、変色防止効果が若干低下したが、めっき厚が０．０５μｍの場合は、図７に示すように、ベークの影響を全く受けず、ベーク無しの硫化試験の場合とほぼ同様の変色防止効果が得られた。
【００２６】
ベーク無しの硫化試験で評価が２番目に良かったパラジウムＰｄのサンプルについては、めっき厚が０．０２μｍ、０．０５μｍのいずれの場合も、図８、図９に示すように、ベークの影響を受け、変色防止効果が低下したが、めっき厚が０．０５μｍであれば、ベーク処理後も、ある程度の変色防止効果が得られた。
【００２７】
以上の硫化試験結果から、上記５種類の貴金属について、変色防止効果の順位をつけると、次のような順位となる。
Ｒｈ≧Ｐｄ＞Ｐｔ＞Ａｕ＝Ｒｕ＞従来（貴金属めっき層無し）
つまり、ロジウムＲｈが最も変色防止効果が大きく、パラジウムＰｄ、白金Ｐｔ、金Ａｕ、ルテニウムＲｕの順に変色防止効果が小さくなる。５種類の貴金属の中で、変色防止効果が最も小さいルテニウムＲｕの場合でも、従来（貴金属めっき層無し）と比較すれば、ある程度の変色防止効果が認められる。
【００２８】
また、評価の高いロジウムＲｈとパラジウムＰｄのサンプルについて、試験結果をまとめると、図１０のようになった。これらのサンプルについて順位をつけると、めっき厚が０．０５μｍのロジウムＲｈが最も高評価となり、２番目がめっき厚が０．０２μｍのロジウムＲｈ、３番目がめっき厚が０．０５μｍのパラジウムＰｄ、４番目がめっき厚が０．０２μｍのパラジウムＰｄとなる。
【００２９】
以上説明した本実施例によれば、光反射面２２となる銀めっき層２０の表面を薄い貴金属めっき層２１で被覆するようにしたので、これらを封止する樹脂にガス透過性があったり、封止樹脂に硫黄成分が含まれていたとしても、透過ガス中の硫黄成分や封止樹脂中の硫黄成分が銀めっき層２１に触れることを貴金属めっき層２１によって防止することができ、硫化現象による銀めっき層２０表面の変色を長期間に亘って防止することができる。この場合、銀めっき層２０表面を被覆する貴金属めっき層２１は、厚みが薄ければ、ほとんど透明な被膜であり、しかも、貴金属めっき層２１表面でも光を反射できるため、十分な光反射率（光沢度）を確保することができる。
【００３０】
しかも、本実施例では、パッケージ本体１１のキャビティ１３の周側面に下地メタライズ層１８を同時焼成し、この下地メタライズ層１８の上に下地ニッケルめっき層１９を介して銀めっき層２０を形成するようにしたので、パッケージ本体１１（セラミック）と下地メタライズ層１８と下地ニッケルめっき層１９と銀めっき層２０との間の接合強度が強くなり、パッケージ本体１１に発光素子１２を実装する行程や、これを透明樹脂で封止する工程等で、銀めっき層２０に熱負荷が加わっても、銀めっき層２０が剥離することを防止することができる利点もある。
【００３１】
尚、図１及び図２のパッケージ構成例では、キャビティ１３の周側面のみに光反射面２２を形成したが、キャビティ１３の底面に跨がって光反射面２１を形成したり、キャビティ１３の周側面の一部に光反射面２２を形成しない部分があっても良い。
【００３２】
その他、本発明は、パッケージ本体を１０００℃以下で焼成する低温焼成セラミックで形成した発光素子搭載用パッケージに適用することも可能である等、種々変形して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例における発光素子搭載用パッケージの構成例（その１）を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例における発光素子搭載用パッケージの構成例（その２）を示す縦断面図である。
【図３】５種類の貴金属のめっき厚が０．０５μｍのサンプルについて、硫化試験結果を従来例と比較して示す図である。
【図４】ロジウムＲｈのめっき厚が０．０２μｍと０．０５μｍのサンプルについて、硫化試験結果を従来例と比較して示す図である。
【図５】パラジウムＰｄのめっき厚が０．０２μｍと０．０５μｍのサンプルについて、硫化試験結果を従来例と比較して示す図である。
【図６】ロジウムＲｈのめっき厚が０．０２μｍのサンプルについて、ベーク処理後の硫化試験結果をベーク無しと比較して示す図である。
【図７】ロジウムＲｈのめっき厚が０．０５μｍのサンプルについて、ベーク処理後の硫化試験結果をベーク無しと比較して示す図である。
【図８】パラジウムＰｄのめっき厚が０．０２μｍのサンプルについて、ベーク処理後の硫化試験結果をベーク無しと比較して示す図である。
【図９】パラジウムＰｄのめっき厚が０．０５μｍのサンプルについて、ベーク処理後の硫化試験結果をベーク無しと比較して示す図である。
【図１０】ロジウムＲｈとパラジウムＰｄと従来例のサンプルについて、硫化試験結果の一覧表を示す図である。
【図１１】従来の発光素子搭載用パッケージの構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１…パッケージ本体、１２…発光素子、１３…キャビティ、１８…下地メタライズ層（下地金属層）、１９…下地ニッケルめっき層（下地金属層）、２０…銀めっき層、２１…貴金属めっき層、２２…光反射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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