(57)【要約】 【課題】  電極剥がれ等が抑制された素子載置体を提供する。 【解決手段】  機能素子が載置される機能素子載置体であって、 平面部、および前記平面部から突出した突状部を有する絶縁性の基体と、 前記機能素子と電気的に接続する、前記突状部の表面に被着された導電体層と、を備え、 前記突状部は、前記平面部と略平行な頂面を備えるともに、前記平面部と連なる側面から前記頂面にかけての角部に、凹状面が設けられており、 前記導電体層が、前記突状部の前記頂面から前記凹状面にかけて被着されていることを特徴とする素子載置体を提供する。 【選択図】  図１
2011114244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能素子が載置される機能素子載置体であって、 
平面部、および前記平面部から突出した突状部を有する絶縁性の基体と、 
前記機能素子と電気的に接続する、前記突状部の表面に被着された導電体層と、を備え、 
前記突状部は、前記平面部と略平行な頂面を備えるともに、前記平面部と連なる側面から前記頂面にかけての角部に、凹状面が設けられており、 
前記導電体層が、前記突状部の前記頂面から前記凹状面にかけて被着されていることを特徴とする素子載置体。 
【請求項２】
前記凹状面は、前記頂面と略平行な部分を有することを特徴とする請求項１記載の素子載置体。 
【請求項３】
前記基体は、前記突状部の前記頂面および前記凹状面と接続した、前記頂面および前記凹状面の双方に対して略垂直な壁面を備え、 
前記導電体層が、前記壁面と被着していることを特徴とする請求項１または２に記載の素子載置体。 
【請求項４】
前記機能素子は発光素子であり、 
前記基体は、前記平面部と連続した斜面を備え、 
前記突状部および前記導電体層が、前記平面部から前記斜面にかけて連続して設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の素子載置体。 
【請求項５】
前記基体はセラミックスを主成分とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の素子載置体。 
【請求項６】
前記基体はアルミナを主成分とすることを特徴とする請求項５記載の素子載置体。 
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の素子載置体と、 
前記素子載置体の前記導電体層上に配置された発光素子と、 
を備えたことを特徴とする発光体。 
【請求項８】
前記発光素子が、前記電極上にフリップチップ接合されていることを特徴とする請求項７記載の発光体。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子載置体および発光体に関する。 
【背景技術】
【０００２】
例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ(light emitting diode)）などの機能素子は、通常、この機能素子に電力を供給するための電極が設けられたパッケージに載置されて用いられる。下記特許文献１、２には、発光素子が載置される素子載置体の一例が記載されている。特許文献１および２に記載の素子載置体は、素子が載置される基体表面に電極が形成されており、素子の載置領域を囲むように設けられた斜面を備えている。この斜面は、発光素子からの発光を、素子が載置された載置面に略垂直な方向に効率よく集光する為の反射面として機能する。特許文献１および２に記載の素子載置体では、載置領域から斜面にかけて連続する電極を介して、発光素子に電力が供給されている。発光素子載置体の基体としては、絶縁性および反射率が高く、機械的強度も強いセラミックス等が利用されている。例えばセラミックスを主成分とする基体の表面への電極形成には、電極用ペーストを塗布して焼成することでメタライズ層を形成する、いわゆる印刷配線技術が用いられている。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７７３８０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光素子載置体が微細化されるにつれ、印刷配線による電極形成についても、より微細なサイズの電極を、より高精度に形成することが求められている。しかし、従来の印刷配線技術では、微細化および高精度化に限界があった。特に、発光素子載置体の斜面（反射面）など、載置体が比較的複雑な３次元構造を有する場合など、例えば発光素子の載置面と反射面とに連続するような配線は、所望の寸法精度で形成することが困難であった。また、ＬＥＤなどの発光素子は、発光の際に比較的大きな熱を発生する。例えば金属からなる電極は、例えばセラミックスからなる絶縁性の基体よりも熱膨張係数が大きい。セラミックスからなる絶縁性の基体の表面に、従来の印刷配線技術によって単に電極層が形成されただけの発光素子載置体では、発光素子の発光・消灯にともなう、電極および基体の熱膨張・収縮の割合の差によって、電極が基体から剥離し易いという問題があった。本発明はこのような従来の技術における問題点を解決すべく案出されたものである。 
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本願は、機能素子が載置される機能素子載置体であって、前記機能素子が配置される側に平面部を備える絶縁性の基体と、前記基体の前記平面部の側に設けられた、前記機能素子と電気的に接続する導電体層を有し、前記基体は、前記平面部から突出した、前記平面部と略平行な頂面と前記平面部と連なる側面とを備える突状部を備え、前記突状部は、前記頂面から前記突状部の側面にわたる角部に、凹部が設けられており、前記導電体層は、前記頂面から前記凹部にかけて被着されていることを特徴とする素子載置体を提供する。
【０００６】
また、上述の素子載置体と、前記素子載置体の前記導電体層上に配置された発光素子と、を備えたことを特徴とする発光体を併せて提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の素子載置体は、電極が所定形状に高精度に制御されており、動作信頼性が比較的高い。また、温度変動に起因する電極剥がれ等が、抑制されている。 
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は、本発明の素子載置体の一実施形態であるＬＥＤパッケージの概略説斜視図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示すＬＥＤパッケージの基体の概略斜視図である。
【図２】図１に示すＬＥＤパッケージについて説明する図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は図２（ａ）に示すＢ−Ｂ線における概略断面図、（ｃ）は図２（ａ）に示すＣ−Ｃ線における概略断面図である。
【図３】図２に示すＬＥＤパッケージの、他の実施形態について説明する図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）〜（ｄ）が概略断面図である。
【図４】本実施形態の発光体２０の一実施形態について説明する図であり、（ａ）は発光体の概略上面図、（ｂ）は図２（ａ）に示すＢ−Ｂ線における概略断面図、（ｃ）は図２（ａ）に示すＣ−Ｃ線における概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の素子載置体の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１および図２は、本発明の素子載置体の一実施形態である、ＬＥＤパッケージ１０について説明する概略説明図である。図１（ａ）はＬＥＤパッケージ１０の概略斜視図、図１（ｂ）はＬＥＤパッケージ１０を構成する基体６の概略斜視図である。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＢ−Ｂ線における概略断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）に示すＣ−Ｃ線における概略断面図である。また、図２（ｄ）は、図２（ｂ）に示す破線部を拡大して示す図である。 
【００１０】
ＬＥＤパッケージ１０は、発光素子であるＬＥＤ素子２（図２参照）が載置されて用いられる。ＬＥＤパッケージ１０は、絶縁性の基体６と、基体６の表面に設けられた導電層８と、電極体９と、を有して構成されている。 
基体６は平面部４を備え、この平面部４の周囲を囲むように、発光素子からの光を反射するための斜面１６を備える凸部１８が設けられている。凸部１８の頂面３１は、平面部４に略平行とされている。 
【００１１】
基体６は、平面部４から突出した突状部１１を有している。突状部１１は、平面部４と連なる側面１３と、平面部４と略平行な頂面１５と、側面１３から頂面１５にいたる角部に設けられた凹状面１７とを備えている。凹状面とは、頂面１５を含む第１の仮想平面および頂部１５を含む第２の仮想平面の双方に比べ、突状部１１のより内側領域に位置する面をいう。ＬＥＤパッケージ１０では、凹状面１７は、頂面１５と略平行な第１内面１７ａと、側面１３と略平行な第２内面１７ｂとを有している。ＬＥＤパッケージ１０では、突状部１８が、平面部４から斜面１６にかけて連続して設けられている。 
【００１２】
また、ＬＥＤパッケージ１０では、図に示すように、２つの突状部１１が壁部１９を挟んで対向するように配置された構成とされている。壁部１９は、突状部１１の頂面１５および凹状面１７と接続した、頂面１５および凹状面１７の双方に対して略垂直な壁面２１を備えている。 
【００１３】
基体６は、セラミックスを主成分として構成されている。ＬＥＤ素子２を載置するためのＬＥＤパッケージ１０では、セラミックスは例えばアルミナを主成分とすることが好ましい。アルミナは、ＬＥＤ素子２に対して良好な反射性を有している。また、数ｍｍから１ｍｍ以下の微細な構造も、成型によって比較的容易に形成することができる。また、メタライズ技術を用い、比較的容易に表明に電極を形成することができる。これらの点でアルミナは、基体６を構成する材質として好ましく用いられるが、その他のセラミック材料や樹脂材料なども、用途に応じて用いることができ、基体６の材質は特に限定されない。基体６は突状部１１を備え、この突状部１１によって機械的強度が比較的高くされている。 
【００１４】
導電層８は、基体６の突状部１１の頂面１５から凹状面１７にかけて被着されている。また導電層８は、壁部１９の壁面２１にも被着されている。導電層８は、例えばメタライズ層上にメッキ層が積層された、公知の多層金属膜構造で構成されている。導電層８は、例えば、Ｍｏ−Ｍｎメタライズ層上に、Ｎｉメッキ層およびＡｕメッキ層が積層されて構成されている。導電層８の形成では、例えばＭｏ−Ｍｎメタライズ層の原料となるペースト材を所定の形状に配置する、例えば公知の印刷技術を用いればよい。 
【００１５】
導電層８を印刷技術を用いて形成するにあたり、突状部１１の頂面１５に導電層８を形成する構成としておけば、頂面１５以外の部分に導電性ペースト部材がはみ出して塗布されることが抑制され、頂面１５に高い形状精度で導電層８を形成することができる。しかしこの場合、導電性ペーストが頂面１５から側面１３向かってこぼれ、平面６にまで広がり易い。ＬＥＤパッケージ１０では、突状部１１に凹状面１７が設けられており、頂面１５から側面１７にこぼれ出した導電性ペーストが、この凹状面１７によって堰きとめられ、導電層８が高い形状精度で形成されている。ＬＥＤパッケージ１０では、頂面１５と略平行な第１内面１７ａを有し、この第１内面１７ａによって、高い精度で導電層８の位置が規定される。 
【００１６】
また、導電層８は、壁部１９の壁面２１にも被着している。壁部１９を挟んで対向するように配置された２つの突状部１１に被着された導電層８は、壁部１９によって確実に分離されている。ＬＥＤパッケージ１０では、上述のように印刷技術を用いて、凹部１７に被着される程度に導電性ペーストを配置した場合も、対向する２つの突状部１１の間で導電層同士８が導通することが抑止されている。ＬＥＤパッケージ１０では、凹状部１７や壁部１９によって、導電層８の電極幅（図１（ｃ）における横方向長さ）や位置および形状が規定されている。これにより、ＬＥＤパッケージ１０では、導電層８の形状および位置精度が比較的高くされている。例えば電極幅が１ｍｍ以下と微細な電極であっても、位置および形状が高精度に規定される。 
【００１７】
導電層８は、突状部１１の頂面１５に沿って、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、基体６の平面部４から斜面１６にかけて形成されている。電極体９は、突部１８の頂面２１に形成されており導電層８と接続している。 
【００１８】
図３は、素子載置体の他の実施形態について説明する図であり、（ａ）は他の実施形態の素子載置体の概略斜視図、（ｂ）〜（ｃ）は、各々異なる実施形態の素子載置体の概略断面図である。素子載置体を構成する基体では、突状部１１の凹状面１７が、頂面１５の周縁線に沿って連続して設けられている必要はなく、図３（ａ）に示すように複数箇所に離散して設けられていてもよく、また、１箇所のみ設けられていてもかまわない。また、凹状面の断面形状も特に限定されるものではなく、図３（ｂ）に示すように全体が曲線状となっていてもよく、図３（ｃ）に示すように階段状に複数の段部が連なっていてもよい。また、図３（ｄ）に示すように、部分的に深い段差部を有するような構成であってもよい。凹状面の形状については、特に限定されない。 
【００１９】
図４は、本実施形態の発光体２０の一実施形態について説明する図である。図４（ａ）は発光体２０の概略上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＢ−Ｂ線における概略断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）に示すＣ−Ｃ線における概略断面図である。 
【００２０】
発光体２０は、図１に示すＬＥＤパッケージ１０にＬＥＤ素子２が配置されて構成されている。ＬＥＤ素子２は公知の発光ダイオード素子であり、図２に示すように、ＬＥＤパッケージ１０上に、導電層８を介して配置されている。発光体２では、ＬＥＤ素子２が、それぞれ電気的に独立した２箇所の導電層８と、フリップチップ接続されている。発光体２０では、導電層８を介してＬＥＤ素子２に電力が供給されており、供給された電極に応じてＬＥＤ素子２が発光する。 
【００２１】
発光体２０では、ＬＥＤ素子２からの発光は、斜面１６によって反射され、主面４に略垂直な方向に高い効率で照射される。導電層８は、主面４から斜面１６にかけて連続して設けられ、主面４から斜面１６にかけて外側方向に引き出されている。導電層８はさらに、電極体９と接続している。発光体２０の電極体９は、例えばボンディングワイヤ等を介して外部電源と接続され、この外部電源を介して供給される電力によって、ＬＥＤ素子２が発光する。発光体２０では、ボンディングワイヤとＬＥＤ素子２とを離間させることができるので、ボンディング処理などの配線工程における、ＬＥＤ素子２の損傷等を抑制することができる。 
【００２２】
ＬＥＤ素子２は、発光にともなって発熱し、ＬＥＤ素子２の配置領域近傍では、導電層８および基体６が発熱に応じて熱膨張する。例えばセラミックスからなる基体６と、例えば多層金属層からなる導電層８とでは熱膨張係数が異なり、発光にともなう上記熱膨張の程度が異なる。発光体２０では、導電層８が、頂面１５から凹状面１７にかけて突状部１１を覆うように被着されており、基体６と導電層８との被着強度が強い。また、導電層８は主面４に垂直な方向へは膨張・収縮し易くなっている。発光体２０では、基体６と導電層８との接合面における歪が抑制されるとともに、主面４に垂直な方向に応力が分散される。また、発光体２０では、基体６が突状部１１を有し、機械強度が比較的強い。このため、ＬＥＤ素子２の発光・消光にともなう熱応力がかかっても、基体６に亀裂や割れ等が比較的生じ難い。 
【００２３】
発光体２０は、導電層８が所定形状および所定位置に高精度に形成されるとともに、発光にともなう、導電層８の剥離等の故障が発生し難い。発光体２０は、電気的性能および発光効率が比較的高く、動作信頼性も比較的高い。 
かかる発光体２０は、例えば以下のように作製すればよい。 
【００２４】
まず、基体６を作製する。最初に、アルミナ粉末と、焼結助剤粉末とを混合し、水を添加して湿式粉砕する。粉砕後、有機結合材としてポリビニルアルコールなどを添加、混合することによりスラリーを作製する。スラリーを噴霧乾燥し、顆粒を作製する。金型を用いて顆粒を加圧成形し、生成形体をする。この金型の形状は、焼成後に基体の形状が得られるように設計されている。例えば金型には、焼成後に凸状部となるように凹部が形成されている。生成形体を１５００〜１７００℃で焼成して、アルミナを主成分とする基体６を作製する。その後、必要に応じて、バリを除去するために基体表面をバレル研磨し、さらに洗浄、乾燥しても良い。 
【００２５】
次に、基体６に導電層８を形成する。作製した基体６の突状部１１の頂面１５に載置するように、Ｍｏ粉末とＭｎ粉末を含有するペーストを塗布する。このペースト塗布では、ペーストが、頂面１５全体に高精度に規定されて配置される。この塗布の過程においいて頂面１５からこぼれだしたペースト材は、凹状面１７に堰きとめられ、側面１３にまではみ出すことは抑制されている。この後、ペーストが配置された状態で、全体を還元雰囲気で加熱処理する。加熱により、基体６に被着された第１金属層が形成される。この後、第１金属層の上に、第２金属層であるメッキ層を形成する。メッキは、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキの順に行う。Ｎｉメッキの厚みは、例えば１〜１０μｍとし、Ａｕメッキの厚みは例えば０．１〜３μｍとされる。素子載置体１０は、このように作製される。 
【００２６】
この後、電極体９を形成する。平坦な頂面２１に配置される電極体９は、スクリーン印刷法など、公知の印刷配線技術を用いて作成すればよい。例えば、スクリーン印刷法を用いて、Ｍｏ粉末とＭｎ粉末を含有するペーストを所定形状に塗布して還元雰囲気で加熱処理を行い、所定形状のメタライズ層を形成する。この際、ペーストは凸状部（頂部）１１ａを乗り越えて、導電層８と接続する。その後、このメタライズ層表面に、ＮｉメッキおよびＡｕメッキを順次積層して電極体９を形成する。 
【００２７】
次に、作成したＬＥＤパッケージ１０に、ＬＥＤ素子２を配置する。ＬＥＤ２は、電極２を介して主面４上に配置する。発光体２では、ＬＥＤ素子２の図示しない電極が、導電層８と対向するように配置され、ＬＥＤ素子２の電極と導電層８とがフリップチップ接合によって接合される。なお、ＬＥＤ素子２の実装には、ＬＥＤ素子２と導電層８とが電気的に接続できる方法を選択できる。例えば、実装方法は、半田付け方法、金属ワイヤを介して接続するワイヤボンディング等を用いても構わない。 
【００２８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の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が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
２  ＬＥＤ素
４  平面部
６  基体
１０  ＬＥＤパッケージ
１１  突状部
１５  頂面
１３  側面
１５  頂面
１６  斜面
１７  凹状面
１７ａ  第１内面
１７ｂ  第２内面
１８  凸部
１９  壁部
２０  発光体
２１  壁面
【図１】
2011114244.tif 000003
【図２】
2011114244.tif 000004
【図３】
2011114244.tif 000005
【図４】
2011114244.tif 000006