(57)【要約】【課題】小型で形状の変形がないとともに、発光素子の光を凹部の内面の反射層で均一かつ良好に反射させて外部に効率良く放射させることにより発光効率がきわめて高い発光装置を作製できる発光素子収納用パッケージとすること。【解決手段】発光素子収納用パッケージは、上面に凹部４が形成された直方体の絶縁基体１０の凹部４の底面に発光素子３の搭載部２が設けられた基体１と、基体１の搭載部２から外表面にかけて形成された配線導体５ａ，５ｂとを具備し、絶縁基体１０は、上面の中央部に一対の対向する二側面間にわたって溝１０ｄが形成された絶縁基体本体部１０ｂの二側面の全面に、溝１０ｄの両端を塞ぐようにして絶縁基体本体部１０ｂと同じ高さのセラミック板１０ａ，１０ｃがそれぞれ接合されていることによって、凹部４が形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に凹部が形成された直方体の絶縁基体の前記凹部の底面に発光素子の搭載部が設けられた基体と、該基体の前記搭載部から外表面にかけて形成された配線導体とを具備した発光素子収納用パッケージにおいて、前記絶縁基体は、上面の中央部に一対の対向する二側面間にわたって溝が形成された絶縁基体本体部の前記二側面の全面に、前記溝の両端を塞ぐようにして前記絶縁基体本体部と同じ高さのセラミック板がそれぞれ接合されていることによって、前記凹部が形成されていることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記絶縁基体本体部と前記セラミック板とは、それらの接合面にそれぞれ被着されたメタライズ層が厚さ３０乃至１２０μｍのロウ材層を介して接合されていることを特徴とする請求項１記載の発光素子収納用パッケージ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の発光素子収納用パッケージにおいて、前記セラミック板に代えて金属板が前記絶縁基体本体部の前記二側面の全面にそれぞれ接合されていることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３記載のいずれかに記載の発光素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されるとともに前記配線導体に電気的に接続された発光素子と、該発光素子を覆う透明樹脂とを具備していることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード等の発光素子を収容するための発光素子収納用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード等の発光素子を収容するための発光素子収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）として、セラミック製のパッケージが用いられており、その一例を図１２に示す（例えば、下記の特許文献１参照）。同図に示すように、従来のパッケージは、複数のセラミック層が積層されているとともに上面に凹部２４が形成されている直方体の絶縁基体の凹部２４の底面に発光素子２３を搭載するための導体層から成る搭載部２２が設けられた基体２１と、基体２１の搭載部２２およびその周辺から基体２１の下面に導出された一対のメタライズ配線導体２５とから構成されている。
【０００３】
そして、一方のメタライズ配線導体２５の一端が電気的に接続された搭載部２２上に発光素子２３を導電性接着剤、半田等を介して載置固定するとともに、発光素子２３の電極と他方のメタライズ配線導体２５とをボンディングワイヤ２６を介して電気的に接続し、しかる後、基体２１の凹部２４内に図示しない透明な封止樹脂を充填して発光素子２３を封止することによって、発光装置が作製される。
【０００４】
なお、上記セラミック製のパッケージにおいては、凹部２４に収容する発光素子２３が発光する光を凹部２４内で反射させて発光装置の発光効率を良好なものとするために、凹部２４の内面にニッケル（Ｎｉ）めっき層や金（Ａｕ）めっき層を表面に有するメタライズ層を被着させていることもある。
【０００５】
また、上記のパッケージはセラミックグリーンシート積層法により以下のようにして製作される。まず、基体２１の搭載部２２（搭載部２２から下側）を形成するためのセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）と、基体２１の凹部２４を形成するためのグリーンシートとを準備し、これらのグリーンシートにメタライズ配線導体２５を導出させるための貫通孔や凹部２４となる貫通穴を打ち抜き法で形成する。
【０００６】
次に、搭載部２２を形成するためのグリーンシートの積層体Ａの貫通孔および所定の部位にメタライズ配線導体２５形成用の導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布し、また凹部２４の内面にメタライズ層を被着する場合、凹部２４を形成するためのグリーンシートの積層体Ｂの貫通穴内面にメタライズ層形成用の導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布する。
【０００７】
次に、積層体Ａと積層体Ｂとを重ねて接着して基体２１を形成するための積層体とし、これを所定寸法に切断して成形体となし、高温（１６００℃程度）で焼成して焼結体となす。その後、メタライズ配線導体２５およびメタライズ層の露出表面にニッケル，金，パラジウム，白金等の金属から成るめっき金属層を無電解めっき法や電解めっき法により被着させることによって、パッケージが製作される。
【０００８】
このようなパッケージは、その製造工程において、パッケージ１個当たりの形状が非常に小型で取り扱いが困難であることから、取り扱いを容易とするために、また多数の小型のパッケージを同時に効率よく製造するために、グリーンシート上に複数のパッケージが縦横に配列するように貫通孔を形成して導体ペーストを印刷し、これらのグリーンシートを積層した積層体に分割溝を形成し、これを焼結体とする、いわゆる多数個取り用の基板を作製した後、分割溝にそって分割して個々のパッケージを得るという方法で作製されることが多い。
【０００９】
そして、近年、プリント配線基板等の基体２１に発光素子２３を搭載したときの実装の高さを小さくするために、パッケージの厚みを小さくすることが要求されており、例えば発光装置を携帯電話のバックライト等として用いる場合、携帯電話の小型化のために発光装置の側面をプリント配線基板の主面に平行とし、その側面をプリント配線基板の主面に接合して実装する場合がある。この場合、発光装置の実装高さを小さくするには、パッケージの上記側面に直交する方向の幅を小さくする必要があり、従って基体２１の凹部２４と外側面との間の側壁の厚みを薄くする必要がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２３２０１７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のパッケージにおいては、小型化のために基体２１の凹部２４と外側面との間の側壁の厚みを薄くすると、基体２１の製造工程でグリーンシートに打ち抜き加工等を施して凹部２４となる貫通穴を形成する際や、グリーンシートの積層体に金型やカッター刃を押し当てる等の方法で分割溝を形成する際に、グリーンシートの凹部２４となる貫通穴に変形が発生しやすい。このため、上記積層体を焼成して得られるパッケージの凹部２４の側壁が変形し、パッケージの側面の形状が変形するという問題点を有していた。
【００１２】
また、凹部２４の側壁が変形していると、パッケージの外形寸法が大きくなり、実装高さを小さくできなかったり、また発光素子２３が収容される凹部２４の内部空間が狭くなり、発光素子２３を収容して搭載することができないという問題点を有していた。
【００１３】
さらに、凹部２４の側壁が変形していると、凹部２４に収容された発光素子２３が発光する光を凹部２４内で反射させて発光効率を良好なものとするために凹部２４の内面にＮｉめっき層やＡｕめっき層を表面に有するメタライズ層（反射層）を被着させた場合、反射層で反射した光が外部に均一にかつ良好に放射されず、発光装置の発光効率が劣化するという問題点も有していた。
【００１４】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、小型で形状の変形がないとともに、発光素子の光を凹部の内面の反射層で均一かつ良好に反射させて外部に効率良く放射させることにより発光効率がきわめて高い発光装置を作製できるパッケージを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に凹部が形成された直方体の絶縁基体の前記凹部の底面に発光素子の搭載部が設けられた基体と、該基体の前記搭載部から外表面にかけて形成された配線導体とを具備した発光素子収納用パッケージにおいて、前記絶縁基体は、上面の中央部に一対の対向する二側面間にわたって溝が形成された絶縁基体本体部の前記二側面の全面に、前記溝の両端を塞ぐようにして前記絶縁基体本体部と同じ高さのセラミック板がそれぞれ接合されていることによって、前記凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の発光素子収納用パッケージは、基体を成す絶縁基体は、上面の中央部に一対の対向する二側面間にわたって溝が形成された絶縁基体本体部の二側面の全面に、溝の両端を塞ぐようにして絶縁基体本体部と同じ高さのセラミック板がそれぞれ接合されていることによって、凹部が形成されていることから、従来のように絶縁基体の製作工程で凹部を形成するために薄いグリーンシートに貫通穴を形成して枠状のものを作製する必要がなくなり、絶縁基体本体部にセラミック板を接合することによって凹部を構成することができる。その結果、基体の凹部の側壁に変形が発生するのを防ぐことができるとともに、薄いセラミック板を用いることにより容易に凹部の側壁を薄くすることができる。従って、発光素子収納用パッケージのセラミック板の主面に直交する方向の幅を小さくすることができる。
【００１７】
また、凹部の内面に反射層を形成した場合には反射層が平坦となるため、発光素子の光を均一かつ効率良くパッケージ外部へ放射させるとともにパッケージ外部で良好に収束させることができる。
【００１８】
本発明の発光素子収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記絶縁基体本体部と前記セラミック板とは、それらの接合面にそれぞれ被着されたメタライズ層が厚さ３０乃至１２０μｍのロウ材層を介して接合されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の発光素子収納用パッケージは、絶縁基体本体部とセラミック板とは、それらの接合面にそれぞれ被着されたメタライズ層がロウ材を介して接合されていることから、絶縁基体本体部とセラミック板とを個別に作製することで、焼結一体化して作製する際の積層工程時の圧力や焼成工程時の収縮による変形への影響を低減することができるとともに、厚さ３０乃至１２０μｍのロウ材層を介して接合されていることから、薄いセラミック板を薄いロウ材層により接合することができるため、セラミック板とロウ材層との熱膨張係数差に起因する応力が小さくなり、セラミック板にクラック等が発生するのを防いで絶縁基体本体部とセラミック板とを接合強度を保持して接合することができる。
【００２０】
また本発明の発光素子収納用パッケージは、上記本発明の発光素子収納用パッケージにおいて、前記セラミック板に代えて金属板が前記絶縁基体本体部の前記二側面の全面にそれぞれ接合されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の発光素子収納用パッケージは、セラミック板に代えて金属板が絶縁基体本体部の二側面の全面にそれぞれ接合されていることから、絶縁基体の製作工程で凹部を形成するために薄いグリーンシートに貫通穴を形成して枠状のものを作製する必要がなくなり、絶縁基体本体部に金属板を接合することによって凹部を構成することができるとともに、絶縁基体本体部と金属板とを個別に作製できるので、グリーンシートを用いた場合に発生する積層工程での圧力や焼成工程での層間収縮ばらつき等の影響による変形をなくすことができる。その結果、基体の凹部の側壁に変形が発生するのを防ぐことができるとともに、薄くても剛性および靭性の高い金属板を用いることにより凹部の側壁を大幅に薄くすることができる。従って、発光素子収納用パッケージの金属板の主面に直交する方向の幅をより小さくすることができる。
【００２２】
また、凹部の内面に反射層を形成した場合には反射層が平坦となるため、発光素子の光を均一かつ効率良く外部へ放射させるとともに良好に収束させることができる。
【００２３】
本発明の発光装置は、上記本発明の発光素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されるとともに前記配線導体に電気的に接続された発光素子と、該発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことを特徴とする。
【００２４】
本発明の発光装置は、上記の構成により、変形をなくして薄型化できるとともに、絶縁基体本体部とセラミック板または金属板との接合の信頼性の高いものとなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子収納用パッケージについて以下に詳細に説明する。図１は、本発明のパッケージの実施の形態の一例を示す正面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線における断面図、図３は図１のＹ−Ｙ線における断面図であり、これらの図において、１は基体、２は発光素子３の搭載部、３は発光素子、４は発光素子３を収容するための凹部である。
【００２６】
本発明のパッケージは、上面に凹部４が形成された直方体の絶縁基体１０の凹部４の底面に発光素子３の搭載部２が設けられた基体１と、基体１の搭載部２から外表面にかけて形成された配線導体５ａ，５ｂとを具備し、絶縁基体１０は、上面の中央部に一対の対向する二側面間にわたって溝１０ｄが形成された絶縁基体本体部１０ｂの二側面の全面に、溝１０ｄの両端を塞ぐようにして絶縁基体本体部１０ｂと同じ高さのセラミック板１０ａ，１０ｃがそれぞれ接合されていることによって、凹部４が形成されている。
【００２７】
本発明の基体１を成す絶縁基体１０は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミック質焼結体等のセラミックスから成る直方体であり、発光素子３を支持するための支持体である。この絶縁基体１０を用いた基体１は、絶縁基体１０の上面に形成された凹部４の底面に導体層から成る発光素子３の搭載部２が設けられて構成されている。
【００２８】
また基体１は、搭載部２から基体１の下面や外側面にかけて導出されたメタライズ層から成る配線導体５ａ、搭載部２の周辺から基体１の下面や外側面にかけて導出された配線導体５ｂが被着形成されている。配線導体５ａ，５ｂは、タングステン，モリブデン，銅，銀等の金属粉末を含む導体ペーストを塗布焼成して成るメタライズ層から成り、パッケージ内部に収容する発光素子３を外部電気回路に電気的に接続するための導電路として機能する。そして、配線導体５ａの一端が電気的に接続された搭載部２には、発光ダイオード等の発光素子３が金−シリコン合金や銀−エポキシ樹脂等の導電性接着剤や半田により載置固定され、配線導体５ｂの一端が電気的に接続された搭載部２周辺の電極等には、発光素子３の電極がボンディングワイヤ６を介して電気的に接続される。
【００２９】
なお、導体層から成る搭載部２は、配線導体５ａ，５ｂと同様にして形成される。また、配線導体５ａ，５ｂの露出する表面には、ＮｉやＡｕ等の耐蝕性に優れる金属を１〜２０μｍ程度の厚みで被着させておくのがよく、配線導体５ａ，５ｂが酸化腐蝕するのを有効に防止することができるとともに、配線導体５ａと発光素子３との接続および配線導体５ｂとボンディングワイヤ６との接続を強固なものとすることができる。したがって、配線導体５ａ，５ｂの露出する表面には、厚さ１〜１０μｍ程度のＮｉめっき層と厚さ０．１〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されている。
【００３０】
本発明において、絶縁基体１０は、上面の中央部に一対の対向する二側面間にわたって溝１０ｄが形成された絶縁基体本体部１０ｂの二側面の全面に、溝１０ｄの両端を塞ぐようにして絶縁基体本体部１０ｂと同じ高さのセラミック板１０ａ，１０ｃがそれぞれ接合されていることによって、凹部４が形成されている。例えば絶縁基体１０は、図２に示すように、絶縁基体本体部１０ｂを成すセラミック層１ｂと、セラミック板１０ａ，１０ｃを成すセラミック層１ａ，１ｃとから成り、これらが搭載部２が形成された面（絶縁基体本体部１０ｂの上面）の面方向に平行な方向、即ち絶縁基体１０の幅方向に積層されている。
【００３１】
そして、図４に示すように、これらのセラミック層１ａ，１ｂ，１ｃを形成するためのグリーンシート１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、例えば絶縁基体１０が酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）から成る場合、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化カルシウム，酸化マグネシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤，可塑剤，分散剤等を添加混合して泥漿状となし、これを公知のドクターブレード法等のシート成形技術によって所定厚みのシート状とすることにより製作される。
【００３２】
次に、グリーンシート１１ｂに凹部４を形成するための溝１０ｄとなる貫通孔１２を金型等で打ち抜いて形成し、グリーンシート１１ｃに配線導体５ａ，５ｂを基体１の搭載部２から下面に導出させるための貫通孔１３を打ち抜き金型を用いて打ち抜いて形成する（図４（ａ））。
【００３３】
次に、グリーンシート１１ｃの上下面および貫通孔１３内に、配線導体５ａ，５ｂを形成するための導体ペーストをスクリーン印刷法で所定パターンに印刷塗布するとともに、グリーンシート１１ｂの貫通穴１２の内面に、搭載部２および配線導体５ｂを形成するための導体ペーストをスクリーン印刷法で印刷塗布する。
【００３４】
次に、グリーンシート１１ａ〜１１ｃを、グリーンシート１１ｂに形成した搭載部２，配線導体５ｂの一端部となる導体ペースト層と、グリーンシート１１ｃに形成した配線導体５ａ，５ｂとなる導体ペースト層とがそれぞれ接続されるようにして接着する。この接着は、グリーンシート１１ａ，１１ｃ表面のグリーンシート１１ｂに接着される部位に、有機バインダーおよび溶剤を含む接着剤を塗布するとともにグリーンシート１１ａ〜１１ｃを積層して、これらを約４０〜６０℃の温度で加熱しながら２〜６ＭＰａ（メガパスカル）の圧力で圧着する方法によって行なわれる（図４（ｂ））。
【００３５】
次に、グリーンシート１１ａ〜１１ｃの積層体に、一列に並んだ複数の貫通孔１２を含む複数の基体１となる短冊状の領域を区切って形成するための分割溝１４を形成した後、さらに分割溝１５に直交する方向の切断線１５に沿って貫通孔１２が露出するように切断することにより（図４（ｃ））、一列に並んだ複数の貫通孔１２を含む短冊状の積層体１６を得る（図４（ｄ））。
【００３６】
最後に、短冊状の積層体１６およびこれに塗布された導体ペースト層を高温（１６００℃程度）で焼成することによって、セラミック層１ａ〜１ｃから成る焼結体を得、この焼結体の導電層の露出表面に電解めっき法や無電解めっき法によりニッケル，金，白金，パラジウム等のめっき金属層を被着し、これを分割溝１４に沿って個々に分割することにより、図１に示したパッケージが完成する。
【００３７】
また、本発明において、図５〜図７に示すように、絶縁基体本体部１０ｂとセラミック板１０ａ，１０ｃとは、それらの接合面にそれぞれ被着されたメタライズ層７ａ，７ｂ，７ｃが厚さ３０乃至１２０μｍのロウ材層７ｄを介して接合されていることがよい。これにより、薄いセラミック板１０ａ，１０ｃを薄いロウ材層７ｄにより接合することができるため、絶縁基体本体部１０ｂとセラミック板とを個別に作製することで、焼結一体化して作製する際の積層工程時の圧力や焼成工程時の収縮による変形への影響を低減することができるとともに、セラミック板１０ａ，１０ｃとロウ材層７ｄとの熱膨張係数差に起因する応力が小さくなり、薄いセラミック板１０ａ，１０ｃにクラック等の破損が生じるのを防ぐとともに、絶縁基体本体部１０ｂとセラミック板１０ａ，１０ｃとを接合強度を保持して接合することができる。
【００３８】
ロウ材層７ｄの厚さが３０μｍ未満では、膨張係数差に起因する応力を緩和するのが困難となり、また接合強度が低下して絶縁基体本体部１０ｂからセラミック板１０ａ，１０ｃが剥がれることがある。１２０μｍを超えると、例えばロウ材層７ｄとしての半田の表面張力により半田が球体状に盛り上がり、その高さのばらつきによりセラミック板１０ａ，１０ｂを互いに平行かつ正確な位置に接合するのが困難になるとともに、半田がメタライズ層７ａ〜７ｃから剥がれ易くなるため接合強度が低下することとなる。
【００３９】
ロウ材層７ｄは、銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）合金，Ｓｎ（錫）−銅（Ｃｕ）合金等から成る。また、銀−エポキシ樹脂等の導電性接着剤を用いてもかまわない。
【００４０】
メタライズ層７ａ〜７ｃは、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属粉末を含む導体ペーストを塗布焼成して成る。
【００４１】
そして、図５〜図７のパッケージは、図８に示すようにして作製される。まず、セラミック層１ａ，１ｂ，１ｃを形成するためのグリーンシート１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、例えば絶縁基体１０が酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）から成る場合、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化カルシウム，酸化マグネシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤，可塑剤，分散剤等を添加混合して泥漿状となし、これを公知のドクターブレード法等のシート成形技術によって所定厚みのシート状とすることにより製作される。
【００４２】
次に、グリーンシート１１ｂに凹部１２を形成するための溝１０ｄとなる貫通孔１６を金型等で打ち抜いて形成し、グリーンシート１１ｃに配線導体５ａ，５ｂを基体１の搭載部２から下面に導出させるための貫通孔１３を打ち抜き金型を用いて打ち抜いて形成する（図８（ａ））。
【００４３】
次に、グリーンシート１１ｃの上下面および貫通孔１３内に、配線導体５ａ，５ｂを形成するための導体ペーストをスクリーン印刷法で所定パターンに印刷塗布するとともに、グリーンシート１１ｂの貫通穴１６の内面に、搭載部２および配線導体５ｂを形成するための導体ペーストをスクリーン印刷法で印刷塗布する。また、同様にグリーンシート１１ａ〜１１ｃにメタライズ層７ａ〜７ｃを形成するための導体ペーストをスクリーン印刷法で所定パターンに印刷塗布する。
【００４４】
次に、グリーンシート１１ａ〜１１ｃおよびこれに塗布された導体ペースト層を高温（１６００℃程度）で焼成することによって、セラミック層１ａ〜１ｃから成るセラミック板１７ａ〜１７ｃを得る（図８（ｂ））。
【００４５】
次に、セラミック板１７ｂのメタライズ層７ｂと、セラミック板１７ａ，１７ｃのメタライズ層７ａ，７ｃとを、ロウ材を介して接合して積層体を作製し（図８（ｃ））、これをスライシング法等により、分割線１８，１９に沿って個々のパッケージに分割し（図８（ｄ））、各導体層の露出表面に電解めっき法や無電解めっき法によりニッケル、金、白金、パラジウム等のめっき金属層を被着することにより、図５〜図７の凹部４を有するパッケージが完成する（図８（ｅ））。
【００４６】
また、他の方法として、セラミック板１７ａ〜１７ｃを得た後、個々の絶縁基体本体部１０ｂとセラミック板１０ａ，１０ｃに分割し、これらをロウ材で接合し、上記と同様にめっき金属層を被着する方法がある。
【００４７】
また本発明の他の発明は、図９に示すように、上記本発明のパッケージにおいて、セラミック板１０ａ，１０ｃに代えて金属板３０ａ，３０ｃが絶縁基体本体部１０ｂの二側面の全面にそれぞれ接合されている構成である。
【００４８】
これにより、絶縁基体本体部１０ｂと金属板３０ａ，３０ｃとを個別に作製して、薄い金属板３０ａ，３０ｃを薄いロウ材層により接合することができるため、セラミック板１０ａ，１０ｃを用いた場合のように焼結一体化して作製する際の積層工程の圧力や焼成工程の収縮による変形をなくすことができるとともに、金属板３０ａ，３０ｃとロウ材層との熱膨張係数差に起因する応力が小さくなり、薄い金属板３０ａ，３０ｃに変形が生じるのを防ぐことができる。従って、絶縁基体本体部１０ｂと薄い金属板３０ａ，３０ｃとを、パッケージの変形を抑えながら接合強度を保持して接合することができる。また、金属板３０ａ，３０ｃは、セラミック板１０ａ，１０ｃに比較して剛性および靭性が高いため、より薄いものとすることができる。
【００４９】
本発明の金属板３０ａ，３０ｃは、アルミナセラミックス（熱膨張係数：７．０×１０−６〜８．０×１０−６／℃程度）等のセラミックスに熱膨張係数が近似したＦｅ−Ｎｉ合金（熱膨張係数：７．５×１０−６〜８．５×１０−６／℃程度），Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（熱膨張係数：５．７×１０−６〜６．２×１０−６／℃程度）、またはＣｕ−Ｗ合金（熱膨張係数：６．０×１０−６／℃程度）、Ｍｏ（熱膨張係数：５．７×１０℃程度）等から成る。
【００５０】
また、金属板３０ａ，３０ｃの厚さは０．０２〜０．５ｍｍがよく、０．０２ｍｍ未満では、発光素子３が発生する熱により歪みや変形が起きやすくなり、０．５ｍｍを超えると、パッケージが大型化することとなる。
【００５１】
金属板３０ａ，３０ｃはロウ材層７ｄにより接合されるが、導電性のロウ材を用いる場合、凹部４の底面の搭載部２と配線導体５ｂとが金属板３０ａ，３０ｃを介して短絡しないようにする必要がある。
【００５２】
そして、図９に示すように、セラミック層１ｂを形成するためのグリーンシート１１ｂは、例えば絶縁基体本体部１０ｂが酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化カルシウム，酸化マグネシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤，可塑剤，分散剤等を添加混合して泥漿状となし、これを公知のドクターブレード法等のシート成形技術によって所定厚みのシート状とすることにより製作される。
【００５３】
次に、グリーンシート１１ｂに凹部４を形成するための溝１０ｄとなる貫通孔１２および、配線導体５ａ，５ｂを形成するための貫通孔１３を金型等で打ち抜いて形成する（図４（ａ））。
【００５４】
次に、グリーンシート１１ｂの上下面および貫通孔１３内に、配線導体５ａ，５ｂを形成するための導体ペーストをスクリーン印刷法で所定パターンに印刷塗布するとともに、グリーンシート１１ｂの貫通穴１２の内面に、搭載部２および配線導体５ｂを形成するための導体ペーストをスクリーン印刷法で印刷塗布する。
【００５５】
次に、グリーンシート１１ｂに、一列に並んだ複数の貫通孔１２を含む複数の基体１となる短冊状の領域を区切って形成するための分割溝３４を形成した後、さらに分割溝３４に直交する方向の切断線３５に沿って貫通孔１２内面および貫通孔１３に形成された配線導体５ａ，５ｂとが露出するように切断することにより（図４（ｂ））、一列に並んだ複数の貫通孔１２を含む短冊状のグリーンシート３６を得る（図４（ｃ））。
【００５６】
最後に、短冊状のグリーンシート３６およびこれに塗布された導体ペースト層を高温（１６００℃程度）で焼成することによって、セラミック層１ｂの焼結体を得、この焼結体を分割溝３４に沿って個々に分割（図４（ｄ））した後、金属板３０ａ，３０ｃをロウ材を介して接合して基体１を形成し、基体１の導電層の露出表面や金属板３０ａ，３０ｃの表面に電解めっき法や無電解めっき法によりニッケル，金，白金，パラジウム等のめっき金属層を被着することにより、パッケージが完成する（図４（ｅ））。
【００５７】
また、他の方法として、分割していないセラミックグリーンシート１１ｂや短冊状のグリーンシート３６の焼結体を得た後、これに金属板３０ａ，３０ｃとなる金属板（金属母基板）をロウ材を介して接合した後、これをスライシング法等により個々のパッケージに分割し、上記と同様にめっき金属層を被着する方法等がある。
【００５８】
かくして、本発明は、絶縁基体１０の製作工程で凹部４を形成するために薄いグリーンシートに貫通穴を形成して枠状のものを作製する必要がなくなり、絶縁基体本体部１０ｂにセラミック板１０ａ，１０ｃを接合することによって凹部４を構成することができる。その結果、基体１の凹部４の側壁に変形が発生するのを防ぐことができるとともに、薄いセラミック板１０ａ，１０ｃを用いることにより容易に凹部４の側壁を薄くすることができる。従って、パッケージのセラミック板１０ａ，１０ｃの主面に直交する方向の幅を小さくすることができる。
【００５９】
また、発光素子３の光を凹部４の内面で反射させて外部に放射させるために、凹部４の内面にニッケルめっき層や金めっき層を表面に有するメタライズ層（反射層）を被着した場合、凹部４の側壁（セラミック板１０ａ，１０ｃ）に変形が発生していないことから、反射層により光を良好に反射させて外部に向かって均一かつ効率良く放射させることができる。
【００６０】
即ち、凹部４のセラミック板１０ａ，１０ｃから成る一対の側壁以外のもう一対の側壁は、図４に示すように、セラミック層１ａ，１ｃとなるグリーンシート１１ａ，１１ｃよりも厚いセラミック層１ｂとなるグリーンシート１１ｂに貫通穴１２を穿ち絶縁基体１０上面に溝１０ｄを形成することによって、構成される。従って、厚いグリーンシート１１ｂの貫通穴１２の部位に変形が生ずることはほとんどなく、その結果、凹部４のもう一対の側壁にも変形が発生しないこととなる。
【００６１】
このように、セラミック層１ａ，１ｃよりも厚いセラミック層１ｂの厚さは１〜１０ｍｍが好ましく、１ｍｍ未満では、凹部４に発光素子３を搭載するのが難しくなり、１０ｍｍを超えると、パッケージが大型化することとなる。
【００６２】
また、セラミック層１ａ，１ｃの厚さは０．０５〜０．５ｍｍが好ましく、０．０５ｍｍ未満では、セラミック板１０ａ，１０ｃの強度が弱くなるとともに、光を反射させて外部に放射させるために凹部４の内面にメタライズ層を形成すると焼成時に変形が発生してしまい、効率よく光を良好に反射させて外部に向かって均一かつ効率良く放射させることが困難になる。０．５ｍｍを超えると、パッケージが大型化することとなる。
【００６３】
なお、図１０は本発明のパッケージであってセラミック板１０ａ，１０ｃを有するタイプの斜視図、図１１は本発明のパッケージであって金属板３０ａ，３０ｃを有するタイプの斜視図である。
【００６４】
また、本発明の発光装置は、上記本発明の発光素子収納用パッケージと、搭載部２に搭載された発光素子３と、発光素子３を覆う透明樹脂とを具備したものである。発光素子３を覆う透明樹脂は、発光素子３の露出表面のみを覆うように設けられていてもよいし、凹部４の内側に発光素子３を覆って充填されていてもよい。さらに、基体１の上面にガラス，サファイア，石英，透光性樹脂から成る透光性蓋体を接着してもよい。また、本発明の発光装置は、発光ダイオード等の発光素子３を収納した小型のものであることから、個々に蓋をするよりも透明樹脂で発光素子３を覆った方が封止の作業性が良く、また内部のボンディングワイヤ６等の位置固定や各導体層の腐蝕防止等の点で有利なものである。
【００６５】
【実施例】
本発明の発光素子収納用パッケージの実施例を以下に説明する。
【００６６】
表面に２ｍｍ角のＷからなる接合用のメタライズ層が形成された、１０ｍｍ角で厚みが５ｍｍのセラミック基板（絶縁基体本体部１０ｂに相当）と、表面に２ｍｍ角のＷからなる接合用のメタライズ層が形成された、４ｍｍ角で厚み０．３ｍｍのセラミック板とを準備し、それぞれのメタライズ層を１４種類の厚み（下記表１参照）のＡｇ−Ｃｕ合金のロウ材で接合して、評価用試料を作製した（試料Ｎｏ．１〜１４）。
【００６７】
これらの試料について、セラミック板の側面よりロウ材による接合面に垂直な方向に、２．５ｋｇ（２４．５Ｎ）の力を３０秒間セラミック基板から引き剥がすように加える引き剥がし試験を行い、セラミック板のクラックや割れの発生の有無、およびセラミック板とセラミック基板との剥がれの発生の有無について評価を行った。
【００６８】
【表１】
2004221520.tif 000003
【００６９】
表１より、ロウ材の厚みが３０乃至１２０μｍの試料Ｎｏ．３〜１２では、セラミック板のクラックや割れ、およびセラミック板とセラミック基板との剥がれは発生しなかった（表中に○で示す）。
【００７０】
ロウ材の厚みが３０μｍ未満の試料Ｎｏ．１〜２では、セラミック板がセラミック基板より剥がれてしまった（表中に×で示す）。
【００７１】
ロウ材の厚みが１２０μｍを超える試料Ｎｏ．１３〜１４では、セラミック板がセラミック基板より剥がれてしまった（表中に×で示す）。
【００７２】
以上より、ロウ材の厚みを３０乃至１２０μｍとするのが良いことが判った。これにより、発光素子収納用パッケージを小型で形状の変形をなくすることができるとともに、薄いセラミック板１０ａ，１０ｃをクラック等の発生を防いで絶縁基体本体部１０ｂにロウ付けすることができる。
【００７３】
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、図１３のパッケージの正面図、図１３のパッケージのＸ−Ｘ線における断面図である図１４、および図１３のパッケージのＹ−Ｙ線における断面図である図１５に示すように、搭載部２を導体層として形成せずに、凹部４の底面を発光素子３を直接搭載する搭載領域とし、その周囲に発光素子３の電極と電気的に接続される配線導体５ａ，５ｂを形成してもよい。この場合、発光素子３が搭載部２に直接搭載されるとともに、発光素子３の電極と配線導体５ａ，５ｂとがボンディングワイヤ６ａ，６ｂ等を介して電気的に接続されることとなる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、基体を成す絶縁基体は、上面の中央部に一対の対向する二側面間にわたって溝が形成された絶縁基体本体部の二側面の全面に、溝の両端を塞ぐようにして絶縁基体本体部と同じ高さのセラミック板がそれぞれ接合されていることによって、凹部が形成されていることにより、従来のように絶縁基体の製作工程で凹部を形成するために薄いグリーンシートに貫通穴を形成して枠状のものを作製する必要がなくなり、絶縁基体本体部にセラミック板を接合することによって凹部を構成することができる。その結果、基体の凹部の側壁に変形が発生するのを防ぐことができるとともに、薄いセラミック板を用いることにより容易に凹部の側壁を薄くすることができる。従って、発光素子収納用パッケージのセラミック板の主面に直交する方向の幅を小さくすることができる。
【００７５】
また、凹部の内面に反射層を形成した場合には反射層が平坦となるため、発光素子の光を均一かつ効率良くパッケージ外部へ放射させるとともにパッケージ外部で良好に収束させることができる。
【００７６】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは、絶縁基体本体部とセラミック板とは、それらの接合面にそれぞれ被着されたメタライズ層が厚さ３０乃至１２０μｍのロウ材層を介して接合されていることにより、絶縁基体本体部とセラミック板とを個別に作製することで、焼結一体化して作製する際の積層工程時の圧力や焼成工程時の収縮による変形への影響を低減することができるとともに、厚さ３０乃至１２０μｍのロウ材層を介して接合されていることから、薄いセラミック板を薄いロウ材層により接合することができるため、セラミック板とロウ材層との熱膨張係数差に起因する応力が小さくなり、セラミック板にクラック等が発生するのを防いで絶縁基体本体部とセラミック板とを接合強度を保持して接合することができる。
【００７７】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくはセラミック板に代えて金属板が絶縁基体本体部の二側面の全面にそれぞれ接合されていることから、絶縁基体の製作工程で凹部を形成するために薄いグリーンシートに貫通穴を形成して枠状のものを作製する必要がなくなり、絶縁基体本体部に金属板を接合することによって凹部を構成することができるとともに、絶縁基体本体部と金属板とを個別に作製できるので、グリーンシートを用いた場合に発生する積層工程での圧力や焼成工程での層間収縮ばらつき等の影響による変形をなくすことができる。その結果、基体の凹部の側壁に変形が発生するのを防ぐことができるとともに、薄くても剛性および靭性の高い金属板を用いることにより凹部の側壁を大幅に薄くすることができる。従って、発光素子収納用パッケージの金属板の主面に直交する方向の幅をより小さくすることができる。
【００７８】
本発明の発光装置は、上記本発明の発光素子収納用パッケージと、搭載部に搭載されるとともに配線導体に電気的に接続された発光素子と、発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことにより、変形をなくして薄型化できるとともに、絶縁基体本体部とセラミック板または金属板との接合の信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の一例を示す正面図である。
【図２】図１の発光素子収納用パッケージのＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】図１の発光素子収納用パッケージのＹ−Ｙ線における断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は図１の発光素子収納用パッケージの各製造工程を示すセラミックグリーンシートの斜視図である。
【図５】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の他の例を示す正面図である。
【図６】図５の発光素子収納用パッケージのＸ−Ｘ線における断面図である。
【図７】図５の発光素子収納用パッケージのＹ−Ｙ線における断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は図５の発光素子収納用パッケージの各製造工程を示すセラミックグリーンシートの斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は本発明の他の発明による発光素子収納用パッケージの各製造工程を示すセラミックグリーンシートの斜視図である。
【図１０】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の他の例を示す斜視図である。
【図１２】従来の発光素子収納用パッケージの断面図である。
【図１３】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の一例を示す正面図である。
【図１４】図１３の発光素子収納用パッケージのＸ−Ｘ線における断面図である。
【図１５】図１３の発光素子収納用パッケージのＹ−Ｙ線における断面図である。
【符号の説明】
１：基体
２：搭載部
３：発光素子
４：凹部
５ａ，５ｂ：配線導体
７ａ〜７ｃ：メタライズ層
７ｄ：ロウ材層
１０：絶縁基体
１０ａ，１０ｃ：セラミック板
１０ｂ：絶縁基体本体部
１０ｄ：溝
３０ａ，３０ｂ：金属板
【図１】
2004221520.tif 000004
【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】
2004221520.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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