(57)【要約】【課題】外部電気回路基板に強固に接合することができる小型の発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供すること。【解決手段】発光素子収納用パッケージは、複数の絶縁層を積層して成り、上面に発光素子３を収容し搭載する凹部４を有する略直方体状の絶縁基体１に、凹部の底面４から絶縁基体１の下面にかけて発光素子３の電極が電気的に接続される配線層５ａ，５ｂが形成されているものであって、絶縁基体１の下面の対角の角部に絶縁基体１の下面と側面との間を平面視でＬ字形状に切り欠くように形成された段差部８が設けられており、段差部８の側面に配線層５ａ，５ｂが電気的に接続された側面導体９ａ，９ｂが形成されている。【選択図】  図１
2004207542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層を積層して成り、上面に発光素子を収容し搭載する凹部を有する略直方体状の絶縁基体に、前記凹部の底面から前記絶縁基体の下面にかけて前記発光素子の電極が電気的に接続される配線層が形成されている発光素子収納用パッケージであって、前記絶縁基体の下面の対角の角部に前記絶縁基体の下面と側面との間を平面視でＬ字形状に切り欠くように形成された段差部が設けられており、該段差部の側面に前記配線層が電気的に接続された側面導体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】
請求項１記載の発光素子収納用パッケージと、前記凹部に収容され搭載された発光素子と、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用いた表示装置等に用いられる、発光素子を収納するための発光素子収納用パッケージおよび発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード等の発光素子を収納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Ｄ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８，図９に示す（例えば、下記の特許文献１参照）。これらの図に示すように、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が形成されている略直方体の絶縁基体の凹部24の底面の発光素子23が搭載される部位に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の下面に形成され、搭載部22に一方が電気的に接続された一対の配線層25とから主に構成されている。
【０００３】
そして、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の電極と一対の配線層25の他方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内に透明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】
また、凹部24の内面で発光素子23の光を反射させてパッケージの上方に光を放射させるために、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からなる金属層27を被着させていることもある。
【０００５】
しかしながら、上記従来のパッケージにおいては、近年のパッケージの小型化に伴い、配線層25と外部電気回路基板の配線導体との接合面積が小さくなり、接合強度が低下するという問題点を有していた。
【０００６】
そこで、図10，図11に示すように、絶縁基体11の下面の角部に、平面視で円弧状に切り欠くように形成された段差部18を設け、段差部18の側面に配線層15が電気的に接続された側面導体19を形成することで、配線層15と外部電気回路基板との接合面積を大きくし、接合強度を高めるという構成等が知られている。
【０００７】
なお、図10において、12は搭載部、13は発光素子、14は凹部、16はボンディングワイヤ、17は金属層を示している。
【０００８】
【特許文献１】
特開2002−232017号公報
【０００９】
【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、段差部18は、平面視で円弧状に切り欠くように形成されていることから、段差部18の幅（奥行き）を規定する径を大きくすると、絶縁基体11下面の配線層15の領域が狭くなり、外部電気回路基板に平坦に接合しにくくなるとともに、絶縁基体11の機械的強度が弱くなってしまうという問題点を有していた。
【００１０】
また、段差部18の幅を規定する径を小さくすると、外部電気回路基板の配線導体との接合強度が低下してしまうという問題点を有していた。また、上記問題点を解消するために、段差部18の幅を規定する径を大きくするとともに絶縁基体11下面の配線層15の領域を大きくすると、パッケージが大型化するという問題点を有していた。
【００１１】
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、外部電気回路基板に強固に接合することができる小型の発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供することにある。
【００１２】
【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、複数の絶縁層を積層して成り、上面に発光素子を収容し搭載する凹部を有する略直方体状の絶縁基体に、前記凹部の底面から前記絶縁基体の下面にかけて前記発光素子の電極が電気的に接続される配線層が形成されている発光素子収納用パッケージであって、前記絶縁基体の下面の対角の角部に前記絶縁基体の下面と側面との間を平面視でＬ字形状に切り欠くように形成された段差部が設けられており、該段差部の側面に前記配線層が電気的に接続された側面導体が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光素子収納用パッケージによれば、絶縁基体の下面の対角の角部に絶縁基体の下面と側面との間を平面視でＬ字形状に切り欠くように形成された段差部が設けられており、段差部の側面に配線層が電気的に接続された側面導体が形成されていることから、段差部の幅（奥行き）を大きくすることなく、外部電気回路基板との接合面積を大きくすることができるので、発光素子収納用パッケージを大きくすることなく、Ｌ字形状に切り欠くように形成された段差部の側面導体と外部電気回路基板の配線導体との間に良好なメニスカスを形成することができ、外部電気回路基板に強固に取着できる小型な発光素子収納用パッケージとすることができる。
【００１４】
本発明の発光装置は、本発明の発光素子収納用パッケージと、前記凹部に収容され搭載された発光素子と、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。
【００１５】
本発明の発光装置は、上記の構成により、外部電気回路基板に強固に取着できる信頼性の高い小型のものとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子収納用パッケージを以下に詳細に説明する。図１は、本発明のパッケージについて実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は、図１のパッケージの下面図である。図１，図２において、１は絶縁基体、２は発光素子３が搭載される導体層から成る搭載部、４は発光素子３を収容する凹部である。
【００１７】
本発明のパッケージは、複数の絶縁層を積層して成り、上面に発光素子３を収容し搭載する凹部４を有する略直方体状の絶縁基体１に、凹部４の底面から絶縁基体１の下面にかけて発光素子３の電極が電気的に接続される配線層５ａ，５ｂが形成されているものであって、絶縁基体１の下面の対角の角部に絶縁基体１の下面と側面との間を平面視でＬ字形状に切り欠くように形成された段差部８が設けられており、段差部８の側面に配線層５ａ，５ｂが電気的に接続された側面導体９ａ，９ｂが形成されている。
【００１８】
本発明の絶縁基体１はセラミックスや樹脂から成り、セラミックスからなる場合、例えば酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス質焼結体等のセラミックスから成る絶縁層を複数層積層してなる略直方体の箱状であり、この上面の中央部に発光素子３を収容するための凹部４が形成されている。
【００１９】
絶縁基体１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，酸化マグネシウム，酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤等を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形してセラミックグリーンシート（セラミック生シートで、以下、グリーンシートともいう）を得、しかる後、グリーンシートに凹部４用の貫通孔を打ち抜き加工で形成し、発光素子３を搭載するためのグリーンシートと凹部４用のグリーンシートとを複数枚積層し、高温（約1600℃）で焼成し一体化することで形成される。
【００２０】
また、凹部４の底面には発光素子３を搭載するための導体層から成る搭載部２が形成されており、搭載部２はタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属粉末のメタライズ層から成っている。
【００２１】
また、絶縁基体１は、搭載部２およびその周辺から絶縁基体１の下面に形成された配線層５ａ，５ｂが被着形成されている。配線層５ａ，５ｂは、ＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ層から成り、凹部４に収容する発光素子３を外部に電気的に接続するための導電路である。そして、搭載部２には発光ダイオード（ＬＥＤ），半導体レーザ（ＬＤ）等の発光素子３が金（Ａｕ）−シリコン（Ｓｉ）合金やＡｇ−エポキシ樹脂等の導電性接合材により固着されるとともに、配線層５ｂ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ている。そして、絶縁基体１下面の配線層５ａ，５ｂが外部電気回路基板の配線導体に接続されることで発光素子３の各電極と電気的に接続され、発光素子３へ電力や駆動信号が供給される。また、発光素子３は搭載部２および配線層５ｂにフリップチップ実装により接続されても構わない。
【００２２】
配線層５ａ，５ｂは、例えばＷやＭｏ等の金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加し混合して得た金属ペーストを絶縁基体１となるグリーンシートに予めスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、絶縁基体１の所定位置に被着形成される。
【００２３】
なお、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２の露出する表面に、ニッケル（Ｎｉ），金（Ａｕ），Ａｇ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、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２が酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、搭載部２と発光素子３との固着および配線層５ｂとボンディングワイヤ６との接合、配線層５ａ，５ｂと外部電気回路基板の配線層との接合を強固にすることができる。従って、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２の露出表面には、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕめっき層またはＡｇめっき層とが、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ことがより好ましい。
【００２４】
また、凹部４の内面にはメタライズ金属層および発光素子３が発光する光に対する反射率が80％以上である金属めっき層を被着した金属層７が形成されていることが好ましい。この金属層７は、例えば、ＷやＭｏ等からなるメタライズ金属層上にＮｉ，Ａｕ，Ａｇ等の金属めっき層を被着させてなり、これにより発光素子３が発光する光に対する反射率を80％以上とすることができる。発光素子３が発光する光に対する反射率が80％未満であると、凹部４に収容された発光素子３が発光する光を良好に反射することが困難となる。
【００２５】
また、凹部４の内面は、傾斜面となっているとともに凹部４の底面から絶縁基体１の上面に向けて35〜70°の角度で外側に広がっていることが好ましい。角度θが70°を超えると、凹部４内に収容する発光素子３が発光する光を外部に対して良好に反射することが困難となる傾向にある。一方、角度θが35°未満であると、凹部４の内面をそのような角度で安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にあるとともに、パッケージが大型化してしまう。
【００２６】
また、凹部４の内面の金属層７の表面の算術平均粗さＲａは１〜３μｍが好ましい。１μｍ未満であると、凹部４内に収容される発光素子３が発光する光を均一に反射させることが難しくなり、反射する光の強さに偏りが発生し易くなる。３μｍを超えると、凹部４内に収容される発光素子３が発光する光が散乱し、反射光を高い反射率で外部に均一に放射することが困難になる。
【００２７】
また、凹部４は、その断面形状が円形状であることが好ましい。この場合、凹部４に収容される発光素子３が発光する光を、凹部４の内面の金属層７表面の金属めっき層でパッケージの上方に満遍なく反射させて外部に極めて均一に放射することができるという利点がある。
【００２８】
そして、本発明においては、絶縁基体１の下面の対角の角部に絶縁基体１の上面と側面との間を平面視でＬ字形状に切り欠くように形成されて段差部８が形成されており、段差部８の側面に配線層が電気的に接続された側面導体９ａ，９ｂが形成されている。これにより、段差部８を円弧状に形成したときよりも、段差部８の幅（奥行き）を大きくすることなく、側面導体９ａ，９ｂの領域を広くし、外部電気回路基板の配線導体との接合面積を大きくすることができるので、外部電気回路基板の配線導体と半田により接合する際に、段差部８と外部電気回路基板の配線導体との間で良好な半田のメニスカスを形成でき、外部電気回路基板に強固に接合できる小型のパッケージを作製することができる。
【００２９】
また段差部８は、図３の下面図に示すように、平面視において、異なる対角の角部に、もう一対のＬ字形状の段差部８が形成するとともに、段差部８の側面に側面導体９を形成しても構わない。すなわち四隅に、それぞれ段差部８と、段差部８の側面に側面導体９とが形成されていてもよい。
【００３０】
また段差部８は、図４の下面図に示すように、平面視において、一対の対角の角部から配線層５ａ，５ｂが電気的に接続された隣接する角部にそれぞれ延出して形成されていても良い。
【００３１】
また段差部８は、図５の下面図に示すように、平面視において、一対の対角の角部から配線層５ａ，５ｂが電気的に接続された隣接する角部にそれぞれ延出してコ字形状に切り欠くように形成し、３辺にわたるコ字形状となっていもよい。この場合、対角の角部付近では段差部８はＬ字形状となっている。
【００３２】
また段差部８は、図６の下面図に示すように、Ｌ字形状に切り欠かれた段差部８が、絶縁基体１の下面で側面導体９ａ，９ｂを有していない連結用の段差部８によって連結された構成とされていても構わない。
【００３３】
これらの構成とすることで、側面導体９ａ，９ｂの面積を広くし、外部電気回路基板の配線導体との接合面積を広くできるので、外部電気回路基板との接合強度を高めることができる。
【００３４】
側面導体９ａ，９ｂは、ＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ層から成り、例えばＷやＭｏ等の金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを段差部８を形成するグリーンシートに予めスクリーン印刷法等により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、段差部８の所定位置に被着形成される。
【００３５】
また、側面導体９ａ，９ｂの露出する表面に、ニッケル（Ｎｉ），金（Ａｕ），Ａｇ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、側面導体９ａ，９ｂが酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、外部電気回路基板との接合を強固なものとすることができる。従って、側面導体９ａ，９ｂの露出表面には、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕめっき層またはＡｇめっき層とが、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ことがより好ましい。
【００３６】
また、側面導体９ａ，９ｂは、図１において、搭載部２に接続された配線層５ａおよび配線層５ｂを凹部４の底面から絶縁基体１の下面にかけて導出した後、配線層５ａ，５ｂを介して電気的に接続されるように形成されているが、図７の断面図に示すように、配線層５ａ，５ｂを凹部４の底面から絶縁基体１の側面にかけて延出させ、側面導体９を介して絶縁基体１の下面にさらに延出させても構わない。
【００３７】
また、段差部８の天井面に側面導体９ａ，９ｂに電気的に接続された補助導体10ａ，10ｂを形成してもよく、このような構成にすることで、外部電気回路基板の配線導体との接合面積をさらに広くすることができ、外部電気回路基板との接合強度をさらに高めることができる。
【００３８】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、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ら差し支えない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、絶縁基体の下面の対角の角部に絶縁基体の下面と側面との間を平面視でＬ字形状に切り欠くように形成された段差部が設けられており、段差部の側面に配線層が電気的に接続された側面導体が形成されていることから、段差部の幅（奥行き）を大きくすることなく、外部電気回路基板との接合面積を大きくすることができるので、発光素子収納用パッケージを大きくすることなく、Ｌ字形状に切り欠くように形成された段差部の側面導体と外部電気回路基板の配線導体との間に良好なメニスカスを形成することができ、外部電気回路基板に強固に取着できる小型な発光素子収納用パッケージとすることができる。
【００４０】
本発明の発光装置は、本発明の発光素子収納用パッケージと、凹部に収容され搭載された発光素子と、発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことにより、外部電気回路基板に強固に取着できる信頼性の高い小型のものとなる。
【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断面図である。
【図２】図１の発光素子収納用パッケージの下面図である。
【図３】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下面図である。
【図４】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下面図である。
【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下面図である。
【図６】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下面図である。
【図７】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断面図である。
【図８】従来の発光素子収納用パッケージの一例の断面図である。
【図９】図８の発光素子収納用パッケージの下面図である。
【図10】従来の発光素子収納用パッケージの他の例の断面図である。
【図11】図10の発光素子収納用パッケージの下面図である。
【符号の説明】
１：基体
２：搭載部
３：発光素子
４：凹部
５ａ，５ｂ：配線層
８：段差部
９ａ，９ｂ：側面導体
【図１】
2004207542.tif 000003
【図２】
2004207542.tif 000004
【図３】
2004207542.tif 000005
【図４】
2004207542.tif 000006
【図５】
2004207542.tif 000007
【図６】
2004207542.tif 000008
【図７】
2004207542.tif 000009
【図８】
2004207542.tif 000010
【図９】
2004207542.tif 000011
【図１０】
2004207542.tif 000012
【図１１】
2004207542.tif 000013