(57)【要約】【課題】  金属反射膜と凹部底面の配線層との間の電気的絶縁性を良好に保ち、発光素子を正常に発光させることが可能な発光素子収納用パッケージを提供すること。【解決手段】  本発明は、発光素子を収容するための凹部を有するセラミック製の絶縁基体と、前記凹部の底面に形成され、前記発光素子の電極が接続される金属粉末メタライズ製の配線層と、前記凹部の内壁面に、前記凹部の底面から離間して被着された金属粉末メタライズ層と、該金属粉末メタライズ層上に形成された金属反射膜と、前記凹部の底面と前記金属反射膜との間に前記凹部内に突出するセラミック製の絶縁層と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を収容するための凹部を有するセラミック製の絶縁基体と、
前記凹部の底面に形成され、前記発光素子の電極が接続される金属粉末メタライズ製の配線層と、
前記凹部の内壁面に、前記凹部の底面から離間して被着された金属粉末メタライズ層と、
該金属粉末メタライズ層上に形成された金属反射膜と、
前記凹部の底面と前記金属反射膜との間に前記凹部内に突出するセラミック製の絶縁層と、を備え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に記載の発光素子収納用パッケージと、該発光素子収納用パッケージの凹部に収容された発光素子と、を備えた発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード等の発光素子を収容するために使用される発光素子収納用パッケージ及び発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード等の発光素子は、その輝度の向上により例えば電光表示板用の光源として多用されるようになってきている。
【０００３】
このような発光素子は、これを収容するための発光素子収納用パッケージ内に収められた状態で使用される。
【０００４】
従来、このような発光素子を収容するため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る絶縁基体の上面に発光素子を収容するための凹部を形成して成る。また、その凹部底面から外部にかけては、発光素子に外部電気回路から供給される電力を供給して所定の輝度の発光をさせる作用を成す配線層が被着形成されており、凹部の底面に発光素子を、導電性接着剤を介して載置固定するとともに発光素子の各電極を配線層に電気的に接続した後、凹部内にエポキシ樹脂等の透明な樹脂を充填し発光素子を気密に封止することによって最終製品としての発光装置となる。
【０００５】
なお、この発光素子収納用パッケージにおいては、絶縁基体の凹部の内壁面に発光素子の発する光を反射させて、発光素子の発光輝度を実質的に増大させる作用をなすための金属反射膜が被着されている。そして、この金属反射膜により発光素子の発する光は明るく輝き、電光表示板として表示される文字や画像を明るく極めて鮮明なものとしている。
【０００６】
この金属反射膜は金や銀、ニッケル等が好適に使用され、例えば絶縁基体の凹部内壁面に予めメタライズ金属層を被着させておき、そのメタライズ金属層に金や銀、ニッケル等をめっきにより被着させることによって絶縁基体の凹部内壁面に被着形成させている。
【０００７】
また、金属反射膜は凹部内壁面の全面に設けるのではなく凹部底面との間に間隔をあけて被着形成されており、それにより、金属反射膜と凹部底面の配線層との電気的短絡を有効に防止している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近時、発光素子が収容される発光素子収納用パッケージは、その小型化、薄型化が急激に進んでいる。
【０００９】
そして、そのような小型化、薄型化した発光素子収納用パッケージにおいては、絶縁基体の凹部内壁面に被着させた金属反射膜による反射効率を高めるために金属反射膜と凹部底面との間の間隔を可能な限り狭いものとする必要がある。
【００１０】
しかしながら、絶縁基体の凹部内壁面に被着させた金属反射膜と凹部底面との間隔を例えば０．３ｍｍ未満の狭いものとすると、金属反射膜と凹部底面の配線層との間に発光素子を凹部底面に固着する導電性接着剤等により電気的な短絡が発生しやすく、そのような短絡が発生すると発光素子に配線層を介して電力を正常に供給することができなくなり、その結果、発光素子を正常に発光させることができなくなってしまうという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、絶縁基体の凹部内壁面に被着形成された金属反射膜と凹部底面との間の間隔を狭いものとして発光素子の発する光を効率良く反射できるとともに、凹部内壁面に被着させた金属反射膜と凹部底面の配線層との間の電気的絶縁性を良好に保ち、発光素子を正常に発光させることが可能な発光素子収納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】
【００１２】
本発明は、発光素子を収容するための凹部を有するセラミック製の絶縁基体と、
前記凹部の底面に形成され、前記発光素子の電極が接続される金属粉末メタライズ製の配線層と、前記凹部の内壁面に、前記凹部の底面から離間して被着された金属粉末メタライズ層と、該金属粉末メタライズ層上に形成された金属反射膜と、前記凹部の底面と前記金属反射膜との間に前記凹部内に突出するセラミック製の絶縁層と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
更に、請求項１に記載の発光素子収納用パッケージと、該発光素子収納用パッケージの凹部に収容された発光素子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、例えば金属反射膜と凹部底面との間隔を０．３ｍｍ未満の狭いものとしても、凹部底面と金属反射膜との間に凹部内に突出するように配設された絶縁層により金属反射膜と凹部底面の配線層との間の電気的絶縁性を極めて良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、図中、１は絶縁基体、２は配線層、３は金属反射膜、４は発光素子である。
【００１７】
絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化珪素質焼結体、ガラス−セラミックス等のセラミック材料から成る絶縁層を複数積層して成る略四角箱状であり、その上面中央部には発光素子４を収容するための凹部１ａが設けられており、この凹部１ａの底面に発光素子４が導電性接着材を介して接着固定される。
【００１８】
このような絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、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、溶剤、可塑剤、分散剤等を添加混合して得たセラミックスラリーを従来周知のドクターブレード法を採用してシート状に成形して複数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、それらのセラミックグリーンシートに発光素子４を収容するための凹部１ａを形成するため等の打ち抜き加工を施すとともにそれらのセラミックグリーンシートを積層し、最後にその積層体を高温（約１５００〜１８００℃）で焼成することによって製作される。
【００１９】
また、絶縁基体1には、その凹部１ａの底面から外部にかけて配線層２が被着形成されており、この配線層２は、外部電気回路から供給される電力を発光素子４に供給するための導電路として機能している。そして、配線層２には、発光素子４の各電極が導電性接着剤を介して電気的に接続される。
【００２０】
なお、このような配線層２はタングステンやモリブデン、マンガン、銅、銀等の金属粉末メタライズから成り、例えばタングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ、溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法を採用して印刷塗布しておくことによって絶縁基体１の凹部１ａ底面から外部にかけて被着形成される。
【００２１】
ところで、発光素子４の電極と配線層２とを接続する導電性接着剤としては、例えばエポキシ樹脂に金属粉末を含有させた導電性樹脂や半田やろう材等が好適に使用される。
【００２２】
また配線層２はその露出する外表面にニッケル、金等の耐蝕性に優れ、且つ良導電性である金属をめっきにより１〜２０μｍの厚みに被着させておくと、配線層２の酸化腐食が有効に防止されるとともに配線層２に発光素子４を導電性接着剤を介して接続する際、その接続強度を極めて強固なものと成すことができる。
【００２３】
従って、配線層４はその露出外表面にニッケル、金等をめっきにより１〜２０μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。
【００２４】
さらに、絶縁基体１には、その凹部１ａの内壁面に金属反射膜３が被着されており、この金属反射膜３は凹部１ａ内に収容された発光素子４の発する光を凹部１ａ内で反射させ、発光素子４の発光輝度を実質的に増大させる作用を為す。
【００２５】
それによって発光素子４を例えば電光表示板用の光源として用いた場合に、発光素子４の発する光は明るく輝き、電光表示板として表示する文字や画像を明るく極めて鮮明なものとなすことができる。
【００２６】
このような、金属反射膜３は金や銀、ニッケル等が好適に使用され、例えば絶縁基体１の凹部１ａの内壁面に予め金属粉末メタライズ層を被着させておき、そのメタライズ層上に金や銀、ニッケル等をめっきにより被着させることによって絶縁基体１の凹部１ａの内壁面に被着形成される。
【００２７】
なお、金属反射膜３は絶縁基体１の凹部１ａの内壁面にめっきにより被着形成した場合、その膜厚が０．２μｍ未満となると金属反射膜３に多数のボイド（穴）が形成されて発光素子４の発する光の反射効率が悪くなる傾向にある。
【００２８】
従って、金属反射膜３をめっきにより形成する場合には、その膜厚を０．２μｍ以上としておくことが好ましい。
【００２９】
そして、本発明の発光素子収納用パッケージにおいては、金属反射膜３を絶縁基体１の凹部１ａの内壁面の全面に設けるのではなく、凹部１ａの底面から例えば０．０１〜０．３ｍｍ程度離間して被着させているとともに、凹部１ａの底面と金属反射膜３との間に凹部１ａ内に突出する絶縁層５を配設させている。
【００３０】
そして、そのことが重要である。
【００３１】
このように、金属反射膜３を凹部１ａの底面から０．０１〜０．３ｍｍ程度離間して被着させているとともに、凹部１ａの底面と金属反射膜３との間に凹部１ａ内に突出する絶縁層５を配設させていることから、発光素子４の発する光を金属反射膜３により効率良く反射させることができるとともに、絶縁層５により金属反射膜３と凹部１ａの底面の配線層２との電気的短絡を有効に防止でき、その結果、配線層２を介して発光素子４に電力を正常に供給して発光素子４を正常に発光させることができる。
【００３２】
なお、絶縁層５はその厚みが０．０１ｍｍ未満であると、金属反射膜３と配線層２との電気的短絡を完全に防止することが困難となる傾向にあり、他方、０．３ｍｍを超えると、凹部１ａ内壁面に金属反射膜３を十分に広い面積で被着させることが困難となり、発光素子４の発する光を金属反射膜３で効率良く反射させることができなくなる傾向にある。
【００３３】
したがって、絶縁層５の厚みは、０．０１〜０．３ｍｍの範囲が好ましい。
【００３４】
さらに、絶縁層５が凹部１ａ内に突出する幅が０．０５ｍｍ未満であると、金属反射膜３と配線層２との電気的短絡を完全に防止することが困難となる傾向にあり、他方、０．２ｍｍを超えると、凹部１ａの底面に十分な広さの配線層２を露出させることができずに、発光素子４と配線層２との電気的な接続が困難となる傾向にある。
【００３５】
したがって、絶縁層５が凹部１ａ内に突出する幅は、０．０５〜０．２ｍｍの範囲が好ましい。
【００３６】
ところで、このような絶縁層５は、絶縁基体１を製作するためのセラミックグリーンシートの一枚として絶縁層５用の薄いセラミックグリーンシートを準備するとともに、その絶縁層５用のセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施し、それを絶縁基体１の凹部１ａ底面を構成する絶縁層用のセラミックグリーンシートの上に積層することにより、あるいは、絶縁基体１を製作するためのセラミックグリーンシートに含有される原料粉末と実質的に同じ原料粉末を含有する絶縁層５用のセラミックペーストを絶縁基体１の凹部１ａ底面を構成する絶縁層用のセラミックグリーンシートの上面に印刷塗布しておくことによって凹部１ａ底面と金属反射膜３との間に凹部１ａ内に突出するようにして形成される。
【００３７】
かくして本発明の発光素子収納用パッケージによれば、絶縁基体１の凹部１ａ底面に発光素子４を、その電極が配線層２に電気的に接続されるようにして導電性接着剤を介して取着固定し、しかる後、凹部１ａ内にエポキシ樹脂等の透明な樹脂を充填し発光素子４を気密に封入することによって最終製品としての発光装置となる。
【００３８】
なお、本発明は上述の実施の形態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り、例えば上述の実施の形態の一例では金属反射膜３はめっきにより被着形成されていたが金や銀、ニッケル等の粉末に有機溶剤や溶媒を添加混合し金属ペーストを得るとともにその金属ペーストを従来周知の厚膜手法により絶縁基体１の凹部１ａの内壁面に印刷塗布し、しかる後、これを高温で焼き付けることよって被着形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・絶縁基体
１ａ・・・凹部
２・・・配線層
３・・・金属反射膜
４・・・発光素子
５・・・凹部１ａ内に突出した絶縁層
【図１】
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