(57)【要約】【課題】発光素子からの光の取り出し効率を経年劣化無く向上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。【解決手段】発光素子が搭載されたセラミック基板と、前記セラミック基板に形成され、前記発光素子チップが電気的に接続される配線パターンとを備えた発光素子収納用パッケージであって、前記配線パターンにおける前記発光素子チップとの接続領域を除き、少なくとも前記配線パターンの上面に、白色無機粒子の焼結体から成る白色薄膜層が形成された発光素子収納用パッケージ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が搭載されたセラミック基板と、
前記セラミック基板に形成され、前記発光素子チップが電気的に接続される配線パターンと
を備えた発光素子収納用パッケージであって、
前記配線パターンにおける前記発光素子チップとの接続領域を除き、少なくとも前記配線パターンの上面に、白色無機粒子の焼結体から成る白色薄膜層が形成された発光素子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記白色薄膜層は、前記白色無機粒子と、バインダー無機粒子との焼結体から成る、請求項１に記載の発光素子収納用パッケージ。
【請求項３】
前記白色薄膜層の膜厚は５〜５０μｍである、請求項１または請求項２に記載の発光素子収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光素子収納用パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤなどの光半導体型発光素子を収納する発光素子収納用パッケージでは、発光素子からの光の取り出し効率を向上させるため、配線パターンが発光素子の光を吸収し難くする技術が求められている。
【０００３】
例えば、配線パターンの表面に反射率の高い銀の薄膜を形成する技術が提案されているが、銀の薄膜は、マイグレーションや酸化腐食などの不具合を発生し易く信頼性が低く（特許文献１参照）、高価であるという問題がある。
そこで、特許文献２に開示されるように、配線パターンの表面に反射率が高い白色レジスト層を形成する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３５５３６号公報
【特許文献２】特開２００７−２０１１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の技術では、白色レジスト層の母材である合成樹脂が熱や光によって経年劣化し、白色レジスト層が黄変し易いため、白色を長期間に渡って維持することが難しいことから、発光素子からの光の取り出し効率も経年劣化するという問題がある。
【０００６】
本発明は前記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、発光素子からの光の取り出し効率を経年劣化無く向上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】
【０００７】
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。
【０００８】
＜第１の局面＞
本発明の第１の局面は、
発光素子が搭載されたセラミック基板と、
前記セラミック基板に形成され、前記発光素子チップが電気的に接続される配線パターンと
を備えた発光素子収納用パッケージであって、
前記配線パターンにおける前記発光素子チップとの接続領域を除き、少なくとも前記配線パターンの上面に、白色無機粒子の焼結体から成る白色薄膜層が形成された発光素子収納用パッケージである。
【０００９】
第１の局面では、少なくとも配線パターンの上面を白色薄膜層が覆うため、配線パターンが発光素子チップの光を吸収し難くすることが可能になり、白色薄膜層が発光素子チップの光を効率よく反射して均一かつ良好に外部に放射することができる。
白色薄膜層は白色無機粒子の焼結体から成るため、熱や光によってほとんど経年劣化せず、白色を長期間に渡って維持可能なことから、発光素子チップからの光の取り出し効率を経年劣化無く向上させることができる。
また、白色薄膜層は、銀の薄膜のようなマイグレーションや酸化腐食などの不具合を発生せず、信頼性が高いことに加えて、銀の薄膜に比べて安価に提供できる。
【００１０】
＜第２の局面＞
本発明の第２の局面は、第１の局面において、前記白色薄膜層は、前記白色無機粒子と、バインダー無機粒子との焼結体から成る。
すなわち、白色薄膜層は、白色無機粒子と、その白色無機粒子の焼結を助長させるためのバインダー無機粒子とを混合したペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布した後に焼結することによって形成できる。
【００１１】
＜第３の局面＞
本発明の第３の局面は、第１の局面または第２の局面において、前記白色薄膜層の膜厚は５〜５０μｍである。
【００１２】
白色薄膜層は発光素子の良好な発光を阻害しないような膜厚に形成する必要がある。すなわち、発光素子の発光層の側面部分が白色薄膜層によって完全に覆われると、発光層から放出された光が白色薄膜層によって遮られて取り出されなくなる。
そこで、発光層の側面部分が白色薄膜層によって完全に覆われないように、白色薄膜層の膜厚を設定する必要がある。
また、白色薄膜層の膜厚が薄すぎると、白色薄膜層を光が透過し易くなるため、第１の局面の前記作用・効果が得られ難くなる。
そのため、白色薄膜層の膜厚は５〜５０μｍに設定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の発光素子収納用パッケージ１０の概略構成を示す縦断面図。
【図２】本発明を具体化した第２実施形態の発光素子収納用パッケージ１００の概略構成を示す縦断面図。
【図３】本発明を具体化した第３実施形態の発光素子収納用パッケージ２００の概略構成を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略してある。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の発光素子収納用パッケージ１０の概略構成を示す縦断面図である。
発光素子収納用パッケージ１０は、セラミック基板１１、下部電極パターン（電極層）１２，１３、上部電極パターン１４，１５、コンタクトホール１６，１７、ニッケル（Ｎｉ）薄膜層１８、金（Ａｕ）薄膜層１９、配線パターン（配線層）２０，２１、接続領域２０ａ，２１ａ、発光素子チップ２２、ボンディングワイヤ２３，２４、白色薄膜層２５、透明樹脂層２６などから構成されている。
【００１６】
平板状のセラミック基板１１は、安価な酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）によって形成されている。
下部電極パターン１２，１３は銅（Ｃｕ）の厚膜層から成り、セラミック基板１１の裏面側に銅を含む導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布した後に焼結することによって形成されている。
上部電極パターン１４，１５は銅の厚膜層から成り、セラミック基板１１の表面側に銅を含む導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布した後に焼結することによって形成されている。
【００１７】
コンタクトホール１６，１７は、セラミック基板１１の表裏面を繋ぐように貫通形成されており、コンタクトホール１６，１７内には銅を含む導体ペーストを埋設した後に焼結することによって銅層が形成されている。
そして、コンタクトホール１６内の銅層を介して下部電極パターン１２と上部電極パターン１４が接続一体化されると共に、コンタクトホール１７内の銅層を介して下部電極パターン１３と上部電極パターン１５が接続一体化されている。
【００１８】
ニッケル薄膜層１８は、上部電極パターン１４，１５および下部電極パターン１２，１３の表面全体を覆うように、電解めっき法または無電解めっき法を用いて形成されている。
金薄膜層１９は、ニッケル薄膜層１８の表面全体を覆うように、電解めっき法または無電解めっき法を用いて形成されている。
上部電極パターン１４とその表面に形成されたニッケル薄膜層１８および金薄膜層１９とにより、配線パターン２０が構成されている。
また、上部電極パターン１５とその表面に形成されたニッケル薄膜層１８および金薄膜層１９とにより、配線パターン２１が構成されている。
【００１９】
発光素子チップ２２は、配線パターン２０上に載置固定されることにより実装され、セラミック基板１１に搭載されている。
尚、発光素子チップ２２は、例えば、ＬＥＤ素子や有機ＥＬ素子などの光半導体型発光素子のベアチップから構成されている。
発光素子チップ２２には、発光が実質的に生じる発光層２２ａが積層されている。
発光素子チップ２２の上面にはプラス側電極（図示略）とマイナス側電極（図示略）が形成されている。
【００２０】
配線パターン２０，２１上にはそれぞれ、接続領域２０ａ，２１ａが配置形成されている。
そして、ワイヤボンディング法を用いることにより、発光素子チップ２２のプラス側電極と接続領域２０ａとがボンディングワイヤ２３によって電気的に接続され、発光素子チップ２２のマイナス側電極と接続領域２１ａとがボンディングワイヤ２４によって電気的に接続されている。
【００２１】
白色薄膜層２５は、例えば、酸化アルミニウムから成る白色無機粒子と、酸化シリコンから成るバインダー無機粒子との焼結体から成り、配線パターン２０，２１の上面における接続領域２０ａ，２１ａを除く部分を覆うように形成されている。
透明樹脂層２６は透明なシリコン樹脂やエポキシ樹脂などから成り、セラミック基板１１の表面側に形成された各部材（配線パターン２０，２１、発光素子チップ２２、ボンディングワイヤ２３，２４、白色薄膜層２５）を封止して覆い、上面が略球面状に形成されている。
【００２２】
［第１実施形態の作用・効果］
第１実施形態の発光素子収納用パッケージ１０によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
【００２３】
［１］白色薄膜層２５が配線パターン２０，２１の上面における接続領域２０ａ，２１ａを除く部分を覆うため、配線パターン２０，２１が発光素子チップ２２の光を吸収し難くすることが可能になり、白色薄膜層２５が発光素子チップ２２の光を効率よく反射して均一かつ良好に外部に放射することができる。
尚、白色薄膜層２５は、後述する形成材料を用いることにより、銀の薄膜と同等の高い反射率を得ることができる。
【００２４】
［２］特許文献２の白色レジスト層のような有機材料の薄膜層では、母材である合成樹脂が熱や光によって経年劣化して黄変し易いため、白色を長期間に渡って維持することが難しいことから、発光素子チップ２２からの光の取り出し効率も経年劣化するという問題がある。
【００２５】
それに対して、白色薄膜層２５は白色無機粒子の焼結体から成るため、熱や光によってほとんど経年劣化せず、白色を長期間に渡って維持可能なことから、発光素子チップ２２からの光の取り出し効率を経年劣化無く向上させることができる。
また、白色薄膜層２５は、銀の薄膜のようなマイグレーションや酸化腐食などの不具合を発生せず、信頼性が高いことに加えて、後述する形成材料を用いれば銀の薄膜に比べて安価に提供できる。
【００２６】
［３］白色薄膜層２５は、白色無機粒子と、その白色無機粒子の焼結を助長させるためのバインダー無機粒子とを混合したペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布した後に焼結することによって形成されている。
白色無機粒子には、酸化アルミニウムの他に、例えば、酸化チタン、窒化ボロン、酸化ジルコニウムなどを用いることが好ましい。
また、バインダー無機粒子には、酸化シリコンの他に、例えば、酸化マグネジウム、酸化カルシウムなどを用いることが好ましい。
【００２７】
尚、白色薄膜層２５は約５００〜６００℃の温度で焼結するが、その焼結時に配線パターン２０，２１を構成する各層（上部電極パターン１４，１５、ニッケル薄膜層１８、金薄膜層１９）に対して悪影響を与えるおそれが無いことを本発明者らは実験的に確認した。
【００２８】
［４］白色薄膜層２５は発光素子チップ２２の良好な発光を阻害しないような膜厚に形成する必要がある。
すなわち、発光素子チップ２２の発光層２２ａの側面部分が白色薄膜層２５によって完全に覆われると、発光層２２ａから放出された光が白色薄膜層２５によって遮られて取り出されなくなる。
【００２９】
そこで、発光層２２ａの側面部分が白色薄膜層２５によって完全に覆われないように、白色薄膜層２５の膜厚を設定する必要がある。
また、白色薄膜層２５の膜厚が薄すぎると、白色薄膜層２５を光が透過し易くなるため、前記［１］の作用・効果が得られ難くなる。
そのため、白色薄膜層２５の膜厚は、例えば、５〜５０μｍに設定することが好ましい。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態の発光素子収納用パッケージ１００の概略構成を示す縦断面図である。
発光素子収納用パッケージ１００は、セラミック基板１１、下部電極パターン１２，１３、上部電極パターン１４，１５、コンタクトホール１６，１７、ニッケル薄膜層１８、金薄膜層１９、配線パターン２０，２１、接続領域２０ａ，２１ａ、発光素子チップ２２、白色薄膜層２５、透明樹脂層２６、バンプ１０１，１０２などから構成されている。
【００３１】
第２実施形態の発光素子収納用パッケージ１００において、第１実施形態の発光素子収納用パッケージ１０と異なるのは、発光素子チップ２２がバンプ１０１，１０２を用いてフリップチップ実装されている点だけである。
すなわち、発光素子チップ２２のプラス側電極と接続領域２０ａとがバンプ１０１によって電気的に接続され、発光素子チップ２２のマイナス側電極と接続領域２１ａとがバンプ１０２によって電気的に接続されている。
尚、バンプ１０１，１０２は、例えば、金、ハンダなどによって形成されている。
第２実施形態においても、第１実施形態の前記［１］〜［４］と同じ作用・効果が得られる。
【００３２】
＜第３実施形態＞
図３は、第３実施形態の発光素子収納用パッケージ２００の概略構成を示す縦断面図である。
発光素子収納用パッケージ２００は、セラミック基板１１、下部電極パターン１２，１３、上部電極パターン１４，１５、コンタクトホール１６，１７、ニッケル薄膜層１８、金薄膜層１９、配線パターン２０，２１、接続領域２０ａ，２１ａ、発光素子チップ２２、ボンディングワイヤ２３，２４、白色薄膜層２５、透明樹脂層２６、リフレクタ２０１などから構成されている。
【００３３】
第３実施形態の発光素子収納用パッケージ２００において、第１実施形態の発光素子収納用パッケージ１０と異なるのは、リフレクタ２０１が設けられている点だけである。
リフレクタ２０１は合成樹脂やセラミックスなどから形成されており、セラミック基板１１の表面側において各部材（配線パターン２０，２１、発光素子チップ２２、ボンディングワイヤ２３，２４、白色薄膜層２５）を囲むように載置固定されている。
リフレクタ２０１において、凹部２０１ａの内周面は、開口部２０１ｂへ向けて傾斜した傾斜面となっており、発光素子チップ２２の光を反射して開口部２０１ｂから効率的に出射することができる。
透明樹脂層２６は、リフレクタ２０１の凹部２０１ａ内に充填されている。
【００３４】
第３実施形態においても、第１実施形態の前記［１］〜［４］と同じ作用・効果が得られる。
尚、第３実施形態において、第２実施形態と同じく発光素子チップ２２をフリップチップ実装してもよい。
【００３５】
本発明は、前記各局面および前記各実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
【符号の説明】
【００３６】
１０，１００，２００…発光素子収納用パッケージ
１１…セラミック基板
２０，２１…配線パターン
２０ａ，２１ａ…接続領域
２２…発光素子チップ
２５…白色薄膜層
【図１】
2012074483.tif 000003
【図２】
2012074483.tif 000004
【図３】
2012074483.tif 000005