(57)【要約】【課題】発光効率及び歩留りを向上できる発光装置用パッケージ及びそれを用いた発光装置を提供する。【解決手段】セラミックシート１２を積層して形成されるとともに発光素子２が設置される設置面１１ａを有する基体１１と、設置面１１ａ上に形成して発光素子２に接続される端子部１３と、基体１１の設置面１１ａの対向面１１ｂに配される素子素子電極１７と、基体１１を貫通して端子部１３と素子素子電極１７とを導通する素子用ビア１９と、一部のセラミックシート１２を貫通してバリスタ２０の素材が充填されるバリスタ用ビア２１と、バリスタ用ビア２１の端面と素子用ビア１９とを接続するバリスタ電極２２とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックシートを積層して形成されるとともに発光素子が設置される設置面を有する基体と、前記設置面上に形成して発光素子に接続される端子部と、前記基体の前記設置面の対向面に配される素子電極と、前記基体を貫通して前記端子部と前記素子電極とを導通する素子用ビアと、一部の前記セラミックシートを貫通してバリスタの素材が充填されるバリスタ用ビアと、前記バリスタ用ビアの端面と前記素子用ビアとを接続するバリスタ電極とを備えたことを特徴とする発光装置用パッケージ。
【請求項２】
前記バリスタ電極によって前記バリスタ用ビアが覆われることを特徴とする請求項１に記載の発光装置用パッケージ。
【請求項３】
前記バリスタ電極が銀ペーストから成ることを特徴とする請求項２に記載の発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記セラミックシートがガラスセラミックにより形成されるとともに前記バリスタの素材が酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発光装置用パッケージ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発光装置用パッケージの前記設置面上に発光素子を配したことを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリスタを有して発光素子を収納する発光装置用パッケージ及びそれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光装置用のパッケージは特許文献１に開示されている。このパッケージはセラミック基板から成る基体上に、酸化亜鉛等のバリスタの素材から成るバリスタ層を積層したバリスタ部が配される。バリスタ部の上面に発光素子を設置する設置面が形成される。
【０００３】
設置面上には発光素子の正極及び負極にそれぞれワイヤー接続される端子部が２箇所に設けられる。基体の下面には端子部に対応して２箇所に素子電極（外部電極）が設けられる。端子部と素子電極とは基体を貫通する２つの素子用ビアにより電気的に接続される。これにより、発光素子に電力を供給することができる。
【０００４】
バリスタ部の一のバリスタ層の上下面にはバリスタ電極（内部電極）が設けられる。バリスタ電極は正極と負極の素子用ビアにそれぞれ導通する。これにより、発光素子と並列に配されたバリスタが形成される。
【０００５】
上記構成のパッケージの設置面に発光素子を搭載して発光装置が形成される。発光素子から出射された光は上方に出射され、所定の範囲に照明光が出射される。また、発光装置の端子部に静電気により高電圧が加わった際にバリスタによりバイパスされるため、発光装置の耐電圧性を高く維持できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７０３２７号公報（第４頁−第９頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の発光装置用のパッケージによると、設置面がバリスタ層で覆われるため発光素子から設置面の方向に出射された光がバリスタ層で吸収される。このため、パッケージの発光効率が低い問題があった。また、セラミック基板から成る基体と上部のバリスタ部との熱膨張係数が異なるため、焼成後のパッケージに反りが発生してパッケージの歩留りが悪い問題もあった。
【０００８】
本発明は、発光効率及び歩留りを向上できる発光装置用パッケージ及びそれを用いた発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、セラミックシートを積層して形成されるとともに発光素子が設置される設置面を有する基体と、前記設置面上に形成して発光素子に接続される端子部と、前記基体の前記設置面の対向面に配される素子電極と、前記基体を貫通して前記端子部と前記素子電極とを導通する素子用ビアと、一部の前記セラミックシートを貫通してバリスタの素材が充填されるバリスタ用ビアと、前記バリスタ用ビアの端面と前記素子用ビアとを接続するバリスタ電極とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
この構成によると、設置面上に設置された発光素子は端子部にワイヤー接続され、素子電極から素子用ビアを介して電力供給される。発光素子から設置面の方向に出射された光はセラミックシートを積層した基体で反射する。バリスタ用ビアにより形成されるバリスタはバリスタ電極を介して素子用ビアに接続され、静電気により端子部に高電圧が加わるとバリスタによってバイパスされる。
【００１１】
また本発明は、上記構成の発光装置用パッケージおいて、前記バリスタ電極によって前記バリスタ用ビアが覆われることを特徴としている。この構成によると、平面投影において設置面上にバリスタ用ビアが露出せず、発光装置用パッケージの反射率をより高くすることができる。
【００１２】
また本発明は、上記構成の発光装置用パッケージにおいて、前記バリスタ電極が銀ペーストから成ることを特徴としている。この構成によると、設置面から基体に入射した光の一部は銀ペーストから成るバリスタ電極で反射する。
【００１３】
また本発明は、上記構成の発光装置用パッケージにおいて、前記セラミックシートがガラスセラミックにより形成されるとともに前記バリスタの素材が酸化亜鉛を含むことを特徴としている。
【００１４】
また本発明の発光装置は、上記各構成の発光装置用パッケージの前記設置面上に発光素子を配したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、セラミックシートの積層によって基体が形成され、一部のセラミックシートを貫通するバリスタ用ビアによってバリスタが形成されるため、設置面に平行な面内でバリスタの占有面積を小さくすることができる。このため、設置面に入射した光を基体で反射して発光装置用パッケージの発光効率を向上することができる。また、発光装置用パッケージの焼成後の反りを低減して歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の発光装置を示す斜視図
【図２】本発明の実施形態の発光装置を示す正面断面図
【図３】本発明の実施形態の発光装置のパッケージの内部断面を示す概念図
【図４】本発明の実施形態の発光装置のパッケージの製造工程を示す工程図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態の発光装置を示す斜視図である。発光装置１はセラミックスを主成分とした焼結体のパッケージ１０を備えている。パッケージ１０を形成するセラミックスはガラス成分を含んでもよく、含まなくてもよい。パッケージ１０の上面にはＬＥＤから成る発光素子２を収納する孔部１０ａが凹設される。発光素子２の発光は孔部１０ａの周壁及び底壁（設置面１１ａ、図２参照）で反射して所定方向に導かれる。
【００１８】
孔部１０ａには発光素子２を封止する封止材３が充填される。封止材３は光を波長変換する蛍光体の粒子を分散して含有した透明樹脂から成る。本実施形態では発光素子２は青色光を発光し、蛍光体は青色光を黄色光に波長変換する。
【００１９】
図２は発光装置１の正面断面図を示している。パッケージ１０は複数のセラミックシート１２を積層した基体１１を有している。基体１１の上部のセラミックシート１２には孔部１０ａを形成する貫通孔が形成される。孔部１０ａを下面を塞ぐセラミックシート１２の上面によって発光素子２を設置する設置面１１ａが形成される。
【００２０】
基体１１の主成分となるセラミックスとして、例えば、ホウ珪酸ガラス及びアルミナを含むガラスセラミックス、ソーダ石灰ガラス及びアルミナを含むガラスセラミックス、窒化アルミニウム、アルミナ等を用いることができる。基体１１をガラスセラミックスにより形成すると低温で焼成できるためより望ましい。また、基体１１をアルミナを含むガラスセラミックスにより形成すると安価にパッケージ１０を形成することができる。この時、基体１１にアルミナよりも屈折率の高い高屈折率材を含有してもよい。
【００２１】
設置面１１ａには端子部１３及び伝熱部１４が設けられ、設置面１１ａに対向して基体１１の底面を形成する対向面１１ｂには素子電極１７及び放熱部１６が設けられる。端子部１３及び素子電極１７は銅等の導電体により形成され、発光素子２の正極及び負極に対応してそれぞれ２箇所に設けられる。伝熱部１４及び放熱部１６は銀等の高熱伝導性を有する金属により形成される。
【００２２】
基体１１の下部のセラミックシート１２には放熱ビア１８及び素子用ビア１９が貫通する。素子用ビア１９は２箇所に設けられて導電性材料が充填され、両方の端子部１３と素子電極１７とをそれぞれ電気的に接続する。放熱ビア１８は高熱伝導材が充填され、伝熱部１４と放熱部１６とを熱的に接続する。
【００２３】
また、基体１１の下部に配された一部のセラミックシート１２にはバリスタ用ビア２１が貫通する。バリスタ用ビア２１内にはバリスタ２０（図３参照）の素材が充填される。バリスタ２０の素材として酸化亜鉛を用いることができる。バリスタ用ビア２１を形成したセラミックシート１２の上下面にはバリスタ電極２２が設けられる。バリスタ電極２２によってバリスタ用ビア２１の上下の端面が覆われ、それぞれ別の素子用ビア１９に電気的に接続される。バリスタ電極２２として光の反射率の高い銀ペースト等が用いられる。
【００２４】
発光素子２は接着等により伝熱部１４上に固着して設置面１１ａに設置される。発光素子２の発熱は伝熱部１４から放熱ビア１８を介して放熱部１６に伝えられて放熱する。発光素子２はワイヤー４をワイヤーボンディングして端子部１３に接続される。これにより、素子電極１７から素子用ビア１９を介して発光素子２に電力が供給される。
【００２５】
図３は発光装置１の等価回路を示している。発光装置１はバリスタ用ビア２１に充填された素材により形成されるバリスタ２０と発光素子２とが並列に配され、素子電極１７に接続される。これにより、静電気により端子部１３に高電圧が加わった際にバリスタ２０によってバイパスされ、発光装置１の耐電圧性が高く維持される。
【００２６】
図４はパッケージ１０の製造工程を示す工程図である。混合工程では例えば、ガラスセラミックスの原料を混合して混合物を生成する。ガラスセラミックスの原料は例えば、所定の粒径に粉砕された粉体により形成される。シート形成工程では混合工程で生成した混合物を加圧して例えば、厚さ０．１ｍｍのシート状に成形し、セラミックシート１２の素材を形成する。
【００２７】
打ち抜き工程ではセラミックシート１２の素材を打ち抜き、孔部１０ａ、放熱ビア１８、素子用ビア１９及びバリスタ用ビア２１となる貫通孔を形成する。充填工程ではバリスタ用ビア２１にバリスタ２０の素材が充填される。電極形成工程では印刷によってセラミックシート１２の素材上に端子部１３、素子電極１７、バリスタ電極２２、伝熱部１４及び放熱部１６となる導体のパターンを形成する。積層工程では各セラミックシート１２の素材が低温加熱により仮圧着して積層される。これにより、ハウジング１０の素材が形成される。
【００２８】
焼成工程ではハウジング１０の素材が焼成炉により約９００℃で焼成され、ハウジング１０の焼結体が形成される。この時、設置面１１ａに平行な面内でバリスタ用ビア２１の占有面積が小さい。このため、バリスタ２０の素材と基体１１との熱膨張係数が異なってもパッケージ１０の反りを小さくすることができる。
【００２９】
メッキ工程では端子部１３、素子電極１７、伝熱部１４及び放熱部１６にＮｉＡｇ、ＮｉＡｕ等のメッキが施される。
【００３０】
上記構成の発光装置１において、発光素子２により発光した青色光は封止材３を導光し、蛍光体に到達すると黄色光に波長変換される。そして、波長変換された黄色光と蛍光体に到達しない青色光とが混合して白色光が孔部１０ａの上面から出射される。また、封止材３を導光した光はハウジング１０の孔部１０ａの周壁及び設置面１１ａで反射して孔部１０ａの上面から出射される。これにより、発光装置１は孔部１０ａの大きさに応じた範囲に光を出射する。
【００３１】
この時、バリスタ２０を形成するバリスタ用ビア２１が設置面１１ａに平行な面内で占有面積が小さく、バリスタ電極２２により覆われる。このため、設置面１１ａに入射した光が基体１１を形成するセラミックス及びバリスタ電極２２で反射される。従って、バリスタ２０による光の吸収を防止し、パッケージ１０の発光効率を向上することができる。
【００３２】
本実施形態によると、セラミックシート１２の積層によって基体１１が形成され、一部のセラミックシート１２を貫通するバリスタ用ビア２１によってバリスタ２０が形成される。このため、設置面１１ａに平行な面内でバリスタ２０の占有面積を小さくすることができる。従って、パッケージ１０の焼成後の反りを低減して歩留りを向上することができる。
【００３３】
また、バリスタ用ビア２１がバリスタ電極２２により覆われるため、バリスタ２０による光の吸収を防止し、パッケージ１０の発光効率を向上することができる。
【００３４】
尚、バリスタ用ビア２１がバリスタ電極２２により覆われていない場合でも、設置面１１ａに平行な面内でバリスタ２０の占有面積が小さいためバリスタ２０による光の吸収が少ない。従って、パッケージ１０の発光効率を向上することができる。
【００３５】
また、銀ペーストによって反射率の高いバリスタ電極２２を容易に形成することができ、パッケージ１０の発光効率をより向上することができる。
【００３６】
また、セラミックシート１２をガラスセラミックにより形成し、バリスタ２０の素材が酸化亜鉛を含むと、バリスタ２０を有して発光効率及び歩留りの高いパッケージ１０を容易に実現することができる。また、パッケージ１０を低温で焼成できるため、パッケージ１０の反りをより低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によると、発光装置用パッケージ内に発光素子を収納した発光装置を搭載するエッジライト型バックライト、スキャナ用光源、ＬＥＤ照明等に利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１    発光装置
２    発光素子
３    封止材
４    ワイヤー
１０    パッケージ
１０ａ  孔部
１１    基体
１１ａ  設置面
１１ｂ  対向面
１２    セラミックシート
１３    端子
１４    伝熱部
１６    放熱部
１７    素子電極
１８    放熱ビア
１９    素子用ビア
２０    バリスタ
２１    バリスタ用ビア
２２    バリスタ電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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