(57)【要約】  【課題】  基板と枠体との熱膨張の差によって生じる熱応力を緩和し、発光素子から生じる熱の放熱性と発光効率を良好にした発光素子収納用パッケージとそれを備えた発光装置を提供する。  【解決手段】  上面に、発光素子が搭載され、第１の導体膜２１を有している基板２と、基板２を側面から上面側にかけて側面と間を空けて取り囲み、内周面に基板２に向かって張り出して設けられた張出部３１および張出部３１の下面に設けられた導体層３２ならびに導体層２３に電気的に接続されて下端部または外周面に設けられた外部電極３４を有している枠体３と、第１の導体膜２１に導体層３２を接合している接合材４とを有している発光素子収納用パッケージ１であって、基板２の下面が外部電極３４よりも上方に位置していることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に、発光素子が搭載される中央領域および該中央領域を取り囲む周辺領域ならびに該周辺領域から前記中央領域にかけて設けられた第１の導体膜を有している基板と、
該基板を側面から上面側にかけて側面と間を空けて取り囲み、内周面に前記基板の前記周辺領域に沿って張り出して設けられた張出部および該張出部の下面に前記第１の導体膜に対応して設けられた導体層ならびに該導体層に電気的に接続されて下端部または外周面に設けられた外部電極を有している枠体と、
前記第１の導体膜に前記導体層を接合している接合材とを有しており、
前記基板の下面が前記枠体の下端または該枠体の下端部に設けられた前記外部電極よりも上方に位置し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であって、
前記基板の側面の一部が前記枠体の内周面に当接し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３】
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であって、
前記外部電極が前記枠体の下端部に設けら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ないし請求項３のいずれかに記載の発光素子収納用パッケージであって、
前記基板が窒化アルミニウム質焼結体を主部とし、前記枠体が酸化アルミニウム質焼結体を主部とし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５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の発光素子収納用パッケージであって、
前記基板の下面に第２の導体膜が、前記枠体の下端または該枠体の下端部に設けられた前記外部電極よりも上方に位置するように設けら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６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の発光素子収納用パッケージと、
前記中央領域に搭載されて前記第１の導体膜に電気的に接続されている発光素子と、
該発光素子を封止する封止部材とを備えている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、発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下、ＬＥＤという。）等の発光素子を搭載して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ものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子の光出力の増大化の要求に対応して発光素子に流す電流が大きくなったことで、通電によって発光素子から生じる熱量も多くなっている。このため、発光素子を搭載して収納する発光素子収納用パッケージの基板としては、熱伝導率が高く、放熱性に優れた高熱伝導性のセラミックスが用いられるようになっている。例えば、特許文献１には、熱伝導率の高い窒化アルミニウムで形成された放熱体の上面に発光素子が実装された発光装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１７９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された従来の発光装置は、発光素子に大きな電流が流れた際に、多量の熱が発生し、その熱が窒化アルミニウムで形成されている放熱体に伝えられる。発光装置は通常、放熱性に優れた金属材料を用いた実装基板等に実装されることが多いため、放熱体から実装基板等に熱が伝わり、熱膨張係数に従って、実装基板等が熱膨張および熱収縮する。このとき、実装基板等の熱膨張係数が放熱体よりも大きいために、放熱体は実装基板等の熱膨張に引っ張られてしまい、放熱体に熱応力が加わる。この熱応力による放熱体への負荷のために、放熱体にクラック等が生じ、発光装置が破壊されるおそれがあるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、発光素子使用時の放熱性を向上することができるとともに、発光素子が搭載される基板への熱応力を緩和することができる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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態にかかる発光素子収納用パッケージは、上面に、発光素子が搭載される中央領域および該中央領域を取り囲む周辺領域ならびに該周辺領域から前記中央領域にかけて設けられた第１の導体膜を有している基板と、該基板を側面から上面側にかけて側面と間を空けて取り囲み、内周面に前記基板の前記周辺領域に沿って張り出して設けられた張出部および該張出部の下面に前記第１の導体膜に対応して設けられた導体層ならびに該導体層に電気的に接続されて下端部または外周面に設けられた外部電極を有している枠体と、前記第１の導体膜に前記導体層を接合している接合材とを有しており、前記基板の下面が前記枠体の下端または該枠体の下端部に設けられた前記外部電極よりも上方に位置していることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一実施形態にかかる発光装置は、上記本発明の一実施形態にかかる発光素子収納用パッケージと、前記中央領域に搭載されて前記第１の導体膜に電気的に接続されている発光素子と、該発光素子を封止する封止部材とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態にかかる発光素子収納用パッケージは、発光素子を搭載する基板の下面が、枠体の下端または枠体の下端部に設けられた外部電極よりも上方に位置している。これによって、基板は枠体に保護され、基板の下面は発光素子収納用パッケージの内部に位置している状態となるため、枠体以外の他の構成部材、例えば基板と発光素子収納用パッケージを実装する際の実装基板等が接触していない状態になる。この場合は、基板が熱膨張係数の大きい実装基板等に引っ張られることがないため、基板の熱応力を緩和することができる。また、枠体の内周面が基板の側面と間を空けて設けられていることにより、熱膨張および熱収縮の際に基板と枠体とが接合または接触している箇所が少なくなり、基板および枠体に生じる引張り応力または圧縮応力が抑制されるので、枠体の熱膨張によって基板が引っ張られたり、基板の熱膨張が枠体に抑えられたりしにくいため、基板への熱応力を緩和することができる。
【０００９】
また、本発明の一実施形態にかかる発光装置は、上記発光素子収納用パッケージと、中央領域に搭載されて第１の導体膜に電気的に接続されている発光素子と、発光素子を封止する封止部材とを備えていることによって、発光素子からの熱による熱膨張および熱収縮による基板への熱応力等の負荷を軽減することができる。このため、発光装置として、基板への負荷が軽減されることによって発光素子収納用パッケージの破壊のおそれを抑制することができ、発光素子からの光を安定して出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる発光素子収納用パッケージを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる発光素子収納用パッケージを示す上面図である。
【図３】図２に記載した本発明の一実施形態にかかる発光素子収納用パッケージにおいて、外部電極が枠体の下端部に設けられた場合のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２に記載した本発明の一実施形態にかかる発光素子収納用パッケージにおいて、外部電極が枠体の外周面に設けられた場合のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３に記載した本発明の一実施形態にかかる発光素子収納用パッケージにおけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【図６】図３に記載した本発明の他の実施形態にかかる発光素子収納用パッケージにおけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる発光素子収納用パッケージにおいて、外部電極が枠体の下端部に設けられた場合の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態にかかる発光素子収納用パッケージにおいて、外部電極が枠体の外周面に設けられた場合の断面図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる発光装置における斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる発光装置において、外部電極が枠体の下端部に設けられた場合の断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態にかかる発光装置において、外部電極が枠体の外周面に設けられた場合の断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態にかかる発光装置において、外部電極が枠体の下端部に設けられ、発光装置が実装基板に実装された場合の断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態にかかる発光装置において、外部電極が枠体の外周面に設けられ、発光装置が実装基板に実装された場合の断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態にかかる発光装置において、発光装置が実装基板に実装された場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態にかかる発光素子収納用パッケージおよび発光装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
＜発光素子収納用パッケージの構成＞
図１ないし図５は、本発明の実施形態にかかる発光素子収納用パッケージ１を示す斜視図、上面図あるいは断面図である。これらの図において、発光素子収納用パッケージ１は、基板２および基板２を取り囲む枠体３を備えている。
【００１３】
基板２は、セラミックスまたは金属等の材料で形成され、上面に中央領域および中央領域を取り囲む周辺領域を有している。この中央領域には、後述する図９〜図１１に示す発光装置１０１におけるように、発光素子５が搭載される。このため、発光素子収納用パッケージ１を構成する基板２には、発光素子５から発生する熱による悪影響を防止あるいは軽減するために、放熱性に優れた材料を使用するのがよい。例えば、基板２は窒化アルミニウム質焼結体を主部とする。
【００１４】
なお、窒化アルミニウム質焼結体を主部とするとは、例えばＸ線回折によってＡｌＮのピークが主ピークとして検出されるような焼結体で、窒化アルミニウムが質量含有率として９０％以上のものをいう。
【００１５】
また、このような窒化アルミニウム質焼結体は、例えば、平均粒径が１〜１．５μｍのＡｌＮの粉末に、平均粒径が１〜１．５μｍの酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）または酸化カルシウム（ＣａＯ）等の焼結助剤を添加した成形体を焼結することで得られるものである。
【００１６】
ＡｌＮは、熱伝導率が約１５０〜２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、熱膨張係数が４〜４．５ｐｐｍ／℃で、セラミックスの中でも熱伝導率が高く、発光素子５から発生する熱を効率的に放熱することができる。また、成形性・加工性等にも優れているという利点がある。
【００１７】
また、図２に示すように、基板２には、周辺領域から中央領域にかけて第１の導体膜２１が設けられている。なお、第１の導体膜２１は、中央領域の一部には設けられておらず、搭載される発光素子５の２つの端子であるアノードとカソードに対応して間を空けて設けられている。また、第１の導体膜２１は、発光素子５を電気的に接続するために、電気伝導率が高い材料を用いる。さらに、発光素子５から発生した熱を効率よく放熱させるために、熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。第１の導体膜２１には、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）等を用いることができる。また、より放熱性を高めるために、第１の導体膜２１は広い範囲に、例えば発光素子５の２つの端子に対応させるために間を空けた中央領域の一部を除いた、基板２の上面の全体に設けられていることが好ましい。
【００１８】
このような基板２は、例えば、上面視において２．５×２．５ｍｍの四角形状で、厚みが０．２〜０．５ｍｍである。また、第１の導体膜２１は厚みが３〜３０μｍである。
【００１９】
枠体３は、図３および図４ならびに図３および図４のＢ−Ｂ線での断面図である図５に示すように、基板２の側面から上面側にかけて基板２の側面と間を空けて、基板２を取り囲んでいる。枠体３が基板２の側面と間を空けていることによって、基板２と枠体３との材質が異なって熱膨張係数に差がある場合でも、基板２と枠体３とは、接合または接触している箇所が少ないため、基板２および枠体３に生じる引張り応力または圧縮応力を抑制することができる。特に、基板２が枠体３よりも大きい熱膨張係数を有する材質の場合は、基板２が枠体３と間を空けない状態にあると、熱膨張した基板２は枠体３から押されて荷重を加えられている状態になり、基板２に熱応力が加わってしまう。このとき熱応力が
大きい場合には、基板２および枠体３の接合部分付近にクラックが生じるおそれがある。しかし、基板２の側面と基板２を取り囲んでいる枠体３との間が空いていると、基板２は熱膨張しても圧縮応力が生じることなく、自由に熱膨張および熱収縮することになり、枠体３の熱膨張および熱収縮により生じる基板２の熱応力を緩和することができる。特に、図５に示すように、基板２の側面の全部が枠体３と間を空けていると、基板２には熱応力がより生じにくくなる。また、基板２が枠体３よりも小さい熱膨張係数を有する材質の場合には、基板２の側面が枠体３に接合されていると、熱膨張した枠体３に引っ張られて基板２に熱応力が加わる。また、基板２の側面が枠体３と接合されることなく密接していると、枠体３の熱膨張および熱収縮に伴う変形により、基板２に応力が加わる可能性がある。このように、基板２の側面が枠体３に密接していると基板２に熱応力が加わる可能性があることから、基板２の側面と枠体３との間は、基板２と枠体３とが熱膨張および熱収縮によって基板２の側面および枠体３の内周面が接触しない程度で、０．１〜０．４ｍｍであるのがよい。
【００２０】
そして、枠体３は、内周面に、基板２の周辺領域に沿って張り出して設けられた張出部３１および張出部３１の下面に第１の導体膜２１に対応して設けられた導体層３２を有している。また枠体３は、図３に示すように枠体３の下端部または図４に示すように枠体３の外周面に設けられて導体層３２に電気的に接続される外部電極３４を有している。
【００２１】
つまり、外部電極３４と発光素子５とは、導体層３２および第１の導体膜２１を介して電気的に接続される。この場合、例えば枠体３の内部にビア３３が設けられていてもよい。
【００２２】
なお、基板２にはビアが設けられていなくてもよい。この場合には、基板２におけるビア形成の工程および内装導体等の加工の工程を省略することができる。
【００２３】
張出部３１は、枠体３の内周面から基板２の上面に設けられた周辺領域に沿って張り出して設けられている。この張出部３１の下面には、基板２に設けられた第１の導体膜２１に接合材４で接合される導体層３２が設けられている。
【００２４】
導体層３２は、外部電極３４と発光素子５とを第１の導体膜２１を介して電気的に接続するために、電気伝導率が高い材料を用いることが好ましい。例えばＡｌ、Ｃｕ、ＡｇまたはＡｕ等を用いることができる。導体層３２の厚みは３〜３０μｍである。
【００２５】
ビア３３には、外部電極３４と発光素子５とを第１の導体膜２１および導体層３２を介して電気的に接続するため、電気伝導率が高い材料を用いることが好ましい。例えば、導体層３２と同様に、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｇまたはＡｕ等を用いることができる。ビア３３の上面視した場合の形状は、特に限定されるものではなく、例えば円形状、楕円形状または四角形状等である。例えば、ビア３３が円形状の場合は、上面視した場合に半径が０．０５〜０．１ｍｍ程度の大きさである。
【００２６】
外部電極３４は、導体層３２およびビア３３と同様に電気伝導率が高い材料を用いることが好ましい。例えばＡｌ、Ｃｕ、ＡｇまたはＡｕ等を用いることができる。外部電極３４の厚みは３〜３０μｍである。
【００２７】
外部電極３４は、図３に示すように、枠体３の下端部に設けられていてもよい。この場合には、断面視における横幅方向に発光素子収納用パッケージ１を小型化することができる。さらに、基板２の下面は、枠体３の下端部に設けられた外部電極３４よりも、より上方に位置することになり、基板２と枠体３の他の構成部材、例えば発光素子収納用パッケージ１が実装される実装基板７等とが接触しないため、基板２および実装基板７に生じる引張り応力または圧縮応力を抑制することができる。
【００２８】
また、図４に示すように、外部電極３４が枠体３の外周面に設けられていてもよい。この場合には、発光素子収納用パッケージ１を実装基板７等に実装することが容易となる。つまり、実装基板７等に搭載した後で接合する際でも、外部電極３４の位置が外観で明らかなので、外部電極３４の位置を基準に実装することが可能となる。
【００２９】
また、図３および図４に示すように、枠体３は、基板２よりも上側に延在し、張出部３１の内周面が基板２の上で発光素子５を取り囲むように設けられていてもよい。この延在した枠体３の内周面は、光反射面として用いることができる。この場合に、光反射面は、発光素子５からの光を外部に効率よく発光できるものであればよく、特に形状や材質について限定されるものではない。例えば、光反射面は、曲面でもよいし、断面視において、光反射面が基板２に対して垂直でもよい。このように、枠体３の内周面を光反射面として用いる場合には、張出部３１の下面側よりも上側の方が外側に広がった傾斜面であることが好ましい。枠体３は、このように光反射面を傾斜面にすることによって、発光素子５からの光を効率的に反射し、外部に放出することができる。さらに、発光素子５からの光をより効率的に反射するために、枠体３には、光の透過性が低く、高反射率の材料を用いるのがよい。例えば、枠体３は酸化アルミニウム質焼結体を主部とする。
【００３０】
なお、酸化アルミニウム質焼結体を主部とするということは、例えばＸ線回折によってＡｌ２Ｏ３のピークが主ピークとして検出されるような焼結体で、酸化アルミニウムが質量含有率として８５％以上のものをいう。
【００３１】
また、このような酸化アルミニウム質焼結体は、例えば、平均粒径が１〜２μｍのＡｌ２Ｏ３粉末に、平均粒径が１〜２μｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）等の群から選ばれる少なくとも１種と、酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）とを添加した成形体を焼結することで得られる。
【００３２】
Ａｌ２Ｏ３は、熱伝導率が約１０〜２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、熱膨張係数が約７〜１０ｐｐｍ／℃で、反射率は約８３〜８５％である。
【００３３】
このような枠体３は、例えば高さが０．７〜１ｍｍ、上面視した場合に３．５×３．５ｍｍの四角形状で、張出部３１から下端部までの高さは０．２５〜０．５５ｍｍである。
【００３４】
また、枠体３の導体層３２と基板２に設けられた第１の導体膜２１とは、接合材４で接合されている。この接合材４は、半田、ろう材または樹脂接着材等が用いられる。ろう材としては銀ろう等を用いることができ、接合材の中では耐熱性および接合強度に優れている。ただし、接合強度に優れている分、基板２と枠体３との熱膨張係数の差が大きい場合には、基板２の枠体３との接合部分付近にかかる応力が大きくなる傾向がある。
【００３５】
樹脂接着剤は、導電性ペーストを混ぜたものを使用すれば、電気伝導が可能である。しかし、接合強度が弱く、銀ろうあるいは半田と比べて電気抵抗が大きいため、耐久性の観点および大電流を流すという観点からは、接合量および電流の大きさにおいて適切な値を選択しなければ発光素子収納用パッケージ１が破壊されるといった課題がある。
【００３６】
接合材４として半田を用いた場合には、柔軟性を持たせることができる。このため、基板２と枠体３とが異なる材質であるために熱膨張係数の差があっても、接合材４が間に存在することで基板２に生じる引張り応力を緩和することができる。
【００３７】
本発明の一実施形態にかかる発光素子収納用パッケージ１では、基板２の下面が、枠体
３の下端または枠体３の下端部に設けられた外部電極３４よりも上方に位置している。このことによって、基板２は、基板２の上面と枠体３の導体層３２とが接合しているのみで、他の構成部材、例えば発光素子収納用パッケージ１を実装する実装基板７等と基板２とに引張り応力または圧縮応力が生じないため、基板２への熱応力を抑制することができる。基板２の下面が、枠体３の下端または枠体３の下端部に設けられた外部電極３４よりも上方に位置している場合において、基板２の下面と枠体３の下端または枠体３の下端部に設けられた外部電極３４との高さの差は、２０〜５０μｍである。
【００３８】
また、図６に示したように、本発明の他の実施形態としては、基板２の側面の一部は、枠体３の内周面に当接していてもよい。基板２の側面の一部が枠体３の内周面に当接していることにより、図５に示した本発明の一実施形態と比較して、基板２に設けられた第１の導体膜２１と枠体３に設けられた導体層３２とを接合する位置を決めることが容易になる。ここで、基板２の側面の一部とは、例えば基板２が四角形状の場合に、基板２の角部をいう。
【００３９】
また、図７および図８に示すように、基板２の下面には、第２の導体膜２２が設けられていてもよい。第２の導体膜２２が設けられていることにより、発光素子５から発生した熱を基板２から速やかに伝導させ、放熱させることができる。さらに、基板２に第２の導体膜２２が設けられていることにより、半田等を基板２に接合させることも可能となる。この場合には、発光素子５から発生した熱は、第１の導体膜２１から基板２へ伝わり、第２の導体膜２２を介して半田に伝わり、外部に放熱される。そのため、第２の導体膜２２は、発光素子５から発生する熱を効率よく放熱させるために、熱伝導率の高い材料、例えばＣｕ、Ａｇ、鉄（Ｆｅ）、ＡｕまたはＡｌ等を用いることができる。この場合に、例えば第２の導体膜２２の厚みは３〜３０μｍで、第２の導体膜２２は、より放熱性を良くするために、基板２の下面の全体に設けられているのがよい。
【００４０】
＜発光装置の構成＞
図９ないし図１１は、本発明の実施形態にかかる発光装置１０１を示す、斜視図および断面図である。これらの図において、発光装置１０１は、発光素子収納用パッケージ１と、発光素子収納用パッケージ１の基板２の中央領域に搭載されて第１の導体膜２１に電気的に接続されている発光素子５と、発光素子５を封止する封止部材６とを備えている。
【００４１】
図９に示すように、発光素子５は、基板２の上面の中央領域および周辺領域に設けられた第１の導体膜２１に、ワイヤボンディングまたはフリップチップボンディングによって電気的に接続される。フリップチップボンディングでは、発光素子５の電極部を下側にして、金錫（Ａｕ−Ｓｎ）半田もしくは鉛錫（Ｐｂ−Ｓｎ）半田等の半田材または銀ペースト等の導電性樹脂から成る導電部材５１によって、第１の導体膜２１と接続される。
【００４２】
好ましくは、図１０および図１１に示すように、発光素子５は、フリップチップボンディングによって接続するのがよい。フリップチップボンディングを用いると、発光素子収納用パッケージ１の内部にボンディングパッドが不要なため、発光素子収納用パッケージ１および発光装置１０１は、ボンディングパッド分のスペースを縮小することができる。また、発光素子５の発光する方向に電極がなく、配線抵抗も小さいため、発光素子５から発光された光の放射強度の低下を抑制することができる。さらに、発光素子５からの熱を第１の導体膜２１を介して基板２に効率よく伝導することができるので、発光装置１０１の作動時における発光素子５の温度上昇を有効に抑制することでき、発光効率の低下や発光波長の変動を抑制することができる。
【００４３】
発光素子５には、白色光や種々の色の光を発光装置１０１から効率よく放出させるという観点から、ＬＥＤ素子や有機ＥＬ素子等の光半導体型発光素子が用いられる。例えば、
発光素子基板５２はサファイア基板等であって、発光素子基板５２上に発光部５３として、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）等から構成されるバッファ層、Ｎ型層、発光層、Ｐ型層が順次積層される。このように形成される発光素子５の材料には、窒化ガリウム系化合物半導体、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）系化合物半導体、酸化亜鉛系化合物半導体、セレン化亜鉛系化合物半導体またはダイヤモンド系化合物半導体、窒化ホウ素系化合物半導体等が用いられる。
【００４４】
封止部材６は、エポキシ樹脂もしくはシリコーン樹脂等の透明樹脂または透明ガラスから成り、例えば蛍光体を含有した未硬化の透明樹脂を光反射面の内側にディスペンサー等の注入器によって発光素子５を覆うように注入し、加熱硬化させることによって形成される。また、発光部５３が屈折率２．５の窒化ガリウムから成り、発光素子基板５２が屈折率１．７のサファイア基板上に形成されているとき、屈折率１．０〜１．７の透明樹脂や透明ガラスを用いることによって、発光素子５および基板２との屈折率差が小さくなり、発光素子５から光をより多く取り出すことができる。これによって、発光強度が向上し、放射光強度や輝度を著しく向上できるとともに、蛍光体の光を用いて任意の波長スペクトルを有する光を放射することができる発光装置１０１を作製することができる。
【００４５】
本発明の一実施形態にかかる発光装置１０１によれば、枠体３として反射率が高い材料を用いた場合には、発光素子５に電流を流すことによって発光素子５が放射する光を枠体３の光反射面で効率よく反射させて、発光効率を向上させた発光装置１０１となる。
【００４６】
また、基板２に熱伝導率が高い材料を用いた場合には、発光素子５からの発熱を速やかに放出することができ、発熱による輝度低下を抑制することができる。
【００４７】
また、図１２ないし図１４に、本発明の他の実施形態にかかる発光装置１０１の断面図を示す。これらの図に示すように、発光装置１０１は、例えば、発光素子収納用パッケージ１が実装基板７に実装される。これらのうち、図１２または図１３に示すように、本発明の一実施形態にかかる発光装置１０１が実装基板７等に実装された場合でも、基板２の下面が、枠体３の下端または枠体３の下端部に設けられた外部電極３４よりも上方に位置していることにより、実装基板７の上面と基板２の下面との間には空間がある。このため、実装基板７の熱膨張および熱収縮の影響による、実装基板７と基板２には、引張り応力または圧縮応力が生じない。
【００４８】
実装基板７には、発光素子５からの熱を効率よく放熱するよう熱伝導率の高い材料を用いる。熱伝導率の高い材料としては、例えばＣｕ、Ａｇ、Ｆｅ、ＡｕまたはＡｌ等を用いることができる。
【００４９】
実装基板７は、アルミニウム基板の上面にエポキシ樹脂等を用いた絶縁層が設けられており、さらに絶縁層の上面に、Ｃｕ、Ａｇ等を用いた金属層が設けられている。
【００５０】
なお、この場合の発光装置１０１は、図１４に示すように、第２の導体膜２２と金属膜（図示せず）との間に、この両者を互いに接合する半田８を設けることができる。半田８としては、例えば、Ａｕ−Ｓｎ半田もしくはＰｂ−Ｓｎ半田等を用いる。この場合には、発光素子５から発生した熱は、第１の導体膜２１から基板２へ伝わり、第２の導体膜２２を介して半田８から実装基板７に伝わる。また、発光素子５から発生した熱のうち、基板２に伝導した熱を除く残りの熱は、枠体３および導体層３２から外部電極３４を介して、実装基板７に伝わる。半田８を設けることにより、実装基板７と基板２とが熱膨張係数に差がある材質の場合でも、基板２への熱応力を緩和することができる。
【００５１】
＜発光素子収納用パッケージおよび発光装置の製造方法＞
次に、以上の実施形態に係る発光素子収納用パッケージ１および発光装置１０１における基板２と枠体３の製造方法について説明する。
【００５２】
基板２のセラミックグリーンシートは、次のように作製する。原料粉末として純度９９％以上で平均粒径が１μｍのＡｌＮ粉末、純度９９％以上で平均粒径１μｍのＥｒ２Ｏ３粉末、純度９９％以上で平均粒径１．５μｍのＣａＯ粉末を用いる。そして、成形用有機樹脂（バインダ）としてアクリル系バインダを用い、トルエンを溶媒として混合し、スラリーを調整する。しかる後に、ドクターブレード法等にてセラミックグリーンシートを作製する。
【００５３】
このように作製したセラミックグリーンシートを組み合わせて、位置合わせし、積層圧着して積層体を作製する。そして、非酸化性雰囲気にて脱脂を行なった後、引き続き、窒素水素混合雰囲気にて１７００〜１８００℃の最高温度で２時間焼成する。その後、Ｃｕ等が用いられる第１の導体膜２１および第２の導体膜２２を基板２の上面および下面に蒸着法、スクリーン印刷法、スパッタ法等で形成する。
【００５４】
次に、枠体３のセラミックグリーンシートは、次のように作製する。原料粉末として純度９９％以上で平均粒径１〜２μｍのＡｌ２Ｏ３粉末に対し、焼結助剤として、純度９９％以上で平均粒径１．５μｍのＭｎ２Ｏ３とＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯの群から選ばれる少なくとも１種とを混合する。さらに、バインダと溶剤とを所定の割合で混合して調整したセラミックスラリーから、ドクターブレード法等によってシート状に成形したセラミックグリーンシートを作製する。
【００５５】
次に、枠体３にビア３３を設ける場合には、枠体３のセラミックグリーンシートにマイクロドリルやレーザー等によってビアホールを形成し、印刷等の方法でこのビアホールに導体ペーストを充填し、また、セラミックグリーンシートの表面に導体ペーストを印刷して導体層３２を形成する。
【００５６】
このようにして作製したセラミックグリーンシートを所望の構造となるように複数積層し、酸化雰囲気、還元雰囲気あるいは不活性雰囲気で１２５０〜１３５０℃の温度範囲で焼成すると、Ｍｎ２Ｏ３を含有する緻密なアルミナ質セラミックスからなる枠体３を形成することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  発光素子収納用パッケージ
２  基板
２１  第１の導体膜
２２  第２の導体膜
３  枠体
３１  張出部
３２  導体層
３３  ビア
３４  外部電極
４  接合材
５  発光素子
５１  導電部材
５２  発光素子基板
５３  発光部
６  封止部材
７  実装基板
８  半田
１０１  発光装置
【図１】
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【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】
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【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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