CN100420047C - 发光元件用封装件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光元件用封装件，在基体的上面设置框架体(14)，形成用于放置发光元件的腔体，在框架体的内周面，形成第1反射层。还有，在基体的上面，形成用于搭载发光元件的一对接合层。一个接合层沿基体的上面而扩展，其外周部与反射层的下端部连接，另一个接合层由从基体的上面露出的露出部和从该露出部向周围扩展并埋设在基体的内部的埋设部构成，该埋设部与反射层的下端部相比伸向外侧。还有，在基体上，至少在从腔体的底面露出的区域内的、不形成接合层的区域的下层位置，形成了第2反射层。

Description

发光元件用封装件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于搭载发光元件(素子)的封装件(パツケ一ジ)和具有该封装件的发光器件(デバイス)，以及该封装件的制造方法。
背景技术
以前，如图10所示，发光元件用封装件是把各个陶瓷制的基体7和框架体71接合成一体而构成的，在框架体71的内侧，形成发光元件2的放置空间(腔体(キヤビテイ))，并在框架体71的内周面形成包围腔体的全周的金属层50。还有，在基体7的上面，形成要分别与发光元件2的一对端子(供电端子和接地端子)连接的一对接合(ランド)层37、47，两接合层37、47通过通孔38、48，分别与在基体7的背面配备的一对外部电极30、40连接(参照日本国公开特许公报第2002-232017号)。
发光元件2搭载在一个接合层47的表面上，一个端子与该接合层47连接，同时，另一个端子则通过引线21与另一个接合层37连接。
在上述发光器件中，光从发光元件2全方位地出射，向前方(图10的上方)出射的光直接向前方行进，向侧方出射的光则经金属层50的表面反射，改变行进路线而向前方行进，还有，接合层37、47也具有反射层的作用，使来自发光元件2的光向前方反射。
然而问题是，在图10所示的发光器件中，在接合层37、47与金属层50之间以及在接合层37、47之间，设有用于电绝缘的间隙G，因而来自发光元件2的光就通过该间隙G而向基体7的内部漏掉，所以发光效率低。
对此，如图11和图12所示，本申请人开发出了以下发光器件：包围封装件8的腔体80而形成金属层51，并把从腔体80的底面露出的一对接合层81、82进一步向周围扩大，在腔体80的底面上、接合层81、82和金属层51之间没有间隙。在该发光器件中，一对接合层81、82分别通过通孔83、85与一对外部电极84、86连接。
还有，一对接合层81、82与金属层51接触的话，两接合层81、82之间就会发生电短路，因而金属层51形成为其下端部不到接合层81、82的深度尺寸。
在上述发光器件中，从发光元件2向腔体底面出射的光基本上被接合层81、82的表面发射而向前方行进，因而发光效率比以前提高了。
不过，由于如上所述的金属层51和接合层81、82相分离，因而不能由金属层51反射全部从发光元件2向侧方出射的光。还有，由于接合层81、82之间的间隙不可少，因而不能把从发光元件2向该间隙区域出射的光向前方反射。因此，仍然存在不能获得足够高的发光效率的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种获得比以前有足够高的发光效率的发光元件用封装件及其制造方法。
本发明的发光元件用封装件，在由绝缘材料构成的基体11的上面设置由绝缘材料构成的框架体14而构成，在框架体14的内侧，形成用于放置发光元件的腔体10，在框架体14的内周面，形成包围腔体10的全周的反射层5。在基体11的上面，形成要分别与发光元件的一对端子连接的一对接合层31、41，两接合层31、41的表面从腔体10的底面露出，两接合层31、41分别与在基体11上配备的一对外部电极3、4连接。
还有，在上述基体11的上面形成的一对接合层31、41中的一个接合层41沿基体11的上面而扩展，其外周部与反射层5的下端部连接，另一个接合层31由从基体11的上面露出的露出部33和从该露出部33向周围扩展并埋设在基体11的内部的埋设部34构成，该埋设部34的外周部达到反射层5的下端部的下方位置或者与该下方位置相比伸向外侧。另外，基体11和框架体14分别是陶瓷制的或者是合成树脂制的。
在搭载了上述本发明的发光元件用封装件而构成的发光器件中，从发光元件2向侧方出射的光，经反射层5的表面反射而向前方行进。此处，反射层5包围封装件1的腔体10而在全周形成，并且，其下端部形成了接触到腔体10的底面的深度尺寸，因此，所有向腔体10的内壁出射的光都会被反射。
从发光元件2向腔体10的底面出射的光，经两接合层31、41的表面反射而向前方行进。此处，上述一个接合层41沿基体11的上面扩展，其外周部与反射层5的下端部连接，因此，在该接合层41和反射层5之间没有间隙，不会漏掉通过间隙的光。
还有，另一个接合层31中，从露出部33向周围扩展的埋设部34埋设在基体11的内部，该埋设部34的外周部达到反射层5的下端部的下方位置或者与该下方位置相比伸向外侧，因此，入射到该接合层31的露出部33和反射层5的端部所夹着的区域的光，就由埋设部34反射到前方。
另外，在该接合层31和反射层5的下端部之间，有由基体11的表层部形成的绝缘层，因此，接合层31和反射层5就成为电绝缘的，在两接合层31、41间不会产生短路。
按照上述本发明的发光元件用封装件，在反射层和一对接合层31、41之间不存在光能够通过的间隙，因此，能够获得比以前足够高的发光效率。
本发明的发光元件用封装件的制造方法，用于制造上述本发明的发光元件用封装件，具有：
制作构成上述基体11的1层或多层第1陶瓷坯片(せラミツクグリ一ンシ一ト)15、16的工序；
制作构成上述框架体14的1层或多层第2陶瓷坯片17的工序；以及，
使第2陶瓷坯片17与第1陶瓷坯片15、16的上面接合，烧制这些陶瓷坯片的工序。
并且，上述第1陶瓷坯片15、16的制作工序具有：
在陶瓷坯片16a的上面，形成构成上述一对接合层的一对金属层36、46的第1工序；
覆盖包含上述一对金属层36、46中的一个金属层36的与第2陶瓷坯片17的接合区域的、陶瓷坯片16a的上面的一部分，而形成绝缘层9的第2工序；以及，
在厚度方向对形成了绝缘层9的陶瓷坯片16a进行压缩，使该陶瓷坯片16a的上面变得平坦的第3工序。
在上述本发明的发光元件用封装件的制造方法中，在第1陶瓷坯片15、16的制作工序中，通过第3工序，在厚度方向压缩陶瓷坯片16a，使该陶瓷坯片16a的上面变得平坦，从而，在第1工序形成的金属层36、46和在第2工序形成的绝缘层9就被压入陶瓷坯片16a的表面。在此过程中，金属层36被绝缘层9覆盖的区域，由于受到绝缘层9的挤压，与不被绝缘层9覆盖的区域相比，被压入绝缘层9的厚度，被埋设在陶瓷坯片16a的内部。使第2陶瓷坯片17与如此获得的第1陶瓷坯片15、16的上面接合，并烧制这些陶瓷坯片，从而完成上述本发明的发光元件用封装件。
按照上述本发明的发光元件用封装件的制造方法，能够采用不对以前的制造工序大幅度进行改变的简易的工序，来制造本发明的发光元件用封装件。
还有，本发明的另一发光元件用封装件，在由绝缘材料构成的基体11的上面设置由绝缘材料构成的框架体14而构成，在框架体14的内侧，形成用于放置发光元件的腔体10，在框架体14的内周面，形成包围腔体10的全周的第1反射层5。在基体11的上面，相分离地形成要分别与发光元件的一对端子连接的一对接合层31、41，两接合层31、41分别与在基体11上配备的一对外部电极3、4连接。还有，在上述基体11上，至少在从腔体10的底面露出的区域内的、不形成上述接合层31、41的区域的下层位置，形成了第2反射层6。另外，基体11和框架体14分别是陶瓷制的或者是合成树脂制的。
在搭载了上述本发明的发光元件用封装件而构成的发光器件中，从发光元件2向两接合层31、41之间的间隙区域出射的光，透过基体11的表层部，不过，经第2反射层6的表面反射，就会向前方行进。此处，第2反射层6至少在从腔体10的底面露出的区域内的、不形成上述接合层31、41的区域扩展，因此，入射到两接合层31、41之间的间隙区域的光不会漏掉，而是会被全部反射。另外，第2反射层6与两接合层31、41相分离，因此，两接合层31、41之间不会发生短路。
按照上述本发明的发光元件用封装件，从发光元件2向封装件1的腔体10出射的光全部被反射，因此，获得了比以前足够高的发光效率。
附图说明
图1是本发明的发光器件的透视图。
图2是该发光器件的剖视图。
图3是图2的A部的放大剖视图。
图4是沿图2的B-B线的放大剖视图。
图5是封装件的透视图。
图6是封装件的俯视图。
图7是封装件的分解透视图。
图8(a)至图8(c)是表示封装件的制造工序的图。
图9(a)至图9(c)是表示构成基体上层部的坯片的制造工序的图。
图10是现有发光器件的剖视图。
图11是表示又一现有发光器件的剖视图。
图12是该发光器件的封装件的俯视图。
具体实施方式
以下，按照本发明的实施方式，按照附图具体进行说明。
如图1所示，本发明的发光器件把由LED构成的发光元件2搭载在陶瓷制的封装件1上而构成。封装件1上设有凹陷的用于放置发光元件2的腔体10，在该腔体10的底面，由银等导电性材料相分离地形成第1接合层31和第2接合层41，设在发光元件2的上面的供电端子(未图示)通过引线21与第1接合层31连接，并且，设在发光元件2的背面的接地端子(未图示)直接与第2接合层41连接。还有，在封装件1上，配备了一对外部电极3、4，如图2所示，上述第1和第2接合层31、41分别通过通孔32、42与一对外部电极3、4连接。
图1所示的发光器件使外部电极3、4向下，以横躺的姿势，表面贴装在电路基板上，外部电极3、4用焊锡焊接在该电路基板上的一对接合层31、41上，并且，从电路基板对发光元件2进行供电，使发光元件2工作，从而向全方位出射光。
图7表示封装件1的积层构造。如图所示，在由下层部12和上层部13构成的平板状的基体11的上面，设置了框架体14，该框架体14上开设了成为上述腔体10的中央孔10a，从而构成了图5和图6所示的一体的封装件1。另外，在图6和图7中，为图示方便，在接合层31、41及外部电极3、4等金属层露出的区域都加了阴影线。
如图7所示，在构成封装件1的框架体14上，在中央孔10a的内周面上，形成了由银等金属构成的第1反射层5。在基体11的下层部12，在其侧面配备了上述的一对外部电极3、4，并且，在其上面形成了分别与外部电极3、4连接的电极层39、49。再有，在电极层39、49之间形成了由银等金属构成的第2反射层6。
还有，在基体11的上层部13，在其上面形成了上述第1和第2接合层31、41，并且，配备了把该接合层31、41和下层部12上面的电极层39、49互相连接起来的通孔32、42。在基体11的上层部13形成的第1接合层31由从上层部13的上面露出的露出部33和从该露出部33向周围扩展并埋设在上层部13的内部的埋设部34构成。而在基体11的上层部13形成的第2接合层41则整体沿上层部13的上面而扩展。另外，在第1接合层31和第2接合层41之间，设有两接合层31、41间的绝缘所需要的间隙。
如图5和图6所示，第1接合层31的露出部33从封装件1的腔体10的底面露出，与其周围的第1反射层5及第2接合层41相分离。第1接合层31的埋设部34与第1反射层5的下端部相比伸向外侧。而在第2接合层41，其外周部与第1反射层5的下端部连接。
图3表示放大了的图2的A部，图4表示沿图2的B-B线的剖面。如图3和图4所示，第1接合层31的埋设部34与第1反射层5的下端部隔开微小的间隙S(10～30μm)，与第1反射层5的下端部相比伸向外侧。
第2反射层6在包含在如图6所示两接合层31、41之间形成的间隙部的范围形成，埋设在如图2所示的基体11的内部，在两接合层31、41之间有由基体11的表层部形成的绝缘层。
图8(a)至图8(c)表示上述封装件1的制造工序。首先，分别制作：图8(a)所示的具有贯通孔17a、构成框架体14的陶瓷坯片17；图8(b)所示的具有第1和第2接合层31、41、构成上述基体11的上层部13的陶瓷坯片16；以及，图8(c)所示的具有外部电极3、4和第2反射层6、构成上述基体11的下层部12的陶瓷坯片15。接着在陶瓷坯片(16)之上配置陶瓷坯片(17)，在陶瓷坯片(16)之下配置陶瓷坯片(15)。即，把陶瓷坯片15、16、17以在垂直于第1陶瓷坯片的上面的方向上重叠的状态接合起来并进行烧制。这样就获得如图5和图6所示的一体的封装件1。
图9(a)至图9(c)表示图8(b)所示的陶瓷坯片16的制造工序。如图9(a)所示，在形成了通孔35、45的陶瓷坯片16a的上面形成一对金属层36、46。接着如图9(b)所示，形成覆盖一个金属层36、由外敷层(オ一バコ一ト)玻璃构成的绝缘层9之后，在厚度方向压缩该陶瓷坯片16a。结果，如图9(c)所示，金属层36、46和绝缘层9就被压入陶瓷坯片16a的表面，并使陶瓷坯片16a的表面变得平坦。在此过程中，金属层36的由绝缘层9覆盖的区域由于受绝缘层9挤压，与不被绝缘层9覆盖的区域相比，被压入得深了绝缘层9的厚度，这样就获得了埋设在陶瓷坯片16a的内部、图8(b)所示的陶瓷坯片16。此处，绝缘层9经烧制而成为基体11的表层部的一部分。
把图1和图2所示的发光元件2搭载在通过上述制造工序制作的封装件1上，本发明的发光器件就完成了。
在该发光器件中，从发光元件2向全方位出射的光中的、向反射层5的表面入射的光，经该表面反射，就会向前方(图1和图2的上方)行进。此处，反射层5形成了至腔体10的底面的深度尺寸，因此，从发光元件2向侧方出射的所有的光就会被向前方反射。
还有，在该发光器件中，从发光元件2向腔体10的底面出射的光中的、向第1接合层31的露出部33和第2接合层41的表面入射的光，经该表面反射，就会向前方行进。还有，入射到反射层5的下端部和第1接合层31的露出部33之间的区域的光，透过基体11的表层部，不过，经第1接合层31的埋设部34反射，就会向前方行进。
再有，入射到第1接合层31和第2接合层41之间的间隙区域的光，透过基体11的上层部13，不过，经第2反射层6的表面反射，就会向前方行进。
在本发明的发光器件中，如上所述，从发光元件2出射的所有的光都会向前方行进，因此，获得了比以前足够高的发光效率。
还有，按照上述本发明的发光元件用封装件的制造方法，对图9(a)至图9(c)所示的坯片的制造工序的一部分加以改变，就能够容易地制造本发明的发光元件用封装件。
另外，本发明的各部构成不限于上述实施方式，只要在不超出权利要求所记载的本发明的精神的范围，如果是本技术领域的专家，就能够进行各种可能的变形。例如，封装件1也可以选择合成树脂制的，而不限于陶瓷制的。

Claims (10)

1. 一种发光元件用封装件，在由绝缘材料构成的基体(11)的上面设置由绝缘材料构成的框架体(14)，在框架体(14)的内侧，形成用于放置发光元件的腔体(10)，其特征在于，在框架体(14)的内周面，形成包围腔体(10)的全周的反射层(5)，在基体(11)的上面，形成要分别与发光元件的一对端子连接的一对接合层(31、41)，两接合层(31、41)的表面从腔体(10)的底面露出，两接合层(31、41)分别与在基体(11)上配备的一对外部电极(3、4)连接，在所述基体(11)的上面形成的一对接合层(31、41)中的一个接合层(41)沿基体(11)的上面而扩展，其外周部与反射层(5)的下端部连接，另一个接合层(31)由从基体(11)的上面露出的露出部(33)和从该露出部(33)向周围扩展并埋设在基体(11)的内部的埋设部(34)构成，该埋设部(34)的外周部达到反射层(5)的下端部的下方位置或者与该下方位置相比伸向外侧。
2. 权利要求1所述的发光元件用封装件，其中，基体(11)和框架体(14)分别是陶瓷制的或者是合成树脂制的。
3. 权利要求1所述的发光元件用封装件，其中，在反射层(5)的下端部和所述另一个接合层(31)的埋设部(34)之间，有由基体(11)的表层部形成的厚度为10～30μm的绝缘层。
4. 一种发光元件器件，由在封装件(1)上搭载了发光元件(2)而构成，封装件(1)：在由绝缘材料构成的基体(11)的上面设置由绝缘材料构成的框架体(14)，在框架体(14)的内侧，形成用于放置发光元件的腔体(10)，其特征在于，在框架体(14)的内周面，形成包围腔体(10)的全周的反射层(5)，在基体(11)的上面，形成要分别与发光元件的一对端子连接的一对接合层(31、41)，两接合层(31、41)的表面从腔体(10)的底面露出，两接合层(31、41)分别与在基体(11)上配备的一对外部电极(3、4)连接，在封装件(1)的基体(11)的上面形成的一对接合层(31、41)中的一个接合层(41)沿基体(11)的上面而扩展，其外周部与反射层(5)的下端部连接，另一个接合层(31)由从基体(11)的上面露出的露出部(33)和从该露出部(33)向周围扩展并埋设在基体(11)的内部的埋设部(34)构成，该埋设部(34)的外周部达到反射层(5)的下端部的下方位置或者与该下方位置相比伸向外侧。
5. 一种具有基体(11)和框体(14)的发光元件用封装件的制造方法，其特征在于，具有：
制作构成所述基体(11)的1层或多层第1陶瓷坯片(15、16)的工序；
制作构成所述框架体(14)的1层或多层第2陶瓷坯片(17)的工序；以及，
在与第1陶瓷坯片(15、16)的上面垂直的方向上，将第1陶瓷坯片(15、16)与第2陶瓷坯片(17)在重叠的状态下接合，烧制这些陶瓷坯片的工序，
所述第1陶瓷坯片的制作工序具有：
在陶瓷坯片(16a)的上面，形成构成所述一对接合层的一对金属层(36、46)的第1工序；
覆盖包含所述一对金属层(36、46)中的一个金属层(36)的与第2陶瓷坯片(17)的接合区域的、陶瓷坯片(16a)的上面的一部分，而形成绝缘层(9)的第2工序；以及，
在厚度方向对形成了绝缘层(9)的陶瓷坯片(16a)进行压缩，使该陶瓷坯片(16a)的上面变得平坦的第3工序。
6. 一种发光元件用封装件，在由绝缘材料构成的基体(11)的上面设置由绝缘材料构成的框架体(14)，在框架体(14)的内侧，形成用于放置发光元件的腔体(10)，其特征在于，在框架体(14)的内周面，形成包围腔体(10)的全周的反射层(5)，在基体(11)的上面，相分离地形成要分别与发光元件的一对端子连接的一对接合层(31、41)，两接合层(31、41)分别与在基体(11)上配备的一对外部电极(3、4)连接，在所述基体(11)上，形成有至少在从腔体(10)的底面露出的区域内的、与不形成所述接合层(31、41)的区域的至少一部分在积层方向上重叠的第2反射层(6)。
7. 权利要求6所述的发光元件用封装件，其中，基体(11)和框架体(14)分别是陶瓷制的或者是合成树脂制的。
8. 权利要求6所述的发光元件用封装件，其中，基体(11)由下层部(12)和上层部(13)接合而构成，在下层部(12)和上层部(13)的接合界面上形成了第2反射层(6)。
9. 权利要求6所述的发光元件用封装件，其中，在所述基体(11)的上面形成的一对接合层(31、41)中的一个接合层(41)沿基体(11)的上面而扩展，其外周部与反射层(5)的下端部连接，另一个接合层(31)由从基体(11)的上面露出的露出部(33)和从该露出部(33)向周围扩展并埋设在基体(11)的内部的埋设部(34)构成，该埋设部(34)的外周部达到反射层(5)的下端部的下方位置或者与该下方位置相比伸向外侧。
10. 一种发光器件，由在封装件(1)上搭载了发光元件(2)而构成，封装件(1)：在由绝缘材料构成的基体(11)的上面设置由绝缘材料构成的框架体(14)而构成，在框架体(14)的内侧，形成用于放置发光元件的腔体(10)，其特征在于，在框架体(14)的内周面，形成包围腔体(10)的全周的反射层(5)，在基体(11)的上面，相分离地形成要分别与发光元件的一对端子连接的一对接合层(31、41)，两接合层(31、41)分别与在基体(11)上配备的一对外部电极(3、4)连接，在封装件(1)的基体(11)上，形成有至少在从腔体(10)的底面露出的区域内的、与不形成所述接合层(31、41)的区域的至少一部分在积层方向上重叠的第2反射层(6)。
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