JP2005243658A - Light emitting diode package - Google Patents

Light emitting diode package Download PDF

Info

Publication number
JP2005243658A
JP2005243658A JP2003429904A JP2003429904A JP2005243658A JP 2005243658 A JP2005243658 A JP 2005243658A JP 2003429904 A JP2003429904 A JP 2003429904A JP 2003429904 A JP2003429904 A JP 2003429904A JP 2005243658 A JP2005243658 A JP 2005243658A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic substrate
led element
ring
cavity
emitting diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003429904A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Washino
順一 鷲野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2003429904A priority Critical patent/JP2005243658A/en
Publication of JP2005243658A publication Critical patent/JP2005243658A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting diode package which has a good light reflecting face for reflecting luminous light flux from an LED element to an outer part, whose manufacture is easy, and manufacture variation of luminance and angle of visibility is small, and which is superior in heat dissipation. <P>SOLUTION: In the light emitting diode package, the mounting region of the LED element is formed on a ceramic substrate, a metal ring is brazed on the ceramic substrate along a route surrounding the LED element, and the light reflecting face reflecting luminous light flux from the LED element in a prescribed direction is formed on the ring. The ring is brazed on a metallized layer formed along the route on the surface of the ceramic substrate. A cavity with bottom is formed which is opened to one main surface of the ceramic substrate, the mounting region of the LED element is formed at the base of the cavity, and the metallized layer is formed at an outer peripheral edge part of the base. The ring having an outer peripheral face whose size is almost the same as an inner peripheral face of the cavity is brazed on the metallized layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、発光ダイオードパッケージに関するものである。   The present invention relates to a light emitting diode package.

近年、発光ダイオード(Light emission diode:以下、LED素子とも記す)が注目されている。特に高輝度の青色発光ダイオードが製造可能となってから、赤、緑、青のLED素子を用いて高輝度の白色光が得られるようになり、これらのLED素子を電球や車のヘッドライトとして使用するための開発が進められている。LED素子は電力の消費量が少ないので、車のヘッドライトとして使用した場合、バッテリーの負荷が減る。また、長寿命であるので、室内に使用する蛍光灯や電球もLED素子に置換わりつつある。これらLED素子は、使用者の要求を満たすために、発光輝度やスペクトルなどの、光の特性を向上させるべく開発が進められている。   In recent years, attention has been focused on light emission diodes (hereinafter also referred to as LED elements). In particular, since high-intensity blue light-emitting diodes can be manufactured, high-intensity white light can be obtained using red, green and blue LED elements, and these LED elements can be used as light bulbs and car headlights. Development for use is underway. Since the LED element consumes less electric power, the battery load is reduced when used as a car headlight. In addition, since it has a long life, fluorescent lamps and light bulbs used indoors are being replaced by LED elements. These LED elements are being developed in order to improve light characteristics such as light emission luminance and spectrum in order to satisfy the user's requirements.

上記発光スペクトルや輝度などの特性は主に、LED素子を構成する化合物半導体により決定される。しかし輝度や視野角などの特性は、LED素子を実装するパッケージからも大きな影響を受ける。そのため、使用者の望む輝度や視野角を得るための手段として発光ダイオードパッケージが注目されている。このような発光ダイオードパッケージとしては、従来からセラミック基板に実装するものが用いられている。その一例を図6に示す。LED素子1は第一セラミック基板20上に載置されており、金属配線23a,23bと電気的に接続されている。また、LED素子1を収容するキャビティ24ができている。キャビティ24は、第二セラミック基板21を貫通するように形成されており、第一セラミック基板20および第二セラミック基板21は接着されている。発光ダイオードパッケージの大きさは数ミリ程度で、多数集めることで所望の光量を得ることができる。キャビティ24の内周面には金属層22が形成されており、LED素子1からの発光光束を反射する構成となっている。   The characteristics such as the emission spectrum and the luminance are mainly determined by the compound semiconductor constituting the LED element. However, characteristics such as luminance and viewing angle are greatly affected by the package on which the LED element is mounted. For this reason, a light emitting diode package has attracted attention as a means for obtaining brightness and viewing angle desired by the user. As such a light emitting diode package, one mounted on a ceramic substrate has been conventionally used. An example is shown in FIG. The LED element 1 is placed on the first ceramic substrate 20 and is electrically connected to the metal wirings 23a and 23b. A cavity 24 for accommodating the LED element 1 is formed. The cavity 24 is formed so as to penetrate the second ceramic substrate 21, and the first ceramic substrate 20 and the second ceramic substrate 21 are bonded together. The size of the light emitting diode package is about several millimeters, and a desired amount of light can be obtained by collecting a large number. A metal layer 22 is formed on the inner peripheral surface of the cavity 24, and is configured to reflect the emitted light beam from the LED element 1.

上記発光ダイオードパッケージは、例えばグリーンシート積層法により製造される。第一セラミック基板20となるべきセラミックグリーンシートに、金属配線23a,23bとなるメタライズペーストを塗布するとともに、第二セラミック基板21を打ち抜いてキャビティ24を形成し、該キャビティ24の内周面に金属層22となるメタライズペーストを塗布する。その後、各セラミック基板20,21を接着し、高温で焼結して、各セラミック基板20,21が一体となった焼結体を得る。そして、金属層22上にニッケルメッキ層や金メッキ層などを、周知の無電解メッキ法や電解メッキ法により被着させる。   The light emitting diode package is manufactured by, for example, a green sheet lamination method. A metallized paste to be the metal wirings 23a and 23b is applied to the ceramic green sheet to be the first ceramic substrate 20, and the second ceramic substrate 21 is punched to form a cavity 24. A metal is formed on the inner peripheral surface of the cavity 24. A metallized paste to be the layer 22 is applied. Thereafter, the ceramic substrates 20 and 21 are bonded and sintered at a high temperature to obtain a sintered body in which the ceramic substrates 20 and 21 are integrated. Then, a nickel plating layer, a gold plating layer, or the like is deposited on the metal layer 22 by a known electroless plating method or electrolytic plating method.

ところが上記キャビティ24は、第二セラミック基板21を打ち抜いて形成するために角度θが直角になり、LED素子1からの発光光束が外部に放出されず、望ましい視野角と輝度が得られない問題があった。そこで下記特許文献1などのように、角度θが55°〜70°となるように穿孔し、且つ金属層の中心線平均粗さRaを1〜3μm、光反射率を80%以上とすることで、高い発光効率が得られる発光ダイオードパッケージが提案されている。
特開2002−232017号公報
However, since the cavity 24 is formed by punching the second ceramic substrate 21, the angle θ becomes a right angle, the luminous flux from the LED element 1 is not emitted to the outside, and the desired viewing angle and brightness cannot be obtained. there were. Therefore, as described in Patent Document 1 below, the angle θ is 55 ° to 70 °, the center line average roughness Ra of the metal layer is 1 to 3 μm, and the light reflectance is 80% or more. Thus, a light emitting diode package capable of obtaining high luminous efficiency has been proposed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-232017

さらに下記特許文献2には、金属反射板をキャビティ内に設け、金属反射板の上部に掛止爪を形成して第二セラミック基板21の上段に引っ掛けたり、または熱伝導性の高いシリコン系ボンディング材を使って金属反射板を第二セラミック基板に付着させたりする発光ダイオードパッケージが提案されている。熱伝導性の高いボンディング材を使用するのは、LED素子からの熱を効率よく放熱させるためである。
特開2003−197974号公報
Further, in Patent Document 2 below, a metal reflector is provided in the cavity, a hooking claw is formed on the upper part of the metal reflector and hooked on the upper stage of the second ceramic substrate 21, or a silicon-based bonding with high thermal conductivity. A light emitting diode package in which a metal reflector is attached to a second ceramic substrate using a material has been proposed. The reason why the bonding material having high thermal conductivity is used is to efficiently dissipate heat from the LED element.
JP 2003-197974 A

ところが特許文献1のように、角度θが常に一定の角度となるように穿孔するのは難しく、量産すると角度θにバラツキが生じてしまう問題があった。また、メタライズペーストをグリーンシートに塗布して、セラミックとの同時焼成によって金属層を形成すると、その表面に屈曲が生じ易く、良質の光反射面を形成するのが難しい。そのため、輝度や視野角のバラツキが大きくなるという問題があった。また、特許文献2のように、金属反射板を掛止爪によってセラミック基板に引っ掛ける方法は、金属反射板が外れてしまう場合があり、不安定だった。金属反射板を熱伝導性の高いシリコン系ボンディング材で接着する方法もあるが、放熱効率を改善する余地が残されていた。   However, as in Patent Document 1, it is difficult to perforate so that the angle θ is always a constant angle, and there is a problem that the angle θ varies when it is mass-produced. Further, when a metallized paste is applied to a green sheet and a metal layer is formed by simultaneous firing with ceramic, the surface is likely to be bent, and it is difficult to form a high-quality light reflecting surface. Therefore, there has been a problem that variations in luminance and viewing angle become large. In addition, as in Patent Document 2, the method of hooking the metal reflector on the ceramic substrate with the hooking claws is unstable because the metal reflector may come off. There is also a method of bonding the metal reflector with a silicon-based bonding material having high thermal conductivity, but there remains room for improving the heat dissipation efficiency.

本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたものであって、特に、LED素子からの発光光束を外部に反射するための良質な光反射面を有し、製造が容易であり、輝度や視野角の製造バラツキが小さく、かつ放熱性に優れた発光ダイオードパッケージを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in particular, has a high-quality light reflecting surface for reflecting the emitted light beam from the LED element to the outside, is easy to manufacture, has a brightness and a visual field. An object of the present invention is to provide a light emitting diode package with small manufacturing variation of corners and excellent heat dissipation.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記課題を解決するために本発明の発光ダイオードパッケージは、セラミック基板上にLED素子の実装領域が形成され、セラミック基板上にはLED素子を取り囲む経路に沿って金属製のリングがロウ付けされ、リングにはLED素子からの発光光束を所定の方向に反射する光反射面が形成されていることを主要な特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the LED package of the present invention has a LED element mounting region formed on a ceramic substrate, and a metal ring is brazed on the ceramic substrate along a path surrounding the LED element. The ring is mainly characterized in that a light reflecting surface for reflecting the luminous flux from the LED element in a predetermined direction is formed.

上記リングは、上記セラミック基板の表面に、上記経路に沿って形成されたメタライズ層にロウ付けされている。また、本発明の発光ダイオードパッケージは、上記セラミック基板の一方の主表面に開口する有底のキャビティが形成され、該キャビティの底面に上記LED素子の実装領域が形成されると共に、上記底面の外周縁部に上記メタライズ層が形成され、上記キャビティの内周と略同じ大きさの外周を持つ上記リングがメタライズ層にロウ付けされていることを特徴とする。   The ring is brazed to the metallized layer formed along the path on the surface of the ceramic substrate. In the light emitting diode package of the present invention, a bottomed cavity opened on one main surface of the ceramic substrate is formed, a mounting region for the LED element is formed on the bottom surface of the cavity, and an outside of the bottom surface is formed. The metallized layer is formed on a peripheral edge, and the ring having an outer periphery substantially the same size as the inner periphery of the cavity is brazed to the metallized layer.

上記リングは、上記メタライズ層にAg系ロウ材でロウ付けされている。また、上記光反射面は開口方向に広くなるように形成されている。さらに、本発明の発光ダイオードパッケージは、上記LED素子の実装領域は第一のセラミック基板上に形成されると共に、上記キャビティは第二のセラミック基板を貫通するように形成され、上記キャビティが上記LED素子を収容するように、上記第一のセラミック基板および上記第二のセラミック基板が接着されている。   The ring is brazed to the metallized layer with an Ag-based brazing material. The light reflecting surface is formed so as to be wide in the opening direction. Further, in the light emitting diode package of the present invention, the mounting area of the LED element is formed on the first ceramic substrate, the cavity is formed to penetrate the second ceramic substrate, and the cavity is the LED. The first ceramic substrate and the second ceramic substrate are bonded so as to accommodate the element.

さらに本発明の発光ダイオードパッケージは、第一、第二、第三のセラミック基板をこの順に積層してなり、第一のセラミック基板上に上記LED素子の実装領域が形成されると共に、第二および第三のセラミック基板に貫通穴が形成され、これら二つの貫通穴が連なって上記キャビティをなし、第二のセラミック基板の一方の主表面に上記LED素子と接続する金属パットが形成され、該金属パッドは上記キャビティから露出することを特徴とする。   Furthermore, the light emitting diode package of the present invention is formed by laminating first, second, and third ceramic substrates in this order, and a mounting region for the LED element is formed on the first ceramic substrate. A through hole is formed in the third ceramic substrate, the two through holes are connected to form the cavity, and a metal pad connected to the LED element is formed on one main surface of the second ceramic substrate. The pad is exposed from the cavity.

上記貫通穴は円筒形であり、上記第三のセラミック基板に形成された貫通穴の直径は、上記第三のセラミック基板に形成された貫通穴の直径よりも大きい。また、上記貫通穴は、上記第二および第三のセラミック基板を垂直に打ち抜いて形成される。   The through hole has a cylindrical shape, and the diameter of the through hole formed in the third ceramic substrate is larger than the diameter of the through hole formed in the third ceramic substrate. The through hole is formed by vertically punching the second and third ceramic substrates.

本発明に用いる光反射面は、金属製のリングに形成されているものなので、その表面は滑らかであり、光反射率が高い。金属製のリングは、形状を安定して生産できる。そのため、発光ダイオードパッケージを製造した場合、視野角や輝度のバラツキを小さくできる。金属製のリングは熱伝導性の良いロウ材を使ってロウ付けされているので、放熱性に優れている。ロウ材の種類は、Ag系、ニッケル系、アルミニウム系など何でも良いが、特にAg系ロウ材が良い。   Since the light reflecting surface used in the present invention is formed on a metal ring, the surface is smooth and has high light reflectance. Metal rings can be produced stably in shape. Therefore, when the light emitting diode package is manufactured, the variation in viewing angle and luminance can be reduced. Since the metal ring is brazed using a brazing material with good thermal conductivity, it has excellent heat dissipation. The type of brazing material may be anything such as Ag, nickel or aluminum, but Ag brazing is particularly preferred.

キャビティは、例えば円柱形にすることができる。その底面は円形であり、中心部にLED素子の実装領域が形成される。そして底面の外周縁部にはMoやWなどの金属からなるメタライズ層が形成される。金属製のリングは、その外周がキャビティの内周と略同じ大きさであり、キャビティに殆ど隙間無く入る。このようなリングの材質は、KOVAR、42Ni、Cuなど、ロウ付けできる金属であれば何でも使用可能である。   The cavity can be cylindrical, for example. The bottom surface is circular, and an LED element mounting region is formed in the center. A metallized layer made of a metal such as Mo or W is formed on the outer peripheral edge of the bottom surface. The outer ring of the metal ring has substantially the same size as the inner periphery of the cavity, and enters the cavity with almost no gap. As the material of such a ring, any metal that can be brazed, such as KOVAR, 42Ni, and Cu, can be used.

リングは、例えば以下のようにしてロウ付けする。まず、メタライズ層にAg系ロウ材のボールを載置して、800℃程度の熱処理を施してリフローする。室温まで冷ました後、ロウ材の上にリングを置いて再び熱処理をかける。するとAg系ロウ材が溶けてリングと接着する。この後、必要に応じてリング表面にAgなどのメッキ層を形成してもよい。   The ring is brazed as follows, for example. First, an Ag-based brazing ball is placed on the metallized layer and subjected to a heat treatment at about 800 ° C. for reflow. After cooling to room temperature, place the ring on the brazing material and apply heat treatment again. Then, the Ag-based brazing material melts and adheres to the ring. Thereafter, if necessary, a plating layer such as Ag may be formed on the ring surface.

以下、本発明の発光ダイオードパッケージに係わる実施形態を、図面を参照して説明する。
図1(a)は本発明の発光ダイオードパッケージの一実施形態を示す要部断面図であり、図1(b)は同じく斜視図である。セラミック基板15は例えば酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミック材料からなる略四角平板であり、一方の主表面に有底のキャビティ3を有している。また、キャビティ底面16上にLED素子1の実装領域25を有しており、LED素子1の支持基板として機能する。キャビティ底面16には金属パッド8a,8bが構成されている。LED素子1は、実装領域25に接着されるとともに、ボンディングワイヤ2を介して金属パッド8a,8bと電気的に接続されている。金属パッド8a,8bはセラミック基板15の裏面にある外部端子26a,26bと導通しており、ここからLED素子1の駆動電流を流す。
Hereinafter, embodiments of the light emitting diode package of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a cross-sectional view of a main part showing an embodiment of a light emitting diode package of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view of the same. The ceramic substrate 15 is a substantially rectangular flat plate made of a ceramic material such as aluminum oxide or aluminum nitride, and has a bottomed cavity 3 on one main surface. Further, the mounting area 25 of the LED element 1 is provided on the cavity bottom surface 16 and functions as a support substrate for the LED element 1. Metal pads 8 a and 8 b are formed on the cavity bottom surface 16. The LED element 1 is bonded to the mounting region 25 and is electrically connected to the metal pads 8a and 8b via the bonding wires 2. The metal pads 8a and 8b are electrically connected to the external terminals 26a and 26b on the back surface of the ceramic substrate 15, and a driving current for the LED element 1 flows from here.

キャビティ底面16の外周縁部には、例えばMo−Mn、Mo、W、W−Mn等から成るメタライズ層7が、LED素子1を取り囲む経路に沿って形成されている。そしてメタライズ層7には、金属製のリング5がAg系ロウ材27によってロウ付けされている。リング5の外周面はキャビティ3の内周面4と略同じ大きさである。リング5はキャビティ3にはめ込まれており、リング外周面とキャビティ内周面には実質的に隙間が無い。リング5には光反射面6が、開口方向に広くなるように形成されている。そのため光反射面6はアンテナ型の構造になり、LED素子からの発光光束を外部へ効率的に反射する。   A metallized layer 7 made of, for example, Mo—Mn, Mo, W, W—Mn, or the like is formed on the outer peripheral edge of the cavity bottom surface 16 along a path surrounding the LED element 1. A metal ring 5 is brazed to the metallized layer 7 with an Ag-based brazing material 27. The outer peripheral surface of the ring 5 is approximately the same size as the inner peripheral surface 4 of the cavity 3. The ring 5 is fitted in the cavity 3, and there is substantially no gap between the ring outer peripheral surface and the cavity inner peripheral surface. A light reflecting surface 6 is formed on the ring 5 so as to be wide in the opening direction. Therefore, the light reflecting surface 6 has an antenna type structure, and efficiently reflects the emitted light beam from the LED element to the outside.

図1(c)はリング5の拡大断面図である。キャビティ底面16と光反射面6のなす角度θは、視野角および輝度に影響を与える重要なパラメータである。特に量産する場合にはθのバラツキが問題になるが、リング5は精度良く製造できる。そのため、リング5を使用した発光ダイオードパッケージは、視野角および輝度を安定して製造できる。また、本発明ではリング5をAg系ロウ材27でロウ付けしているので、放熱性が良い特徴がある。   FIG. 1C is an enlarged cross-sectional view of the ring 5. The angle θ formed between the cavity bottom surface 16 and the light reflecting surface 6 is an important parameter that affects the viewing angle and the luminance. Particularly in mass production, variation in θ becomes a problem, but the ring 5 can be manufactured with high accuracy. Therefore, the light emitting diode package using the ring 5 can be manufactured with a stable viewing angle and brightness. Further, in the present invention, since the ring 5 is brazed with the Ag-based brazing material 27, there is a feature that heat dissipation is good.

リング5は、LED素子1を中心とした円周上に配置されていることが望ましい。その理由は、リング5が略円形であると、LED素子1からの発光光束を光反射面6が均一に反射して、外部に放出できるからである。   It is desirable that the ring 5 is disposed on the circumference centering on the LED element 1. The reason is that if the ring 5 is substantially circular, the light-reflecting light beam from the LED element 1 can be uniformly reflected by the light reflecting surface 6 and emitted to the outside.

次に、別の実施形態について説明する。図2(a)は本発明の発光ダイオードパッケージの、別の実施形態を示す概略断面図であり、図2(b)は同じく斜視図である。図2の発光ダイオードパッケージは、第一セラミック基板10、第二セラミック基板11、第三セラミック基板12が積層されてなる。第二セラミック基板11および第三セラミック基板12は板を貫通する穴を有し、それら2つの貫通穴が連なってキャビティ3を構成する。   Next, another embodiment will be described. FIG. 2A is a schematic sectional view showing another embodiment of the light emitting diode package of the present invention, and FIG. 2B is a perspective view of the same. The light emitting diode package of FIG. 2 is formed by laminating a first ceramic substrate 10, a second ceramic substrate 11, and a third ceramic substrate 12. The second ceramic substrate 11 and the third ceramic substrate 12 have a hole penetrating the plate, and the two through holes constitute a cavity 3.

第一セラミック基板10の主表面には、メタライズ層7および金属製の実装領域14が形成されている。これらメタライズ層7および実装領域14は、例えばMo−Mn、Mo、W、W−Mnなどの金属からなる。LED素子1は実装領域14に接着する。   A metallized layer 7 and a metal mounting region 14 are formed on the main surface of the first ceramic substrate 10. The metallized layer 7 and the mounting region 14 are made of a metal such as Mo—Mn, Mo, W, and W—Mn, for example. The LED element 1 is bonded to the mounting region 14.

第二セラミック基板11の一方の主表面には金属パッド8a,8bおよび、それに連なる金属配線13が形成されている。金属パッド8a,8bはボンディングワイヤ2を介してLED素子1と接続している。LED素子を駆動するための電力は、これら金属パッド8a,8bおよび金属配線13を通して、図示しない外部端子から供給する。また、第三セラミック基板12は金属配線13を覆うように、第二セラミック基板と接着している。また、第三セラミック基板12の貫通穴は、第二セラミック基板11の貫通穴よりも大きく形成されており、金属パッド8a,8bが露出する形態とされている。このようにすると第三セラミック基板12が金属配線13を保護するので、使用中に金属配線13が剥離するなどの不具合を回避できる。   On one main surface of the second ceramic substrate 11, metal pads 8a and 8b and a metal wiring 13 connected to the metal pads 8a and 8b are formed. The metal pads 8 a and 8 b are connected to the LED element 1 through the bonding wires 2. Electric power for driving the LED element is supplied from an external terminal (not shown) through the metal pads 8 a and 8 b and the metal wiring 13. The third ceramic substrate 12 is bonded to the second ceramic substrate so as to cover the metal wiring 13. Further, the through hole of the third ceramic substrate 12 is formed larger than the through hole of the second ceramic substrate 11, and the metal pads 8a and 8b are exposed. If it does in this way, since the 3rd ceramic substrate 12 protects the metal wiring 13, problems, such as peeling of the metal wiring 13 during use, can be avoided.

本発明の発光ダイオードパッケージは、図3のように複数のLED素子を実装することも可能である。図3の実施形態では、3つのLED素子を実装した形態である。各LED素子の一方の端子は、金属パッド8a,8b,8cとボンディングワイヤ2で接続する。他方の端子は共通端子として、金属パッド8dに接続する。赤色、青色、緑色のLED素子を用いれば白色光が得られる。   The light emitting diode package of the present invention can also be mounted with a plurality of LED elements as shown in FIG. In the embodiment of FIG. 3, three LED elements are mounted. One terminal of each LED element is connected to the metal pads 8 a, 8 b, 8 c by the bonding wire 2. The other terminal is connected to the metal pad 8d as a common terminal. White light can be obtained by using red, blue, and green LED elements.

次に、本発明の発光ダイオードパッケージの製造方法に係わる一実施形態を、図4および図5を参照して説明する。まず、図4(a)に示すように第一〜第三セラミック基板となるべきグリーンシート10a,11a,12aを用意する。このようなグリーンシートは、セラミック微粉末と有機結合材、可塑剤、溶剤などの混合スリップを、周知のドクタープレード法やカレンダー法で薄板状にすることで作成される。   Next, an embodiment relating to a method of manufacturing a light emitting diode package according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 4A, green sheets 10a, 11a, and 12a to be first to third ceramic substrates are prepared. Such a green sheet is produced by making a mixed slip of ceramic fine powder and an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. into a thin plate shape by a well-known doctor blade method or calendar method.

次に図4(b)に示すように、第一セラミック基板用のグリーンシート10a上にメタライズ層7および実装領域14用のメタライズペーストを、スクリーン印刷法により印刷する。メタライズ層7は実装領域14を取り囲む経路に沿って、略円形に印刷される。さらに第二セラミック基板用のグリーンシート11aに、貫通穴3aを形成するとともに、グリーンシート11の上面に金属パッド8a,8bおよびそれに連なる金属配線13用のメタライズペーストを印刷する。また、第三セラミック基板用のグリーンシート12aにも貫通穴3bを形成する。貫通穴3a,3bは略円柱形であり、各グリーンシートを垂直に打ち抜いて形成される。従来の技術では角度をつけて打ち抜く方法が採用されていたが、本発明では垂直に打ち抜くので、容易に製造できる。   Next, as shown in FIG. 4B, a metallized paste for the metallized layer 7 and the mounting region 14 is printed on the green sheet 10a for the first ceramic substrate by a screen printing method. The metallized layer 7 is printed in a substantially circular shape along a path surrounding the mounting area 14. Further, the through hole 3a is formed in the green sheet 11a for the second ceramic substrate, and the metal pads 8a and 8b and the metallized paste for the metal wiring 13 connected thereto are printed on the upper surface of the green sheet 11. Further, the through hole 3b is also formed in the green sheet 12a for the third ceramic substrate. The through holes 3a and 3b are substantially cylindrical and are formed by punching each green sheet vertically. In the prior art, a method of punching at an angle has been adopted. However, in the present invention, since punching is performed vertically, it can be easily manufactured.

その後、図4(c)に示すように、第一〜第三セラミック基板となるべきグリーンシート10a,11a,12aを積層し、接着する。すると貫通穴3aおよび3bは連なって、LED素子を収容するキャビティ3となる。その後、グリーンシートを焼成すると、セラミック基板10〜12が一体化し、キャビティ3を有する焼結体が得られる。   Then, as shown in FIG.4 (c), the green sheets 10a, 11a, and 12a which should become a 1st-3rd ceramic substrate are laminated | stacked, and it adhere | attaches. Then, the through holes 3a and 3b are connected to form a cavity 3 for housing the LED element. Thereafter, when the green sheet is fired, the ceramic substrates 10 to 12 are integrated, and a sintered body having the cavity 3 is obtained.

次に、図5(d)に示すように、メタライズ層7にAg系ロウ材のボール27aを載置する。この工程は例えばボール5aをキャビティ3内に入れ、セラミック基板自体を傾斜させて載置する。その後、例えば800℃程度の高温処理を施すとボール5aが溶融して、図5(e)に示すように、メタライズ層7上にAg系ロウ材27がリフローした状態になる。室温まで冷ました後、メタライズ層7上にリング5を載置して、再び高温処理を施す。すると、溶けたAg系ロウ材によってリング5が接着し、図5(f)のようになる。この後、必要に応じてリング5の表面にAgなどのメッキ層(図示しない)を形成してもよい。リングの材質に例えばCuを使用した場合、光反射面にCu特有の色がついてしまう。このような不具合は、表面にAgメッキを施すことで解消できる。なお、本発明ではリング5とキャビティ内周面の間に隙間が全く無いことが望ましい。その理由はメッキ工程を行ったときに隙間にメッキ液が入り込み、時間経過と共に少しずつメッキ液が染み出して、光反射面6を変色させる恐れがあるからである。   Next, as shown in FIG. 5 (d), Ag-based brazing balls 27 a are placed on the metallized layer 7. In this step, for example, the ball 5a is placed in the cavity 3, and the ceramic substrate itself is inclined and placed. Thereafter, for example, when a high temperature treatment of about 800 ° C. is performed, the ball 5a is melted, and the Ag brazing material 27 is reflowed on the metallized layer 7 as shown in FIG. After cooling to room temperature, the ring 5 is placed on the metallized layer 7 and subjected to high temperature treatment again. Then, the ring 5 is bonded by the melted Ag-based brazing material, as shown in FIG. Thereafter, if necessary, a plating layer (not shown) such as Ag may be formed on the surface of the ring 5. For example, when Cu is used as the material of the ring, the light reflecting surface has a color peculiar to Cu. Such a problem can be solved by applying Ag plating to the surface. In the present invention, it is desirable that there is no gap between the ring 5 and the cavity inner peripheral surface. The reason is that when the plating process is performed, the plating solution may enter the gap, and the plating solution may gradually leak out over time, causing the light reflecting surface 6 to be discolored.

本発明の一実施形態を示す概略断面図(a)および斜視図(b)Schematic sectional view (a) and perspective view (b) showing an embodiment of the present invention 本発明の別の実施形態を示す概略断面図(a)および斜視図(b)Schematic sectional view (a) and perspective view (b) showing another embodiment of the present invention 複数のLED素子を搭載した発光ダイオードパッケージの斜視図A perspective view of a light emitting diode package having a plurality of LED elements mounted thereon 本発明の発光ダイオードパッケージの工程図Process diagram of light emitting diode package of the present invention 図4に続く工程図Process diagram following FIG. 発光ダイオードパッケージの従来例を示す断面図Sectional view showing a conventional example of a light emitting diode package

符号の説明Explanation of symbols

1 LED素子
3 キャビティ
4 キャビティ内周面
5 リング
6 光反射面
7 メタライズ層
8 金属パッド
13 金属配線
14 実装領域
16 キャビティ底面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LED element 3 Cavity 4 Cavity inner peripheral surface 5 Ring 6 Light reflection surface 7 Metallized layer 8 Metal pad 13 Metal wiring 14 Mounting area 16 Cavity bottom

Claims (1)

セラミック基板上にLED素子の実装領域が形成され、前記セラミック基板上には前記LED素子を取り囲む経路に沿って金属製のリングがロウ付けされ、該リングには前記LED素子からの発光光束を所定の方向に反射する光反射面が形成されていることを特徴とする発光ダイオードパッケージ。   An LED element mounting region is formed on the ceramic substrate, and a metal ring is brazed on the ceramic substrate along a path surrounding the LED element, and a luminous flux from the LED element is given to the ring. A light-emitting diode package, wherein a light reflecting surface that reflects in the direction of is formed.
JP2003429904A 2003-12-25 2003-12-25 Light emitting diode package Withdrawn JP2005243658A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003429904A JP2005243658A (en) 2003-12-25 2003-12-25 Light emitting diode package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003429904A JP2005243658A (en) 2003-12-25 2003-12-25 Light emitting diode package

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005243658A true JP2005243658A (en) 2005-09-08

Family

ID=35025108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003429904A Withdrawn JP2005243658A (en) 2003-12-25 2003-12-25 Light emitting diode package

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005243658A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008193086A (en) * 2007-01-31 2008-08-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor component having optically active layer, apparatus having many optically active layers and method for manufacturing semiconductor constituent element
CN100438111C (en) * 2007-01-11 2008-11-26 鹤山丽得电子实业有限公司 Method for producing light-emitted diode package structure
CN101442040B (en) * 2007-11-20 2011-03-16 奇力光电科技股份有限公司 Encapsulation structure for LED and method of manufacturing the same
JP2014036047A (en) * 2012-08-07 2014-02-24 Nichia Chem Ind Ltd Method for manufacturing light emitting device
EP3699938A1 (en) * 2019-01-11 2020-08-26 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic package

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100438111C (en) * 2007-01-11 2008-11-26 鹤山丽得电子实业有限公司 Method for producing light-emitted diode package structure
JP2008193086A (en) * 2007-01-31 2008-08-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor component having optically active layer, apparatus having many optically active layers and method for manufacturing semiconductor constituent element
CN101442040B (en) * 2007-11-20 2011-03-16 奇力光电科技股份有限公司 Encapsulation structure for LED and method of manufacturing the same
JP2014036047A (en) * 2012-08-07 2014-02-24 Nichia Chem Ind Ltd Method for manufacturing light emitting device
EP3699938A1 (en) * 2019-01-11 2020-08-26 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic package

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI253767B (en) Light-emitting device
JP2007234846A (en) Ceramic package for light-emitting element
JP2006128512A (en) Ceramic substrate for light emitting element
JP2007281468A (en) Led package having anodized insulation layers, and its manufacturing method
JP2011205147A (en) Method of fabricating led package
JP3872490B2 (en) Light emitting element storage package, light emitting device, and lighting device
JP2006128511A (en) Ceramic substrate for light emitting element
JP2004259958A (en) Package for housing light emitting element, and light emitting device
JP2012080085A (en) Support medium and light emitting device using the same
JP2007273602A (en) Wiring board for light emitting element, and light emitting device
JP2007273603A (en) Wiring board for light emitting element, and light emitting device
JP2005210042A (en) Light emitting apparatus and illumination apparatus
JP2005159263A (en) Light-emitting device and lighting system
JP2004289106A (en) Package for accommodating light emitting element and light emitting device
JP2007201334A (en) Light emitting device, and lighting apparatus
JP2005039194A (en) Package for housing light emitting element, light emitting device, and luminair
JP2007266222A (en) Substrate for loading light emitting element, package for storing light emitting element, light emitting device and light system
JP2005210057A (en) Luminous element accommodating package, light emitting device and lighting system
JP2005210056A (en) Led ceramic package
JP2005244121A (en) Light emitting diode package
JP2005243658A (en) Light emitting diode package
JP2005243738A (en) Accommodating light-emitting device and package therefor
JP2007208292A (en) Light-emitting device
JP2005276895A (en) Package for storing light emitting element, light emitting apparatus and lighting apparatus
JP4146782B2 (en) Light emitting element storage package and light emitting device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061212

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20090326