JP2005243740A - Package for housing light emitting element and its manufacturing method, light emitting device and lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子を収容するための発光素子収納用パッケージおよびその製造方法、ならびにその発光素子収納用パッケージを用いた発光装置、照明装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting element housing package for housing a light emitting element, a manufacturing method thereof, and a light emitting device and a lighting device using the light emitting element housing package.
従来の発光ダイオード(LED)等の発光素子15を収容するための発光素子収納用パッケージを図3に示す。図3において、発光素子収納用パッケージは、上面の中央部に発光素子15を搭載するための搭載部11aを有し、搭載部11aから基体11の外面にかけて形成された、発光素子収納用パッケージの内外を電気的に導通接続するリード端子やメタライズ配線等からなる配線導体17が形成された絶縁体からなる基体11と、基体11上面に接着固定され、上側開口が下側開口より大きい貫通孔12aが形成されているとともに、内周面が発光素子15が発光する光を反射する反射面12bとされている枠状の反射部材12とから主に構成されている。
A light emitting element housing package for housing a
そして、この発光素子収納用パッケージの搭載部11aに発光素子15を搭載するとともに発光素子15の電極16を配線導体17に電気的に接続し、反射部材12の内側に発光素子15を覆うように、発光素子15が発光する光を励起して長波長変換する蛍光体を含有した透明部材13を充填することにより発光装置となる。
The
この発光装置は、発光素子15から発光される近紫外光や青色光を透明部材13に含有された赤色、緑色、青色、黄色などの複数の蛍光体で波長変換して白色光を得ることができる。
This light-emitting device can obtain white light by converting the wavelength of near-ultraviolet light or blue light emitted from the light-emitting
基体11は、酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス)や窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミックス、またはエポキシ樹脂等の樹脂から成る。基体11がセラミックスから成る場合、その上面に配線導体17がタングステン(W),モリブデン(Mo)−マンガン(Mn)等から成る金属ペーストを高温で焼成して形成される。また、基体11が樹脂から成る場合、銅(Cu)や鉄(Fe)−ニッケル(Ni)合金等から成るリード端子がモールド成型されて基体11の内部に設置固定される。
The substrate 11 is made of an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, ceramics such as glass ceramics, or a resin such as epoxy resin. When the substrate 11 is made of ceramics, the
また、反射部材12は、上側開口が下側開口より大きい貫通孔12aが形成されるとともに内周面に光を反射する反射面12bが設けられた枠状となっている。具体的には、アルミニウム(Al)やFe−Ni−コバルト(Co)合金等の金属、アルミナセラミックス等のセラミックスまたはエポキシ樹脂等の樹脂から成り、切削加工や金型成型または押し出し成型等の成形技術により形成される。
The reflecting
さらに、反射部材12の反射面12bは、貫通孔12aの内周面を研磨して平坦化することにより、あるいは、貫通孔12aの内周面にAl等の金属を蒸着法やメッキ法により被着することにより、発光素子15からの光を効率よく反射可能なものとして形成される。そして、反射部材12は、半田,銀(Ag)ロウ等の導電性接着材または樹脂接着材等の接合材により、搭載部11aを反射部材12の内周面で取り囲むように基体11の上面に接合される。
Further, the reflecting
発光素子15は、搭載部11aに配置した配線導体17に発光素子15の下面に設けられた電極16を介して電気的に接続される。発光素子15の電極16と配線導体17とは、半田やAgペースト(Ag粒子を含有する樹脂)等の導電性接着材18によって接合される。
The
透明部材13は、蛍光体を含有するエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂から成り、ディスペンサー等の注入機で発光素子15を覆うように反射部材12の内部に充填しオーブンで熱硬化させることにより形成され、発光素子15からの光を蛍光体により長波長変換し所望の波長スペクトルを有する光を取り出すことができる。
The transparent member 13 is made of a transparent resin such as an epoxy resin or a silicone resin containing a phosphor, and is filled inside the reflecting
この発光装置は、外部電気回路(図示せず)から供給される電流電圧によって発光素子15を起動させ、可視光を発光し発光装置として使用される。その適応範囲は各種インジケーター、光センサー、ディスプレイ、ホトカプラ、バックライト光源や光プリントヘッドなどに利用される。
This light-emitting device is used as a light-emitting device by activating the light-emitting
近時では、発光素子15が高出力化し発光素子15の発熱量が増大する傾向にある。そのため、基体11を平板状の酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミックス製とし、発光素子15から発生する熱を外部に効率よく放散し、発光素子15が高出力のものとなっても温度上昇による誤作動を防止し、発光素子15の出力を常に高く安定に保持し得るものが用いられるようになってきた。
しかしながら、上記従来の発光装置においては、基体11が平板状であり、発光素子15が平板の上面に搭載固定されることから、発光素子15の側面から横方向や斜め下方向に発光される光については、反射部材12と基体11との接合部や基体11の表面で吸収されたり、乱反射されたりして、所望の放射角度で効率よく外部へ良好に放射させることが困難であった。そのため、発光装置から発光する光の放射強度を高く安定に保つことができないという問題点を有していた。
However, in the above conventional light emitting device, since the base 11 has a flat plate shape and the
したがって、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、放射強度が高いとともに輝度や演色性等の光特性に優れた発光素子収納用パッケージおよびその製造方法ならびに発光装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been completed in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to provide a light emitting element storage package having high radiation intensity and excellent light characteristics such as luminance and color rendering, a manufacturing method thereof, It is to provide a light emitting device.
本発明の発光素子収納用パッケージは、上側主面に発光素子を搭載するための凸部を有するセラミックス製の基体と、該基体の上側主面の外周部に前記凸部を取り囲むように接合された反射部材と、前記凸部の上面に形成された、前記発光素子の電極が電気的に接続される配線導体と、前記基体の上側主面の前記凸部の周囲に形成された導体層とを具備しており、前記導体層は、その表面が多数の曲面状の凹部から成る粗面であることを特徴とする。 The light emitting element storage package of the present invention is bonded to a ceramic base having a convex part for mounting the light emitting element on the upper main surface, and to surround the convex part on the outer peripheral part of the upper main surface of the base. A reflecting member formed on the upper surface of the convex portion, a wiring conductor to which the electrode of the light emitting element is electrically connected, and a conductor layer formed around the convex portion on the upper main surface of the base body, The conductor layer is characterized in that the surface thereof is a rough surface comprising a large number of curved concave portions.
本発明の発光素子収納用パッケージの製造方法は、上記本発明の発光素子収納用パッケージの製造方法であって、前記基体となる複数のセラミックグリーンシートに前記配線導体および前記導体層と成る金属ペーストを印刷塗布する工程と、前記セラミックグリーンシートを前記導体層となる前記金属ペースト層が内層に位置するように積層した後に焼成して焼結体を得る工程と、該焼結体の上側主面の前記凸部となる部位の周囲をブラスト加工して除去し、前記導体層を露出させるとともにその表面に前記粗面を形成することによって前記基体を作製する工程と、前記基体の上側主面に前記反射部材を接合する工程とを具備していることを特徴とする。 The method for manufacturing a light emitting element storage package according to the present invention is a method for manufacturing a light emitting element storage package according to the present invention, wherein the wiring conductor and the metal layer are formed on the plurality of ceramic green sheets serving as the base. A step of printing and coating the ceramic green sheet so that the metal paste layer serving as the conductor layer is positioned in the inner layer and then firing to obtain a sintered body, and an upper main surface of the sintered body Removing the periphery of the portion to be the convex portion by blasting, exposing the conductor layer and forming the rough surface on the surface thereof, and forming the base on the upper main surface of the base And a step of bonding the reflecting member.
本発明の発光装置は、上記本発明の発光素子収納用パッケージと、前記凸部に搭載されるとともに前記配線導体に電気的に接続された前記発光素子と、前記発光素子を覆う透明部材とを具備していることを特徴とする。 The light emitting device of the present invention includes the light emitting element storage package of the present invention, the light emitting element mounted on the convex portion and electrically connected to the wiring conductor, and a transparent member covering the light emitting element. It is characterized by having.
本発明の照明装置は、複数の上記本発明の発光装置を所定の配置となるように設置したことを特徴とする。 The illuminating device of the present invention is characterized in that a plurality of the light emitting devices of the present invention are installed in a predetermined arrangement.
本発明の発光素子収納用パッケージによれば、上側主面に発光素子を搭載するための凸部を有するセラミックス製の基体と、基体の上側主面の外周部に凸部を取り囲むように接合された反射部材と、凸部の上面に形成された、発光素子の電極が電気的に接続される配線導体と、基体の上側主面の凸部の周囲に形成された導体層とを具備しており、導体層は、その表面が多数の曲面状の凹部から成る粗面であることから、発光素子の側面から横方向や斜め下方向に発光される光についても、反射部材で確実に反射させることができ、所望の放射角度で効率よく外部へ良好に放射させることができる。 According to the light emitting element storage package of the present invention, the ceramic base having a convex part for mounting the light emitting element on the upper main surface and the outer peripheral part of the upper main surface of the base are joined so as to surround the convex part. A reflective member, a wiring conductor formed on the upper surface of the convex portion, to which the electrode of the light emitting element is electrically connected, and a conductor layer formed around the convex portion on the upper main surface of the substrate. In addition, since the conductor layer is a rough surface composed of a large number of curved concave portions, light that is emitted laterally or obliquely downward from the side surface of the light emitting element is reliably reflected by the reflecting member. It is possible to efficiently radiate the outside efficiently at a desired radiation angle.
また、導体層の表面が多数の曲面状の凹部から成る粗面であるので、導体層のうち基体の上側主面の凸部と反射部材との間で露出した部位では、発光素子から発光された光を高効率に反射させることができるとともに良好に散乱させることができ、発光素子収納用パッケージから放射される光にむらが生じるのを有効に防止して、均一な強度分布で放射することができる。さらに、反射部材の内側に発光素子の光を波長変換する蛍光体を含有させた場合には、発光素子から発光させた光を導体層で散乱させて、蛍光体に満遍なく照射することができ、波長変換効率のばらつきを低減して、色むらの発生を有効に防止することができる。 In addition, since the surface of the conductor layer is a rough surface composed of a large number of curved concave portions, light is emitted from the light emitting element at a portion of the conductive layer exposed between the convex portion of the upper main surface of the substrate and the reflecting member. Can be reflected with high efficiency and can be scattered well, effectively preventing unevenness in the light emitted from the light-emitting element storage package, and radiating with uniform intensity distribution Can do. Furthermore, when a phosphor that converts the wavelength of light of the light emitting element is contained inside the reflecting member, the light emitted from the light emitting element is scattered by the conductor layer, and the phosphor can be uniformly irradiated, Variations in wavelength conversion efficiency can be reduced, and color unevenness can be effectively prevented.
さらに、多数の曲面状の凹部から成る粗面である導体層は、エッチングなどの方法で粗化した粗面とは異なり、光反射効率および光散乱性がともに優れている。すなわち、エッチングなどの方法で粗化した粗面は凹部の先端が鋭角状となり、光がこの凹部内で反射を繰り返すことにより減衰しやすく、光反射効率が低下し易くなるのに対し、導体層を多数の曲面状の凹部から成る粗面とすることにより、光が凹部内で反射を繰り返すのを有効に防止し、凹部に入った光を凹部外に良好に反射させることができ、光損失を少なくすることができる。 Further, a conductor layer, which is a rough surface composed of a large number of curved concave portions, is excellent in both light reflection efficiency and light scattering property, unlike a rough surface roughened by a method such as etching. That is, a rough surface roughened by a method such as etching has an acute end at the recess, and light is likely to be attenuated by repeated reflection in the recess, and the light reflection efficiency is likely to decrease. By using a rough surface consisting of a large number of curved concave portions, it is possible to effectively prevent light from being repeatedly reflected in the concave portions, and light entering the concave portions can be reflected well outside the concave portions, resulting in light loss. Can be reduced.
また、導体層のうち基体と反射部材との間に位置する部位では、導体層表面の粗面によってロウ材と導体層との密着性をより向上させることができ、反射部材と基体との接合性がきわめて高くて気密封止性に非常に優れたものとすることができる。 In addition, in the portion of the conductor layer located between the base and the reflecting member, the adhesion between the brazing material and the conductor layer can be further improved by the rough surface of the conductor layer, and the joining of the reflecting member and the base can be improved. Therefore, it is possible to achieve extremely high airtight sealing performance.
よって、発光装置から発光する光の放射強度を高く安定に保ち、放射強度が高いとともに輝度や演色性などの光特性に優れた発光素子収納用パッケージとすることができる。 Therefore, the light emitting element storage package can maintain a high radiation intensity of light emitted from the light emitting device, have high radiation intensity, and excellent light characteristics such as luminance and color rendering.
本発明の発光素子収納用パッケージの製造方法は、上記本発明の発光素子収納用パッケージの製造方法であって、基体となる複数のセラミックグリーンシートに配線導体および導体層と成る金属ペーストを印刷塗布する工程と、セラミックグリーンシートを導体層となる金属ペースト層が内層に位置するように積層した後に焼成して焼結体を得る工程と、焼結体の上側主面の凸部となる部位の周囲をブラスト加工して除去し、導体層を露出させるとともにその表面に粗面を形成することによって基体を作製する工程と、基体の上側主面に反射部材を接合する工程とを具備していることから、基体の上側主面の凸部と表面が多数の曲面状の凹部から成る粗面である導体層とを同時に効率よく形成することができ、製造工程を簡略化することができる。 The method for manufacturing a light emitting element storage package according to the present invention is a method for manufacturing the light emitting element storage package according to the present invention, wherein a plurality of ceramic green sheets serving as a substrate are printed with a metal paste serving as a wiring conductor and a conductor layer. A step of laminating the ceramic green sheet so that the metal paste layer serving as the conductor layer is located in the inner layer, and firing to obtain a sintered body, and a portion to be a convex portion of the upper main surface of the sintered body The method includes a step of producing a substrate by removing the periphery by blasting to expose the conductor layer and forming a rough surface on the surface, and a step of bonding a reflecting member to the upper main surface of the substrate. Therefore, the convex portion of the upper main surface of the substrate and the conductor layer having a rough surface composed of a large number of curved concave portions can be simultaneously and efficiently formed, and the manufacturing process can be simplified. That.
また、基体の上側主面の凸部の高さ寸法および導体層の表面の粗度を非常に精度の良く正確に形成することができ、基体に搭載される発光素子の位置を一定に保つことができる。その結果、反射部材で反射される光の放射角度を所望のものとして良好に保持することができ、極めて優れた放射強度が得られる発光素子収納用パッケージを製造することができる。 Also, the height of the convex portion on the upper main surface of the substrate and the roughness of the surface of the conductor layer can be formed with high accuracy and accuracy, and the position of the light emitting element mounted on the substrate can be kept constant. Can do. As a result, it is possible to satisfactorily maintain the desired radiation angle of the light reflected by the reflecting member, and it is possible to manufacture a light emitting element storage package that can obtain extremely excellent radiation intensity.
以上の結果、発光装置から発光する光の放射強度を高く安定に保ち、放射強度が高いとともに輝度や演色性などの光特性に優れた発光素子収納用パッケージを製造することができるとともに、量産に適した発光素子収納用パッケージの製造方法となる。 As a result of the above, it is possible to manufacture a light-emitting element storage package that keeps the radiation intensity of light emitted from the light-emitting device high and stable, has high radiation intensity, and has excellent light characteristics such as luminance and color rendering, and is suitable for mass production. This is a method for manufacturing a suitable light emitting element storage package.
本発明の発光装置は、上記本発明の発光素子収納用パッケージと、凸部に搭載されるとともに配線導体に電気的に接続された発光素子と、発光素子を覆う透明部材とを具備していることから、本発明の発光素子収納用パッケージを用いた放射強度が高いとともに輝度や演色性等の光特性に優れた発光装置となる。 A light-emitting device of the present invention includes the light-emitting element storage package of the present invention, a light-emitting element that is mounted on a convex portion and is electrically connected to a wiring conductor, and a transparent member that covers the light-emitting element. Accordingly, the light emitting device using the light emitting element storage package of the present invention has high radiation intensity and excellent light characteristics such as luminance and color rendering.
本発明の照明装置は、複数の上記本発明の発光装置を所定の配置となるように設置したことから、半導体から成る発光素子の電子の再結合による発光を利用しているため、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力かつ長寿命とすることが可能な小型の照明装置とすることができる。 Since the illuminating device of the present invention uses a plurality of light emitting devices of the present invention so as to have a predetermined arrangement, and utilizes light emission by recombination of electrons of a light emitting element made of semiconductor, Thus, it is possible to provide a small-sized lighting device that can have lower power consumption and longer life than the lighting device using the above.
本発明の発光素子収納用パッケージおよび発光装置について以下に詳細に説明する。図1は本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す断面図である。この図において、1は基体、2は反射部材、3は透明部材、7は配線導体、9は導体層であり、主として基体1、反射部材2、配線導体7および導体層9で発光素子収納用パッケージが構成され、この発光素子収納用パッケージに発光素子5を収容し、透明部材3で発光素子5を封止することにより発光装置が構成される。
The light emitting element storage package and the light emitting device of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a light emitting device of the present invention. In this figure, 1 is a substrate, 2 is a reflection member, 3 is a transparent member, 7 is a wiring conductor, and 9 is a conductor layer. The
本発明の発光素子収納用パッケージは、上側主面に発光素子5を搭載するための凸部1bを有するセラミックス製の基体1と、基体1の上側主面の外周部に凸部1bを取り囲むように接合された反射部材2と、凸部1bの上面に形成された、発光素子5の電極が電気的に接続される配線導体7と、基体1の上側主面の凸部1bの周囲に形成された導体層9とを具備しており、導体層9は、その表面が多数の曲面状の凹部から成る粗面である。
The light emitting element storage package of the present invention surrounds the
また、本発明の発光装置は、上記構成の発光素子収納用パッケージと、凸部1bに搭載されるとともに配線導体7に電気的に接続された発光素子5と、発光素子5を覆う透明部材3とを具備している。
The light-emitting device of the present invention includes a light-emitting element storage package having the above structure, a light-emitting
これにより、発光素子5の側面から横方向や斜め下方向に発光される光を反射部材2の反射面2bに良好に反射させることができ、反射部材2で所望の放射角度で反射させて外部へ良好に放射させることができる。その結果、発光装置から発光される光の放射強度を高く安定に保つことができる。
Thereby, the light emitted from the side surface of the
凸部1bの上面に形成された配線導体7は、発光素子5の電極6と接続される配線導体7として機能する。また、凸部1bを除く基体1の上側主面に形成された導体層9は、反射部材2との接合用導体層として機能し、基体1と反射部材2とを例えばAgロウ,Ag−Cuロウ,金(Au)−錫(Sn)半田等のロウ材を介して気密に接合させることができる。
The
また、凸部1bと反射部材2との間に隙間がある場合、導体層9の凸部1bと反射部材2との間に露出した部位は、発光素子5からの光を良好に反射させる光反射層として機能する。即ち、導体層9により発光素子5から発光した光が基体1の表面で吸収されることがない。したがって、発光素子5から発光した光を最大限利用できるようになり、極めて優れた放射強度が得られる。
In addition, when there is a gap between the
また、搭載部1aが突出するように凸部1bが形成されているので搭載部1aと反射部材2の下端とが確実に絶縁されるため、平面視で反射部材2の下端をより搭載部1aに近づけることができ、発光素子5から発光される光を反射部材2の反射面でより良好に反射させることができる。
Moreover, since the
本発明における基体1は、アルミナセラミックスや窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミックス、または、エポキシ樹脂等の樹脂から成る。基体1は、上側主面に突出した凸部1bに発光素子5を搭載する搭載部1aを有している。
The
凸部1bは、基体1の残部と一体となっていてもよい。この場合、周知のセラミックグリーンシート積層法や切削加工、金型成形などにより形成することができる。
The
また、凸部1bは、基体1の残部の上面に直方体状の凸部1bをロウ付けや接着剤により接合してもよい。このような凸部1bとしては、セラミックスや樹脂、ガラス、無機結晶、金属等が挙げられる。
Moreover, the
搭載部1aには、発光素子5を基体1に搭載固定するとともに発光素子5が電気的に接続される配線導体7が形成されている。この配線導体7が基体1内部に形成された内部導体(図示せず)を介して発光装置の外表面に導出されており、この発光装置の外表面の導出部が外部電気回路基板に接続されることにより、発光素子5と外部電気回路とが電気的に接続されることとなる。
On the mounting
配線導体7は、基体1がセラミックスから成る場合、その上面に配線導体7がW,Mo−Mn,Cu,Ag等から成る金属ペーストを高温で焼成して形成される。また、基体1が樹脂から成る場合、CuやFe−Ni合金等から成るリード端子がモールド成型されて基体1の内部に設置固定される。
When the
発光素子5は、その下面に設けられた電極6がAgペースト,Au−Sn半田等の導電性接着材8を介して接続される。
The
導体層9は、基体1がセラミックスから成る場合、その上面に配線導体7がW,Mo−Mn,Cu,Ag等から成る金属ペーストを高温で焼成して形成される。また、基体1が樹脂から成る場合、めっき法等によって形成される。
When the
導体層9の表面は、多数の曲面状の凹部から成る粗面となっている。これにより、導体層9のうち基体1の上側主面の凸部1bと反射部材2との間で露出した部位では、発光素子5から発光された光を高効率に反射させることができるとともに良好に散乱させることができ、発光素子収納用パッケージから放射される光にむらが生じるのを有効に防止して、均一な強度分布で放射することができる。さらに、反射部材2の内側に発光素子5の光を波長変換する蛍光体を含有させた場合には、発光素子5から発光させた光を導体層9で散乱させて、蛍光体に満遍なく照射することができ、波長変換効率のばらつきを低減して、色むらの発生を有効に防止することができる。
The surface of the
さらに、多数の曲面状の凹部から成る粗面である導体層9は、エッチングなどの方法で粗化した粗面とは異なり、光反射効率および光散乱性がともに優れている。すなわち、エッチングなどの方法で粗化した粗面は凹部の先端が鋭角状となり、光がこの凹部内で反射を繰り返すことにより減衰しやすく、光反射効率が低下し易くなるのに対し、導体層9を多数の曲面状の凹部から成る粗面とすることにより、光が凹部内で反射を繰り返すのを有効に防止し、凹部に入った光を凹部外に良好に反射させることができ、光損失を少なくすることができる。
Furthermore, unlike the rough surface roughened by a method such as etching, the
また、導体層9のうち基体1と反射部材2との間に位置する部位では、導体層9表面の粗面によってロウ材と導体層9との密着性をより向上させることができ、反射部材2と基体1との接合性がきわめて高くて気密封止性に非常に優れたものとすることができる。
Moreover, in the part located between the base |
導体層9の表面の曲面状の凹部は、平面視での直径が3〜30μmであるのがよい。これにより、発光素子5からの光を良好に散乱させることができるとともに反射部材2と導体層9とを接合するロウ材の密着性をより向上させることができる。
The curved concave portion on the surface of the
また、導体層9の表面の曲面状の凹部は、深さが1.5〜15μmであるのがよい。これにより、発光素子5からの光が凹部内で吸収を繰り返して減衰するのを有効に防止し、光反射効率を高めることができる。
Moreover, it is preferable that the curved concave portion on the surface of the
このような表面に曲面状の凹部を有する導体層9は、セラミックス等の粒子を基体1の所望の部位に当てて研磨するブラスト法により形成することができる。そして、凹部の平面視での直径や深さは、表面に当てる粒子の粒径を適宜調整することにより、所望のものとすることができる。
The
なお、配線導体7および導体層9は、その露出する表面に、NiやAu等の耐食性に優れる金属を1〜20μm程度の厚さで被着させておくのが良く、配線導体7および導体層9の酸化腐食を有効に防止し得るともに、発光素子5と配線導体7との接続を強固にし得るとともに、導体層9で反射部材2から発光する光をより良好に反射させることができるようになる。したがって、配線導体7および導体層9の露出表面には、例えば、厚さ1〜10μm程度のNiメッキ層と厚さ0.1〜3μm程度のAuメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されているのがより好ましい。
In addition, the
また、基体1の上側主面には、導体層9を介して反射部材2が半田やAgロウ等のロウ材、エポキシ樹脂等の接着剤等の接合材により取着される。好ましくは、基体1と反射部材2とは、Agロウ,Ag−Cuロウ,Au−Sn半田等のロウ材を介して接合されるのがよく、この構成により、基体1と反射部材2との間を気密に接合できるようになり、気密信頼性に優れた発光素子収納用パッケージとすることができる。
In addition, the reflecting
反射部材2は、AlやFe−Ni−Co合金等の金属、アルミナセラミックス等のセラミックスまたはエポキシ樹脂等の樹脂から成り、切削加工や金型成型または押し出し成型等の成形技術により形成される。反射部材2は、中央部に貫通孔2aが形成されている。好ましくは、貫通孔2aの内周面が発光素子5や蛍光体が発する光を効率よく反射する反射面2bとされているのがよい。
The reflecting
反射面2bは、反射部材2に対して切削加工や金型成形、研磨加工等を行なって光反射効率の高い滑らかな面とすることにより形成される。あるいは、貫通孔2aの内周面に、例えば、メッキや蒸着等によりAl,Ag,Au,白金(Pt),チタン(Ti),クロム(Cr),Cu等の高反射率の金属薄膜を形成することにより反射面2bを形成してもよい。なお、反射面2bがAgやCu等の酸化により変色し易い金属からなる場合には、その表面に、例えば厚さ1〜10μm程度のNiメッキ層と厚さ0.1〜3μm程度のAuメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されているのが良い。これにより反射面2bの耐腐食性が向上する。
The reflecting
また、反射面2b表面の算術平均粗さRaは、0.004〜4μmであるのが良く、これにより、反射面2bが発光素子5や蛍光体の光を良好に反射させることができる。Raが4μmを超えると、発光素子5の光を均一に反射させるのが困難になり、発光装置の内部で乱反射しやすくなる。一方、0.004μm未満では、そのような面を安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にある。
Further, the arithmetic average roughness Ra on the surface of the reflecting
また、反射面2bは、例えば、縦断面形状が、上側に向かうにともなって外側に広がった図1に示すような直線状の傾斜面、上側に向かうにともなって外側に広がった曲面状の傾斜面、あるいは矩形状の面等の形状が挙げられる。
In addition, the reflecting
かくして、本発明の発光素子収納用パッケージは、発光素子5を搭載部1aに搭載するとともに配線導体7に導電性接着材8を介して電気的に接続し、発光素子5を透明部材3で覆うことによって、発光装置と成る。
Thus, in the light emitting element storage package of the present invention, the
本発明の透明部材3は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂から成る。透明部材3は、ディスペンサー等の注入機で発光素子5を覆うように反射部材2の内側に充填され、オーブン等で熱硬化される。なお、透明部材3は、発光素子5の光を波長変換することのできる蛍光体を含有していてもよい。
The
また、透明部材3の上面は図1に示すように上に凸の形状になっているのがよい。これにより、発光素子5から種々の方向に発光された光が透明部材3を透過する行路長を近似させることができ、放射強度のむらが生じるのを有効に抑制できる。
Further, the upper surface of the
以上により、発光装置から発光する光の放射強度を高く安定に保ち、放射強度が高いとともに輝度や演色性などの光特性に優れた発光装置とすることができる。 As described above, it is possible to maintain a high radiant intensity of light emitted from the light emitting device, and to obtain a light emitting device having high radiant intensity and excellent light characteristics such as luminance and color rendering.
次に、本発明の発光素子収納用パッケージの製造方法について以下に詳細に説明する。図2は本発明の発光素子収納用パッケージの基体1の製造方法の一例を示す断面図である。この図において、1−Aは上層セラミックグリーンシート、1−Bは下層セラミックグリーンシートであり、主としてこれらで発光素子収納用パッケージに用いられる基体1が構成される。
Next, the manufacturing method of the light emitting element storage package of this invention is demonstrated in detail below. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing the
本発明の発光素子収納用パッケージの製造方法は、まず、基体1となる複数層のセラミックグリーンシート(図2においては、上層セラミックグリーンシート1−Aと下層セラミックグリーンシート1−B)を準備する。次いで凸部1bとなる上層セラミックグリーンシート1−Aの上面の発光素子5が搭載固定される搭載面1aに配線導体7となる金属ペーストを印刷塗布するとともに、凸部1bの根元となる下層セラミックグリーンシート1−Bの表面に、凸部1bが形成される部位以外の全面にわたって導体層9となる金属ペーストを塗布する。しかる後、上層セラミックグリーンシート1−Aと下層セラミックグリーンシート1−Bを積層して焼成し、凸部1bとなる部位の周囲を導体層9が露出するまでブラスト加工し凸部1bを形成する。このとき、導体層9の表面に多数の曲面状の凹部から成る粗面を同時に形成することができる。
In the method for manufacturing a light emitting element storage package according to the present invention, first, a plurality of ceramic green sheets (in FIG. 2, an upper ceramic green sheet 1-A and a lower ceramic green sheet 1-B) are prepared. . Next, a metal paste to be the
これにより、基体1の上側主面の凸部1bと表面が多数の曲面状の凹部から成る粗面である導体層9とを同時に効率よく形成することができ、製造工程を簡略化することができる。
Thereby, the
また、基体1の上側主面の凸部1bの高さ寸法および導体層9の表面の粗度を非常に精度の良く正確に形成することができ、基体1に搭載される発光素子5の位置を一定に保つことができる。その結果、反射部材2で反射される光の放射角度を所望のものとして良好に保持することができ、極めて優れた放射強度が得られる発光素子収納用パッケージを製造することができる。
Further, the height dimension of the
以上の結果、発光装置から発光する光の放射強度を高く安定に保ち、放射強度が高いとともに輝度や演色性などの光特性に優れた発光素子収納用パッケージを製造することができるとともに、量産に適した発光素子収納用パッケージの製造方法となる。 As a result of the above, it is possible to manufacture a light-emitting element storage package that keeps the radiation intensity of light emitted from the light-emitting device high and stable, has high radiation intensity, and has excellent light characteristics such as luminance and color rendering, and is suitable for mass production. This is a method for manufacturing a suitable light emitting element storage package.
以下、本発明の発光素子収納用パッケージの製造方法について、図2を用いてより詳細に説明する。まず、基体1となる上層セラミックグリーンシート1−Aと下層セラミックグリーンシート1−Bを準備する。基体1となる上層セラミックグリーンシート1−Aと下層セラミックグリーンシート1−Bは、例えば以下のようにして作製される。酸化アルミニウム(Al2O3),酸化珪素(SiO2),酸化マグネシウム(MgO),酸化カルシウム(CaO)などの原料粉末に適当な有機バインダ,有機溶剤,可塑剤,分散剤などを添加混合してスラリー状となし、これを従来周知のドクターブレード法によってシート状となすことにより、複数枚のセラミックグリーンシートを得る。
Hereinafter, the manufacturing method of the light emitting element accommodation package of this invention is demonstrated in detail using FIG. First, an upper ceramic green sheet 1-A and a lower ceramic green sheet 1-B to be the
次に、上層セラミックグリーンシート1−Aの上面に、W,Mo,Mnなどの金属粉末に適当なバインダ,溶剤を混合してなる導体ペーストを、スクリーン印刷法などにより所定パターンに印刷塗布することによって、電子部品5の電極6と電気的に接続される配線導体7となるメタライズ層を形成する。下層セラミックグリーンシート1−Bについても、同様に下層セラミックグリーンシート1−Bの上面に、W,Mo,Mnなどの金属粉末に適当なバインダ,溶剤を混合してなる導体ペーストを、基体1の表面の凸部1bと成る部位の周囲の全面にわたって、スクリーン印刷法などにより所定パターンに印刷塗布することによって、導体層9となるメタライズ層を形成する。なお、凸部1bの直下となる部分には、導体層9となる導体ペーストが印刷塗布されていても、印刷塗布されていなくともどちらでも構わない。
Next, on the upper surface of the upper ceramic green sheet 1-A, a conductor paste obtained by mixing an appropriate binder and solvent with metal powders such as W, Mo, and Mn is printed and applied in a predetermined pattern by a screen printing method or the like. Thus, a metallized layer to be the
なお、基体1の内部に内部導体となる貫通導体を有する場合(図示せず)には、この際に上層セラミックグリーンシート1−Aまたは下層セラミックグリーンシート1−Bを貫く貫通孔を形成し、この貫通孔に配線導体7や導体層9となる導体ペーストと同様の導体ペーストを充填しておけばよい。
In addition, when it has a penetration conductor which serves as an inner conductor in the inside of substrate 1 (not shown), a through-hole penetrating upper ceramic green sheet 1-A or lower ceramic green sheet 1-B is formed at this time, The through-hole may be filled with a conductor paste similar to the conductor paste that becomes the
そして図2(a)に示すように、下層セラミックグリーンシート1−Bの上に上層セラミックグリーンシート1−Aを載置するようにして積層し、図2(b)に示すように、基体1の外周面となる打抜き加工を施して所定の寸法に切断し、約1600℃の温度で焼成することによって、配線導体7や導体層9などの導体層を有した基体1となる焼結体を作製することができる。
Then, as shown in FIG. 2A, the upper ceramic green sheet 1-A is laminated on the lower ceramic green sheet 1-B so as to be stacked, and as shown in FIG. The sintered body to be the
次に、図2(b)で得られた基体1となる焼結体の搭載面1aとなる部分に光硬化樹脂などのマスク1−Cをマスキングする。そして、マスキングした部分を除く基体1の上側主面をサンドブラスト法などのブラスト加工により導体層9表面まで除去加工する。
Next, a mask 1-C such as a photo-curing resin is masked on the portion to be the mounting
基体1表面から基体1の除去加工をしていくと、導体層9が基体1となる焼結体よりも硬いために、導体層9表面で加工速度が急激に遅くなる。そのため、導体層9で加工が停滞し易く、凸部1bの高さを所望の高さに加工し易い。よって、基体1の凸部1bの高さを寸法精度良く加工可能である。また、ブラスト加工では多数個を一度に加工でき、効率よく加工でき、量産に適するものとなる。
When the
このとき基体1表面から導体層9までの深さは、上層セラミックグリーンシート1−Aの厚みを選択することにより決定されるので、凸部1bの高さは数10μmの単位で制御可能である。また、配線導体7の厚さは3〜30μm程度とすればよい。
At this time, the depth from the surface of the
そして、ブラスト加工した後、マスク1−Cを除去し基体1を得、最後に、配線導体7および導体層9に適宜NiメッキやAuメッキなどを施し、Alなどからなる反射部材2を凸部1bを囲うように基体1の上側主面の外周部に接合する。
Then, after blasting, the mask 1-C is removed to obtain the
以上の結果、発光装置から発光する光の放射強度を高く安定に保ち、放射強度が高いとともに輝度や演色性などの光特性に優れた発光素子収納用パッケージを製造することができるとともに、量産に適した発光素子収納用パッケージの製造方法となる。 As a result of the above, it is possible to manufacture a light-emitting element storage package that keeps the radiation intensity of light emitted from the light-emitting device high and stable, has high radiation intensity, and has excellent light characteristics such as luminance and color rendering, and is suitable for mass production. This is a method for manufacturing a suitable light emitting element storage package.
また、本発明の発光装置は、複数個を、例えば、格子状や放射状,円状や多角形状の複数の発光装置から成る発光装置群を同心状に複数群形成したもの等の所定の配置となるように設置したことにより、照明装置とすることができる。これにより、半導体から成る発光素子5の電子の再結合による発光を利用しているため、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力かつ長寿命とすることが可能な小型の照明装置とすることができる。
Further, the light emitting device of the present invention has a predetermined arrangement such as a plurality of light emitting device groups formed by concentrically forming a plurality of light emitting device groups composed of a plurality of light emitting devices in a lattice shape, a radial shape, a circular shape or a polygonal shape, for example. It can be set as an illuminating device by installing so. As a result, since the
このような照明装置としては、例えば、室内や室外で用いられる照明器具、電光掲示板、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、装飾品等が挙げられる。 Examples of such lighting devices include lighting fixtures used indoors and outdoors, electronic bulletin boards, backlights such as displays, moving image devices, ornaments, and the like.
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等支障ない。 In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, If it is in the range which does not deviate from the summary of this invention, it will not interfere at all.
例えば、光放射強度の向上のために基体1に発光素子5を複数設けてしても良い。また反射面2bの角度や、反射面2b上端から透明部材3の上面までの距離を任意に調整することも可能であり、これにより、補色域を設けることによりさらに良好な演色性を得ることができる。
For example, a plurality of
1:基体
1b:凸部
1−A:上層セラミックグリーンシート
1−B:下層セラミックグリーンシート
2:反射部材
3:透明部材
5:発光素子
7:配線導体
9:導体層
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