JP2005244121A - Light emitting diode package - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting diode package which has a good light reflecting face for reflecting luminescence light flux from an LED element to an external part, whose manufacture is simple and in which dispersion of luminance and an angle of visibility is small. <P>SOLUTION: Mounting region of the LED element is formed on a ceramic substrate and a metallized layer is formed on the ceramic substrate along a route surrounding the LED element. A metallic ring is brazed to the metallized layer. The metallized layer is created with an allowance so that it also exists inside the ring. A fillet formed of a Ag brazing material is formed over the metallized layer existing inside the ring and the ring. <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素子を車のヘッドライトや、電球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輝度や発光スペクトルを得るための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-luminance blue light-emitting diodes can be manufactured, high-luminance white light can be obtained using red, green, and blue LED elements, and these LED elements can be used as car headlights and light bulbs. Development for use as 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 to obtain luminance and emission spectrum that satisfy user requirements.

上述した輝度や発光スペクトルなどの特性は主に、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7(a)に示す。この発光ダイオードパッケージは第一のセラミック基板101および第二のセラミック基板102を積層してなり、第一のセラミック基板101上にはLED素子103を実装するLED実装部104が形成されている。LED素子103はワイヤ105によって配線層106a,106bに接続されており、これら配線層を通して外部から駆動電流を供給する構成とされている。一方、LED素子103を収容するキャビティ107は第二セラミック基板102を貫通するように形成されるとともに、貫通穴の内周面には金属層108が形成されて、LED素子103からの発光光束を反射する形態とされる。   The above-mentioned characteristics such as luminance and emission spectrum 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. This light emitting diode package is formed by laminating a first ceramic substrate 101 and a second ceramic substrate 102, and an LED mounting portion 104 for mounting an LED element 103 is formed on the first ceramic substrate 101. The LED element 103 is connected to the wiring layers 106a and 106b by a wire 105, and is configured to supply a driving current from the outside through these wiring layers. On the other hand, the cavity 107 that accommodates the LED element 103 is formed so as to penetrate the second ceramic substrate 102, and a metal layer 108 is formed on the inner peripheral surface of the through hole so that the luminous flux from the LED element 103 can be transmitted. Reflective form.

上記発光ダイオードパッケージの製造には、グリーンシート積層法を採用することができる。まず、第一セラミック基板101となるセラミックグリーンシートに、LED実装部104、配線層106となるメタライズペーストを印刷塗布するとともに、第二セラミック基板102を打ち抜いてキャビティ107を形成し、貫通穴の内周面に金属層108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101,102を接着し、高温で焼結して焼結体を得る。このようにしてセラミック基板101,102を一体化し、金属層108、LED実装部104、配線層106を形成した後、金属層108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で被着させて、光反射面を形成する。   For manufacturing the light emitting diode package, a green sheet lamination method can be employed. First, a metallized paste that becomes the LED mounting portion 104 and the wiring layer 106 is printed and applied to the ceramic green sheet that becomes the first ceramic substrate 101, and the cavity 107 is formed by punching the second ceramic substrate 102. A metallized paste that becomes the metal layer 108 is applied to the peripheral surface. Thereafter, the ceramic substrates 101 and 102 are bonded and sintered at a high temperature to obtain a sintered body. After the ceramic substrates 101 and 102 are integrated in this way to form the metal layer 108, the LED mounting portion 104, and the wiring layer 106, a nickel plating layer, a gold plating layer, or the like is applied to the metal layer 108 by a well-known electroless plating method, The light reflecting surface is formed by depositing by electrolytic plating.

ところが上記キャビティ107は、第二セラミック基板102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103からの発光光束が外部に放出されにくい問題があった。その結果、望ましい視野角と輝度が必ずしも得られない。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、反射効率が高い発光ダイオードパッケージが提案されている。その実施形態を図7(b)に示す。この発光ダイオードパッケージは、第二セラミック基板102となるセラミックグリーンシートに、抜き打ち金型などを用いて抜き打ち、角度θを55°〜70°となるようにし、貫通穴の内周面に金属層108を形成する。外側へ広がるように光反射面が形成されるので、光を外部へ放出しやすい。
特開2002−232017号公報
However, since the cavity 107 is formed by punching the second ceramic substrate 102, the angle θ becomes a right angle, and there is a problem that the luminous flux from the LED element 103 is not easily emitted to the outside. As a result, the desired viewing angle and brightness are not necessarily obtained. 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 with high reflection efficiency has been proposed. The embodiment is shown in FIG. In this light emitting diode package, a ceramic green sheet serving as the second ceramic substrate 102 is punched using a punching die or the like so that the angle θ is 55 ° to 70 °, and the metal layer 108 is formed on the inner peripheral surface of the through hole. Form. Since the light reflecting surface is formed so as to spread outward, it is easy to emit light to the outside.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-232017

ところがセラミックグリーンシートに、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セラミック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、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。   However, it is difficult to perforate the ceramic green sheet 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 ceramic 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.

一方、図7(a)及び図7(b)の発光ダイオードパッケージを製造するには、上述したように、2枚のセラミックグリーンシートを積層する工程が必要である。積層工程には、セラミックグリーンシートに接着剤をつけて重ね、加熱しながら加圧する方法が用いられる。このような積層工程を省略して製造コストを下げ、より容易に製造できる発光ダイオードパッケージの開発が、本出願人によって長期間なされてきた。   On the other hand, in order to manufacture the light emitting diode package of FIGS. 7A and 7B, as described above, a process of laminating two ceramic green sheets is required. In the laminating step, a method is used in which an adhesive is applied to the ceramic green sheets and the pressure is applied while heating. The applicant has been developing a light-emitting diode package that can be manufactured more easily by omitting such a lamination process, and has been made for a long time by the present applicant.

本発明は上述のような事情を背景になされたもので、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、輝度や視野角のバラツキが小さい発光ダイオードパッケージを提供することを課題とする。   The present invention has been made in the background as described above. In particular, the present invention has a high-quality light reflecting surface for reflecting the emitted light beam from the LED element to the outside, is easy to manufacture, and has a brightness and a viewing angle. It is an object of the present invention to provide a light emitting diode package with small variations.

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配置され、該リングの内周面に沿ってAg系ロウ材からなるフィレット部が形成され、フィレット部に、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たことを主要な特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a light emitting diode package of the present invention has an LED element mounting region formed on a ceramic substrate, and a metal ring is disposed on the ceramic substrate along a path surrounding the LED element. A main feature is that a fillet portion made of an Ag-based brazing material is formed along the inner peripheral surface of the ring, and a light reflecting surface that reflects the luminous flux from the LED element in a predetermined direction is formed on the fillet portion. To do.

また、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、上記経路に沿って上記メタライズ層が形成され、メタライズ層と、リングの内周面とにまたがるようにフィレット部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 problem, the light emitting diode package of the present invention includes a fillet portion formed on a ceramic substrate so that the metallized layer is formed along the path and extends over the metallized layer and the inner peripheral surface of the ring. Is the main feature.

さらに、上記リングは上記メタライズ層にロウ付けされ、リングの内側に形成されたメタライズ層とリングの内周面とにまたがるように、フィレット部が形成されていることを特徴とする。   Further, the ring is brazed to the metallized layer, and a fillet portion is formed so as to straddle the metallized layer formed inside the ring and the inner peripheral surface of the ring.

また、上記発光ダイオードパッケージは、LED素子の封止部材をさらに備え、該封止部材を収容する封止部材収容部がリングに形成されていることを特徴とする。   The light emitting diode package further includes a sealing member for the LED element, and a sealing member accommodating portion that accommodates the sealing member is formed in the ring.

さらに上記封止部材は、LED素子からの発光光束を所定の方向へ屈折させるレンズを兼ねることを特徴とする。   Further, the sealing member also serves as a lens that refracts the luminous flux from the LED element in a predetermined direction.

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ており、このLED素子を取り囲む経路に沿ってセラミック基板上にメタライズ層が形成され、このメタライズ層に金属製のリングがロウ付けされる。メタライズ層の幅はリングの幅よりも太く作られており、ロウ付けされたリングの内側にメタライズ層が残るようにされている。そして、リングの内側に存在するメタライズ層とリングの内周面とにまたがるようにAg系ロウ材からなるフィレット部が形成される。このフィレット部の表面は滑らかなので、LED素子からの発光光束を所定の方向へ反射するための光反射面として利用できる。   In the light emitting diode package of the present invention, an LED element mounting region is formed on a ceramic substrate, a metallized layer is formed on the ceramic substrate along a path surrounding the LED element, and a metal ring is formed on the metallized layer. It is brazed. The width of the metallized layer is made larger than the width of the ring, so that the metallized layer remains inside the brazed ring. And the fillet part which consists of Ag type brazing material is formed so that the metallization layer which exists inside a ring, and the internal peripheral surface of a ring may be straddled. Since the surface of the fillet portion is smooth, it can be used as a light reflecting surface for reflecting the luminous flux from the LED element in a predetermined direction.

上述のフィレット部は、Ag系ロウ材の粒子をメタライズ層に流し込み、例えば800℃程度の高温処理を施すことで、粒子が溶融して、メタライズ層とリング内周面にまたがるように形成することができる。高温によってロウ材がリフローするので滑らかな光反射面が得られ、従来のメタライズ層を用いた光反射面と比較して、発光ダイオードパッケージに適している。後述するように、光反射面の角度調整も容易である。なお、ここでAg系ロウ材とは、銀を主成分とし、これに銅、亜鉛、カドミウムなどの金属を加えた合金を指す。   The above-mentioned fillet portion is formed so that particles of Ag brazing material are poured into the metallization layer and subjected to a high temperature treatment of about 800 ° C., for example, so that the particles melt and straddle the metallization layer and the inner peripheral surface of the ring. Can do. Since the brazing material reflows at a high temperature, a smooth light reflecting surface can be obtained, which is more suitable for a light emitting diode package than a light reflecting surface using a conventional metallized layer. As will be described later, the angle of the light reflecting surface can be easily adjusted. Here, the Ag-based brazing material refers to an alloy containing silver as a main component and a metal such as copper, zinc or cadmium added thereto.

フィレット部の構造においては、光反射面のなす角度が重要なパラメータである。従来の技術では図57b)に示すように、セラミックグリーンシートに角度をつけて打ち抜いていたので、角度θのバラツキが大きかった。それに対して本発明では、リングやメタライズ層の製造バラツキが比較的小さいので、フィレット部も精度良く形成でき、その結果、角度θを一定にすることができる。   In the fillet structure, the angle formed by the light reflecting surface is an important parameter. In the prior art, as shown in FIG. 57b), the ceramic green sheet was punched at an angle, so the variation in the angle θ was large. On the other hand, in the present invention, since the manufacturing variation of the ring and the metallized layer is relatively small, the fillet portion can be formed with high accuracy, and as a result, the angle θ can be made constant.

一方、発光ダイオードパッケージはLED素子を封止するための封止部材を有し、この封止部材を収容するための封止部材収容部が上述のリングに形成されている。封止部材を有するので、パッケージ内部に水などが浸入したりして、LED素子やフィレット部が破損するのを防ぐことができる。また、封止部材の表面に集光面を形成して、レンズの機能を兼ねるようにしてもよい。   On the other hand, the light emitting diode package has a sealing member for sealing the LED element, and a sealing member accommodating portion for accommodating the sealing member is formed in the above-described ring. Since the sealing member is provided, it is possible to prevent the LED element or the fillet portion from being damaged due to water or the like entering the package. Further, a condensing surface may be formed on the surface of the sealing member so as to function as a lens.

上記セラミック基板は、四角形板状であることが望ましい。その理由は、このように簡単な構造であればセラミック基板を製造するときに何層もセラミックグリーンシートを積層する必要が無いからである。また、四角形板状であれば、大判を用いて一度に多数のセラミック基板を作れるので、製造コストを下げられる。   The ceramic substrate is preferably a square plate. The reason is that it is not necessary to laminate a number of ceramic green sheets when manufacturing a ceramic substrate with such a simple structure. In addition, a rectangular plate shape can make a large number of ceramic substrates at a time using a large size, and thus the manufacturing cost can be reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
図1(a)は発光ダイオードパッケージの断面図であり、図1(b)は同じく斜視図である。図に示すように、セラミック基板2の表面にLED素子1の実装領域4が形成され、LED素子1を取り囲む経路に沿って金属製のリング6が配置され、このリング6の内周面14にフィレット部5が形成されている。また、フィレット部5には光反射面15が形成されて、LED素子からの発光光束を外部へ反射する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a cross-sectional view of a light emitting diode package, and FIG. 1B is a perspective view of the same. As shown in the figure, a mounting region 4 for the LED element 1 is formed on the surface of the ceramic substrate 2, and a metal ring 6 is disposed along a path surrounding the LED element 1. A fillet portion 5 is formed. In addition, a light reflecting surface 15 is formed on the fillet portion 5 to reflect the emitted light beam from the LED element to the outside.

さらに詳細に説明すると、LED素子1を取り囲む経路に沿ってメタライズ層11が形成され、このメタライズ層11にリング6がロウ付けされている。メタライズ11の幅はリング6よりも太く、リングの内側にメタライズ層が存在するようになっている。そして、リング内側のメタライズ層とリング内周面14とにまたがるようにAg系ロウ材からなるフィレット部が形成されている。一方、LED素子1はワイヤ3を介して内部電極12a,12bと接続されており、これら内部電極は導通路9を通って外部電極10a,10bと繋がっている。そして外部電極10a,10bからLED素子1の駆動電流を供給する形態とされている。これら内部電極12a,12bやメタライズ層11などは例えばモリブデン、タングステン、銀、銅などの金属を用いて形成することが可能である。   More specifically, a metallized layer 11 is formed along a path surrounding the LED element 1, and a ring 6 is brazed to the metallized layer 11. The width of the metallization 11 is thicker than that of the ring 6, and a metallization layer is present inside the ring. And the fillet part which consists of Ag type brazing material is formed so that the metallization layer inside a ring and the ring inner peripheral surface 14 may be straddled. On the other hand, the LED element 1 is connected to the internal electrodes 12 a and 12 b through the wire 3, and these internal electrodes are connected to the external electrodes 10 a and 10 b through the conduction path 9. And it is set as the form which supplies the drive current of the LED element 1 from the external electrodes 10a and 10b. The internal electrodes 12a and 12b, the metallized layer 11, and the like can be formed using a metal such as molybdenum, tungsten, silver, or copper.

リング6は封止部材7の収容部8を備えている。封止部材7は収容部8に接着剤などで固定される。このような封止部材7は透明性樹脂製またはガラス製とすることができるが、透明性樹脂製であることが望ましい。その理由は、透明性樹脂は加工が容易であり、比較的小さな封止部材でも簡単に製造できるからである。透明な樹脂として例えば、メタクリル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂などが好適に使用可能である。封止部材7は水などの浸入を防いでLED素子1やフィレット部5を保護する機能を有する。封止部材7に曲面を形成してレンズの機能を持たせて、光の角度を調節するための補助的な手段として用いてもよい。なお、図示していないが、リング6の内側を透明性樹脂で覆う形態としてもよい。すなわち、メタクリル樹脂のような透明性の樹脂を熱して流動性のある状態にした後、リング6の内側に注入してLED素子1、フィレット部5、内部電極12a,12bをワイヤ3とともに封止するのである。このようにすればリング6に封止部材7の収容部8を形成する必要が無いので、リングの形状をより簡単にすることができる。また、気密性が向上するので、フィレット部5の表面劣化を防止できる。   The ring 6 includes a housing portion 8 for the sealing member 7. The sealing member 7 is fixed to the accommodating portion 8 with an adhesive or the like. Such a sealing member 7 can be made of transparent resin or glass, but is preferably made of transparent resin. The reason is that the transparent resin is easy to process and can be easily manufactured even with a relatively small sealing member. As the transparent resin, for example, a methacrylic resin, a styrene resin, an acrylic resin, or the like can be suitably used. The sealing member 7 has a function of protecting the LED element 1 and the fillet portion 5 by preventing water and the like from entering. A curved surface may be formed on the sealing member 7 to provide a lens function, and the sealing member 7 may be used as auxiliary means for adjusting the angle of light. Although not shown, the inner side of the ring 6 may be covered with a transparent resin. That is, after a transparent resin such as methacrylic resin is heated to be in a fluid state, it is injected inside the ring 6 to seal the LED element 1, fillet portion 5, and internal electrodes 12 a and 12 b together with the wires 3. To do. In this way, it is not necessary to form the accommodating portion 8 of the sealing member 7 in the ring 6, so that the shape of the ring can be simplified. Moreover, since airtightness improves, the surface deterioration of the fillet part 5 can be prevented.

図1の実施形態のように円筒形のリング6を用いていると、円形のフィレット部5を形成できるので、LED素子1からの光をフィレット部5で均一に反射させて、ムラのない反射光を放出させることができる。したがって、リング6は略円筒形のものを使用するのが望ましい。   When the cylindrical ring 6 is used as in the embodiment of FIG. 1, the circular fillet portion 5 can be formed, so that the light from the LED element 1 is uniformly reflected by the fillet portion 5 and is reflected without unevenness. Light can be emitted. Therefore, it is desirable to use the ring 6 having a substantially cylindrical shape.

セラミック基板2には例えばアルミナ、AlN、SiCなどのセラミックが好適に使用できる。図1の実施形態に示すように、本発明の発光ダイオードパッケージでは四角形板状のセラミック基板を使用している。このように簡単な形状のセラミック基板は、複数のセラミックグリーンシートを積層した複板とすることも、積層しない単板とすることも可能であるが、単板とすることが望ましい。その理由は、発光ダイオードパッケージを製造するときに、セラミックグリーンシートの積層工程を省略できれば、製造工程を簡略化でき、ひいてはコストダウンできるためである。なお、図示しないが、外部電極10a,10b側に別のセラミック基板を積層して、外部電極をセラミック基板の側面から引き出すような形態とすることも可能である。このような形態とする場合は積層工程を要する。   For the ceramic substrate 2, a ceramic such as alumina, AlN, SiC, or the like can be suitably used. As shown in the embodiment of FIG. 1, the light emitting diode package of the present invention uses a rectangular plate-shaped ceramic substrate. The ceramic substrate having such a simple shape can be a double plate in which a plurality of ceramic green sheets are stacked or a single plate that is not stacked, but is preferably a single plate. The reason is that, when the light emitting diode package is manufactured, if the ceramic green sheet laminating process can be omitted, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. Although not shown, another ceramic substrate may be laminated on the external electrodes 10a and 10b, and the external electrode may be drawn from the side surface of the ceramic substrate. In the case of such a form, a lamination process is required.

図2はフィレット部の拡大図である。図に示すように、光反射面のなす角度θは、リング底面から封止部材7までの高さAと、リング6の内側に存在するメタライズ層の幅Bによって決定される。本発明では角度θを30°〜60°とすることで、光を外部に反射する効率を最も高くすることができる。角度θはリングの高さAとメタライズ層の幅Bを調整すれば、容易に変更できる。すなわち、角度θを変更する必要が生じた場合に便利である。一方、角度θの精度はAおよびBの製造バラツキにより決定される。本発明においてはリングを金属製としているため、その加工精度は良い。幅Bはリングをロウ付けするときの位置合わせ精度によって決まる。この位置合わせを精度よく行えば角度θの精度を高められ、その結果、一定の角度でLED素子からの光を反射することが可能となる。また、光反射面15にメッキを施して、光反射率をさらに高めることもできる。このメッキは、例えば銀メッキのように白色で、LED素子からの光を着色しない金属が好ましい。   FIG. 2 is an enlarged view of the fillet portion. As shown in the figure, the angle θ formed by the light reflecting surface is determined by the height A from the bottom surface of the ring to the sealing member 7 and the width B of the metallized layer existing inside the ring 6. In the present invention, by setting the angle θ to 30 ° to 60 °, the efficiency of reflecting light to the outside can be maximized. The angle θ can be easily changed by adjusting the height A of the ring and the width B of the metallized layer. That is, it is convenient when it is necessary to change the angle θ. On the other hand, the accuracy of the angle θ is determined by manufacturing variations of A and B. In the present invention, since the ring is made of metal, the processing accuracy is good. The width B is determined by the alignment accuracy when brazing the ring. If this alignment is performed with high accuracy, the accuracy of the angle θ can be improved, and as a result, the light from the LED element can be reflected at a constant angle. Further, the light reflection surface 15 can be plated to further increase the light reflectivity. This plating is preferably a metal that is white like silver plating and does not color the light from the LED element.

発光ダイオードパッケージは図3のように、複数の発光ダイオードを搭載することも可能である。図では、赤、青、緑の波長に対応するLED素子を搭載しており、この3種の組み合わせによって高輝度の白色光を得ている。それぞれのLED素子1は共通端子16と内部電極12とに接続されており、内部電極12を3個形成して、各LED素子に別々に電圧が印加できるようにされている。LED素子を直列に接続することも、並列に接続することもできる。また、複数の内部電極を形成せず、+と−の電極をそれぞれ一つずつにして、限られたスペースを有効に活用する方法もある。   The light emitting diode package can be mounted with a plurality of light emitting diodes as shown in FIG. In the figure, LED elements corresponding to red, blue, and green wavelengths are mounted, and white light with high luminance is obtained by combining these three types. Each LED element 1 is connected to a common terminal 16 and an internal electrode 12, and three internal electrodes 12 are formed so that a voltage can be separately applied to each LED element. The LED elements can be connected in series or in parallel. There is also a method in which a limited space is effectively used by forming one + and one negative electrode without forming a plurality of internal electrodes.

本発明の発光ダイオードパッケージの製造方法について、図4及び図5を用いて以下に説明する。まず、図4に示すように板状のセラミックグリーンシート2’を用意する(工程1)。このようなセラミックグリーンシート2’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得られる。セラミックには、例えばアルミナ、AlN、SiCなどが好適に用いられる。   A method for manufacturing a light emitting diode package according to the present invention will be described below with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 4, a plate-shaped ceramic green sheet 2 'is prepared (step 1). Such a ceramic green sheet 2 'can be obtained by making a mixed slip of ceramic fine powder and organic binder, plasticizer, solvent, etc. into a thin plate shape by a well-known doctor blade method or calendar method. As the ceramic, for example, alumina, AlN, SiC, or the like is preferably used.

その後、セラミックグリーンシート2’に貫通孔9’を形成する(工程2)。貫通孔9’は打ち抜き金型等を用いて、セラミックグリーンシート2’を打ち抜いて形成される。そしてグリーンシート表面の所定の位置及び貫通孔9’にメタライズペーストを印刷塗布する(工程3)。表面への印刷には、公知のスクリーン印刷法が用いられ、貫通孔9’へ塗布するには印刷面の反対側から吸引しながら印刷する方法が採用される。メタライズペーストには、例えばモリブデン、タングステン、銀、銅などの金属粉末が材料に用いられる。以上のようにメタライズペーストを印刷した後、セラミックグリーンシート2’をメタライズペーストとともに高温焼成する。その結果、セラミック基板2が得られるとともに、その表面にLED素子の実装領域4、メタライズ層11、内部電極12a,12b、外部電極10a,10b、導通路9を形成できる。   Thereafter, a through-hole 9 'is formed in the ceramic green sheet 2' (step 2). The through hole 9 ′ is formed by punching the ceramic green sheet 2 ′ using a punching die or the like. Then, a metallized paste is printed and applied to a predetermined position on the surface of the green sheet and the through hole 9 '(step 3). A known screen printing method is used for printing on the surface, and a method of printing while sucking from the opposite side of the printing surface is used for applying to the through hole 9 ′. For the metallized paste, for example, metal powder such as molybdenum, tungsten, silver, or copper is used as a material. After printing the metallized paste as described above, the ceramic green sheet 2 'is fired at a high temperature together with the metallized paste. As a result, the ceramic substrate 2 is obtained, and the LED element mounting region 4, the metallized layer 11, the internal electrodes 12a and 12b, the external electrodes 10a and 10b, and the conduction path 9 can be formed on the surface.

次にメタライズ層11にリング6を、ロウ材13を用いてロウ付けする(工程4)。リング6の材料には例えばコバールを好適に用いることができる。ロウ材13は十分な接着強度を保てれば何を使ってもよく、例えばAg系ロウ材を用いることができる。リング6をロウ付けした後、メタライズ層11にAg系ロウ材の粒子5’を載置する(工程5)。その後、例えば800℃程度の高温処理を施すと粒子5’が溶融してフィレット部5が形成される(工程6)。できあがったフィレット部には光反射面15が形成されている。このままでも光の反射効率に優れているが、Agメッキ(図示しない)を施すとさらに反射効率を高めることができる。工程6の後、LED素子1を実装し、内部電極とワイヤボンディングする。そして封止部材7を収容部8に収容すれば、図1に示す発光ダイオードパッケージとなる。   Next, the ring 6 is brazed to the metallized layer 11 using the brazing material 13 (step 4). For example, Kovar can be suitably used as the material of the ring 6. Any brazing material 13 may be used as long as it has sufficient adhesive strength. For example, an Ag-based brazing material can be used. After brazing the ring 6, Ag-based brazing particles 5 'are placed on the metallized layer 11 (step 5). Thereafter, for example, when a high temperature treatment of about 800 ° C. is performed, the particles 5 ′ are melted to form the fillet portion 5 (step 6). A light reflecting surface 15 is formed on the completed fillet portion. Even if it is as it is, it is excellent in the reflection efficiency of light, but if the Ag plating (not shown) is applied, the reflection efficiency can be further increased. After step 6, the LED element 1 is mounted and wire-bonded to the internal electrode. And if the sealing member 7 is accommodated in the accommodating part 8, it will become the light emitting diode package shown in FIG.

本発明では金属製のリング6を用いているので、Ag系ロウ材とのなじみが良く、フィレット部5を簡単に形成できる。ここで仮に図6(a)に示すように、3枚のセラミック基板2a,2b,2cを積層して同様の効果を得ようとすると、セラミック基板2b及び2cに貫通穴を形成する工程と、貫通穴の内周面にメタライズ層11aを印刷塗布する工程と、これらのセラミック基板を積層する工程の3種類の工程が余計に必要となる。また、セラミックの加工精度はあまり良好ではないので、貫通穴のバラツキが大きくなり、その結果、フィレット部の形状もバラツキの大きいものとなる。それに対して本発明では板状セラミック基板に金属製リングをロウ付けし、フィレット部を形成するという比較的簡単な製造方法でありながら、リングの加工精度が良いため、フィレット部の精度を良くすることができ、その結果、輝度や視野角のバラツキを小さくすることができる。一方、図6(b)に示すように、リングの内周面に角度をつけて、この内周面を光反射面とすることもできるが、このような複雑な形状のリングを製造するのは難しい。小さい発光ダイオードパッケージの場合は特に、このような形状のリングを製造するのは難しくなる。   In the present invention, since the metal ring 6 is used, the fillet portion 5 can be easily formed because it is well suited to the Ag-based brazing material. Here, as shown in FIG. 6A, if a similar effect is obtained by laminating the three ceramic substrates 2a, 2b, and 2c, a step of forming through holes in the ceramic substrates 2b and 2c; Three extra steps are required: a step of printing and applying the metallized layer 11a on the inner peripheral surface of the through hole, and a step of laminating these ceramic substrates. In addition, since the processing accuracy of ceramic is not so good, the variation of the through hole becomes large, and as a result, the shape of the fillet portion also has a large variation. In contrast, the present invention is a relatively simple manufacturing method in which a metal ring is brazed to a plate-like ceramic substrate to form a fillet portion, but the ring processing accuracy is good, so the accuracy of the fillet portion is improved. As a result, variations in luminance and viewing angle can be reduced. On the other hand, as shown in FIG. 6B, an angle can be given to the inner peripheral surface of the ring, and this inner peripheral surface can be used as a light reflecting surface. Is difficult. Especially in the case of small light emitting diode packages, it is difficult to manufacture such shaped rings.

発光ダイオードパッケージの一実施形態を示す(a)断面図および(b)斜視図。The (a) sectional view and (b) perspective view which show one Embodiment of a light emitting diode package. フィレット部の拡大断面図。The expanded sectional view of a fillet part. 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。The perspective view of the light emitting diode package carrying a some LED element. 発光ダイオードパッケージの製造方法の一例。An example of the manufacturing method of a light emitting diode package. 図4に続く図。The figure following FIG. 仮に、(a)金属リングの代わりにセラミック基板を積層した場合(b)リングに傾斜面をつけた場合の断面図。Temporarily, (a) When a ceramic substrate is laminated | stacked instead of a metal ring, (b) Sectional drawing at the time of attaching an inclined surface to a ring. 従来の発光ダイオードパッケージの断面図。Sectional drawing of the conventional light emitting diode package.

符号の説明Explanation of symbols

1 LED素子
2 セラミック基板
3 ワイヤ
4 LED素子の実装領域
5 フィレット部
6 金属製リング
7 封止部材(レンズ)
8 封止部材収容部
9 導通路
14 リング内周面
15 光反射面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LED element 2 Ceramic substrate 3 Wire 4 Mounting area | region of LED element 5 Fillet part 6 Metal ring 7 Sealing member (lens)
8 Sealing member accommodating portion 9 Conducting path 14 Ring inner peripheral surface 15 Light reflecting surface

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配置され、該リングの内周面に沿ってAg系ロウ材からなるフィレット部が形成され、前記フィレット部に、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た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 disposed on the ceramic substrate along a path surrounding the LED element, and an Ag brazing material is formed along the inner peripheral surface of the ring. The light emitting diode package is characterized in that a light reflecting surface for reflecting the luminous flux from the LED element in a predetermined direction is formed on the fillet portion.
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