JP2005310935A - Storing package for light-emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発行ダイオード(Light Emission Diode:以下、LEDという。)等の発光素子をセラミック基板上に搭載し収納するための発光素子収納用パッケージに関し、より詳細には、LDE等の発光素子の発光効率を向上できる発光素子収納用パッケージに関する。 The present invention relates to a light emitting element storage package for mounting and storing a light emitting element such as a light emitting diode (hereinafter referred to as an LED) on a ceramic substrate, and more particularly to a light emitting element storing package such as an LDE. The present invention relates to a light-emitting element storage package capable of improving light emission efficiency.
従来からLED等の発光素子を収容するための発光素子収納用パッケージとしては、樹脂製や、セラミック製の発光素子収納用パッケージが用いられている。LED等の発光素子は、発光素子の光出力を大きくするのに、電流を増加させることで可能であるが、光出力の増加に併せて発光素子自体の温度も上昇する。従来の樹脂製の発光素子収納用パッケージは、その上に搭載される発光素子自体の温度上昇が大きくなることで、樹脂製のパッケージでは耐熱性が十分でなくなり、問題が発生している。そこで、樹脂製の発光素子収納用パッケージには、パッケージの放熱性向上を目的として発光素子を直接搭載できる金属リードフレーム上にモールディングした樹脂製の障壁を設けた構造の発光素子収納用パッケージが開発されている。しかしながら、樹脂製のパッケージは、このパッケージを半田等で実装する時等に更に加熱があるので、耐熱性の問題が完全に解消できていないという問題を抱えている。そこで、最近では、耐熱性の高いアルミナ(Al2O3)等からなるセラミック製のものが多く用いられるようになっている。 Conventionally, as a light-emitting element storage package for storing a light-emitting element such as an LED, a resin-made or ceramic light-emitting element storage package has been used. A light emitting element such as an LED can increase the light output of the light emitting element by increasing the current. However, the temperature of the light emitting element itself increases as the light output increases. A conventional resin light emitting element storage package has a problem in that the temperature rise of the light emitting element itself mounted thereon becomes large, and the resin package becomes insufficient in heat resistance. Therefore, a light-emitting element storage package with a resin barrier molded on a metal lead frame on which a light-emitting element can be directly mounted has been developed to improve the heat dissipation of the resin. Has been. However, since the resin package is further heated when the package is mounted with solder or the like, the heat resistance problem cannot be completely solved. Therefore, recently, a ceramic material made of alumina (Al 2 O 3 ) or the like having high heat resistance has been widely used.
図4に示すように、従来のセラミック製の発光素子収納用パッケージ50は、通常、発光素子51を収納させるためのキャビティ部52を、キャビティ部52の外形の大きさの孔を穿孔した枠体53となるセラミックグリーンシートと、孔を設けない平板54となるセラミックグリーンシートを重ね合わせ積層して形成している。また、積層する前のセラミックグリーンシートには、例えば、ボンディングパッド55や、外部接続端子パッド56や、それぞれのパターン間を接続させるため等の配線パターンや、ビア等の導体パターンを金属導体ペーストを用いてスクリーン印刷で形成している。そして、複数枚のセラミックグリーンシートを積層した後は、セラミックグリーンシートと導体パターンを同時焼成して発光素子収納用パッケージ50を形成している。なお、この発光素子収納用パッケージ50には、キャビティ部52にLED等の発光素子51が搭載され、発光素子51と電気的に導通状態とするために、キャビティ部52の中に設けられているボンディングパッド55とボンディングワイヤ57で接続させている。また、この発光素子収納用パッケージ50の平板54の他方の主面に設けられる外部接続端子パッド56は、ボンディングパッド55と電気的に導通状態となっている。更には、この発光素子収納用パッケージ50は、通常、キャビティ部52の内側壁となる枠体53の内周側面や、平板54の表面に反射効率を向上させる、例えば、貴金属めっき被膜等を施すことで、キャビティ部52に搭載される発光素子51の発光効率を向上させる工夫がなされている。しかしながら、発光素子51が搭載されるキャビティ部52の壁面が垂直であるので、発光素子51からの発光を効率よく反射させることができない問題を抱えている。
As shown in FIG. 4, a conventional ceramic light emitting
そこで、樹脂製の発光素子収納用パッケージには、樹脂板に加熱処理し、樹脂原料の分子間結合を完全なものにして耐熱性を向上させた樹脂板を用いるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。セラミック製の発光素子収納用パッケージには、LED素子を囲繞できるキャビティ部の壁面を形成するのに、金属反射板を接合するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、前述したような従来の発光素子収納用パッケージは、次のような問題がある。
(1)樹脂製の発光素子収納用パッケージや、金属リードフレームを発光素子からの発熱の放熱板として用いた樹脂製の発光素子収納用パッケージは、発光素子からの発熱の放熱性が十分ではなく、発光素子の発熱温度が発光素子が載置される部分で樹脂の耐熱性の温度を超える場合がある。また、金属リードフレームを用いた樹脂製の発光素子収納用パッケージは、リードフレームのパッケージ全体に占める面積が大きく、パッケージを小型化にすることができないという問題がある。
(2)耐熱性の高いセラミックグリーンシートを打ち抜いてキャビティ部をテーパ状に形成したとしても、セラミック製の発光素子収納用パッケージは、キャビティ部の壁面を上面に対して正常な角度を持たせて安定して成形することが難しく、歩留まりの低下となっている。
(3)セラミック製のキャビティ部に金属製の反射板を接合する発光素子収納用パッケージは、耐熱性及び発光素子の輝度を向上させることはできるものの、金属製の反射板の加工が容易でなく発光素子収納用パッケージのコストアップとなっている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、耐熱性が大きいセラミック基板を用いて歩留まりよく安価に形成され、発光素子の輝度を向上できる発光素子収納用パッケージを提供することを目的とする。
However, the conventional light emitting element storage package as described above has the following problems.
(1) Resin-made light-emitting element storage packages and resin-made light-emitting element storage packages using a metal lead frame as a heat dissipation plate for heat generation from the light-emitting elements are not sufficient in heat dissipation from the light-emitting elements. In some cases, the heat generation temperature of the light emitting element exceeds the heat resistance temperature of the resin at the portion where the light emitting element is mounted. In addition, a resin light emitting element storage package using a metal lead frame has a problem that the area of the lead frame occupies a large area and the package cannot be reduced in size.
(2) Even if the ceramic green sheet with high heat resistance is punched out and the cavity portion is tapered, the ceramic light emitting element storage package has the cavity wall surface at a normal angle with respect to the upper surface. It is difficult to mold stably, resulting in a decrease in yield.
(3) The light emitting element storage package in which the metal reflector is bonded to the ceramic cavity can improve the heat resistance and the brightness of the light emitter, but the metal reflector is not easily processed. The cost of the light emitting element storage package is increased.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a light-emitting element storage package that can be formed at a low yield using a ceramic substrate having high heat resistance and can improve the luminance of the light-emitting element. And
前記目的に沿う本発明に係る発光素子収納用パッケージは、平板からなるセラミック基板の上面に1又は複数個のテーパ状の壁面からなる挿通孔を有する樹脂板が接着樹脂で接合され、発光素子を搭載するための挿通孔の開口から露出するセラミック基板と壁面とで形成されるキャビティ部を有する発光素子収納用パッケージであって、挿通孔が樹脂板の下面側より上面側の開口径を大きくするテーパ状からなり、壁面を発光素子の反射面とする。 The light-emitting element storage package according to the present invention that meets the above-described object is formed by bonding a resin plate having an insertion hole made of one or a plurality of tapered wall surfaces to an upper surface of a flat ceramic substrate with an adhesive resin. A light emitting element storage package having a cavity formed by a ceramic substrate exposed from an opening of an insertion hole for mounting and a wall surface, wherein the insertion hole has an opening diameter on an upper surface side larger than a lower surface side of a resin plate It has a tapered shape, and the wall surface is used as a reflecting surface of the light emitting element.
前記目的に沿う本発明に係る他の発光素子収納用パッケージは、セラミック基板に発光素子を搭載するための1又は複数個のキャビティ部を有する発光素子収納用パッケージであって、キャビティ部にはキャビティ部内に装填されキャビティ部の上端周縁のセラミック基板の上面で接合される発光素子の光を反射するための反射体を有し、しかも、反射体はテーパ状の円錐形状の貫通孔を有する樹脂製筒体の貫通孔の壁面を発光素子の反射面とし、貫通孔の開口径の大きい側の樹脂製筒体端部外周に有するフランジ部でセラミック基板に接着樹脂で接合されている。 Another light-emitting element storage package according to the present invention that meets the above-described object is a light-emitting element storage package having one or a plurality of cavity portions for mounting a light-emitting element on a ceramic substrate. And a reflector for reflecting the light of the light emitting element which is loaded in the part and joined on the upper surface of the ceramic substrate at the upper edge of the cavity part, and the reflector is made of resin having a tapered conical through hole. The wall surface of the through hole of the cylindrical body is used as a reflection surface of the light emitting element, and is joined to the ceramic substrate by an adhesive resin at a flange portion provided on the outer periphery of the end portion of the resin cylindrical body on the side with the larger opening diameter of the through hole.
前記目的に沿う本発明に係る更に他の発光素子収納用パッケージは、セラミック基板に発光素子を搭載するための1又は複数個のキャビティ部を有する発光素子収納用パッケージであって、セラミック基板にはキャビティ部の上端周縁に段差を有し、キャビティ部にはキャビティ部内に装填され段差で接合される発光素子の光を反射するための反射体を有し、しかも、反射体はテーパ状の円錐形状の貫通孔を有する樹脂製筒体の貫通孔の壁面を発光素子の反射面とし、貫通孔の開口径の大きい側の筒体端部外周に有するフランジ部でセラミック基板の段差に接着樹脂で接合されている。 Still another light-emitting element storage package according to the present invention that meets the above-mentioned object is a light-emitting element storage package having one or a plurality of cavities for mounting a light-emitting element on a ceramic substrate. The cavity has a step at the upper edge, and the cavity has a reflector for reflecting the light of the light-emitting element that is loaded into the cavity and joined by the step, and the reflector has a tapered conical shape. The wall surface of the through-hole of the resin cylinder having a through-hole is used as the reflecting surface of the light emitting element, and the flange portion on the outer periphery of the end of the cylinder on the side with the larger opening diameter of the through-hole is joined to the step of the ceramic substrate with adhesive resin Has been.
ここで、上記の発光素子収納用パッケージ、他の発光素子収納用パッケージ、及び更に他の発光素子収納用パッケージは、反射面にめっき被膜が施されているのがよい。 Here, the light-emitting element storage package, the other light-emitting element storage package, and the other light-emitting element storage package are preferably provided with a plating film on the reflection surface.
請求項1及びこれに従属する請求項4記載の発光素子収納用パッケージは、平板からなるセラミック基板の上面に1又は複数個のテーパ状の壁面からなる挿通孔を有する樹脂板が接着樹脂で接合され、発光素子を搭載するための挿通孔の開口から露出するセラミック基板と壁面とで形成されるキャビティ部を有する発光素子収納用パッケージであって、挿通孔が樹脂板の下面側より上面側の開口径を大きくするテーパ状からなり、壁面を発光素子の反射面とするので、発光素子が載置される部分がセラミック製で耐熱性が高く、発光素子を囲繞して発光素子の光を反射する反射板となる部分が樹脂板で安価であり、目的に応じた形状のものが容易に作製でき、セラミック基板にキャビティ部用の孔を穿孔する必要がなくて容易に歩留まりがよく形成され、小型で発光素子の光出力を高くすることができる。また、1枚のセラミック基板と樹脂板に複数個のキャビティ部を形成することもできるので、小型の形態で光出力を上げることができる。
The light-emitting element storage package according to
請求項2及びこれに従属する請求項4記載の発光素子収納用パッケージは、セラミック基板に発光素子を搭載するための1又は複数個のキャビティ部を有する発光素子収納用パッケージであって、キャビティ部にはキャビティ部内に装填されキャビティ部の上端周縁のセラミック基板の上面で接合される発光素子の光を反射するための反射体を有し、しかも、反射体はテーパ状の円錐形状の貫通孔を有する樹脂製筒体の貫通孔の壁面を発光素子の反射面とし、貫通孔の開口径の大きい側の樹脂製筒体端部外周に有するフランジ部でセラミック基板に接着樹脂で接合されているので、セラミック製のキャビティ部内に安価な樹脂製筒状の反射体が容易に取り付けられ、発光素子が載置される部分がセラミック製で耐熱性が高く、キャビティ部の形成が従来の穿孔方式で形成できて歩留まりがよく、小型で発光素子の光出力を高くできる。また、1枚のセラミック基板に複数個のキャビティ部を形成することもでき、小型で光出力を上げることができる。
The light emitting element storage package according to
請求項3及びこれに従属する請求項4記載の発光素子収納用パッケージは、セラミック基板に発光素子を搭載するための1又は複数個のキャビティ部を有する発光素子収納用パッケージであって、セラミック基板にはキャビティ部の上端周縁に段差を有し、キャビティ部にはキャビティ部内に装填され段差で接合される発光素子の光を反射するための反射体を有し、しかも、反射体はテーパ状の円錐形状の貫通孔を有する樹脂製筒体の貫通孔の壁面を発光素子の反射面とし、貫通孔の開口径の大きい側の筒体端部外周に有するフランジ部でセラミック基板の段差に接着樹脂で接合されているので、セラミック基板に形成されたキャビティ部の壁面形状と関係なくセラミック製のキャビティ部内に反射体が容易に取り付けられて設けられ、発光素子が載置される部分がセラミック製で耐熱性が高く、キャビティ部の形成が従来の穿孔方式で形成できて歩留まりがよく、小型でパッケージの高さが低く、発光素子の光出力を高くすることができる。また、1枚のセラミック基板に複数個のキャビティ部を形成することもでき、小型でパッケージの高さを低くできる形態で光出力を上げることができる。
The light emitting element storage package according to
特に、請求項4記載の発光素子収納用パッケージは、反射面にめっき被膜が施されているので、発光素子から発せられる光の明るさを向上させることができる。
In particular, the light emitting element storage package according to
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1(A)、(B)はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る発光素子収納用パッケージの断面図、図2(A)、(B)はそれぞれ同他の発光素子収納用パッケージの断面図、図3(A)、(B)はそれぞれ同更に他の発光素子収納用パッケージの断面図である。
Subsequently, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
Here, FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views of a light-emitting element storage package according to an embodiment of the present invention, respectively, and FIGS. 2A and 2B are for storing other light-emitting elements, respectively. Cross-sectional views of the package and FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views of other light-emitting element storage packages.
図1(A)、(B)を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る発光素子収納用パッケージ10、10aを説明する。
図1(A)に示すように、発光素子収納用パッケージ10は、平面視して、矩形状や、多角形や、円形等からなり、中心部に発光素子11を搭載するための1つのキャビティ部12を有している。この発光素子収納用パッケージ10には、アルミナや、低温焼成セラミックや、窒化アルミニウム等からなる1又は複数枚のセラミックグリーンシートを積層し焼成して形成した平板のセラミック基板13が用いられている。また、セラミック基板13の上面には、テーパ状の壁面からなる挿通孔14を設けた耐熱性のある樹脂、例えば、ポリイミドや、エポキシや、アクリル等の樹脂と、セラミックと熱膨張係数を近似させるためにセラミック粉末とを混合させたモールド樹脂からなる樹脂板15が耐熱性のある、例えば、ポリイミド接着樹脂等の接着樹脂で接合されている。そして、発光素子収納用パッケージ10は、樹脂板15の挿通孔14の開口から露出するセラミック基板13と、樹脂板15の挿通孔14のテーパ状の壁面とでキャビティ部12を形成している。
With reference to FIGS. 1A and 1B, a light emitting
As shown in FIG. 1A, the light emitting
樹脂板15の挿通孔14は、樹脂板15の上面側の開口径が樹脂板15の下面側の開口径より大きいテーパ状に形成されている。そして、挿通孔14のテーパ状の壁面は、発光素子11から発する光を反射させるための反射面として用いられている。テーパ状の壁面は、外側に開いているので、発光素子11から発する光を効率よく反射させて光出力を向上させることができる。なお、樹脂板15の挿通孔14のテーパ状の壁面は、稜線が直線状に限定されるものではなく、例えば、椀形の形状のような曲線状のものであってもよい。
The
図1(B)に示すように、発光素子収納用パッケージ10aは、平板からなる1つのセラミック基板13aに複数個のテーパ状の壁面からなる挿通孔14を有する樹脂板15aが接合されている。そして、発光素子収納用パッケージ10aは、挿通孔14の開口から露出するセラミック基板13aと樹脂板15aのテーパ状の壁面とで形成されるそれぞれのキャビティ部12に発光素子11(図示せず、図1(A)参照)が搭載できるようになっている。それぞれのキャビティ部12は、樹脂板15aの挿通孔14が下面側より上面側の開口径を大きくするテーパ状となっており、このテーパ状の壁面を発光素子11から発する光の反射面としている。この発光素子収納用パッケージ10aは、平板からなるセラミック基板13aに複数個の挿通孔14を有する樹脂板15aを接合することで形成できるので、小型でより明るい発光素子モジュールが実現可能となるパッケージを容易に提供できる。
As shown in FIG. 1B, in the light emitting element storage package 10a, a resin plate 15a having a plurality of insertion holes 14 each having a tapered wall surface is joined to one ceramic substrate 13a made of a flat plate. The light emitting element storage package 10a has light emitting elements 11 (not shown, not shown) in the respective cavity portions 12 formed by the ceramic substrate 13a exposed from the opening of the
なお、発光素子収納用パッケージ10、10aには、キャビティ部12の底面に発光素子11(図1(B)では図示せず)が搭載され、発光素子11とボンディングワイヤ16で接続し、外部から電気的に導通させるためにセラミック基板13、13aに導体パターン17が形成されている。また、発光素子収納用パッケージ10、10aには、発光素子11をキャビティ部12に搭載し、キャビティ部12内に蛍光体の樹脂等が充填された後、発光素子11を気密に収納するために、樹脂板15、15aの挿通孔14の上面側開口部の周縁上面にレンズ18(図1(B)では図示せず)を樹脂接着剤等を用いて接合している。
In the light emitting element storage packages 10 and 10a, a light emitting element 11 (not shown in FIG. 1B) is mounted on the bottom surface of the cavity portion 12, and the light emitting element 11 is connected to the
ここで、セラミックの一例であるアルミナからなるセラミック基板13、13aの作製方法を説明する。先ず、セラミックグリーンシートは、アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末に、ジオクチルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及び、トルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤が加えられ、十分に混練した後、脱泡して粘度2000〜40000cpsのスラリーが作製される。次いで、スラリーは、ドクターブレード法等によって、例えば、厚み0.25mmのロール状のシートに形成され、適当なサイズにカットしてセラミックグリーンシートが作製される。
Here, a manufacturing method of the
次に、このセラミックグリーンシートには、打ち抜き金型やパンチングマシーン等を用いて、それぞれの所定位置に上層と下層との間の導通を形成するためのビア19用の孔が穿設される。更に、セラミックグリーンシートには、タングステン等からなる金属導体ペーストを用いてスクリーン印刷でビア19用の孔に充填したり、発光素子11と電気的に導通状態とするために表面に導体パターン17が形成される。これらの印刷が完了したセラミックグリーンシートは、複数枚が重ね合わされ積層体が形成される。そして、次に、タングステン等からなる金属導体と、セラミックグリーンシートとを還元性雰囲気の焼成炉で同時焼成してセラミック基板13、13aが作製されている。
Next, a hole for via 19 is formed in the ceramic green sheet to form conduction between the upper layer and the lower layer at a predetermined position using a punching die, a punching machine, or the like. Further, the ceramic green sheet is filled with a
次いで、図2(A)、(B)を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る他の発光素子収納用パッケージ10b、10cを説明する。
図2(A)に示すように、発光素子収納用パッケージ10bは、平面視して、矩形状や、多角形や、円形等からなり、中心部に発光素子11を搭載するためのキャビティ部12を1つ有している。この発光素子収納用パッケージ10bには、キャビティ部12に発光素子11を搭載するためにアルミナや、低温焼成セラミックや、窒化アルミニウム等からなるセラミック基板13bが用いられている。そして、キャビティ部12は、セラミック基板13bの焼成前の複数枚のセラミックグリーンシートの必要セラミックグリーンシートの必要部位にキャビティ部12用の孔をそれぞれのセラミックグリーンシートの穿孔面が垂直になるように穿設し、積層し、焼成することで形成されている。なお、キャビティ部12用の孔は、複数枚のセラミックグリーンシートが同一の大きさであってもよく、上層に行くにつれて大きい孔からなる階段状であってもよい。
Next, with reference to FIGS. 2A and 2B, other light emitting element storage packages 10b and 10c according to an embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 2A, the light-emitting element storage package 10b has a rectangular shape, a polygonal shape, a circular shape, or the like in plan view, and has a cavity portion 12 for mounting the light-emitting element 11 at the center. One. In the light emitting element storage package 10b, a ceramic substrate 13b made of alumina, low-temperature fired ceramic, aluminum nitride or the like is used for mounting the light emitting element 11 in the cavity portion 12. The cavity portion 12 has holes for the cavity portion 12 in the necessary portions of the ceramic green sheets of the plurality of ceramic green sheets before firing the ceramic substrate 13b so that the perforated surface of each ceramic green sheet is vertical. It is formed by drilling, stacking, and firing. Note that the holes for the cavity portion 12 may have the same size for a plurality of ceramic green sheets, or may have a stepped shape with larger holes as they go to the upper layer.
キャビティ部12には、キャビティ部12内に装填され、キャビティ部12の上端周縁のセラミック基板13bの上面で接着樹脂で接合される反射体20を有している。この反射体20は、テーパ状の円錐形状の貫通孔21を有し、例えば、ポリイミド、エポキシ、あるいはアクリル等の樹脂と、セラミックと熱膨張係数を近似させるためにセラミック粉末とを混合させた耐熱性のある樹脂材からなる筒体の貫通孔21の壁面を発光素子11の発する光の反射面としている。そして、この反射体20は、貫通孔21の開口径の大きい側の端部外周にフランジ部22を備え、このフランジ部22でセラミック基板13bと耐熱性のある、例えば、ポリイミド等からなる接着樹脂で接合されている。この反射体20は、テーパ状の円錐形状の貫通孔21の壁面を発光素子11の発する光の反射面とし、貫通孔21の開口径の大きい側を外側にしているので、発光素子11から発する光を効率よく反射させて光出力を向上させることができる。なお、反射体20の貫通孔21の壁面のテーパ状の円錐形状は、稜線が直線状に限定されるものではなく、例えば、椀形の形状のような曲線状のものであってもよい。なお、樹脂材からなる反射体20は、樹脂の射出成形加工等によって、容易に複雑な形状が形成できるので、目的に応じた反射角度を持つ反射体20を容易に得ることができる。
The cavity portion 12 includes a
図2(B)に示すように、発光素子収納用パッケージ10cは、1つのセラミック基板13cに複数個のキャビティ部12を有し、それぞれのキャビティ部12に発光素子11(図示せず、図2(A)参照)が搭載できるようになっている。それぞれのキャビティ部12には、それぞれのキャビティ部12内に装填され、それぞれのキャビティ部12の上端周縁のセラミック基板13cの上面で接着樹脂で接合されるそれぞれ反射体20を有している。これらの反射体20は、発光素子収納用パッケージ10bの場合と同様にテーパ状の円錐形状の貫通孔21を有する耐熱性のある樹脂材からなる筒体の貫通孔21の壁面を発光素子11の発する光の反射面としている。そして、これらの反射体20は、貫通孔21の開口径の大きい側の端部外周にフランジ部22を備え、フランジ部22でセラミック基板13cと接合されている。発光素子収納用パッケージ10cは、1つのセラミック基板13cに複数個のキャビティ部12を有し、それぞれのキャビティ部12に発光素子11が搭載されるので、小型でより明るい発光素子モジュールが実現可能となる。
As shown in FIG. 2B, the light emitting element storage package 10c has a plurality of cavity portions 12 in one ceramic substrate 13c, and the light emitting elements 11 (not shown in FIG. (See (A)) can be mounted. Each cavity portion 12 has a
なお、発光素子収納用パッケージ10b、10cには、前記の発光素子収納用パッケージ10、10aの場合と同様に、キャビティ部12の底面に発光素子11(図2(B)では図示せず)が搭載され、発光素子11とボンディングワイヤ16で接続し、外部から電気的に導通させるためにセラミック基板13b、13cに導体パターン17や、ビア19が形成されている。また、発光素子収納用パッケージ10b、10cには、発光素子11をキャビティ部12に搭載し、キャビティ部12内に蛍光体の樹脂等が充填された後、発光素子11を気密に収納するために、反射体20の開口部のフランジ部22の上面にレンズ18(図2(B)では図示せず)を樹脂接着剤等を用いて接合している。
The light emitting element storage packages 10b and 10c have a light emitting element 11 (not shown in FIG. 2B) on the bottom surface of the cavity portion 12 as in the case of the light emitting element storage packages 10 and 10a. A
次いで、図3(A)、(B)を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る更に他の発光素子収納用パッケージ10d、10eを説明する。
図3(A)に示すように、発光素子収納用パッケージ10dは、前記の発光素子収納用パッケージ10bと同様に、発光素子11を搭載するためのキャビティ部12を1つ有している。この発光素子収納用パッケージ10dには、キャビティ部12に発光素子11を搭載するためにアルミナや、低温焼成セラミックや、窒化アルミニウム等からなるセラミック基板13dが用いられている。このセラミック基板13dには、キャビティ部12の上端周縁に段差23を有している。キャビティ部12には、キャビティ部12内に装填され、段差23で接着樹脂で接合される反射体20を有している。この反射体20は、前記の発光素子収納用パッケージ10bの場合と同様に、テーパ状の円錐形状を有するセラミックと熱膨張係数を近似させた耐熱性のある樹脂材からなる筒体の貫通孔21の壁面を発光素子11の発する光の反射面としている。そして、この反射体20は、貫通孔21の開口径の大きい側の端部外周にフランジ部22を備え、このフランジ部22でセラミック基板13dの段差23と接合されている。
Next, still another light emitting element storage package 10d, 10e according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B).
As shown in FIG. 3A, the light-emitting element storage package 10d has one cavity portion 12 for mounting the light-emitting element 11 in the same manner as the light-emitting element storage package 10b. In the light emitting element storage package 10d, a ceramic substrate 13d made of alumina, low-temperature fired ceramic, aluminum nitride, or the like is used for mounting the light emitting element 11 in the cavity portion 12. The ceramic substrate 13 d has a
図3(B)に示すように、発光素子収納用パッケージ10eは、1つのセラミック基板13eに複数個のキャビティ部12を有し、それぞれのキャビティ部12に発光素子11(図示せず、図3(A)参照)が搭載できるようになっている。それぞれのキャビティ部12には、それぞれのキャビティ部12内に装填され、セラミック基板13eのそれぞれの段差23で接着樹脂で接合されるそれぞれ反射体20を有している。これらの反射体20は、発光素子収納用パッケージ10dの場合と同様に、テーパ状の円錐形状を有する耐熱性の樹脂材からなる筒体の貫通孔21の壁面を発光素子11の発する光の反射面としている。そして、これらの反射体20は、貫通孔21の開口径の大きい側の端部外周にフランジ部22を備え、フランジ部22でセラミック基板13eと接合されている。
As shown in FIG. 3B, the light emitting element storage package 10e has a plurality of cavity portions 12 in one ceramic substrate 13e, and the light emitting elements 11 (not shown in FIG. (See (A)) can be mounted. Each cavity part 12 has a
なお、発光素子収納用パッケージ10d、10eには、前記の発光素子収納用パッケージ10、10a、10c、10dの場合と同様に、キャビティ部12の底面に発光素子11(図3(B)では図示せず)が搭載され、発光素子11とボンディングワイヤ16で接続し、外部から電気的に導通させるためにセラミック基板13d、13eに導体パターン17や、ビア19が形成されている。また、発光素子収納用パッケージ10d、10eには、発光素子11をキャビティ部12に搭載し、キャビティ部12内に蛍光体の樹脂等が充填された後、発光素子11を気密に収納するために、反射体20の開口部のフランジ部22の上面にレンズ18(図3(B)では図示せず)を樹脂接着剤を用いて接合している。
In the light emitting element storage packages 10d and 10e, the light emitting element 11 (FIG. 3B) is formed on the bottom surface of the cavity portion 12 as in the case of the light emitting element storage packages 10, 10a, 10c, and 10d. A
前記の発光素子収納用パッケージ10、10a、10b、10c、10d、10eには、樹脂板15、15aの反射面や、樹脂材からなる反射体20の反射面に、発光素子11から発せられる光を反射させるための、例えば、無電解めっき方法によるNiめっき被膜を形成し、更に電解めっき方法でAgめっき被膜や、無電解めっき方法によるAlめっき被膜等によって形成されるめっき被膜が施されているのがよい。このめっき被膜によって、発光素子11から発せられる光の明るさを向上させることができる。
In the light emitting element storage packages 10, 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e, the light emitted from the light emitting element 11 on the reflecting surfaces of the
なお、前記の発光素子収納用パッケージ10a、10c、10eのような1枚のセラミック基板13a、13c、13eに複数個のキャビティ部12を有する場合には、セラミック基板13a、13c、13eに発光素子11を駆動させるための駆動用半導体素子が、例えば、セラミック基板13a、13c、13eの裏面側に搭載でき、この駆動用半導体素子を作動させるための駆動回路用の配線パターンが形成されていると、複数個の発光素子11の発光形態がコントロールできるので、例えば、明るさを無段階的に調整できるようになる。 In the case where the ceramic substrates 13a, 13c, and 13e have a plurality of cavity portions 12 such as the light-emitting element storage packages 10a, 10c, and 10e, the ceramic substrates 13a, 13c, and 13e have light emitting elements. For example, a driving semiconductor element for driving 11 can be mounted on the back side of the ceramic substrates 13a, 13c, and 13e, and a wiring pattern for a driving circuit for operating the driving semiconductor element is formed. Since the light emission form of the plurality of light emitting elements 11 can be controlled, for example, the brightness can be adjusted steplessly.
本発明の発光素子収納用パッケージは、LED等の発光素子を搭載させて照明や、ディスプレイ等に用いることができる。 The light emitting element storage package of the present invention can be used for illumination, a display, or the like by mounting a light emitting element such as an LED.
10、10a、10b、10c、10d、10e:発光素子収納用パッケージ、11:発光素子、12:キャビティ部、13、13a、13b、13c、13d、13e:セラミック基板、14:挿通孔、15、15a:樹脂板、16:ボンディングワイヤ、17:導体パターン、18:レンズ、19:ビア、20:反射体、21:貫通孔、22:フランジ部、23:段差 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e: Light emitting element storage package, 11: Light emitting element, 12: Cavity, 13, 13a, 13b, 13c, 13d, 13e: Ceramic substrate, 14: Insertion hole, 15, 15a: resin plate, 16: bonding wire, 17: conductor pattern, 18: lens, 19: via, 20: reflector, 21: through hole, 22: flange portion, 23: step
Claims (4)
前記挿通孔が前記樹脂板の下面側より上面側の開口径を大きくする前記テーパ状からなり、前記壁面を前記発光素子の反射面とすることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。 The ceramic substrate exposed from the opening of the insertion hole for mounting the light emitting element, wherein a resin plate having an insertion hole made of one or a plurality of tapered wall surfaces is bonded to the upper surface of the ceramic substrate made of a flat plate with an adhesive resin And a light emitting element storage package having a cavity formed by the wall surface,
The light-emitting element storage package, wherein the insertion hole has a tapered shape in which an opening diameter on an upper surface side is larger than a lower surface side of the resin plate, and the wall surface is a reflection surface of the light-emitting element.
前記キャビティ部には該キャビティ部内に装填され該キャビティ部の上端周縁の前記セラミック基板の上面で接合される前記発光素子の光を反射するための反射体を有し、しかも、該反射体はテーパ状の円錐形状の貫通孔を有する樹脂製筒体の該貫通孔の壁面を前記発光素子の反射面とし、前記貫通孔の開口径の大きい側の前記樹脂製筒体端部外周に有するフランジ部で前記セラミック基板に接着樹脂で接合されていることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。 A light emitting element storage package having one or a plurality of cavities for mounting a light emitting element on a ceramic substrate,
The cavity part has a reflector for reflecting the light of the light emitting element that is loaded in the cavity part and is bonded to the upper surface of the ceramic substrate at the upper edge of the cavity part, and the reflector is tapered. A flange portion having a wall surface of the resin cylindrical body having a conical through-hole as a reflection surface of the light-emitting element and provided on an outer periphery of the end portion of the resin cylindrical body on the larger opening diameter side of the through-hole A package for housing a light-emitting element, wherein the package is bonded to the ceramic substrate with an adhesive resin.
前記セラミック基板には前記キャビティ部の上端周縁に段差を有し、前記キャビティ部には該キャビティ部内に装填され前記段差で接合される前記発光素子の光を反射するための反射体を有し、しかも、該反射体はテーパ状の円錐形状の貫通孔を有する樹脂製筒体の該貫通孔の壁面を前記発光素子の反射面とし、前記貫通孔の開口径の大きい側の前記筒体端部外周に有するフランジ部で前記セラミック基板の前記段差に接着樹脂で接合されていることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。 A light emitting element storage package having one or a plurality of cavities for mounting a light emitting element on a ceramic substrate,
The ceramic substrate has a step at the periphery of the upper end of the cavity portion, and the cavity portion has a reflector for reflecting the light of the light emitting element that is loaded into the cavity portion and joined at the step. Moreover, the reflector has a wall surface of the through hole of the resin cylinder having a tapered conical through hole as a reflection surface of the light emitting element, and the end of the cylindrical body on the side having the larger opening diameter of the through hole. A package for housing a light emitting element, wherein a flange portion provided on an outer periphery is joined to the step of the ceramic substrate with an adhesive resin.
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