JP2005317596A - 発光素子収納用パッケージおよびその製造方法および発光装置および照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 発光素子の光を効率良く反射し、均一かつ良好に外部に放射することができるとともに、各部材との接合を強固なものにすることができる発光素子収納用パッケージおよび発光装置ならびに照明装置を提供すること。
【解決手段】 発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子３の搭載部１ａを有する平板状の基体１と、基体１の上面に搭載部１ａを取り囲むように接合された枠体２と、基体１の上面から側面または下面に導出された、露出した表面に金めっき層が形成された配線導体４ａ，４ｂとを具備しており、枠体２は、内周面に金めっき層と銀めっき層とが順次被着されてなる光反射層６が形成されている。
【選択図】 図１
【解決手段】 発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子３の搭載部１ａを有する平板状の基体１と、基体１の上面に搭載部１ａを取り囲むように接合された枠体２と、基体１の上面から側面または下面に導出された、露出した表面に金めっき層が形成された配線導体４ａ，４ｂとを具備しており、枠体２は、内周面に金めっき層と銀めっき層とが順次被着されてなる光反射層６が形成されている。
【選択図】 図１
Description
本発明は、発光ダイオード等の発光素子を用いた表示装置等に用いられる、発光素子を収納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および発光装置および照明装置に関する。
従来、発光ダイオード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（以下、パッケージともいう）として、セラミックス製のパッケージが用いられている。従来のセラミック製のパッケージは、図５に断面図で示すように、上面の中央部に発光素子１３を搭載するための導体層から成る搭載部１１ａを有し、搭載部１１ａおよびその周辺から下面に導出された一対の配線導体１４を有する直方体状や四角形平板状のセラミックス製の基体１１と、その上面に積層され、中央部に発光素子１３を収容するための貫通穴１２ａを有する四角枠状のセラミックス製の枠体１２とから主に構成されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
そして、基体１１の上面の一方の配線導体１４が接続された導体から成る搭載部１１ａ上に発光素子１３を導電性接合材を介して固着するとともに発光素子１３の電極と他方の配線導体１４とをボンディングワイヤ１５を介して電気的に接続し、しかる後、枠体１２の貫通穴１２ａ内に透明樹脂（図示せず）を充填して発光素子１３を封止することによって、発光装置が作製される。これにより、発光素子１３の発する光をパッケージの外部（図５では上方）に放射することができる。
また、枠体１２の貫通穴１２ａの内周面で発光素子１３の光を反射させてパッケージの上方に光を放射させるために、枠体１２の貫通穴１２ａの内周面にニッケル（Ｎｉ）めっき層や金（Ａｕ）めっき層等のめっき金属層を表面に有するメタライズ層からなる光反射層１６を被着させていることもある。
また、上記のパッケージは、セラミックグリーンシート積層法により以下のように製作される。まず、基体１１となるセラミックグリーンシートと枠体１２となるセラミックグリーンシートとを準備し、これらのセラミックグリーンシートに配線導体１４を導出させるための貫通孔や貫通穴１２ａを打ち抜き法で形成する。
次に、基体１１となるセラミックグリーンシートの積層体（以下、基体１１となるセラミックグリーンシートの積層体を単に積層体Ａという）の貫通孔および所定の部位に、メタライズ層からなる配線導体１４となる導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布する。また、枠体１２となるセラミックグリーンシートの積層体（以下、枠体１２となるセラミックグリーンシートの積層体を単に積層体Ｂという）の貫通穴１２ａとなる貫通孔の内周面に光反射層１６となる導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布する。
次に、積層体Ａ，Ｂを重ねて接着してパッケージを形成するための積層体とし、これを所定寸法に切断して成形体とし、高温（１６００℃程度）で焼成して焼結体となす。その後、配線導体１４およびメタライズ層の露出表面に、Ｎｉ、Ａｕ、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）等のめっき金属層を無電解めっき法や電解めっき法により被着させることによって、パッケージが製作される。
また、発光装置の発光効率をさらに高いものとするとともに、搭載部１１ａおよび配線導体１４と、発光素子１３と、ボンディングワイヤ１６との接続性を強固なものとするために、枠体１２の貫通穴１２ａの内周面に銀めっき層が露出するように被着されるとともに、配線導体１４の露出する表面に金めっき層が露出するように被着されたパッケージが提案されている。
特開２００２−２３２０１７号公報
しかしながら、上記従来のパッケージにおいては、銀めっき層を下地であるニッケルめっき層上に被着する際に、銀めっき層とニッケルとの接着強度が弱いため、良好に銀めっき層を貫通穴１２ａの内周面に被着できず、発光素子の発光する光を外部に良好に放射できないという問題点を有していた。
また、電解めっき法にて配線導体１４や搭載部１１ａに金めっき層を被着した後に、貫通穴１２ａの内周面に銀めっき層を被着する場合には、配線導体１４や搭載部１１ａに金めっき層を被着するための金めっき浴中にパッケージを浸漬した際に、貫通穴１２ａの内周面に被着されたニッケルめっき層のニッケルが金めっき処理中に金めっき浴中に溶出してしまい、配線導体１４や搭載部１１ａの金めっき層上に被着したり、銀めっき処理前の搬送時の振動等により、ニッケルめっき層からニッケル粒子が剥がれて配線導体１４や搭載部１１ａの金めっき層上に付着したりして、発光素子１３の固着性の低下や、ボンディング性の低下が発生するというという問題点を有していた。
また、電解めっき法にて貫通穴１２ａの内周面に銀めっき層を被着した後に、配線導体１４や搭載部１１ａに金めっき層を被着する場合には、銀と金とのイオン化傾向差により、銀と金が置換して銀めっき層上に金粒子が被着し、その結果、貫通穴１２ａの内周面の銀めっき層が変色するとともに、発光素子１３の発光する光に対する反射率が低下するという問題点を有していた。
従って、本発明は上記従来技術の問題点を鑑み完成されたものであり、その目的は、発光素子１３の光を効率良く反射し、均一かつ良好に外部に放射することができるとともに、各部材との接合を強固なものにすることができる発光素子収納用パッケージおよび発光装置ならびに照明装置を提供することにある。
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子の搭載部を有する平板状の基体と、該基体の上面に前記搭載部を取り囲むように接合された枠体と、前記基体の上面から側面または下面に導出された配線導体とを具備しており、前記枠体は、内周面に金めっき層と銀めっき層とが順次被着されてなる光反射層が形成されていることを特徴とする。
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは、前記枠体の内周面に形成された金めっき層は、その厚みが０．３μｍ以上であることを特徴とする。
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、前記配線導体の露出した表面および前記枠体の内周面にそれぞれ金めっき層を被着する工程と、前記枠体の内周面に形成された金めっき層上に前記銀めっき層を被着させる工程とを具備していることを特徴とする。
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、前記搭載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発光素子と、該発光素子を覆う透光性部材とを具備していることを特徴とする。
本発明の照明装置は、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。
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子の搭載部を有する平板状の基体と、基体の上面に前記搭載部を取り囲むように接合された枠体と、基体の上面から側面または下面に導出された、露出した表面に金めっき層が形成された配線導体とを具備しており、枠体は、内周面に金めっき層と銀めっき層とが順次被着されてなる光反射層が形成されていることから、銀めっき層と金めっき層の接着強度が強いため、銀めっき層を枠体の内周面に強固に被着形成させることができる。従って、発光素子の光を高い反射率を有する銀めっき層上で良好に反射して、外部に放射することができるようになる。
また、枠体の内周面の下地としてのニッケルめっき層を形成した場合に、ニッケルめっき層上に金めっき層が被着しているので、貫通穴１２ａの内周面に被着されたニッケルめっき層のニッケルが金めっき処理中に金めっき浴中に溶出して、配線導体や搭載部の金めっき層上に被着したり、銀めっき処理前の搬送時の振動等により、ニッケルめっき層からニッケル粒子が剥がれて配線導体や搭載部の金めっき層上に付着したりして、発光素子の固着性の低下や、ボンディング性の低下を抑制することができる。
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは、枠体の内周面に形成された金めっき層の厚みが０．２μｍ以上であることから、枠体の貫通孔の内周面に被着したニッケルめっき層のニッケルが金めっき浴中に溶出するのをより有効に防止することができる。その結果、ニッケルめっき層のニッケルが金めっき処理中に金めっき浴中に溶出して、ニッケル粒子が配線導体や搭載部上に被着するのを有効に防止できる。従って、発光素子の搭載部への固着性やボンディング性が低下するのを有効に防止することができる。
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、配線導体の露出した表面および枠体の内周面にそれぞれ金めっき層を被着する工程と、枠体の内周面に形成された金めっき層上に銀めっき層を被着させる工程とを具備していることから、枠体の内周面、配線導体に同時に金めっき層を被着することができ、工程を簡略化することができるとともに、銀めっき層を最終のめっき工程としているので、銀と金が置換して、光反射層の表面に金が被着して変色や反射率の低下を引き起こすことがない。
本発明の発光装置は、上記発光素子収納用パッケージと、搭載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、発光素子を覆う透光性部材とを具備していることから、発光素子収納用パッケージと各部材が強固に接合されるものであるとともに発光効率の高い、高信頼性および高性能のものとなる。
本発明の照明装置は、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。その結果、発光素子から発生する光の中心波長の変動を抑制することができ、長期間にわたり安定した放射光強度かつ放射光角度（配光分布）で光を照射することができるとともに、照射面における色むらや照度分布の偏りが抑制された照明装置とすることができる。
また、本発明の発光装置を光源として所定の配置に設置するとともに、これらの発光装置の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具や光学レンズ、光拡散板等を設置することにより、任意の配光分布の光を放射する照明装置とすることができる。
本発明の発光素子収納用パッケージを以下に詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明のパッケージの実施の形態の一例を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のパッケージにおける枠体の要部拡大断面図を示しており、１は基体、２は枠体であり、主としてこれらで発光素子３を収容するためのパッケージが構成されている。
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子３の搭載部１ａを有する平板状の基体１と、基体１の上面に搭載部１ａを取り囲むように接合された枠体２と、基体１の上面から側面または下面に導出された配線導体４ａ，４ｂとを具備しており、枠体２は、内周面に金めっき層と銀めっき層とが順次被着されてなる光反射層６が形成されている。
本発明の基体１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウム質焼結体等のセラミックスや樹脂から成る直方体状や四角平板状等である。そして、基体１は、発光素子３を支持する支持体であり、その上面に発光素子３を搭載する搭載部１ａを有している。
搭載部１ａは導体であってもよく、基体１の上面の一部であってもよい。本実施例では搭載部１ａは配線導体４ａの一部から成る導体である例を示している。
基体１が例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダー、溶剤等を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形してセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施してこれを複数枚積層し、高温（約１６００℃）で焼成することによって製作される。
また基体１は、その搭載部１ａから下面にかけて導出される、露出した表面に金めっき層が被着された配線導体４ａおよび搭載部１ａの周辺から下面にかけて導出される、露出した表面に金めっき層が被着された配線導体４ｂが被着形成されている。配線導体４ａ，４ｂは、例えば、タングステンやモリブデン等の金属粉末メタライズから成り、内部に収容する発光素子３を外部に電気的に接続するための導電路として機能する。そして、配線導体４ａの一部からなる搭載部１ａには発光ダイオード，半導体レーザ等の発光素子３が金−シリコン合金や銀−エポキシ樹脂等の導電性接合材により固着されるとともに、配線導体４ｂには発光素子３の電極がボンディングワイヤ５を介して電気的に接続される。また、発光素子３は、搭載部１ａおよび配線導体４ｂにフリップチップ実装されていても構わない。
なお、搭載部１ａおよび配線導体４ａ，４ｂは、ニッケル等の耐蝕性に優れる金属を下地金属層として１〜20μｍ程度の厚みに被着させておくと、搭載部１ａおよび配線導体４ａ，４ｂが酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、搭載部１ａと発光素子３との固着および配線導体４ｂとボンディングワイヤ５との接合を強固なものとすることができる。したがって、搭載部１ａおよび配線導体４ａ，４ｂの露出表面には、厚み１〜10μｍ程度のニッケルめっき層と厚み0.1〜３μｍ程度の金めっき層とが電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されている。
本発明の枠体２は、セラミックスや樹脂、金属から成り、基体１の上面に搭載部１ａを取り囲むように接合されている。例えば、枠体２が酸化アルミニウム質燒結体から成る場合、セラミックグリーンシートに、枠体２の中央部に発光素子３を収容するための横断面形状が円形状や四角形状の貫通穴２ａを形成するための打ち抜き加工を施し、これを複数枚積層し、高温（１６００℃）で焼成することによって製作される。
本発明の枠体２は、枠体２用のセラミックグリーンシートに貫通穴２ａを打ち抜き金型を用いて打ち抜くことによって形成することができる。このとき、枠体２用のセラミックグリーンシートに形成される貫通穴２ａが形成される。そして、所定寸法に切断して形成した枠体２用のセラミックグリーンシートを基体１用のグリーンシート上に積層し、高温（１６００℃）で焼成することで基体１と一体に枠体２を形成することができる。なお、枠体２および基体１は別々に作製したものを接合材で接合してもよい。
また、枠体２の貫通穴２ａの内周面は、傾斜面となっているとともに、内周面と基体１の上面との成す角度θが３５〜７０°の角度で上方に向かうに伴って外側に広がっていることが好ましい。角度θが７０°を超えると、貫通穴２ａ内に収容された発光素子３が発光する光を外部に対して良好に反射することが困難となる傾向にある。一方、角度θが３５°未満であると、貫通穴２ａの内周面をそのような角度で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とともに、パッケージが大型化しやすくなる。
また、枠体２の貫通穴２ａの横断面形状は、円形状、長円形状、楕円形状、四角形状、多角形状等の種々の形状で良いが、特に円形状が好ましい。この場合、貫通穴２ａに収容された発光素子３が発光する光を、貫通穴２ａの内周面に形成された金属層６の表面でパッケージの上方に満遍なく反射させて外部に極めて均一に放射することができる。
そして、本発明においては、枠体２の貫通穴２ａの内周面に金めっき層６ｃと銀めっき層６ｄとが順次被着されてなる光反射層６が形成されている。これにより、銀めっき層６ｄと金めっき層６ｃの接着強度が強いため、銀めっき層６ｄを金めっき層６ｃに強固に被着することができるので、銀めっき層６ｄを枠体の内周面に強固に被着形成することができる。従って、発光素子３の光を高い反射率を有する銀めっき層６ｄ上で良好に反射して、外部に放射することができるようになる。
また、枠体２の内周面の下地としてのニッケルめっき層６ｂを形成した場合に、ニッケルめっき層６ｂ上に金めっき層６ｃが被着しているので、枠体２の貫通穴１２ａの内周面に被着されたニッケルめっき層のニッケルが金めっき処理中に金めっき浴中に溶出して、配線導体４ａ，４ｂや搭載部１ａの金めっき層上に被着したり、銀めっき処理前の搬送時の振動等により、ニッケルめっき層からニッケル粒子が剥がれて配線導体４ａ，４ｂや搭載部１ａの金めっき層上に付着したりして、発光素子３の固着性の低下や、ボンディング性が低下するのを抑制することができる。
このような光反射層６は、枠体２の貫通穴２ａの内周面上に形成されたタングステン、モリブデン等のメタライズから成るメタライズ層６ａ上に１〜２０μｍ程度の厚みのニッケルめっき層６ｂ、０．０１〜３μｍ程度の金めっき層６ｃ、０．１〜４μｍ程度の銀めっき層６ｄを無電解めっき法または電解めっき法にて順次被着することで形成することができる。
なお、金めっき層６ｃ上に被着形成される銀めっき層６ｄの厚みは、特に、２μｍ以上であることが好ましい。これにより、銀めっき層６ｄの表面の凹凸を小さくすることができるとともに、銀めっき層６ｄの表面を光沢のあるものとして、発光素子の発光する光を反射しやすくすることができる。
また、貫通穴２ａの内周面の光反射層６の表面の算術平均粗さＲａは３μｍ以下が好ましい。３μｍを超えると、貫通穴２ａ内に収容される発光素子３が発光する光が散乱し、反射光を高い反射率で外部に均一に放射することが困難になる。
なお、枠体２の内周面のニッケルめっき層６ｂや金めっき層６ｃを形成する際に、搭載部１ａおよび配線導体４ａ，４ｂ上にも同時にニッケルめっき層および金めっき層を被着することが好ましい。これにより、工程を簡略化することができるとともに、銀めっき層６ｄを最終のめっき工程としているので、銀と金が置換して、光反射層６の表面に金が被着して変色や反射率の低下を引き起こすことがないとともに、光反射層６上に金めっき層が被着するのを防止するためのマスキング等を行う必要がなくてすむ。
このようなパッケージは、例えば、図２に示すように、パッケージが非常に小型な場合の取扱いを容易とし、多数のパッケージを効率良く製造するために、複数のパッケージを縦横に配列した多数個取り用の基板として作製される。以下この多数個取り用の基板を用いて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説明する
図２（ａ）は多数個取り基板の平面図である。図２（ｂ）は、搭載部１ａ、配線導体４ａ，４ｂが電気的に接続された第一のめっき用導体層７が形成された基体１用の多数個取り用の基板１’のめっき用導体層７を示す内部平面図（搭載部１ａ、配線導体４ａ，４ｂは図示せず）である。図２（ｃ）は、枠体２の貫通孔２ａの内周面のメタライズ層６ａに電気的に接続された第二のめっき導体層８が形成された枠体２用の多数個取り用の基板２’の第二のめっき導体層８を示す内部平面図（メタライズ層６ａは図示せず）である。図２（ｄ）は、多数個取り用の基板に光反射層６を被着形成した後の平面図である。また、図３は、多数個取り用の基板を用いて作製された発光素子収納用パッケージの断面図である。
図２（ａ）は多数個取り基板の平面図である。図２（ｂ）は、搭載部１ａ、配線導体４ａ，４ｂが電気的に接続された第一のめっき用導体層７が形成された基体１用の多数個取り用の基板１’のめっき用導体層７を示す内部平面図（搭載部１ａ、配線導体４ａ，４ｂは図示せず）である。図２（ｃ）は、枠体２の貫通孔２ａの内周面のメタライズ層６ａに電気的に接続された第二のめっき導体層８が形成された枠体２用の多数個取り用の基板２’の第二のめっき導体層８を示す内部平面図（メタライズ層６ａは図示せず）である。図２（ｄ）は、多数個取り用の基板に光反射層６を被着形成した後の平面図である。また、図３は、多数個取り用の基板を用いて作製された発光素子収納用パッケージの断面図である。
まず、図２（ｂ）の多数個取り用の基板１’と図２（ｃ）の多数個取り用の基板２’とを接合することにより、図２（ａ）に示す基体１と枠体２とが一体となった多数個取り用の基板を形成し、この多数個取り用の基板をニッケルめっき浴に浸漬した後、第一のめっき用導体層７および第二のめっき用導体層８を介して、電解めっき法により、搭載部１ａ，配線導体４ａ，４ｂ、枠体２の内周面のメタライズ層６ａ上にニッケルめっき層を被着する。
次に、多数個取り用の基板を金めっき浴に浸漬した後、第一のめっき用導体層７および第二のめっき用導体層８を介して、電解めっき法により、搭載部１ａ，配線導体４ａ，４ｂ、枠体２の内周面のニッケルめっき層６ｂ上に金めっき層を被着する。
次に、多数個取り用の基板を銀めっき浴に浸漬した後、第二のめっき用導体層８を介して、電解めっき法により、光反射層６の金めっき層６ｃ上に銀めっき層６ｄを被着する。
これにより、枠体２の内周面には、金めっき層６ｃと銀めっき層６ｄとが順次被着されてなる光反射層６が形成されることとなる。
なお、搭載部１ａ，配線導体４ａ，４ｂ、枠体２の内周面の光反射層６のニッケルめっき層および金めっき層の厚みが異なる場合は、第一のめっき用導体層７および第二のめっき用導体層８のそれぞれを介してニッケルめっき層および金めっき層を被着させることができる。
そして、個々の発光素子収納用パッケージの領域に分割することで、本発明の発光素子収納用パッケージを得ることができる。
また、本発明において、金めっき層６ｃは、その厚みが０．２μｍ以上であることが好ましい。これにより、貫通穴２ａの内周面に被着したニッケルめっき層のニッケルが金めっき浴中に溶出するのをより有効に低減することができる。その結果、金めっき層６ｃを被着した際に、貫通穴２ａの内周面に被着したニッケルめっき層のニッケルが金めっき浴中に溶出して、配線導体や搭載部上に被着するのを有効に防止できる。従って、発光素子３の搭載部１ａへの固着性や配線導体４ａ，４ｂへのボンディング性の低下を防止することができる。
また、ニッケルめっき層、金めっき層は複数層のめっき層により形成されていても構わない。例えば、ニッケルめっき層上に、０．０１μｍ程度の金めっき層を被着した後、再度金めっき層を被着することで、０．２μｍ以上の金めっき層をニッケルめっき層上に強固に被着形成することができる。
本発明の発光装置は、本発明のパッケージと、搭載部１ａに搭載された発光素子３と、発光素子３を覆う透光性部材とを具備している。これにより、発光素子３が発光する光を良好に反射し、均一かつ効率良く外部に放射することができる、発光効率の高い高性能のものとなる。
透光性部材はシリコーン等の透明樹脂、または、透明樹脂板やガラス板などが用いられる。透光性部材が透明樹脂の場合、透光性部材は発光素子３およびその周囲のみを覆っていてもよいし、枠体２の貫通穴２ａ内に充填されて発光素子３を覆っていてもよい。また、透光性部材が透明樹脂板やガラス板などの場合、枠体２の上面や内周面に枠体２の貫通穴２ａを塞ぐように取着される。
さらに、透光性部材に蛍光材を含有させたり、被着させたりすることにより、発光素子３から発光される光を波長変換して発光装置から発せられる放射光を所望の光スペクトルを有する光としてもよい。
本発明の発光装置は、１個のものを所定の配置となるように設置したことにより、または複数個を、例えば、格子状や千鳥状，放射状，複数の発光装置から成る円状や多角形状の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３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であり、発熱の小さな小型の照明装置とすることができる。その結果、発光素子３から発生する光の中心波長の変動を抑制することができ、長期間にわたり安定した放射光強度かつ放射光角度（配光分布）で光を照射することができるとともに、照射面における色むらや照度分布の偏りが抑制された照明装置とすることができる。
また、複数の本発明の発光装置を光源として所定の配置に設置するとともに、これらの発光装置の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具や光学レンズ、光拡散板等を設置することにより、任意の配光分布の光を放射できる照明装置とすることができる。
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、信号機、ディスプレイ等のバックライト（携帯電話等の液晶バックライトやタッチパネル等）、車のヘッドランプ、カメラや携帯電話等のフラッシュライト、スキャナー等の印刷機露光用光源、動画装置、装飾品等が挙げられる。
以下、本発明の発光素子収納用パッケージについて評価した結果を実施例に基づき説明する。まず、発光素子収納用パッケージの枠体２の内周面にニッケルめっき層６ｂを４μｍの厚さに形成し、その上に以下のような種々の厚さの金めっき層６ｃを形成した。なお、金めっき層６ｃは、０μｍ、０．０５μｍ、０．１μｍ、０．１５μｍ、０．２μｍ、０．２５μｍ、０．３μｍ、０．５μｍ、０．７５μｍの９種類とし、発光素子収納用パッケージの試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９とした。これらをｐＨ＝５．８３、液温６５℃の金めっき浴中に２時間浸漬し、金めっき浴中へのニッケルの溶出量を測定した。その結果を表１に示す。
表１の結果から明らかなように、金めっき層６ｃの厚みを厚くすることによって、ニッケルの金めっき浴中への溶出量を減少することができ、特に金めっき層６ｃの厚みを０．２μｍ以上とする（試料Ｎｏ．５〜Ｎｏ．９）ことで、枠体２の内周面に金めっき層６ｃを被着しない場合と比較して、１／２０以下となり優れていることがわかった。
次に、搭載部１ａ，配線導体４ａ，４ｂにもニッケルめっき層を４μｍ被着させた上記発光素子収納用パッケージ（試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９）を上記の金めっき浴中に浸漬し、電解めっき法にて載置部１ａおよび配線導体４ａ，４ｂのニッケルめっき層上に金めっき層を１．５μｍ被着させたものを製作して評価した。評価方法として搭載部１ａのボンディング性を以下のようにして評価した。ボンディング性評価は、搭載部１ａにワイヤボンディングマシンにて２５μｍφの金線ボンディングを行い、金線ボンディングの引っ張り強度およびボールシェア強度評価を行った。
引っ張り強度試験およびボールシェア強度評価試験は、先ず、２５μｍφ金線を用いて最初のボンディング（１ｓｔ）側を加重０．３０Ｎ、温度１８５℃、超音波条件４０ｍＷ、１５ｍｓ、次のボンディング（２ｎｄ）側を加重０．８０Ｎ、温度１８５℃、超音波条件９０ｍＷ、１５ｍｓの後、３５０℃／３ｍｉｎの条件で熱処理した後にワイヤボンディングを行い、これを引っ張り強度試験およびワイヤボールのシェアー強度試験に用いた。
引っ張り強度試験は、０．０１０Ｎ未満を×、０．０１０〜０．０１２Ｎを△、０．０１２Ｎを超える場合を○とし、シェアー強度試験は、０．０２０Ｎ未満を×、０．０２１〜０．０３０Ｎを△、０．０３０Ｎを超える場合を○として評価を行った。
表１の結果から明らかのように、枠体２の金めっき層６ｃの厚みが０．２μｍ以上である試料Ｎｏ．５〜Ｎｏ．９は、引っ張り強度が０．０１２Ｎ以上であるとともに、シェアー強度試験は、０．０３０Ｎ以上であった（表中に○で示す）。また、枠体２の金めっき層６ｃの厚みが０．２μｍ未満である試料２は、引っ張り強度が０．０１０〜０．０１２Ｎであるとともに、シェアー強度試験は、０．０２１〜０．０３０Ｎであった（表中に△で示す）。また、枠体２に金めっき層６ｃを被着していない試料１は、引っ張り強度が０．０１０Ｎ未満であるとともに、シェアー強度試験は、０．０２０Ｎ未満であった（表中に×で示す）。
このことから、枠体２の光反射層６における銀めっき層６ｄの下地である金めっき層６ｃの厚みを０．２μｍ以上とすることで、金めっき浴に浸漬した際のニッケルの溶出を低減させることができるとともに、搭載部１ａ，配線導体４ａ，４ｂの密着性やボンディング性を向上させることができることがわかった。また、金めっき浴中へのニッケルの溶出が小さいので、金めっき浴中への不純物の混入を抑えることができる。
なお、本発明は上述の実施の形態の例および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、図４にパッケージの断面図で示すように、搭載部１ａを基体１の上面の搭載領域として、基体１の上面に樹脂接着剤等の接合材を介して発光素子３を直接搭載するものとし、搭載部１ａの周囲に発光素子３の電極が接続される配線導体４ａ，４ｂを形成していても良い。
また、光反射層６ｃの銀めっき層６での表面にシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの透明樹脂被膜や、ゾルゲルガラスや低融点ガラス等のガラス被膜が形成されているのがよい。これにより、銀めっき層６が酸化されて光反射率が低下するのを有効に防止できる。
１：基体
１ａ：搭載部
２：枠体
３：発光素子
４ａ，４ｂ：配線導体
６：光反射層
６ｃ：枠体の内周面に形成された金めっき層
６ｄ：銀めっき層
１ａ：搭載部
２：枠体
３：発光素子
４ａ，４ｂ：配線導体
６：光反射層
６ｃ：枠体の内周面に形成された金めっき層
６ｄ：銀めっき層
Claims (5)
- 上面に発光素子の搭載部を有する平板状の基体と、該基体の上面に前記搭載部を取り囲むように接合された枠体と、前記基体の上面から側面または下面に導出された、露出した表面に金めっき層が形成された配線導体とを具備しており、前記枠体は、内周面に金めっき層と銀めっき層とが順次被着されてなる光反射層が形成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。
- 前記枠体の内周面に形成された金めっき層は、その厚みが０．２μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の発光素子収納用パッケージ。
- 請求項１または請求項２記載の発光素子収納用パッケージの製造方法であって、前記配線導体の露出した表面および前記枠体の内周面にそれぞれ金めっき層を被着する工程と、前記枠体の内周面に形成された金めっき層上に前記銀めっき層を被着させる工程とを具備していることを特徴とする発光素子収納用パッケージの製造方法。
- 請求項１または請求項２記載の発光素子収納用パッケージと、前記搭載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発光素子と、該発光素子を覆う透光性部材とを具備していることを特徴とする発光装置。
- 請求項４記載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照明装置。
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