JP2006060070A

JP2006060070A - 発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオード並びに発光ダイオード用パッケージの製造方法

Info

Publication number: JP2006060070A
Application number: JP2004241241A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Mitsuyama; 和磨光山; Kengo Nishiyama; 研吾西山; Narimiya Yamamoto; 済宮山本; Koji Kudo; 幸二工藤; Hiroyuki Fukae; 弘之深江
Original assignee: Kyoritsu Elex Co Ltd
Current assignee: Kyoritsu Elex Co Ltd
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】反射効率を向上させた発光ダイオード及び発光ダイオード用パッケージ並びにその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明では、発光ダイオード素子を実装したベース体の上部に、テーパー状の反射面を有する開口を形成したカバー体を貼着した発光ダイオードにおいて、前記反射面は、前記開口にこの開口よりも表面粗さが小さくなる素材の下地剤を塗布し、その下地剤の表面に反射性物質を塗布して形成した。また、前記開口は、前記反射面を形成したテーパー孔の下端部にストレート孔を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオード並びに発光ダイオード用パッケージの製造方法に関するものである。

従来より大量生産可能な高輝度で低消費電力の発光体として、発光ダイオードが広く利用されてきている。特に、近年では、放熱特性を向上することによって長寿命化を図った発光ダイオードとして、パッケージに２枚の板状のセラミックスを用いたものが利用されてきている。

この従来の発光ダイオードは、板状のセラミックスからなるベース体とカバー体とを貼着しており、ベース体の表面には、発光ダイオード素子を実装しており、一方、カバー体の略中央部には、テーパー状の反射面を有する開口を形成していた（たとえば、特許文献１参照。）。

また、従来の他の発光ダイオードとして、カバー体の略中央部に貫通孔を形成し、この貫通孔に金属製の反射体を取付け、この反射体の表面を反射面として利用するようにしていた（たとえば、特許文献２参照。）。
特開２００３−３７２９８号公報特開２００３−１９７９７４号公報

ところが、特許文献1に開示されているようにカバー体に直接テーパー状の反射面を形成した発光ダイオードでは、反射面が十分に平滑面となっておらず、反射効率が低いために、発光ダイオードの輝度が低減してしまうおそれがあった。

そのため、反射面での反射効率を向上させるために、カバー体に直接反射面を形成するのではなく、特許文献２に開示されているようにカバー体に形成した貫通孔に金属製の反射体を取付け、この反射体を用いて光を反射させる発光ダイオードも考案されてはいるが、この発光ダイオードでは、金属製の反射体を別個製造するとともにカバー体に組付けなければならず、発光ダイオードの製造に多大な労力や時間やコストを要してしまうおそれがあった。

そこで、請求項１に係る本発明では、発光ダイオード素子を実装するためのベース体の上部に、テーパー状の反射面を有する開口を形成したカバー体を貼着した発光ダイオード用パッケージにおいて、前記反射面は、前記開口にこの開口よりも表面粗さが小さくなる素材の下地剤を塗布し、その下地剤の表面に反射性物質を塗布して形成することにした。

また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記開口は、前記反射面を形成したテーパー孔の下端部にストレート孔を形成することにした。

また、請求項３に係る本発明では、発光ダイオード素子を実装したベース体の上部に、テーパー状の反射面を有する開口を形成したカバー体を貼着した発光ダイオードにおいて、前記反射面は、前記開口にこの開口よりも表面粗さが小さくなる素材の下地剤を塗布し、その下地剤の表面に反射性物質を塗布して形成することにした。

また、請求項４に係る本発明では、発光ダイオード素子を実装するためのベース体の上部に、テーパー状の反射面を有する開口を形成したカバー体を貼着した発光ダイオード用パッケージの製造方法において、前記開口の表面粗さを小さくする表面処理を行い、その後、前記開口に前記反射面を形成することにした。

また、請求項５に係る本発明では、前記請求項４に係る本発明において、前記表面処理は、前記開口の表面を研磨することにした。

また、請求項６に係る本発明では、前記請求項４に係る本発明において、前記表面処理は、前記開口の表面よりも表面粗さが小さくなる素材の下地剤を塗布することにした。

そして、本発明では、カバー体に形成した反射面を平滑面とすることができるので、発光ダイオードの輝度を向上させることができ、しかも、そのために要する労力や時間やコストの増大を抑制することができる。

本発明に係る発光ダイオード用パッケージは、発光ダイオード素子を実装するためのベース体の上部に、テーパー状の反射面を有する開口を形成したカバー体を貼着したものである。

しかも、本発明では、カバー体に形成した開口の表面粗さを小さくする表面処理を行い、その後、開口に反射面を形成したものである。

ここで、開口の表面粗さを小さくする表面処理としては、開口の表面を研磨する表面処理でもよく、また、開口の表面よりも表面粗さが小さくなる素材の下地剤を開口に塗布する表面処理でもよい。

このように、開口の表面粗さを小さくする表面処理を行った後に反射面を形成することによって、カバー体に形成した反射面を平滑面とすることができ、発光ダイオードの輝度を向上させることができる。

しかも、発光ダイオードの輝度を向上させるために従来のように金属製の反射体を別個製造する必要がないため、輝度向上に要する労力や時間やコストの増大を抑制することができる。

以下に、本発明に係る発光ダイオード用パッケージの具体的な構造やその製造方法について図面を参酌しながら説明する。

図１及び図２に示すように、発光ダイオード１は、２枚の矩形板状のセラミックスからなるベース体２とカバー体３とを貼り合わせた発光ダイオード用パッケージ４と、この発光ダイオード用パッケージ４のベース体２の上面に実装した発光ダイオード素子５とで構成している。図中、31は絶縁性接着剤である。

そして、ベース体２には、表面に一対の電極端子6,7と配線8 ,9とを形成するとともに、裏面に一対の接続端子10,11を形成し、これら配線8,9と接続端子10,11とを側壁端部で接続している。

このベース体２は、電極端子6,7の間に発光ダイオード素子５が実装される。なお、発光ダイオード素子５と電極端子6,7との接続は、ダイボンディングやワイヤーボンディングなどの周知の接続方法によって行われる。

また、カバー体３は、略中央部に裏面から表面に向けて漸次拡径させた傾斜状の周面（テーパー面）を有するテーパー孔からなる開口12を形成し、この開口12の表面に反射面13を形成している。

この反射面13は、図３に示すように、開口12の表面にこの開口12よりも表面粗さが小さくなる素材（たとえば、ガラスなど）の下地剤14を塗布し、その下地剤14の表面に反射性物質15（たとえば、白金、銀、アルミニウムなど）を塗布することによって形成している。

このように、開口12の表面に下地剤14を塗布することによって、開口12の表面粗さを約0.2Raから約0.02Raに低減することができ、このように開口12の表面を平滑化した後に反射面13を形成することによって、反射効率を向上させることができ、発光ダイオード１の輝度を増大させることができる。

なお、反射面13が形成される前に開口12の表面が平滑化されていればよく、そのためには、上記した下地剤14を塗布する場合に限られず、開口12の表面を研磨した場合でもよい。

次に、発光ダイオード１の製造方法について説明する。

発光ダイオード１は、図４に示すような複数個（ここでは２０個）のベース体２となるベース板16と図５に示すような複数個（ここでは２０個）のカバー体３となるカバー板17とをそれぞれ製造した後に、これらのベース板16とカバー板17とを貼り合わせることによって図６に示すような複数個（ここでは２０個）の発光ダイオード用パッケージ４となるパッケージ板18を製造し、このパッケージ板18のベース板16に複数個（ここでは２０個）の発光ダイオード素子５を実装し、最後に、パッケージ板18を分割することによって製造している。なお、発光ダイオード素子５の実装は、ベース板16とカバー板17とを貼り合せる前にベース板16に実装しておいてもよい。また、発光ダイオード用パッケージ４は、複数個のベース体２となるベース板16と複数個のカバー体３とを貼り合わせて製造する場合に限られず、１枚のベース板16に複数個のカバー体３を貼り付けて製造してもよく、複数個のベース体２を１枚のカバー板17に貼り付けて製造してもよく、さらには、１個のベース体２に１個のカバー体３を貼り付けて製造してもよい。

具体的には、ベース板16は、図４に示すように、矩形板状のグリーンシート19を用意しておき、このグリーンシート19の表面に分離用の溝20とスルーホール21とを形成し、その後、このグリーンシート19を焼成し、その後、表面に一対の電極端子6,7と配線8,9とを形成するとともに、裏面に一対の接続端子10,11を形成し、これら配線8,9と接続端子10,11とをスルーホール21で接続する。

一方、カバー板17は、図５に示すように、矩形板状のグリーンシート22を用意しておき、このグリーンシート22の表面に分離用の溝23と位置決め用の貫通孔24とを形成するとともに、グリーンシート22の略中央部に裏面から表面に向けて漸次拡径させた傾斜状の周面（テーパー面）を有するテーパー孔からなる開口12を形成し、その後、このグリーンシート22を焼成し、その後、各開口12の表面にこの開口12よりも表面粗さが小さくなる素材（たとえば、ガラスなど）の下地剤14を塗布し、その下地剤14の表面に反射性物質15（たとえば、白金など）を塗布することによって反射面13を形成する。

そして、図６に示すように、ベース板16とカバー板17とを絶縁性接着剤29を用いて貼り合わせることによってパッケージ板18を形成し、このパッケージ板18のベース板16に発光ダイオード素子５を実装し、最後に、分離用の溝20,23を利用してパッケージ板18を分割することによって図１に示した発光ダイオード１を製造する。

以上のようにして製造した発光ダイオード１は、図１に示すように、開口12をテーパー孔だけで形成し、このテーパー孔の下端縁部には反射面13を形成しないようにしている。これは、導電性を有する反射面13によって電極端子6,7が短絡してしまうのを防止するためである。

このように、テーパー孔の下端縁部に反射面13を形成しない場合には、テーパー孔の下端縁部が欠けてしまうおそれがあるが、図７に示す発光ダイオード25のように、テーパー孔の下端縁部に裏面から表面に向けて同一径の円周面を有するストレート孔を形成することによって開口12をテーパー孔とストレート孔とで構成し、テーパー孔にだけ反射面13を形成するようにすれば、下端縁部での欠けを未然に防止することができる。

また、発光ダイオード１は、ベース体２とカバー体３とをセラミックスで形成することで放熱効率を向上させているが、図８〜図１０に示す発光ダイオード26,29,30のように、ベース体２の裏面（発光ダイオード素子５の直下方）に凹部27を形成し、この凹部27にアルミニウムや銅や銀などからなる放熱体28を埋設することによって、放熱効率をさらに向上させることができる。

本発明に係る発光ダイオードを示す断面図。同平面図。同部分拡大断面図。発光ダイオード（ベース板）の製造方法を示す説明図。発光ダイオード（カバー板）の製造方法を示す説明図。発光ダイオードの製造方法を示す説明図。他の発光ダイオードを示す断面図。他の発光ダイオードを示す断面図。他の発光ダイオードを示す断面図。他の発光ダイオードを示す断面図。

符号の説明

1,25,26,29,30 発光ダイオード
２ベース体
３カバー体
４発光ダイオード用パッケージ
５発光ダイオード素子
6,7 電極端子
8,9 配線
10,11 接続端子
12 開口
13 反射面
14 下地剤
15 反射性物質
16 ベース板
17 カバー板
18 パッケージ板
19,22 グリーンシート
20,23 溝
21 スルーホール
24 貫通孔
27 凹部
28 放熱体
31 絶縁性接着剤

Claims

発光ダイオード素子を実装するためのベース体の上部に、テーパー状の反射面を有する開口を形成したカバー体を貼着した発光ダイオード用パッケージにおいて、
前記反射面は、前記開口にこの開口よりも表面粗さが小さくなる素材の下地剤を塗布し、その下地剤の表面に反射性物質を塗布して形成したことを特徴とする発光ダイオード用パッケージ。
前記開口は、前記反射面を形成したテーパー孔の下端部にストレート孔を形成したことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード用パッケージ。
発光ダイオード素子を実装したベース体の上部に、テーパー状の反射面を有する開口を形成したカバー体を貼着した発光ダイオードにおいて、
前記反射面は、前記開口にこの開口よりも表面粗さが小さくなる素材の下地剤を塗布し、その下地剤の表面に反射性物質を塗布して形成したことを特徴とする発光ダイオード。
発光ダイオード素子を実装するためのベース体の上部に、テーパー状の反射面を有する開口を形成したカバー体を貼着した発光ダイオード用パッケージの製造方法において、
前記開口の表面粗さを小さくする表面処理を行い、その後、前記開口に前記反射面を形成することを特徴とする発光ダイオード用パッケージの製造方法。
前記表面処理は、前記開口の表面を研磨することを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード用パッケージの製造方法。
前記表面処理は、前記開口の表面よりも表面粗さが小さくなる素材の下地剤を塗布することを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード用パッケージの製造方法。