JP2006269485A - Wiring board for packaging light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオードなどの発光素子を実装するためのキャビティを有する配線基板に関する。 The present invention relates to a wiring board having a cavity for mounting a light emitting element such as a light emitting diode.
発光ダイオードなどの発光素子を搭載する搭載部を上面に有する基体と、かかる基体の上方に底面に設けた凸部を介して接合され且つ上記搭載部を底面に露出させる貫通孔を有する枠体と、からなる発光素子収納用パッケージが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
上記基体は、セラミックなどの絶縁材からなり、上記枠体は、金属、セラミック、または樹脂からなる。このため、基体と枠体との熱膨張係数の差、あるいは上記搭載部に搭載する発光素子が発する熱に起因して内部応力が発生する。しかし、かかる発光素子収納用パッケージでは、上記内部応力が基体と枠体との接合部に集中しても、両者の接合部に位置する枠体の底面に突設した凸部が、上記内部応力を吸収することにより、クラックなどの発生を抑制している。
A base body having a mounting portion for mounting a light emitting element such as a light emitting diode on the top surface, and a frame body having a through hole that is joined to the base portion via a convex portion provided on the bottom surface and exposes the mounting portion on the bottom surface; A package for housing a light emitting element is proposed (for example, see Patent Document 1).
The base is made of an insulating material such as ceramic, and the frame is made of metal, ceramic, or resin. For this reason, an internal stress is generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the base body and the frame or heat generated by the light emitting element mounted on the mounting portion. However, in such a light emitting element storage package, even if the internal stress is concentrated on the joint between the base and the frame, the projecting portion protruding from the bottom surface of the frame located at the joint between the two is Absorption of cracks suppresses the occurrence of cracks and the like.
しかながら、前記発光素子収納用パッケージでは、金属、セラミック、または樹脂からなる枠体の底面に凸部を一体に設けるため、かかる枠体の形状が複雑になり、且つ当該枠体の製造工程や、枠体と基体との接合工程が煩雑化するため、生産性を低下させ且つコスト高を招く、という問題がある。
また、前記搭載部の上に発光素子を搭載した際、かかる発光素子からの光が上記凸部と前記基体との接合部から外部に漏洩するおそれがある、という問題もあった。
However, in the light emitting element storage package, since the convex portion is integrally provided on the bottom surface of the frame body made of metal, ceramic, or resin, the shape of the frame body becomes complicated, and the manufacturing process of the frame body Since the joining process of the frame body and the substrate is complicated, there is a problem that productivity is lowered and cost is increased.
In addition, when a light emitting element is mounted on the mounting portion, there is a problem that light from the light emitting element may leak to the outside from a joint portion between the convex portion and the base.
本発明は、前記背景技術において説明した問題点を解決し、発光素子を実装するためのキャビティの側面を形成する枠体を容易に製造できると共に、かかる枠体の下方に接合するベース基板との接合部が、熱膨張率の差などに起因する内部応力や歪みに十分耐えられ、且つキャビティに実装する発光素子の光を上記接合部で確実に封止できる発光素子実装用配線基板を提供する、ことを課題とする。 The present invention solves the problems described in the background art, and can easily manufacture a frame forming a side surface of a cavity for mounting a light emitting element, and a base substrate bonded to the lower side of the frame. Provided is a wiring board for mounting a light emitting element, in which a joint portion can sufficiently withstand internal stress and distortion caused by a difference in thermal expansion coefficient and the like, and light of a light emitting element mounted in a cavity can be reliably sealed at the joint portion. , That is the subject.
本発明は、前記課題を解決するため、キャビティの側面を形成する枠体を金属製とし、かかる枠体とその下方に配設する絶縁材からなるベース基板との間を、金属リングを介して接合する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の発光素子実装用配線基板（請求項１）は、表面、底面、およびこれらの間を貫通する貫通孔を有する金属製の枠体と、絶縁材からなり、上記枠体の底面下方に配置されるベース基板と、上記枠体の貫通孔とベース基板の上面が露出する底面とからなり且つかかる底面に発光素子が実装されるキャビティと、上記枠体の底面とベース基板の上面との間に接合される金属リングと、を含む、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses a metal frame body that forms the side surface of the cavity, and a metal ring between the frame body and a base substrate made of an insulating material disposed below the frame body. It was made with the idea of joining.
That is, the wiring board for mounting a light-emitting element according to the present invention (Claim 1) is composed of a metal frame having a front surface, a bottom surface, and a through-hole penetrating therebetween, and an insulating material, and the bottom surface of the frame body. A cavity comprising a base substrate disposed below, a through hole of the frame body and a bottom surface from which the top surface of the base substrate is exposed, and a light emitting element mounted on the bottom surface, a bottom surface of the frame body, and a top surface of the base substrate And a metal ring joined between the two.
これによれば、前記金属製の枠体および絶縁材のベース基板が、金属リングを介して接合されているため、上記枠体とベース基板との熱膨張率の差や、前記キャビティの底面に実装する発光素子が発する熱などに起因する内部応力または歪みを、上記金属リングにより十分に吸収することができる。しかも、枠体とベース基板との間を金属リングを介して接合されているため、キャビティの底面に発光素子を実装した際、かかる発光素子からの光を上記接合部から外部に漏洩させることなく確実に封止することができる。更に、上記金属リングを用いるため、金属製の枠体は、底面が平坦面などの単純な形状にできるので、その製造工程も容易となり、且つコストの低減も可能となる。従って、発光素子の反射効率が良く耐久性に優れた発光素子実装用配線基板を提供できる。 According to this, since the metal frame body and the base substrate made of the insulating material are joined via the metal ring, the difference in thermal expansion coefficient between the frame body and the base substrate or the bottom surface of the cavity Internal stress or distortion caused by heat generated by the light emitting element to be mounted can be sufficiently absorbed by the metal ring. In addition, since the frame and the base substrate are bonded via a metal ring, when the light emitting element is mounted on the bottom surface of the cavity, light from the light emitting element is not leaked to the outside from the bonding portion. It can be surely sealed. Further, since the metal ring is used, the metal frame can be formed into a simple shape such as a flat bottom surface, so that the manufacturing process is facilitated and the cost can be reduced. Accordingly, it is possible to provide a wiring board for mounting a light emitting element, which has good reflection efficiency and excellent durability.
尚、前記枠体を形成する金属には、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、またはこれらの合金、あるいは、ステンレス鋼を含むＦｅ系合金などが含まれる。
また、前記ベース基板を形成する絶縁材には、アルミナ系などのセラミック、低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミック、あるいはエポキシ系をはじめとする各種の樹脂が含まれる。
更に、前記キャビティには、底面が円形で側面（貫通孔、以下同じ）がほぼ円錐形、底面が円形で側面が円筒形、底面が長円形で側面がほぼ長円錐形、底面が長円形で側面が長円筒形、あるいは、底面が楕円形で側面がほぼ楕円錐形、底面が楕円形で側面が楕円筒形、などの形態の形態が含まれる。
また、前記金属リングは、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇなど、あるいは、これらの合金のように、降伏応力が比較的低い（数１０ＭＰａ）金属からなり、平面視が円形、長円形、あるいは楕円形などを呈する形態が含まれる。
加えて、前記発光素子には、発光ダイオードのほか、半導体レーザも含まれる。
The metal forming the frame includes Ag, Au, Al, Cu, Ti, or an alloy thereof, or an Fe-based alloy including stainless steel.
The insulating material forming the base substrate includes various resins including ceramics such as alumina, glass-ceramics that are a kind of low-temperature fired ceramics, and epoxy.
Further, the cavity has a circular bottom surface and a side surface (through hole, the same applies hereinafter), a substantially conical shape, a circular bottom surface, a cylindrical side surface, an oval bottom surface, a substantially conical side surface, and an oval bottom surface. The shape includes a long cylindrical shape on the side surface, an elliptical bottom surface and a substantially elliptical side surface, an elliptical bottom surface and an elliptical cylindrical side surface, and the like.
The metal ring is made of a metal having a relatively low yield stress (several tens of MPa) such as Cu, Al, Au, Ag, or an alloy thereof, and has a circular, oval, or elliptical shape in plan view. The form which exhibits etc. is included.
In addition, the light emitting element includes a semiconductor laser in addition to a light emitting diode.
また、本発明には、前記金属リングは、その断面が長方形を呈し、前記枠体とベース基板とに接合される各接合面の辺の長さは、かかる枠体とベース基板との間の辺の長さよりもが短い、発光素子実装用配線基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、金属リングは、断面が縦長の長方形を呈する形態で、前記枠体とベース基板との間に接合される。このため、例えば、金属製の枠体がベース基板よりも大きく熱膨張した場合、かかる熱膨張にスムースに追従して変形できるので、枠体とベース基板との接合を保ち且つキャビティ内を確実に封止することが可能となる。尚、金属リングの断面形状は、断面ほぼＩ字形であっても良い。
In the present invention, the metal ring has a rectangular cross section, and the length of the side of each joint surface joined to the frame and the base substrate is between the frame and the base substrate. A light emitting element mounting wiring board (Claim 2) having a shorter side length is also included.
According to this, a metal ring is joined between the said frame and a base board in the form which a cross section exhibits a vertically long rectangle. For this reason, for example, when a metal frame has a thermal expansion larger than that of the base substrate, it can be deformed following the thermal expansion smoothly. It becomes possible to seal. The cross-sectional shape of the metal ring may be substantially I-shaped in cross section.
付言すれば、本発明には、前記キャビティの側面を形成する前記枠体の貫通孔の内面は、かかる枠体の底面から表面に向かって広がる光反射面、あるいは、上記枠体の底面と表面との間において同じ内径の光反射面である、発光素子実装用配線基板も含まれ得る。
これによる場合、枠体を金属リングを介してベース基板に接合した際に形成されるキャビティにおいて、上記枠体の貫通孔の内面が当該キャビティの側面になり、かかるキャビティの底面に実装される発光素子からの光を効率良く反射して外部に放射することが可能となる。特に、光の反射率が高いＡｇやその合金からなる枠体の場合、その貫通孔の内面をそのまま光反射面として活用できる。
In other words, according to the present invention, the inner surface of the through hole of the frame body forming the side surface of the cavity is a light reflecting surface extending from the bottom surface of the frame body to the surface, or the bottom surface and the surface of the frame body. A light-emitting element mounting wiring board that is a light-reflecting surface having the same inner diameter can be included.
In this case, in the cavity formed when the frame body is joined to the base substrate via the metal ring, the inner surface of the through hole of the frame body becomes the side surface of the cavity, and the light emission mounted on the bottom surface of the cavity. Light from the element can be efficiently reflected and emitted to the outside. In particular, in the case of a frame made of Ag or an alloy thereof having a high light reflectance, the inner surface of the through hole can be used as it is as a light reflecting surface.
また、本発明には、前記キャビティの側面を形成する前記枠体の貫通孔の内面には、金属メッキ層を被覆した光反射層が形成されている、発光素子実装用配線基板も含まれ得る。
これによる場合、枠体がＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、またはこれらの合金、あるいはＦｅ系合金などからなる場合、その貫通孔の内面に電解メッキにより、Ａｇメッキ層を被覆することで、光の反射効率を高めることが可能となる。尚、予め、貫通孔の内面にＮｉメッキをした上にＡｇメッキを施しても良い。
The present invention may also include a light emitting element mounting wiring board in which a light reflecting layer coated with a metal plating layer is formed on the inner surface of the through hole of the frame body forming the side surface of the cavity. .
In this case, when the frame body is made of Au, Al, Cu, Ti, or an alloy thereof, or an Fe-based alloy, the inner surface of the through hole is coated with an Ag plating layer by electrolytic plating, thereby It is possible to increase the reflection efficiency. In addition, Ag plating may be performed after Ni plating is performed on the inner surface of the through hole in advance.
更に、本発明には、前記金属リングの内径は、前記キャビティの底面よりも大径である、発光素子実装用配線基板も含まれ得る。
これによる場合、金属リングを枠体とベース基板との間で容易に位置決めして接合し得る。また、かかる接合により形成されるキャビティ内に、固化前の封止用樹脂を充填して固化させた際、その一部が進入して固化する枠体と金属リングとベース基板とに囲まれた部分がアンカー的効果を奏することも可能となる。
Furthermore, the present invention may also include a wiring board for mounting a light emitting element, wherein the inner diameter of the metal ring is larger than the bottom surface of the cavity.
In this case, the metal ring can be easily positioned and joined between the frame body and the base substrate. Further, when the sealing resin before solidification is filled into the cavity formed by the joining and solidified, a part of the cavity is surrounded by a frame body, a metal ring, and a base substrate that are solidified. It is also possible for the portion to have an anchor effect.
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明の一形態である発光素子実装用配線基板（以下、配線基板と称する）１を示す平面図、図２は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った断面図、図３は、図２中の一点鎖線部分Ｙの拡大図である。
配線基板１は、図１，図２に示すように、Ａｇ（金属）製の枠体２と、例えばアルミナ系のセラミック（絶縁材）からなるベース基板７と、上記枠体２の底面４とベース基板７の上面８との間に接合される金属リング１０と、これら枠体２、金属リング１０、およびベース基板７に囲まれたほぼ円錐形のキャビティ５と、を備えている。因みに、かかる配線基板１のサイズは、約５×５×３ｍｍである。
In the following, the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view showing a light-emitting element mounting wiring board (hereinafter referred to as a wiring board) 1 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. FIG. 3 and FIG. 3 are enlarged views of a one-dot chain line portion Y in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
枠体２は、平面視が正方形で表面３、底面４、および、これらの間を貫通するほぼ円錐形の貫通孔６を有する。かかる貫通孔６は、例えば、切削加工、打ち抜き加工および切削加工、あるいは鍛造や鋳造などにより形成される。尚、かかる貫通孔６の符号６は、キャビティ５の側面６の符号６と共通として用いる。
ベース基板７も、平面視が正方形で上面８および裏面９を有し、上面８の中央付近には、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、またはＡｇからなるパッド（導体層）１５，１６が形成されている。かかるベース基板７は、複数のセラミック層を積層・圧着した後に焼成したもので、各セラミック層の間には、Ｗ、Ｍｏなどからなる所定パターンの配線層や、かかる配線層同士の間やこれらと上記パッド１５，１６との間を接続するビア導体（何れも図示せず）が形成されている。また、ベース基板７の裏面９には、当該配線基板１の上記配線層などと外部のマザーボードなどと導通するための図示しないパッドが形成されている。尚、ベース基板７の上面８の符号８は、キャビティ５の底面８の符号８と共通として用いる。
The
The
図１，図２に示すように、金属リング１０は、平面視が円形で且つ断面が長方形を呈し、図３に示すように、枠体２の底面４とベース基板７の上面８とに接合される各接合面の辺の長さは、枠体２とベース基板７との間の各辺の長さよりも短い。かかる金属リング１０は、接着剤１１を介して枠体２の底面４に接合され、ベース基板７の上面８とは、かかる上面８に形成されるＷ、Ｍｏなどからなる金属層１２の上に低融点合金のロウ材１３を介して接合される。尚、前記低融点合金は、例えばＳｎ−Ａｇ系合金やＣｕ−Ａｇ系合金などからなる。尚、上記接着剤１１をロウ材に変更すると、気密封止性が向上するので良い。
ベース基板７の上面８に、上記金属リング１０を介して、枠体２を接合することで、平面視が円形の底面８およびほぼ円錐形の側面６を有するキャビティ５が形成される。かかるキャビティ５の底面８は、ベース基板７の上面８の中央部が、枠体２の貫通孔６の底面側に露出したものであり、かかる底面８には、パッド１５，１６が位置している。また、キャビティ５の側面６は、光反射面を形成する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
By joining the
図１，図２に示すように、金属リング１０の内径は、キャビティ５の底面８よりも大径であるため、枠体２の底面４と金属リング１０の内側面とベース基板７の上面８との間には、これらに囲まれた平面視がリング形の空間が形成される。
キャビティ５の底面８の中央部に位置する比較的大きく厚いパッド１６の上には、発光ダイオード（発光素子）１８が実装され、かかる発光ダイオード１８と比較的小さく薄いパッド１５との間は、ボンディングワイヤｗにより導通される。
発光ダイオード１８が実装され且つボンディングワイヤｗがワイヤボンディングされたキャビティ５内には、固化前のエポキシ系からなる封止用樹脂ｊが、図２中の太い一点鎖線で示すように、枠体２の表面３と面一にして充填されて固化する。かかる封止用樹脂ｊの一部は、枠体２の底面４と金属リング１０の内側面とベース基板７の上面８とに囲まれたリング形の空間にも進入して固化する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the inner diameter of the
A light emitting diode (light emitting element) 18 is mounted on a relatively large and
In the
前記発光ダイオード１８から発光された光は、キャビティ５におけるほぼ円錐形の側面６に反射する。かかる側面６は、Ａｇからなるため、上記光を効率良く反射する。反射した光は、固化した封止用樹脂ｊ中を透過して外部に放射される。
ところで、Ａｇからなる枠体２と、主にセラミックからなるベース基板７とは、互いに熱膨張率が異なる。比較的高い熱膨張率である枠体２は、図３に示す金属リング１０との接合直後の状態から、外側に向かって膨張するように熱変形する。
この結果、図４に示すように、Ｃｕからなり断面が縦長の長方形である金属リング１０は、その上部が接着剤１１を介して枠体２の熱変形に追従すると共に、その下部は、金属層１２およびロウ材１３を介して、殆んど変形しないベース基板７の上面８との接合状態を保っている。
即ち、金属リング１０は、上記熱膨張率の相違により起こる熱変形に起因する歪みを十分に吸収できる。このため、ベース基板７の上面８にクラックなどが生じないと共に、キャビティ５に実装する発光ダイオード１８からの光の漏洩を確実に防止することが可能となる。
The light emitted from the
By the way, the
As a result, as shown in FIG. 4, the
That is, the
以上のような配線基板１は、Ａｇ製の枠体２およびセラミックのベース基板７が、金属リングを１０介して接合されているため、枠体２とベース基板７との熱膨張率の差や、前記キャビティ５の底面８に実装する発光ダイオード１８が発する熱などに起因する内部応力または歪みを、金属リング１０にて十分に吸収できる。また、枠体２とベース基板７とを金属リング１０を介して接合しているため、キャビティ５の底面８に発光ダイオード１８を実装した際、当該発光ダイオード１８からの光を金属リング１０の付近から外部に漏洩させず、確実に封止できる。しかも、固化した封止用樹脂ｊは、一部がキャビティ５の底面８の周辺でアンカー的に進入しているため、その剥離も防止できる。更に、金属リング１０を用いるため、Ａｇ製の枠体２は、底面４が平坦で単純な形状となるため、その製造工程も容易化でき且つ生産コストの低減も可能となる。
In the
図５は、前記配線基板１の応用形態である配線基板１ａを示す前記図２と同様な断面図である。以下では、前記配線基板１と相違する部分について説明する。
配線基板１ａも、前記同様の枠体２、ベース基板７、金属リング１０、およびキャビティ５を有する。但し、上記枠体２は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、またはこれらの合金からなる。このため、枠体２の貫通孔６で且つキャビティ５の側面６には、直にあるいはＮｉメッキを介して、電解メッキによるＡｇメッキ層（光反射層）１４が形成されている。かかるＡｇメッキ層１４を形成することで、枠体２の金属をＣｕ、Ａｌ、Ｔｉ合金のような低コストのものとすることができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 showing a wiring board 1 a which is an application form of the
The wiring board 1 a also has the
図６は、異なる形態の配線基板２０を示す前記図２と同様な断面図である。尚、以下においては、前記形態と共通する要素や部分には、共通の符号を用いる。
配線基板２０は、図６に示すように、Ａｇ（金属）製の枠体２２と、前記同様のベース基板７と、上記枠体２２の底面２４とベース基板７の上面８との間に接合される金属リング１０と、これら枠体２２、金属リング１０、およびベース基板７に囲まれたほぼ円柱形のキャビティ２５と、を備えている。
図６に示すように、枠体２２は、平面視が正方形で表面２３、底面２４、および、これらの間を貫通する円筒形の貫通孔２６を有する。かかる貫通孔２６は、例えば、切削加工、打ち抜き加工、あるいは鍛造や鋳造などにより形成される。尚、かかる貫通孔２６の符号２６は、キャビティ２５の側面２６の符号２６と共通として用いる。
FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 showing a
As shown in FIG. 6, the
As shown in FIG. 6, the
枠体２２とベース基板７とは、前記同様に金属リング１０を介して接合され、これらにより形成される円柱形のキャビティ２５の底面８には、前記同様のパッド１５，１６が位置し、当該キャビティ２５の円筒形を呈する側面２６は、光反射面を形成する。右側のパッド１６の上には、発光ダイオード１８が実装され、且つこれと左側のパッド１５とは、ボンディングワイヤｗを介して導通される。
キャビティ２５内には、固化前の封止用樹脂ｊが、図６中の一点鎖線で示すように、枠体２２の表面２３と面一にして充填され且つ固化する。かかる封止用樹脂ｊの一部は、枠体２２の底面２４と金属リング１０の内側面とベース基板７の上面８とに囲まれたリング形の空間にも進入して固化する。
The
The sealing resin j before solidification is filled in the
前記発光ダイオード１８から発光された光は、キャビティ２５における円筒形の側面２６に効率良く反射した後、固化した封止用樹脂ｊ中を透過して外部に放射される。また、金属リング１０は、枠体２２の熱膨張に応じて、前記図４と同様に、枠体２２の変形に追従し且つベース基板７との接合状態を保つ。
尚、図７に示すように、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、またはこれらの合金からなる枠体２２を用いる場合には、その貫通孔２６（キャビティ２５の側面２６）に前記同様のＡｇメッキ層を含む光反射層１４を形成した配線基板２０ａとしても良い。
The light emitted from the
In addition, as shown in FIG. 7, when using the
以上のような配線基板２０，２０ａによっても、金属製の枠体２２とベース基板７との熱膨張率の差や、キャビティ２５の底面８に実装する発光ダイオード１８の熱などに起因する内部応力や歪みを、金属リング１０にて十分に吸収できる。また、キャビティ２５の底面８に発光ダイオード１８を実装した際、当該発光ダイオード１８からの光を金属リング１０の付近から外部に漏洩させず、確実に封止できる。しかも、封止用樹脂ｊは、一部がキャビティ２５の底面８の周辺でアンカー的に固化しているため、その剥離も防止できる。更に、金属リング１０を用いるため、枠体２２の底面２４が平坦な形状で済み、その製造も容易となり且つ低コスト化も可能となる。
Even with the
図８は、更に異なる形態の配線基板３０の概略を示す平面図である。
配線基板３０は、図８に示すように、Ａｇなどからなる金属製の枠体３２と、前記同様のベース基板７と、枠体３２の底面（図示せず）とベース基板７の上面８との間に接合される金属リング１０ａと、これら枠体３２、金属リング１０、およびベース基板７に囲まれたほぼ長円錐形のキャビティ３５と、を備えている。
図８に示すように、枠体３２は、平面視が正方形で表面３３、底面、および、これらの間を貫通するほぼ長円錐形の貫通孔３６を有する。かかる貫通孔３６も、前記同様の方法により形成される。尚、かかる貫通孔３６の符号３６は、キャビティ３５の側面３６の符号３６と共通として用いる（以下についても同様）。
FIG. 8 is a plan view showing an outline of a
As shown in FIG. 8, the
As shown in FIG. 8, the
枠体３２とベース基板７とは、平面視が長円形の金属リング１０ａを介して前記同様に接合され、これらにより形成されるほぼ長円錐形のキャビティ３５の底面８には、図８に示すように、前記同様のパッド１５，１６が位置し、当該キャビティ３５のほぼ長円錐形を呈する側面３６は、光反射面を形成する。上記パッド１６の上には、発光ダイオード１８が実装され、且つこれとパッド１５とは、ボンディングワイヤｗを介して導通される。
The
キャビティ３５内には、固化前の封止用樹脂ｊが、前記同様に枠体３２の表面３３と面一にして充填され且つ固化する。かかる封止用樹脂ｊの一部は、枠体３２の底面と金属リング１０の内側面とベース基板７の上面８とに囲まれた長円形のリング形状の空間にも進入して固化する。
前記発光ダイオード１８の光は、キャビティ３５のほぼ長円錐形の側面３６に効率良く反射した後、固化した封止用樹脂ｊ中を透過して外部に放射される。また、金属リング１０ａは、断面が前記同様の縦長の長方形であるため、枠体３２の熱膨張に応じて、前記図４と同様に、かかる枠体３２の変形に追従し且つベース基板７との接合状態を保つことができる。
In the
The light from the
図９は、前記配線基板３０の応用形態である配線基板３０ａの概略を示す平面図である。以下では、主に前記配線基板３０と異なる部分について説明する。
配線基板３０ａは、図９に示すように、前記同様の枠体３２ａと、ベース基板７と、金属リング１０ａと、これら枠体３２ａ、金属リング１０、およびベース基板７に囲まれた長円柱形のキャビティ３５ａと、を備えている。
図９に示すように、枠体３２ａは、平面視が正方形で表面３３、底面（図示せず）、および、これらの間を貫通する長円筒形の貫通孔３８を有する。かかる貫通孔３８も、前記同様の方法により形成される。
FIG. 9 is a plan view showing an outline of a
As shown in FIG. 9, the
As shown in FIG. 9, the
図９に示すように、枠体３２ａとベース基板７とは、前記同様の金属リング１０ａを介して接合され、これらにより長円筒形の側面３８を有する全体が長円柱形のキャビティ３５ａが形成される。上記側面３８は、光反射面を形成する。
上記キャビティ３５ａの底面８には、前記同様のパッド１５，１６が位置し、且つ発光ダイオード１８が実装され、ボンディングワイヤｗがワイヤボンディングされる。かかるキャビティ３５ａ内にも、封止用樹脂ｊが前記同様に充填・固化される。
以上のような配線基板３０，３０ａも、前記配線基板１，１ａ，２０，２０，２０ａと同様の作用を有し且つこれらと同様の効果を奏する。尚、配線基板３０，３０ａの枠体３２，３２ａがＣｕなどからなる場合、それらのキャビティ３５，３５ａの側面３６，３８には、前記光反射層１４が形成される。
As shown in FIG. 9, the
The
The
図１０は、更に別なる形態の配線基板４０の概略を示す平面図である。
配線基板４０は、図１０に示すように、Ａｇなどからなる金属製の枠体４２と、前記同様のベース基板７と、枠体４２の底面（図示せず）とベース基板７の上面８との間に接合される金属リング１０ｂと、これら枠体４２、金属リング１０ｂ、およびベース基板７に囲まれたほぼ楕円錐形のキャビティ４５と、を備えている。
図１０に示すように、枠体４２は、平面視が正方形で表面４３、底面、および、これらの間を貫通するほぼ楕円錐形の貫通孔４６を有する。かかる貫通孔４６も、前記同様の方法で形成される。尚、貫通孔４６の符号４６は、キャビティ４５の側面４６の符号４６と共通として用いる（以下についても同様）。
FIG. 10 is a plan view schematically showing a wiring board 40 according to another embodiment.
As shown in FIG. 10, the wiring board 40 includes a metal frame 42 made of Ag or the like, the
As shown in FIG. 10, the frame body 42 has a square shape in plan view, and has a
枠体４２とベース基板７とは、平面視が楕円形の金属リング１０ｂを介して前記同様に接合され、これらにより形成されるほぼ楕円錐形のキャビティ４５の底面８には、図１０に示すように、前記同様のパッド１５，１６が位置し、当該キャビティ４５のほぼ楕円錐形を呈する側面４６は、光反射面を形成する。上記パッド１６の上には、発光ダイオード１８が実装され、且つこれとパッド１５とは、ボンディングワイヤｗを介して導通される。
The frame body 42 and the
キャビティ４５内には、固化前の封止用樹脂ｊが、前記同様に枠体４２の表面４３と面一にして充填され且つ固化する。かかる封止用樹脂ｊの一部は、枠体４２の底面と金属リング１０の内側面とベース基板７の上面８とに囲まれた楕円形のリング形状の空間にも進入して固化する。
前記発光ダイオード１８の光は、キャビティ４５のほぼ楕円錐形の側面４６に効率良く反射した後、固化した封止用樹脂ｊ中を透過して外部に放射される。また、金属リング１０ｂは、断面が前記同様の縦長の長方形であるため、枠体４２の熱膨張に応じて、前記図４と同様に、かかる枠体４２の変形に追従し且つベース基板７との接合状態を保つことができる。
In the
The light of the
図１１は、前記配線基板４０の応用形態である配線基板４０ａの概略を示す平面図である。以下では、主に前記配線基板４０と異なる部分について説明する。
配線基板４０ａは、図１１に示すように、前記同様の枠体４２ａと、ベース基板７と、金属リング１０ｂと、これら枠体４２ａ、金属リング１０ｂ、およびベース基板７に囲まれた長円柱形のキャビティ４５ａと、を備えている。
図１１に示すように、枠体４２ａは、平面視が正方形で表面４３、底面（図示せず）、および、これらの間を貫通する楕円筒形の貫通孔４６ａを有する。かかる貫通孔４６ａも、前記同様の方法により形成される。
FIG. 11 is a plan view schematically showing a
As shown in FIG. 11, the
As shown in FIG. 11, the frame body 42 a has a square shape in plan view, and has a
図１１に示すように、枠体４２ａとベース基板７とは、前記同様の金属リング１０ｂを介して接合され、これらにより楕円柱形のキャビティ４５ａが形成される。当該キャビティ４５ａの底面８には、前記同様のパッド１５，１６が位置し、且つ発光ダイオード１８が実装され、ボンディングワイヤｗがワイヤボンデイングされる。かかるキャビティ４５ａ内にも、封止用樹脂ｊが前記同様に充填・固化される。
以上のような配線基板４０，４０ａも、前記配線基板１，１ａ，２０，２０，２０ａと同様の作用を有し且つこれらと同様の効果を奏する。尚、配線基板４０，４０ａの枠体４２，４２ａがＣｕなどからなる場合、それらのキャビティ４５，４５ａの側面４６，４８には、前記光反射層１４が形成される。
As shown in FIG. 11, the frame body 42a and the
The
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記枠体の貫通孔は、平面視が正方形または長方形の形態とし、これらの各内隅にロウ材を充填し、金属リングを介してベース基板７と接合して形成されるキャビティの側面としても良い。かかる側面には、前記光反射層１４が形成される。
また、前記金属リングには、降伏応力が数１０ＭＰａ程度と比較的低いＡｌ、Ａｕ、またはＡｇなどの金属や、これら合金を用いても良い。
更に、前記ベース基板を形成する絶縁材は、ムライトや窒化アルミニウムのようなセラミック、低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミック、あるいは、エポキシ系をはじめとする各種の樹脂としても良い。
加えて、前記各キャビティの開口部を囲む枠体の表面には、接合用のガラスを介して各キャビティを封止する透明ガラスからなる蓋板を接合しても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above.
The through-holes of the frame body may have a square or rectangular shape in plan view, and the inner side corners of the through-holes may be filled with a brazing material and bonded to the
The metal ring may be made of a metal such as Al, Au, or Ag having a relatively low yield stress of about several tens of MPa, or an alloy thereof.
Furthermore, the insulating material forming the base substrate may be a ceramic such as mullite or aluminum nitride, a glass-ceramic which is a kind of low-temperature fired ceramic, or various resins including epoxy.
In addition, a cover plate made of transparent glass that seals each cavity may be bonded to the surface of the frame surrounding the opening of each cavity via a bonding glass.
１,１ａ,２０,２０,２０ａ,３０,３０ａ,４０,４０ａ…配線基板
２，２２，３２，３２ａ，４２，４２ａ……………………枠体
３，２３，３３，４３…………………………………………枠体の表面
４，２４…………………………………………………………枠体の底面
５，２５，３５，３５ａ，４５，４５ａ……………………キャビティ
６，２６，３６，３８，４６，４８…………………………貫通孔／キャビティの側面
７…………………………………………………………………ベース基板
８………………………………………………………ベース基板の上面／キャビティの底面
１０，１０ａ，１０ｂ………………………………金属リング
1,1a, 20,20,20a, 30,30a, 40,40a ... wiring
Claims (2)
絶縁材からなり、上記枠体の底面下方に配置されるベース基板と、
上記枠体の貫通孔とベース基板の上面が露出する底面とからなり且つかかる底面に発光素子が実装されるキャビティと、
上記枠体の底面とベース基板の上面との間に接合される金属リングと、を含む、
ことを特徴とする発光素子実装用配線基板。 A metal frame having a front surface, a bottom surface, and a through-hole penetrating between them,
A base substrate made of an insulating material and disposed below the bottom surface of the frame,
A cavity including a through hole of the frame body and a bottom surface from which an upper surface of the base substrate is exposed, and a light emitting element mounted on the bottom surface;
A metal ring joined between the bottom surface of the frame and the top surface of the base substrate,
A wiring board for mounting a light-emitting element.
ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子実装用配線基板。
The metal ring has a rectangular cross section, and the length of the side of each joint surface joined to the frame and the base substrate is shorter than the length of the side between the frame and the base substrate. ,
The wiring board for mounting a light emitting element according to claim 1.
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