JP2007227693A - 発光素子収納用パッケージ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化および小型化と、より高い反射効率の両立を可能にする発光素子収納用パッケージ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】発光素子収納用パッケージが、発光素子の実装領域を有する基板と、前記実装領域に実装される前記発光素子を囲むように前記基板上に形成され、かつ前記実装領域に実装された状態の前記発光素子の高さ以下の高さに形成された第一の反射部と、を具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を収納するための発光素子収納用パッケージ及びその製造方法に関する。

発光素子収納用パッケージに実装されるＬＥＤの発光体（ＬＥＤチップ）は、小さくて発光光量が少なく、点光源に近い光学特性を有している。したがって、このような特性のＬＥＤチップ等の発光素子を搭載する発光素子収納用パッケージは、発光素子が発光する光を外部に効率よく放出するものが求められている。
発光素子が発光する光を外部に効率よく放出することができる発光素子収納用パッケージとして、発光素子を側面側から囲むように反射部を形成し、この反射部の反射面を発光素子の搭載される基板面に対して５５〜７０度の角度で外側に広がるように形成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２３２０１７号公報

しかしながら、最近では、電子機器等の薄型化や小型化が求められていることから、発光素子収納用パッケージについても同様に更なる薄型化や小型化が要求されている。このような従来の発光素子収納用パッケージは、実装される発光素子の高さより反射部が高く形成されているため、発光素子収納用パッケージの高さ寸法が大きく、機器に搭載した場合に、全体の薄型化を図ることが困難であるという問題がある。
また、従来の発光素子収納用パッケージは、セラミックスグリーンシートにパンチングを行い貫通孔を設けて、その貫通孔の壁面に設けたメタライズ層、または、メタライズ層上に設けたメッキ層を反射部として用いていたことから、パンチング工程での製造上の制限やセラミックスグリーンシートのハンドリング性の低下をさけるため、反射部の幅は、２００μｍ以上の大きなものとなっていた。
さらに、従来の発光素子収納用パッケージは、基板と反射部の積層ズレ等により生じる、反射部のメッキ層と基板表面に形成されていたパッドとのショート等による歩留まりの低下等を避けるため、両者間の距離は、一般に、５００μｍ以上の大きなものとなっていた。そのため、発光素子収納用パッケージの小型化が望まれている。

そこで、本発明は、かかる従来の問題点を解決すべくなされたもので、薄型化および小型化と、より高い反射効率の両立を可能にする発光素子収納用パッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る発光素子収納用パッケージは、発光素子の実装領域を有する基板と、前記実装領域に実装される前記発光素子を囲むように前記基板上に形成され、かつ前記実装領域に実装された状態の前記発光素子の高さ以下の高さに形成された第一の反射部と、を具備することを特徴とする。

これによれば、基板上に配置された第一の反射部の高さが、実装領域に実装された状態の発光素子の高さ以下に形成されているので、発光素子収納用パッケージの薄型化を図ることができる。
また、発光素子を囲むように基板上に配置された第一の反射部は、発光素子の側面光等を反射するので、発光素子収納用パッケージの反射効率を高めることもできる。

また、本発明に係る発光素子収納用パッケージは、前記実装領域が、複数の発光素子を実装可能となるように前記基板上に複数設けられており、さらに前記第一の反射部が、個々の前記実装領域にそれぞれ実装される各発光素子を各々囲うように前記基板上に設けられていることも特徴とする。

これによれば、発光素子間にも第一の反射部が形成されているので、発光素子の側面光等が隣接する発光素子で散乱、吸収される影響を低減でき、発光素子収納用パッケージの反射効率を向上させることができる。

また、本発明に係る発光素子収納用パッケージは、前記第一の反射部を囲むように前記基板上に形成され、前記実装領域に実装された状態の前記発光素子の高さより高い第二の反射部をさらに具備することも特徴とする。

これによれば、発光素子の近傍に配置された第一の反射部が、発光素子からの側面光等を発光強度の減衰が小さいうちに反射し、他の発光光束を第二の反射部が上方に反射するため、従来よりも小さな第二の反射部で十分高い反射効率を得ることができる。

また、本発明に係る発光素子収納用パッケージは、前記第一の反射部が、メタライズ層で構成され該メタライズ層の表面に金属メッキを施したもの及び／又は白色のセラミックスからなることも特徴とする。

これによれば、金属メッキ層や白色のセラミックスは、光反射率が高いため、発光素子収納用パッケージの反射効率を高めることができる。

また、本発明に係る発光素子収納用パッケージの製造方法は、前記基板となるセラミックスグリーンシートに、前記第一の反射部となるセラミックスペースト及び／又は前記第一の反射部を構成するメタライズ層となるメタライズペーストを、印刷する印刷工程と、前記セラミックスペースト及び／又はメタライズペーストが形成された前記セラミックスグリーンシートを焼成し、焼結した前記基板上に白色のセラミックスからなる前記第一の反射部及び／又は前記第一の反射部を構成するメタライズ層を形成する焼成工程と、を有することを特徴とする。

上記製造方法によれば、第一の反射部の幅ｄ（図２参照）や、実装領域を構成するメタライズ層の端部と第一の反射部との最短の距離ａ（図１参照）を従来のものに比べて小さくすることができるので、発光素子収納用パッケージの小型化（省スペース化）が可能である。さらに、第一の反射部のコーナー部が丸みのある形状に形成されるため、発光素子の側面光等を良好に上方に反射させることができ、発光素子収納用パッケージの反射効率を高めることができる。

本発明に係る発光素子収納用パッケージでは、高さｈが５μｍ〜５０μｍである、第一の反射部も含まれる。これによると、５μｍ未満であると、又は５０μｍを超えると、印刷の安定性が十分とはいえず良好な反射面を形成できないおそれがある。

また、本発明に係る発光素子収納用パッケージには、第一の反射部の幅ｄが、５０μｍ以上である、第一の反射部も含まれる。これによると、幅ｄが５０μｍ未満であると、印刷の安定性が十分とはいえず良好な反射面を形成できないおそれがある。幅ｄは、５０μｍ以上であれば、小さければ小さいほど発光素子収納用パッケージを小型化（省スペース化）でき、機器に搭載した場合に設置スペースを小さくし、全体の小型化を図ることが可能になる。

また、本発明に係る発光素子収納用パッケージには、実装領域を構成するメタライズ層の端部と第一の反射部との最短の距離ａ（図１参照）が、５０μｍ〜２００μｍである、第一の反射部も含まれる。これによると、距離ａが５０μｍ未満であると、印刷精度上、実装領域を構成するメタライズ層と第一の反射部が重なり、ショートしたり、実装領域を狭めたりするおそれがあり、距離ａが２００μｍを超えると発光強度が減衰され反射効率が低下するおそれがある。

また、本発明に係る発光素子収納用パッケージには、第一の反射部の断面形状が、半円形状及び／又は上端のコーナー部が丸みのある形状である、第一の反射部も含まれる。このため、第一の反射部のコーナー部は、発光素子の側面光等を良好に上方（基板表面に垂直な方向）に反射させることができるので、発光素子収納用パッケージの反射効率を向上させることができる。

本発明によれば、薄型化および小型化と、より高い反射効率の両立を可能にする発光素子収納用パッケージ及びその製造方法を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る発光素子収納用パッケージ１を表す上面図である。また、図２は、発光素子収納用パッケージ１を図１のＡ−Ａに沿って切断した状態を表す断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の発光素子収納用パッケージ１は、基板１１と、発光素子１０の実装領域１２と、第一の反射部１３と、ビア１４と、外部電極１５とで構成されている。図１及び図２では、発光素子１０が、発光素子収納用パッケージ１に実装されるとともに、金線からなるボンディングワイヤ１６を介して第一の反射部１３と電気的に接続され、さらに、第一の反射部１３は、ビア１４を介して外部電極１５と電気的に接続されている。発光素子収納用パッケージ１の外形は、例えば、縦３ｍｍ、横３ｍｍ、高さ０．５ｍｍである。

基板１１は、その表面に発光素子１０の実装領域１２を有する平面視が四角形で所要の厚みを有する直方体を呈し、アルミナを主成分とするグリーンシートを焼成した板状のものである。
基板１１の構成材料としては、上述したアルミナ以外に例えば、ガラス−アルミナ系のガラス−セラミックや窒化アルミニウム等のセラミックス材料を適用してもよい。
また、基板１１の形状は、例えば、平面視で円形、楕円形、三角形、多角形の平板であってもよい。

実装領域１２は、ＷまたはＭｏを主成分とする金属で構成され、基板１１上にメタライズ層として形成されている。実装領域１２としては、例えば、Ｍｏ−Ｍｎ、Ｗ−Ｍｎ等の金属からなるメタライズ層で構成することもできる。また、このメタライズ層上に、Ｎｉ、Ａｕ、またはＡｇで構成される金属メッキ層を形成してもよい。
本実施例では、搭載される発光素子１０ごとに、実装領域１２が基板１１上に設けられているが、１つの実装領域上に複数の発光素子を搭載してもよい。

第一の反射部１３は、実装領域１２を囲むように基板１１上に形成され、断面形状は、上端のコーナー部が丸みのある形状になっている。また、実装領域１２に実装される発光素子１０の高さ以下の高さ（高さｈは３０μｍ、幅ｄは１００μｍ）に形成されており、発光素子１０の発光光束を反射する反射部として機能する。第一の反射部１３は、発光素子１０をその側面側から囲むように形成されているので、発光素子１０の側面光や斜め下方向に発光された光を反射し、発光素子収納用パッケージ１の反射効率を向上させることができる。

また、第一の反射部１３の断面形状としては、第一の反射部１３の上端のコーナー部の丸みを大きくしたり、第一の反射部１３の断面形状を半円形状に近づけた形状としてもよい。これにより、第一の反射部１３は、発光素子の側面光等をさらに良好に上方（基板表面に垂直な方向）に反射させることできるので、発光素子収納用パッケージ１の反射効率をさらに向上させることができる。

また、第一の反射部１３は、ＷまたはＭｏを主成分とする金属で構成され、その表面には、Ｎｉ、Ａｕ、またはＡｇで構成される金属メッキ層が形成され、ボンディングワイヤ１６を介して、発光ダイオード１０と個別に導通されている。

第一の反射部１３は、発光素子１０からの発光光束を反射する反射部と、発光素子１０と電気的に接続されるパッドも兼ねていることから、光反射率の高く、導電性のある材料が適している。したがって、上述した構成以外に、メタライズ層を構成する材料としては、例えば、Ｍｏ−Ｍｎ、又はＷ−Ｍｎ等の金属を用いることもできる。金属メッキ層は、光反射面として機能し、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、アルミニウム等の金属で構成されていてもよい。

第一の反射部１３は、実装領域１２の一部を囲むように形成されていてもよいが、反射効率をより高められるという観点から、５０％以上を囲むように形成することが好ましく全てを囲むように形成することがさらに好ましい。

本実施形態では、第一の反射部１３の外形は、平面視で内周及び外周が略円形の枠体であり、第一の反射部１３を構成するメタライズ層と、実装領域１２を構成するメタライズ層の端部との最短距離ａは１００μｍとなっている。第一の反射部１３をパッドに兼用していることから、ショート防止のために電気的に絶縁するよう２箇所を分断している。
なお、第一の反射部１３は、平面視で内周（開口）の形状が略円形や略楕円形としてもよく、内周と外周の形状が異なった枠体としてもよい。

図３は、本発明の第一の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの変形例を表す縦断面図である。図３に示したように、第一の反射部１３が、実装領域１２の全てを囲むように形成され、実装領域１２のメタライズ層がパッド部を兼用し、ビア１７を介して外部電極１８に接続されている。

ビア１４は、第一の反射部１３と外部電極１５を電気的に接続するものであり、基板１１の表面と裏面との間を貫通するように形成されている。ビア１４は、ＷまたはＭｏを主成分とする金属粉末を含む導電性ペーストが基板１１の表面と裏面との間を貫く貫通孔内に充填されている。
外部電極１５は、発光素子１０の駆動電流が供給される電極で、基板１１の裏面に形成されている。外部電極１５は、ＷまたはＭｏを主成分とする金属で構成されたメタライズ層の表面にＮｉ及びＡｕで構成される金属メッキ層が形成されている。
なお、ビア１４、外部電極１５は、例えば、Ｍｏ−Ｍｎ、Ｗ−Ｍｎ等の金属からなるメタライズ層もしくは導電性ペーストで形成してもよい。

本実施形態の発光素子収納用パッケージ１の製造方法を説明する。図４Ａ〜図４Ｃは、発光素子収納用パッケージ１の製造工程を表す断面図である。

まず、基板１１となるべきアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする厚みが５００μｍのセラミックスグリーンシート１１ａを用意した（図４Ａ）。このようなセラミックスグリーンシートは、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）セラミックス微粉末と有機結合材、可塑剤、溶剤などのセラミックススラリーを、周知のドクタープレード法を用いて得た。

次に、上記セラミックスグスリーンシート１１ａにビア１４となるべき貫通孔１４ａを、打ち抜き金型を用いて打ち抜き形成した（図４Ｂ）。

セラミックスグリーンシート１１ａの表面および裏面にメタライズペーストを印刷し、焼成後にメタライズ層となる未焼成メタライズ層１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ａを形成した（図４Ｃ）。グリーンシート表面への印刷には公知のスクリーン印刷方法を、貫通孔１４ａの充填印刷には印刷面の反対側から吸引しながら印刷する方法を採用した。第一の反射部１３となるべき未焼成メタライズ層１３ａは、所定の形状および高さになるように、印刷形成した未焼成メタライズ層に数回重ねて印刷した。メタライズペーストには、ＷまたはＭｏを主成分とする金属粉末と溶剤とを混合したものを用いた。
なお、メタライズペーストの粘度を調整したり、印刷された未焼成メタライズ層上にさらに階段状に未焼成メタライズ層を印刷することによって、第一の反射部１３の断面形状を、半円形状及び／又は上端のコーナー部が丸みのある形状とした。

未焼成メタライズ層１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ａが形成されたセラミックスグリーンシート１１ａを焼成すると、実装領域１２、第一の反射部１３を構成するメタライズ層、ビア１４、外部電極１５が形成された焼結体の基板１１が得られた。
さらに、その後、実装領域１２、第一の反射部１３、外部電極１５のメタライズ層上に、電解メッキ法により、ニッケルメッキ層および金メッキ層もしくは銀メッキ層をこの順に形成する金属メッキ（図示せず）を施し、実装領域１２、第一の反射部１３、外部電極１５を形成した。このようにして、図２の発光素子収納用パッケージ１が得られた。

なお、取り扱いを容易とし、多数の発光素子収納用パッケージ１を同時に効率よく製造するために、複数の発光素子収納用パッケージ１が縦横に配列された多数個取り用の基板を用いて作製することができる。多数個取り用の基板を用いて作製した場合には、例えば、上記の金属メッキ形成後に、多数個取り用の基板に分割溝を形成しておき、これに沿って分割したり、スライシング法等により分割線に沿って切断することにより、個々の発光素子収納用パッケージ１が得られる。

以上のように、本実施形態の発光素子収納用パッケージ１によると、第一の反射部１３は、実装領域１２に実装された状態の発光素子１０の高さ以下の高さに形成される。そのため、発光素子収納用パッケージ１の高さ寸法を小さくすることができ、発光素子収納用パッケージ１の薄型化が可能であるため、機器に搭載した場合にも、全体の薄型化を図ることができる。また、第一の反射部１３がパッドを兼用しており、ビア１４を介して外部電極１５と電気的に接続されている。そのため、パッドと第一の反射部１３とを別々に形成する場合に比べて、発光素子収納用パッケージ１を簡素化できるとともに、小型化（省スペース化）も可能であった。
また、第一の反射部１３は表面に光反射率の高い銀メッキ層が形成されており、発光素子１０の側面光等を良好に反射するため、発光素子収納用パッケージ１の反射効率を高めることができた。
また、第一の反射部１３の幅寸法ｄ（図２参照）を従来よりも小さくすることができた。また、実装領域１２を構成するメタライズ層の端部と第一の反射部１３との最短の距離ａ（図１参照）を小さくすることができたため、発光強度の減衰による反射効率の低下を防止でき、発光素子収納用パッケージ１の反射効率を向上させることができた。

また、本実施形態の製造方法によると、発光素子収納用パッケージ１の第一の反射部１３を構成するメタライズ層を、メタライズペーストを用いて印刷法によって形成したため、第一の反射部１３の幅ｄ、および実装領域１２を構成するメタライズ層の端部と第一の反射部１３との最短距離ａを、従来の発光素子収納用パッケージよりも小さくすることができた。さらに、第一の反射部１３のコーナー部が丸みのある形状に形成されるため、発光素子１０の側面光等を良好に上方に反射させることができ、発光素子収納用パッケージ１の反射効率を高めることができた。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る発光素子収納用パッケージ２の主要な部分を表す縦断面図である。図２に共通する部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態の発光素子収納用パッケージ２は、図２に示した第１の実施形態の発光素子収納用パッケージ１に加えて、第二の反射部２０をさらに備えている。すなわち、本実施形態の発光素子収納用パッケージ２は、第１の実施形態での第一の反射部１３に加えて、第二の反射部２０を備えているため、第１の実施形態の発光素子収納用パッケージ１よりも、さらに高い反射効率を得ることができる。

第二の反射部２０は、第一の反射部１３を囲むように基板１１上に形成され、実装領域１２に実装される発光素子１０の高さより高く形成されており、発光素子１０の発光光束を反射する反射部として機能する。第二の反射部２０は、内周面に反射面２１を備え、発光素子１０をその側面側から囲むように形成されているので、発光素子１０の発光光束を上方（基板１１表面に垂直な方向）に反射し、発光素子収納用パッケージ２の反射効率を高めることができる。

第二の反射部２０は、基板１１と実質的に同一組成のセラミックスからなり、基板１１上に積層されて焼結一体化されている。

本実施形態では、第二の反射部２０の外形は、平面視で内周が略円形で外周が略正方形の枠体である。第二の反射部２０は、平面視で内周（開口）の形状が略楕円形としてもよく、内周と外周の形状が同じ枠体としてもよい。

図５に示すように、本実施の形態では、第二の反射部２０の内周面が基板１１面に対して外側に広がるように傾斜して形成されている。なお、第二の反射部２０の内周面は、基板１１面に対して垂直に形成されてもよく、内側に狭まるように傾斜して形成されてもよい。
第二の反射部２０は、その中央部に発光素子１０や第一の反射部１３等を収容するための貫通穴２２を有している。

第二の反射部２０の高さは、発光素子収納用パッケージ２の薄型化と発光効率の両者を勘案して、実装された状態の発光素子１０の高さより高く決めればよい。すなわち、薄型化を優先する場合には、第二の反射部２０の高さを低くし、発光効率を優先する場合には、第二の反射部２０の高さを高く形成すればよい。

反射面２１は、第二の反射部２０の内周面上に、ＷまたはＭｏを主成分とする金属で構成されたメタライズ層が形成され、このメタライズ層の表面にＮｉ、Ａｕ、またはＡｇで構成される金属メッキ層が形成されている。この反射面２１を構成するメタライズ層は、例えば、Ｍｏ−Ｍｎ、Ｗ−Ｍｎ等の金属で形成することもできる。

本実施形態の発光素子収納用パッケージ２の製造方法を説明する。図６Ａ〜図６Ｄは、発光素子収納用パッケージ２の製造工程を表す断面図である。
まず、基板１１となるべきアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とするセラミックスグリーンシート１１ａと、第二の反射部２０となるべきアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とするセラミックスグリーンシート２０ａを用意した（図６Ａ）。このようなセラミックスグリーンシートは、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）セラミックス微粉末と有機結合材、可塑剤、溶剤などのセラミックススラリーを、周知のドクタープレード法を用いて得た。

セラミックスグリーンシート１１ａにビア１４となるべき貫通孔１４ａを打ち抜き金型を用いて打ち抜くとともに、セラミックスグリーンシート２０ａに、発光素子１０を収容するための貫通穴２２をテーパをつけて打ち抜き形成した（図６Ｂ）。なお、貫通穴２２は、図６Ｂに示すようにテーパをつけて打ち抜くこともできるほか、厚さ方向に垂直に打ち抜くこともできる。

セラミックスグリーンシート１１ａの表面および裏面にメタライズペーストを印刷し、焼成後にメタライズ層となる未焼成メタライズ層１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ａを形成した。また、セラミックスグリーンシート２０ａの貫通穴２２の内周面にもメタライズペーストを印刷し、焼成後にメタライズ層となる未焼成メタライズ層２１ａを形成した（図６Ｃ）。グリーンシート表面への印刷には公知のスクリーン印刷方法を、貫通孔１４ａの充填印刷には印刷面の反対側から吸引しながら印刷する方法を採用した。第一の反射部１３となるべき未焼成メタライズ層１３ａは、所定の形状および高さになるように、印刷形成した未焼成メタライズ層に数回重ねて印刷した。メタライズペーストには、ＷまたはＭｏを主成分とする金属粉末と溶剤とを混合したものを用いた。
なお、メタライズペーストの粘度を調整したり、印刷された未焼成メタライズ層上にさらに階段状に未焼成メタライズ層を印刷することによって、第一の反射部１３の断面形状を、半円形状及び／又は上端のコーナー部が丸みのある形状とした。

未焼成メタライズ層１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ａが形成されたセラミックスグリーンシート１１ａと、未焼成メタライズ層２１ａが形成されたセラミックスグリーンシート２０ａとを積層し焼成すると、実装領域１２、第一の反射部１３を構成するメタライズ層、ビア１４、外部電極１５、反射面２１を構成するメタライズ層が形成された、焼結一体化された基板１１と第二の反射部２０が得られた。
さらに、その後、実装領域１２、第一の反射部１３、外部電極１５、反射面２１のメタライズ層上に、電解メッキ法により、ニッケルメッキ層および金メッキ層もしくは銀メッキ層をこの順に形成する金属メッキ（図示せず）を施し、実装領域１２、第一の反射部１３、外部電極１５、反射面２１を形成した（図６Ｄ）。このようにして、図５の発光素子収納用パッケージ２が得られた。

なお、前述したように、多数個取り用の基板を用いて作製し、分割して、個々の発光素子収納用パッケージ２を得てもよい。

以上のように、本実施形態の発光素子収納用パッケージ２は、実装された発光素子１０の高さよりも低い第一の反射部１３が発光素子１０の近傍に配置され、さらに、実装された発光素子１０の高さよりも高い第二の反射部２０が第一の反射部１３を囲むように配置されている。発光素子１０の近傍に配置された第一の反射部１３が、発光素子１０からの側面光等を発光強度の減衰が小さいうちに反射し、他の発光光束を第二の反射部２０が上方に反射する。そのため、本実施形態の発光素子収納用パッケージ２は、第二の反射部２０のみを備えた従来の発光素子収納用パッケージや、第一の反射部１３のみを備えた発光素子収納用パッケージ１よりも高い反射効率を得ることができた。
また、第一の反射部１３がパッドを兼用しているため、パッドと第一の反射部１３とを別々に形成する場合に比べて、発光素子収納用パッケージ２を簡素化できた。
さらに、第一の反射部１３のメタライズ層上と反射面２１のメタライズ層上に電解メッキを施す際に、実装領域１２のメタライズ層上と外部電極１５のメタライズ層上に同時に金属メッキを施すことにより、製造工程を簡略にできた。

（第３の実施形態）
図７は本発明の第３の実施形態に係る発光素子収納用パッケージ３を表す上面図である。また、図８は、発光素子収納用パッケージ３を図７のＢ−Ｂに沿って切断した状態を表す断面図である。図１及び図２に共通する部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図７及び図８に示すように、本実施形態の発光素子収納用パッケージ３は、基板１１と、発光素子１０の実装領域１２と、絶縁材で構成される第一の反射部３０と、ビア１４と、外部電極１５と、パッド３１とで構成されている。図７及び図８では、発光素子１０が、発光素子収納用パッケージ３に実装されるとともに、金線からなるボンディングワイヤ１６を介してパッド３１と電気的に接続され、パッド３１はビア１４を介して外部電極１５と電気的に接続されている。第１の実施形態とは、パッドを兼用している第一の反射部１３に代えて、絶縁材で構成される第一の反射部３０及びパッド３１を備えている点で、相違している。発光素子収納用パッケージ１の外形は、例えば、縦３ｍｍ、横３ｍｍ、高さ０．５ｍｍである。

第一の反射部３０は、実装領域１２を囲むように基板１１上に形成され、断面形状は、上端のコーナー部が丸みのある形状になっている。また、実装領域１２に実装される発光素子１０の高さ以下の高さ（高さｈは３０μｍ、幅ｄは１００μｍ）に形成されており、発光素子１０の発光光束を反射する反射部として機能する。第一の反射部３０は、発光素子１０をその側面側から囲むように形成されているので、発光素子１０の側面光や斜め下方向に発光された光を反射し、発光素子収納用パッケージ３の反射効率を向上させることができる。

また、第一の反射部３０の断面形状としては、第一の反射部３０の上端のコーナー部の丸みを大きくしたり、第一の反射部３０の断面形状を半円形状に近づけた形状としてもよい。これにより、第一の反射部３０は、発光素子の側面光等をさらに良好に上方（基板１１表面に垂直な方向）に反射させることできるので、発光素子収納用パッケージ３の反射効率をさらに向上させることができる。

本実施の形態では、第一の反射部３０の構成材料として、絶縁材であるアルミナからなる白色のセラミックスを使用した。白色のセラミックスとしては、例えば、ガラス−アルミナ系のガラスセラミック等を挙げることができる。第一の反射部３０は、図７に示すように、実装領域の周囲を全てを囲むような平面視で内周及び外周が略円形の枠体として形成されている。第一の反射部３０は、平面視で、内周（開口）の形状が略楕円形の枠体としてもよく、内周と外周の形状の異なった枠体としてもよい。

第一の反射部３０は、実装領域１２の一部を囲むように形成されていてもよいが、反射効率をより高められるという観点から、５０％以上を囲むように形成することが好ましく、本実施例のように全てを囲むように形成することがさらに好ましい。

実装領域１２を構成するメタライズ層の端部と第一の反射部３０の端部との最短の距離ｂ（図７参照）は、５０μｍとなっている。距離ｂが５０μｍ未満であると、印刷で形成する場合の精度上、実装領域１２を構成するメタライズ層と重なってしまい発光素子を搭載する場合に不具合を生じたり、距離ｂが２００μｍを越えると発光強度が減衰され反射効率が低下するおそれがある。

パッド３１は、ビア１４を介して外部電極１５と電気的に接続されている。パッド３１は、ＷまたはＭｏを主成分とする金属で構成され、基板１１上にメタライズ層として形成されている。パッド３１としては、例えば、Ｍｏ−Ｍｎ、Ｗ−Ｍｎ等の金属からなるメタライズ層で形成することもできる。また、このメタライズ層の表面に、Ｎｉ、Ａｕ、もしくはＡｇで構成される金属メッキ層を形成してもよい。

本実施形態の発光素子収納用パッケージ３は、図４Ａ〜図４Ｃに示した第一の実施形態の発光素子収納用パッケージ１の各製造工程のうち、図４Ｃに示した製造工程において、メタライズペースト１３ａに代えて第一の反射部３０となるべきセラミックスペーストを印刷し、さらにパッド３１となるべきメタライズペーストを所定の位置に印刷することにより製造した。

なお、このセラミックスペーストが焼成して形成された白色のセラミックスからなる第一の反射部３０の表面には、金属メッキを施しておらず、このメタライズペーストで構成されるパッド３１のメタライズ層上には、ニッケルメッキ層および金メッキ層もしくは銀メッキ層をこの順に形成する金属メッキを施した。
また、セラミックスペーストの粘度を調整したり、印刷された未焼成セラミックス層上にさらに階段状に未焼成セラミックス層を印刷することによって、第一の反射部３０の断面形状を、半円形状及び／又は上端のコーナー部が丸みのある形状とした。

本実施の形態においても、第一の反射部３０が配置されており、第一の反射部３０は、実装領域１２に実装された状態の発光素子１０の高さ以下の高さに形成されるため、発光素子収納用パッケージ３の高さ寸法を小さくすることができ、発光素子収納用パッケージ３の薄型化が可能であった。
また、第一の反射部３０は、光反射率の高い白色のセラミックスによって形成されており、発光素子１０の側面光等を良好に反射するため、発光素子収納用パッケージ１の反射効率を高めることができた。
さらに、第一の反射部３０が絶縁材により構成されているため、従来の発光素子収納用パッケージで問題となっていた反射部とパッド、もしくは、反射部と実装領域を構成するメタライズ層との接触によるショートを防止することができた。

また、本実施形態の製造方法によれば、第一の反射部の幅ｄや、実装領域１２を構成するメタライズ層の端部と第一の反射部の端部との最短の距離ｂ（図７参照）を従来のものに比べて小さくすることができるので、発光素子収納用パッケージ３の小型化（省スペース化）が可能であった。さらに、第一の反射部３０のコーナー部が丸みのある形状に形成されるため、発光素子１０の側面光等を良好に上方に反射させることができ、発光素子収納用パッケージ３の反射効率を高めることができた。

また、実装領域１２を構成するメタライズ層の端部と第一の反射部３０の端部との最短の距離ｂを従来のものと比較してはるかに小さくできるので、発光強度の減衰による反射効率の低下を防止でき、発光素子収納用パッケージ３の反射効率を向上させることができた。

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係る発光素子収納用パッケージ４の主要な部分を表す縦断面図である。図５、図８に共通する部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態の発光素子収納用パッケージ４は、図８に示した第３の実施形態の発光素子収納用パッケージ３に加えて、第二の反射部２０をさらに備えている。すなわち、本実施形態の発光素子収納用パッケージ４は、第３の実施形態での第一の反射部３０に加えて、第二の反射部２０を備えているため、第二の反射部２０のみを備えた従来の発光素子収納用パッケージや、第一の反射部３０のみを備えた第３の実施形態の発光素子収納用パッケージ３よりも、さらに高い発光効率を得ることができる。

本実施形態の発光素子収納用パッケージ４は、図６Ａ〜図６Ｄに示した第２の実施形態の発光素子収納用パッケージ２の各製造工程のうち、図６Ｃに示した製造工程において、メタライズペースト１３ａに代えて第一の反射部３０となるべきセラミックスペーストを印刷し、さらにパッド３１となるべきメタライズペーストを所定の位置に印刷することにより製造できた。

なお、このセラミックスペーストが焼成して形成された白色のセラミックスからなる第一の反射部３０の表面には、金属メッキを施しておらず、このメタライズペーストで構成されるパッド３１のメタライズ層上には、ニッケルメッキ層および銀メッキ層もしくは金メッキ層をこの順に形成する金属メッキを施した。
また、セラミックスペーストの粘度を調整したり、印刷された未焼成セラミックス層上にさらに階段状に未焼成セラミックス層を印刷することによって、第一の反射部３０の断面形状を、半円形状及び／又は上端のコーナー部が丸みのある形状とした。

本実施形態の発光素子収納用パッケージ４は、実装された発光素子１０の高さよりも低い第一の反射部３０が発光素子１０の近傍に配置され、さらに、実装された発光素子１０の高さよりも高い第二の反射部２０が第一の反射部３０を囲むように配置されている。発光素子１０の近傍に配置された第一の反射部３０が、発光素子１０からの側面光等を発光強度の減衰が小さいうちに反射し、他の発光光束を第二の反射部２０が上方に反射する。そのため、本実施形態の発光素子収納用パッケージ４は、第二の反射部２０のみを備えた従来の発光素子収納用パッケージや、第一の反射部３０のみを備えた発光素子収納用パッケージ３よりも高い反射効率を得ることができた。
また、第一の反射部３０が絶縁体でできているため、パッド３１を第一の反射部３０に近づけて配置することができ、その結果、第二の反射部２０を発光素子１０に近づけて配置することが可能になった。

（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る発光素子収納用パッケージ５を表す上面図である。また、図１１は、発光素子収納用パッケージ５を図１０のＣ−Ｃに沿って切断した状態を表す断面図である。図２に共通する部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１０及び図１１に示すように、本実施形態の発光素子収納用パッケージ５は、基板１１と、発光素子１０の実装領域１２と、第一の反射部５０と、ビア１４と、外部電極１５とで構成されている。図１０及び図１１では、発光素子１０が、発光素子収納用パッケージ５に実装されるとともに、金線からなるボンディングワイヤ１６を介して第一の反射部５０と電気的に接続され、第一の反射部５０は、ビア１４を介して外部電極１５と電気的に接続されている。第１の実施形態とは、２個の発光素子１０を実装可能となるように基板１１上に実装領域１２が２つ設けられており、第一の反射部５０が個々の実装領域１２を各々囲うように基板１１上に設けられている点で相違している。

第一の反射部５０は、複数の実装領域１２にそれぞれ実装される各発光素子１０を各々囲うように基板１１上に形成され、かつ実装領域１２に実装された状態の発光素子１０の高さ以下の高さに形成されており、発光素子１０の発光光束を反射する反射部として機能する。

なお、発光素子１０や実装領域の個数は、図１０及び図１１に示す２つに限定されず、２つ以上の任意の個数にすることができる。本実施例では、搭載される発光素子１０ごとに、実装領域１２が基板１１上に設けられているが、１つの実装領域上に複数の発光素子を搭載してもよい。図１０及び図１１では、第一の反射部５０として、２つの第一の反射部１３（第一の反射部１３については第一の実施形態で説明した）を、発光素子１０間で一体化した形状のものを例示している。

なお、図１０及び図１１では、実装領域１２を並べて、発光素子１０を実装しているが、あらゆる配置位置が選択可能である。また、メタライズ層で構成されこのメタライズ層の表面に金属メッキを施したものからなる第一の反射部に代えて、又は、メタライズ層で構成されこのメタライズ層の表面に金属メッキを施したものからなる第一の反射部とともに、白色のセラミックスからなる第一の反射部とパッド３１を備えていてもよい。

第一の反射部５０が、発光素子１０をその側面側から囲むように配置されているので、発光素子１０の側面光等を反射し、発光素子収納用パッケージ５の反射効率を向上させることができた。
また、図１０及び図１１に示すように、発光素子１０間にも第一の反射部５０が形成されているので、発光素子１０の側面光が隣接する発光素子１０で散乱、吸収される影響を低減でき、反射効率を向上させることができた。
さらに、本実施形態においても、第一の反射部５０が配置されているため、第一の実施形態と同様の効果を得ることができた。

（第６の実施形態）
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る発光素子収納用パッケージ６の主要な部分を表す縦断面図である。図５、図１１に共通する部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１２に示すように、本実施形態の発光素子収納用パッケージ６は、図１１に示した第５の実施形態の発光素子収納用パッケージ５に加えて、第二の反射部２０をさらに備えている。すなわち、本実施形態の発光素子収納用パッケージ６は、第５の実施形態での第一の反射部５０に加えて、第二の反射部２０を備えているため、第二の反射部２０のみを備えた従来の発光素子収納用パッケージや、第一の反射部５０のみを備えた第５の実施形態の発光素子収納用パッケージ５よりも、さらに高い発光効率を得ることができる。

本実施形態の第二の反射部２０は、複数の実装領域１２にそれぞれ実装される複数の発光素子１０を、第一の反射部５０のさらに外側から囲むように基板１１上に形成されている。

本実施の形態においても、第一の反射部５０及び第二の反射部２０が配置されているため、第２の実施形態と同様な効果を得ることができた。

（その他の実施形態）
本発明はこれらの実施の形態に何ら限定されるものではない。本発明の実施形態は、上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、発光素子収納用パッケージ１に実装される発光素子１０としては、図１等に例示した発光ダイオード（ＬＥＤ）だけでなく、レーザーダイオード（ＬＤ）等の他の発光素子を適用することもできる。

本発明の第１の実施形態に係る発光素子収納用パッケージを表す上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光素子収納用パッケージを図１のＡ−Ａに沿って切断した状態を表す断面図である。 本発明の第一の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの変形例を表す縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの製造工程を表す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの製造工程を表す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの製造工程を表す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの主要な部分を表す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの製造工程を表す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの製造工程を表す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの製造工程を表す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの製造工程を表す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る発光素子収納用パッケージを表す上面図である。 本発明の第３の実施形態に係る発光素子収納用パッケージを図７のＢ−Ｂに沿って切断した状態を表す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの主要な部分を表す縦断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る発光素子収納用パッケージを表す上面図である。 本発明の第５の実施形態に係る発光素子収納用パッケージを図１０のＣ−Ｃに沿って切断した状態を表す断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る発光素子収納用パッケージの主要な部分を表す縦断面図である。

符号の説明

１，２，３，４，５，６…発光素子収納用パッケージ、１０…発光素子、１１…基板、１２…実装領域、１３，３０，５０…第一の反射部、１４，１７…ビア、１５，１８…外部電極、１６…ボンディングワイヤ、２０…第二の反射部、２１…反射面、２２…貫通穴、３１…パッド。

Claims (5)

1. 発光素子の実装領域を有する基板と、
   前記実装領域に実装される前記発光素子を囲むように前記基板上に形成され、かつ前記実装領域に実装された状態の前記発光素子の高さ以下の高さに形成された第一の反射部と、
   を具備することを特徴とする発光素子収納用パッケージ。
2. 前記実装領域は、複数の発光素子を実装可能となるように前記基板上に複数設けられており、さらに前記第一の反射部は、個々の前記実装領域にそれぞれ実装される各発光素子を各々囲うように前記基板上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子収納用パッケージ。
3. 前記第一の反射部を囲むように前記基板上に形成され、前記実装領域に実装された状態の前記発光素子の高さより高い第二の反射部をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子収納用パッケージ。
4. 前記第一の反射部は、メタライズ層で構成され該メタライズ層の表面に金属メッキを施したもの及び／又は白色のセラミックスからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光素子収納用パッケージ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光素子収納用パッケージの製造方法であって、
   前記基板となるセラミックスグリーンシートに、前記第一の反射部となるセラミックスペースト及び／又は前記第一の反射部を構成するメタライズ層となるメタライズペーストを、印刷する印刷工程と、
   前記セラミックスペースト及び／又はメタライズペーストが形成された前記セラミックスグリーンシートを焼成し、焼結した前記基板上に白色のセラミックスからなる前記第一の反射部及び／又は前記第一の反射部を構成するメタライズ層を形成する焼成工程と、
   を有す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。

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