JP2007284333A - 高反射白色セラミックス及びリフレクター及び半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光素子収納用パッケージ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化アルミニウムと、ガラス質成分とからなるセラミックスであって、セラミックスの酸化アルミニウムの含有率は75重量%から85重量%の範囲内であり、ガラス質成分として、シリカと、カルシウムと、マグネシウムと、バリウムとを含有し、セラミックスにおける酸化アルミニウムの結晶粒径は0.5μm以下であることを特徴とする高反射白色セラミックスによる。
【選択図】 図4
Description
そして、このような反射体としては、例えば、反射面を鏡面状に研磨した金属リングや、リング状をなす躯体の反射面に、蒸着法や或いはメッキ法により金属薄膜を形成したもの使用していた。
また特に、反射面を形成する金属薄膜としてAg(銀)を採用した場合には、可視光の反射率は、BaSO4を塗布した金属球における可視光領域の光の反射率を100とした場合の94%〜98%となり、発光素子から発せられる光の発光効率を高める効果が特に高いため、金属薄膜材料としてAgが多用されていた。
また、反射面に金属薄膜を形成してなる反射体を用いた場合には、たとえば、発光素子を合成樹脂等で封入した際に、製品の長期使用により熱膨張係数差に起因する熱応力が作用して金属薄膜が剥離する恐れもあり、製品に不具合を生じる可能性があった。
また、金属薄膜をAgで構成した場合、金属薄膜の一部が外部に露出した状態で使用すると、Agの露出部分が酸化して変色してしまい、反射効率が低下するという課題もあった。
さらに、反射面に金属薄膜を形成した反射体を用いた場合、反射体全体を金属で構成する場合に比べて反射体自体のコストを安価にできるものの、このような反射体の作製時に金属薄膜を形成させる蒸着工程又はメッキ工程を設ける必要があり、製造工程が増えて煩雑である上、製造コストが高くなるという課題があった。
このような課題に対処するため、いくつかの発明が開示されている。
特許文献1に記載される「発光素子収納用パッケージおよび発光装置」においては、発光素子を載置する基板上に、発光素子から発せられる光を良好に反射して外部に均一かつ効率良く放射できる白色セラミックス製の反射体を備えた発光素子収納用パッケージおよび発光装置に関する発明が開示されている。
特許文献1に記載される発明では、反射体がSiO2−Al2O3−MgO−ZnO−CaO系等の白色セラミックスである場合、その組成はAl2O3の含有量が90〜99重量%、SiO2,MgO,CaOの合計の含有量が1〜10重量%となっているものである。
上記構成の白色セラミックスによれば、発光波長が350nm〜750nmである可視光の反射率(ミノルタ社製「CM−3700d」により計測。)を80%以上にすることができる。また、この結果、反射体の作製時に金属薄膜を形成する必要がないので、金属薄膜を蒸着又はメッキする工程を省くことができ、反射体の製造コストを安価にできる。
さらに、白色セラミックスにより反射体を作製する際のコストは、金属材料を用いて反射体を作成したり、金属薄膜を形成してなる反射体を作成する場合に比べはるかに安価であるため、この点からも反射体の単価を安価にできるというメリットがあった。
特許文献2に係る発明においては、発光素子を有するパッケージにおいて、反射面を備える枠体が設けられており、この枠体の反射面における算術平均粗さRaを0.1μm以下に設定することで、発光素子から発せられる光の反射面における反射率を高めることができる。この結果、発光効率を高めることができるという効果を有する。
また、特許文献2によれば、発光素子を載置する基体において、焼成後のセラミックス結晶粒の平均粒径を1μm以下となるようにすることで、基体の表面における算術平均粗さRaを小さくすることができると考えられ、この結果、この基体の上面における正反射を容易にできるという可能性があった。
このため、上述の特許文献1に開示される「発光素子収納用パッケージおよび発光装置」のように、反射体を構成するセラミックスにおいて、Al2O3の含有量を90〜99重量%とした場合には、焼結後のセラミックスの内部断面における気孔率が5%を超えてしまい白色セラミックスの強度が低下する可能性があった。
また、特許文献2に開示されるようなAl2O3結晶粒径が1〜5μmの酸化アルミニウム質焼結体では、特許文献2にも記載されるように、発光素子から発せられる光が酸化アルミニウム質焼結体表面において乱反射するため、たとえば、このような酸化アルミニウム質焼結体を反射体に採用した場合、光を良好に正反射させるための反射面が形成されないので反射効率が上がり難いという課題があった。
また、通常Al2O3結晶は無色透明である。このため、酸化アルミニウム質焼結体におけるセラミックス結晶の結晶粒径が0.5μmを超えて大きくなるとAl2O3結晶の内部に透過する光の量が増え、反射面において正反射する光の量が相対的に少なくなり、結果的に反射率は低下すると考えられる。この点からも、特許文献2に記載される酸化アルミニウム質焼結体は、光を良好に正反射させるための反射体には適さないという課題があった。
上記構成の高反射白色セラミックスにおいては、内部断面における気孔率を5%以下にすることでセラミックスの剛性を高めて強度を増すという作用を有する。
上記構成の高反射白色セラミックスにおいては、セラミックス表面における算術平均粗さRaを0.5μm以下にすることで、セラミックス表面を平滑にして光の正反射を生じ易くするという作用を有する。
上記構成の高反射白色セラミックスにおいては、請求項1及び請求項2に記載の作用に加え、セラミックスを構成するガラス成分がシリカと、カルシウムと、マグネシウムと、バリウムとを含有することでガラス質成分に不透光性を付与するという作用を有する。また、セラミックスにおける酸化アルミニウムの結晶粒径を0.5μm以下にすることで、酸化アルミニウム結晶内部に光を透過し難くし、セラミックス表面において正反射する光の量をさせるという作用を有する。
上記構成の高反射白色セラミックスにおいては、請求項1乃至請求項3記載の発明の作用に加え、酸化アルミニウムの原料に一次結晶粒径が0.02μm以下の遷移アルミナを使用することでセラミックス焼成時に酸化アルミニウム結晶が粒径を0.5μm以上に肥大成長するのを抑制するという作用を有する。
上記構成の高反射白色セラミックスにおいては、請求項1乃至請求項3記載の発明の作用に加え、マグネシウムの供給源としてタルクを使用することで焼成前のセラミックス原料の滑面性を高め、プレス成形時にセラミックス原料の型枠からの離間を容易にするという作用を有する。また、シリカの供給源として、タルクを使用することで上述のタルクの作用と同様の作用を付与し、また、粘土鉱物であるカオリンを使用することで焼成前のセラミックスの成形性を高めるという作用を有する。
上記構成の高反射白色セラミックスにおいては、請求項1乃至請求項5に記載の発明の作用と同様の作用に加え、セラミックスを1500℃以下の温度条件下において焼成することで、酸化アルミニウム結晶粒子の肥大成長を抑制するという作用を有する。
上記構成のリフレクターは、請求項1乃至請求項6に記載のそれぞれの発明と同じ作用を有する。さらに、請求項7に記載のリフレクターは、高反射白色セラミックスが裸出する反射面において光を好適に正反射させるという作用を有する。
上記構成の半導体発光素子搭載用基板は、請求項7記載のリフレクターの作用により、半導体発光素子から発せられる光の反射効率を高めるという作用を有する。この結果、請求項8に記載の半導体発光素子搭載用基板を照明具に内蔵した場合に光の発光効率を高めるという作用を有する。
上記構成の半導体発光素子収納用パッケージは、半導体発光素子搭載用基板上に搭載される半導体発光素子を、例えば、レンズや樹脂等により封止してなるものであり、請求項8記載の発明と同じ作用に加え、レンズや樹脂により半導体発光素子を外部環境から隔離するという作用を有する。
また、マグネシウムやシリカの供給源としてタルクやカオリンを使用した場合、シリカの供給源として酸化シリカを単体で供給する場合や、マグネシウムの供給源として酸化マグネシウム又は水酸化マグネシウムを単体で供給する場合に比べて原材料費を安価にすることができるので、高反射白色セラミックスを安価に提供できるという効果を有する。
また、セラミックス焼成時の温度を低く設定できるため、焼成の際の加熱設備にかかるコストを削減することができ、高反射白色セラミックスの製造コストを削減できるという効果を有する。
また、請求項7記載のリフレクターは、粉体材料をプレス成形して製造可能であるため、微小な反射角を成形することができ、また、リフレクターの製造に係る作業工程を簡略化できるという効果を有する。この結果、請求項7記載のリフレクターの製造コストを削減することができ、この点からもリフレクターの単価を大幅に引き下げることができるという効果が期待できる。
さらに、請求項7記載のリフレクターをプレス成形により製造できるということは、すなわち、リフレクター自体の成形性を向上させることができるという効果を有することであり、所望の形状や大きさの高反射性リフレクターを安価にかつ大量に供給できるという効果を有する。
この結果、請求項9記載の半導体発光素子収納用パッケージの耐久性を向上させることができるという効果が期待できる。
図1は本発明の実施例1に係る高反射白色セラミックスの製造工程を示すフローチャートである。
図1に示すように、実施例1に係る高反射白色セラミックスを製造するには、まず、高反射白色セラミックスの原料であるAl2O3と、SiO2と、CaO又はCaCO3又はCa(HCO3) 2と、MgO又はMg(OH) 2と、BaO又はBaCO3の粉体原料を混合調整し(S1)、次に、この粉体原料をボールミル等の粉砕機を用いて粒子が細かくなるよう粉砕しながら略均一になるまで混合する(S2)。そして、十分に粉砕されて略均一となった粉体原料に、酸化雰囲気中において加熱することで酸化分解反応消滅する成形用樹脂、たとえば、ポリビニールアルコール樹脂や、イソパラフィンを主成分とするマイクロクリスタルワックスを調合して(S3)十分に撹拌し、粘土状のセラミックス原料を噴霧乾燥させて粉体状にする(S4)。その後、粉体状のセラミックス原料をプレス成形して(S5)、酸化雰囲気中において約1500℃の温度条件下において焼成させればよい(S6)。
なお、Al2O3の融点は2030℃と高温であるため、上述のように実施例1に係る高反射白色セラミックスを約1500℃の温度条件下において焼成させた場合には、Al2O3結晶の肥大成長を緩やかにすることができるという効果を有する。
さらに、実施例1に係る高反射白色セラミックスのガラス質成分であるMgO供給源として、すなわち、原材料として、SiO2及びMgOを主成分とする鉱物であるタルク(滑石)を、また、SiO2の供給源として上記タルク又は粘度鉱物であるカオリンをそれぞれ採用することが可能である。
実施例1に係る高反射白色セラミックスのガラス質成分の原材料として、タルクを採用した場合には、上述のプレス成形工程(S5)において、粘土状のセラミック原料の滑面性が向上して型枠からの離間を容易にできるという効果を期待できる。
また、実施例1に係る高反射白色セラミックスのガラス質成分の原材料として、粘土鉱物であるカオリンを採用した場合には、焼成前のセラミックス原料の成形性を高めることができるという効果を期待できる。
これは、カオリン及びタルクはいずれも板状構造の微細粘土鉱物であることから、単体のSiO2やSiO2の粉体粒子に比べて粒子の嵩が大きいという性質を有している。つまり、顆粒状のカオリンやタルクは、単体のSiO2やSiO2に比べて嵩密度が低いのでプレス成形時のつぶれ性が良く、これらを原料の粉体に添加することで、プレス成形時に圧縮後の体積を小さくすることができる。このため、焼成前のセラミックス原料の粒子密度、すなわち、生密度を向上させることができるという効果を有する。この結果、セラミックス原料を複雑な形状に容易にプレス形成することができるという優れた効果を発揮するのである。
このように、生密度の高いセラミックス原料は、加圧前の体積を加圧後の体積で除した値である圧縮比が大きいので、加圧時の原料の流動性を高めることができるという効果を有する。つまり、プレス成形した際のセラミックス原料成形体の密度を均一にすることができると同時に、この成形体を焼成した際の収縮の度合いを小さくすることができるという効果を有する。加えて、焼成されたセラミックス自体を均質にするという効果も有する。
さらに、セラミックス原料の一部にカオリンやタルクを使用することで、焼成前のセラミックス原料成形体の滑り性を向上させることができる。この結果、プレス成形時にセラミックス原料を金型から容易に取り出すことができるという効果を有する。従って、カオリン及びタルクをプレス成形に供する原料の粉体に添加することにより、その成形性を向上させることができるのである。
この結果、実施例1に係る高反射白色セラミックスを製造する際に、プレス成形時の欠陥品や不良品の発生を防止することができ、製品の歩留まりが向上して製品の製造に係るコストを削減できるという効果を有するのである。
図2は、本発明の実施例1に係る高反射白色セラミックスの内部断面を示す概念図である。
図2に示すように、実施例1に係る高反射白色セラミックス1は、斜線で示すガラス質成分4中にAl2O3結晶2が分散した状態で固化したものであり、所々に気孔3が存在する構造になっている。
また、実施例1に係る高反射白色セラミックス1においてAl2O3結晶2の含有率は約75〜85重量%の範囲内であり、これに伴いSiO2,CaO,MgO,BaOからなるガラス質成分4の含有率は合計で約25〜15重量%の範囲内であることを特徴とするものである。
実施例1に係る高反射白色セラミックス1のようなAl2O3系のセラミックスにおいては、Al2O3結晶2の含有量が85重量%を超えると、Al2O3結晶2に対するガラス質成分4の量が不十分となり、つまり、Al2O3結晶2同士の隙間にガラス質成分4が十分に供給されないために、セラミックスの内部断面における気孔率が高くなることが知られている。
そして、Al2O3系のセラミックスにおいて、内部断面における気孔率が5%を超えると特に強度が低下する傾向が認められる。
他方、Al2O3系のセラミックスにおいて、SiO2,CaO,MgO,BaOからなるガラス質成分4の含有率が25重量%を超えるものは、ガラス質成分の含有量が多いセラミックスとなり、このようなセラミックスは、実施例1に係る高反射白色セラミックス1の焼成温度よりも低い1000℃程度で焼成することが可能であるものの、このようなセラミックスは、平面方向における収縮率が低いというメリットを有する反面、放熱性が悪いというデメリットを有している。他方、反射体の材料としては、発光素子が発光する際に生じる熱を外部に効率的に放熱できるよう、熱伝導性の高いものが適している。このため、ガラス質成分4の含有率が25重量%を超えるセラミックスは、反射体の材料には不向きなのである。
従って、実施例1に係る高反射白色セラミックス1においては、Al2O3結晶2の含有率を約75〜85重量%の範囲内とすることで、強度と放熱性の両者を備えた高反射白色セラミックス1を作製することができるのである。
一般に、光は平滑な反射面において鏡面反射、すなわち正反射し易いという性質を有している。このため、焼成後のセラミックス内におけるAl2O3結晶2の結晶粒径が0.5μmを超えて大きいと、焼成後のセラミックス表面がAl2O3結晶2により凸凹状になり、正反射が起こり難くなってしまう。つまり、セラミックス表面上において光が乱反射されてしまうのである。
また、Al2O3結晶2は通常、無色透明であることから、高反射白色セラミックス1の表面に到達した光が、Al2O3結晶2の結晶粒界からAl2O3結晶2内部に透過してしまうことによってもセラミックスの表面において正反射する光の量が減少すると考えられる。
このため、Al2O3結晶2の結晶粒径が0.5μmを超えて大きい場合には、上述のような現象が相乗的に作用してセラミックス表面上における光の反射率が低下すると考えられる。
従って、実施例1に係る高反射白色セラミックス1では、Al2O3結晶2の結晶粒径を0.5μm以下とすることで、焼成後のセラミックス表面をより平滑にすることができ、しかも、Al2O3結晶2の表面積が小さいために結晶粒界から結晶内部へ光の透過し難くすることができるので、その表面上において光を良好に正反射させることができるのである。
上述のような理由により、実施例1に係る高反射白色セラミックス1においては、Al2O3の粉体原料としてγ,δ,θ粒子を主層とし、すなわち、電子顕微鏡写真により判定する一次結晶粒径が0.02μm以下の遷移アルミナを採用している。
そして、Al2O3の粉体原料として遷移アルミナを採用した場合、焼成時に溶融したSiO2,CaO,MgO,BaOからなるガラス質成分4がAl2O3結晶の隙間に流れ込むことにより、Al2O3結晶同士を互いに離間してAl2O3結晶2の肥大成長を好適に抑制することができるという効果を発揮するのである。この結果、実施例1に係る高反射白色セラミックス1中のAl2O3結晶2の結晶粒径を0.5μm以下にすることができる。
なお、実施例1に係る高反射白色セラミックス1のAl2O3粉体原料として、通常電子部品に多用される平均結晶粒径が約1〜2μm程度のLow Soda Al2O3(以下、L.S.アルミナと呼ぶ。)を使用することも十分可能であるが、特に、遷移アルミナを採用した場合にはL.S.アルミナを用いた場合に比べて、高反射白色セラミックス1内のAl2O3結晶2の結晶粒径が肥大成長し難く、高反射白色セラミックス1の表面を平滑にする効果が高いのである。このため、高反射白色セラミックス1の表面における光の反射率を一層高くすることができるという優れた効果を発揮するのである。
なお、Al2O3粉体原料としてL.S.アルミナを採用する場合、図1に示す粉砕及び混合工程(S2)においてL.S.アルミナはα粒子まで解砕されて微細粒子となるので、焼成後の高反射白色セラミックス1内におけるAl2O3結晶2の結晶粒径を0.5μm以下にすることが可能である。
さらに、一次結晶粒径が0.02μm以下の遷移アルミナはL.S.アルミナに比べて安価であるため、高反射白色セラミックス1の原材料費を削減できるという効果も有する。
実施例1に係る高反射白色セラミックス1においては、上述のような理由により、焼成時にAl2O3結晶2の結晶粒径は0.5μm以下となり、溶融したSiO2,CaO,MgO,BaOからなるガラス質成分4とAl2O3結晶2の混合体は高反射白色セラミックス1の表面上に算術平均荒さRaが0.5μm以下となるような反射面を形成するのである。
しかも、高反射白色セラミックス1に係るAl2O3結晶2は結晶粒径が0.5μm以下であるため、結晶粒界の表面積が小さくなることで内部に光が透過し難くなる。また、SiO2,CaO,MgO,BaOからなるガラス質成分4は白色でかつ不透光性を備えているため、実施例1に係る高反射白色セラミックス1は、表面に到達する光を良好に正反射させることができるのである。
図3(a)はAl2O3原料として遷移アルミナを、(b)はAl2O3原料としてL.S.アルミナをそれぞれ使用した場合の本発明の実施例1に係る高反射白色セラミックスの内部断面を示す電子顕微鏡写真である。
また、試料A,Bはいずれも図1に示す手順に従って作製したものであり、試料A,Bにおける焼成後のAl2O3結晶2の含有率はいずれも80重量%であった。
さらに、実施例1に係る高反射白色セラミックス1である試料A,Bの粉体原料中におけるAl2O3粉体原料及びガラス質成分4の配合比率(重量%)は、以下の表1に示す通りである。
従って、実施例1に係る高反射白色セラミックス1においては、原料粉体中におけるAl2O3結晶の結晶粒径の大きさがそのまま焼成後のセラミックス内部におけるAl2O3結晶2の結晶粒径に反映されるため、焼成後のセラミックス中におけるAl2O3結晶2の結晶粒径を小さくするためには、結晶粒径の極めて小さい遷移アルミナを使用することが望ましいのである。
図4は本発明の実施例1に係る高反射白色セラミックスの表面における入射波長別の反射率の測定結果を示すグラフである。
また、反射率の測定は、ミノルタ社製「CM−3600d」により行い、BaSO4を塗布した金属球に光を照射した際の反射率を100%として、試料A,Bの反射率をそれぞれ計測した。
さらに、高反射白色セラミックス1である試料A,Bの内部断面における気孔率(%),表面における算術平均粗さRa(μm)はそれぞれ下表2に示す通りである。
さらに、表2に示すように、実施例1に係る高反射白色セラミックス1である試料A,Bは、内部断面における気孔率がいずれも5%以下であり、しかも算術平均粗さRaはいずれも0.5μmであった。
従って、試料A,Bはいずれも強度と表面における平滑性を備えた高反射白色セラミックス1であると言える。
図5は本発明の実施例2に係るリフレクターの概念図である。なお、図1乃至図4に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図5に示すように、実施例2に記載のリフレクター5は、実施例1で述べた高反射白色セラミックス1からなる環状体であり、この環状体の内周面は、略すり鉢状を成しており、その表面の反射面5aにおいて光を好適に正反射させることができるよう構成されるものである。なお、リフレクター5を構成する高反射白色セラミックス1は、実施例1に記載の高反射白色セラミックス1とその構成の特徴の点で同じであるため、詳細な説明については省略する。
なお、図5では、リフレクター5の一例として、反射面5aの水平断面形状が略円形のものを記載しているが、反射面5aの水平断面形状は必ずしも略円形である必要はなく、方形や多角形、楕円等であってもよい。すなわち、反射面5aの水平断面形状が環状をなすものであればどのような形状でも良い。また、リフレクター5の上面5bにおける反射面5aの形状と、下面5cにおける反射面5aの形状が異なっていても良い。たとえば、リフレクター5の上面5bにおける反射面5aの形状が、たとえば、6角形(多角形)であり、下面5cにおける下面5cの形状が略円形でもよい。
さらに、図5に示すリフレクター5の反射面5aは、リフレクター5の上面5bから下面5cに向って縮径しているが、これとは逆に、反射面5aは、下面5cから上面5bに向って縮径していてもよい。
また、実施例2に係るリフレクター5を、実施例1に係る高反射白色セラミックス1により、すなわち、セラミックスにより製造した場合には、焼成による収縮率等を事前に把握することで、プレス成形により、所望の形状を有しかつ微細であっても寸法精度の高いリフレクター5を容易に大量生産することができるという効果を有する。すなわち、実施例2に係るリフレクター5によれば、コストをかけることなく容易にかつ高精度に、反射面5aのなす角度を自在に設定できるという効果を有する。
この結果、品質の高いリフレクター5の製造するための工程を簡略化することができ、リフレクター5の製造コストを大幅に削減できるという効果を期待できる。
さらに、高反射白色セラミックス1から成るリフレクター5は、金属製のリフレクターや、反射面に金属薄膜を有するリフレクターに比べて、長期間空気中に曝した場合や発光素子からの放熱で高温となった場合でも反射面が変色したり劣化したりする恐れがない。このため、リフレクター5の耐久性を向上させることができるという効果も期待できる。
図6は本発明の実施例3に係る半導体発光素子搭載用基板及びそれを用いた半導体発光素子収納用パッケージの断面図である。なお、図1乃至図5に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図6に示すように、実施例3に係る半導体発光素子搭載用基板6は、例えば、ドクターブレード法等により作製されたシート状のセラミック成形体を複数積層した後に焼結して成る基体7の上面に、半導体発光素子9が搭載されたものであり、基体7の上面に設けられる接合材8の上面には導体配線がパターニングされ、この導体配線上に接合用バンプ10を介して半導体発光素子9が搭載されたものである。
また、焼結前のセラミック成形体の上面には導電性メタライズ層14を用いて回路配線がパターンニングされており、さらに、このようなセラミック成形体にはビアホール12が穿設され、このビアホール12内に導電性ペースト13を充填することで、基体7の内部において層状に配設されるそれぞれの回路配線同士を電気的に接続している。
この結果、半導体発光素子搭載用基板6の外部から伝送される電気信号は、端子15を介して半導体発光素子9に伝達され、半導体発光素子9の点灯や消灯がコントロール可能になっている。
さらに、基体7上には、半導体発光素子9を取り囲むように、実施例2に記載のリフレクター5が接合されており、このリフレクター5の作用により、半導体発光素子9から発せられる光の一部が、リフレクター5の反射面5aにおいて正反射し、基体7の法線方向に送られるのである。なお、リフレクター5は上述の実施例2に係るリフレクター5とその構成の特徴の点で同じであるため、リフレクター5の詳細についての説明は省略する。
この結果、半導体発光素子搭載用基板6の光の発光効率を高めることができるという効果が期待できる。
なお、先にも述べたが、図5に示すリフレクター5の反射面5aを、下面5cから上面5bに向って縮径させてもよく、この場合、半導体発光素子9から発せられる光が基体7の法線方向に向って拡散するのを防止することができるので、特定の範囲内の光の照度を高めることができるという効果を有する。
また、実施例2に係るリフレクター5は、実施例1に記載の高反射白色セラミックス1により作製されるため、その特性として、高反射性を有しかつ製造容易であり、しかも、このようなリフレクターを金属により製造した場合に比べて、原材料や製造に係るコストが大幅に低いため、このようなリフレクター5を用いることで、高品質で安価な半導体発光素子搭載用基板6を提供できるという優れた効果が発揮されるのである。
なお、図6に示すように、実施例3に係る半導体発光素子搭載用基板6においては、半導体発光素子9と接合材8を接合用バンプ10により電気的に接続しているが、接合用バンプ10に代えて、たとえば、ボンディングワイヤにより半導体発光素子9と接合材8とを電気的に接続しても良い。
一般に、基体7のコストは、基体7の焼成温度が高いほど高価になる。このため、実施例3に係る半導体発光素子搭載用基板6において、基体7に低温焼成セラミックスを使用することで、半導体発光素子搭載用基板6を製造する際のコストを削減できるという効果が発揮される。
この結果、反射効率の高い半導体発光素子搭載用基板6を安価に提供できるという効果が期待できる。
より具体的には、セラミックス製の基体7の上面に、銅箔又は銅ペーストから成る薄板状の銅を接触させておき、この状態のまま窒素又はアルゴン雰囲気中において基体7を加熱することにより、銅箔又は銅ペーストの接合界面8a(図6を参照)にCu−Oの共晶液層を生成させ、この共晶液層により銅と接合対象物とを接合させるのである。
すなわち、上述のような条件下において生成させたCu−Oの共晶液層により、基体7,リフレクター5と接合材8とを、あるいは、半導体発光素子9と接合材8とを、それぞれ接合させてもよい。
この結果、半導体発光素子9やリフレクター5を基体7の上面に接合した際の傾き加減の微妙な違いによる半導体発光素子搭載用基板6の発光特性や反射特性の違いを、すなわち、半導体発光素子搭載用基板6の発光特性や反射特性のばらつきを小さくすることができる。よって、半導体発光素子搭載用基板6の発光特性を略均質にできるという効果が期待できる。
従って、一層品質の高い半導体発光素子搭載用基板6を提供できるという効果を有する。
このような、半導体発光素子収納用パッケージ16は、上述のようなそれぞれの半導体発光素子搭載用基板6の効果に加え、レンズ11や、あるいは、図示しない合成樹脂等により半導体発光素子9を封止することで、半導体発光素子9を保護することができるという効果を有する。
また、レンズ11や図示しない合成樹脂に、紫外光を可視光に変換可能な蛍光剤を添加した場合には、半導体発光素子9として紫外光を発するものを採用することが可能となり、半導体発光素子9自体の発光特性のばらつきによる半導体発光素子収納用パッケージ16の不良品化を防止することができるという効果を有する。
また、レンズ11や合成樹脂に添加する蛍光剤を変えたり、あるいは複数種類組合せることで、多用な発光特性を有する半導体発光素子収納用パッケージ16を製造することが可能となり、半導体発光素子収納用パッケージ16の汎用性を高めることができるという効果も期待できる。
Claims (9)
- 酸化アルミニウムと、ガラス質成分とから成るセラミックスであって、
前記セラミックスの内部断面における気孔率は5%以下であることを特徴とする高反射白色セラミックス。 - 酸化アルミニウムと、ガラス質成分とから成るセラミックスであって、
前記セラミックス表面における算術平均粗さ(Ra)は、Ra=0.5μm以下であることを特徴とする高反射白色セラミックス。 - 酸化アルミニウムと、ガラス質成分とから成るセラミックスであって、
前記セラミックスの酸化アルミニウムの含有率は75重量%から85重量%の範囲内であり、
前記ガラス質成分として、シリカと、カルシウムと、マグネシウムと、バリウムとを含有し、
前記セラミックスにおける酸化アルミニウムの結晶粒径は0.5μm以下であることを特徴とする高反射白色セラミックス。 - 前記酸化アルミニウムの原料は、一次結晶粒径が0.02μm以下の遷移アルミナであることを特徴とする請求項3に記載の高反射白色セラミックス。
- 前記マグネシウムは、酸化シリカ及び酸化マグネシウムを主成分とするタルクに由来し、
前記シリカは、前記タルク又はカオリンに由来することを特徴とする請求項3記載の高反射白色セラミックス。 - 前記セラミックスは、1500℃以下の温度条件下において焼成されることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の高反射白色セラミックス。
- 請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の高反射白色セラミックスを用いたことを特徴とするリフレクター。
- 請求項7記載のリフレクターを有することを特徴とする半導体発光素子搭載用基板。
- 請求項7記載のリフレクターを有することを特徴とする半導体発光素子収納用パッケージ。
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