JP4163932B2 - 発光素子収納用パッケージおよび発光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は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および発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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４に示すように、上面の中央部に発光素子23を搭載するための導体層から成る搭載部21ａを有し、搭載部21ａおよびその周辺から下面に導出される一対のメタライズ配線導体24ａ，24ｂを有する略直方体状のセラミック製の基体21と、基体21の上面に接合され、中央部に発光素子23を収容するための貫通孔22ａを有する略四角枠状のセラミック製の枠体22とから構成されている。
【０００３】
そして、基体21の上面に導出された一方のメタライズ配線導体24ａに接続された搭載部21ａに発光素子23を導電性接合材等を介して固着するとともに、発光素子23の電極と他方のメタライズ配線導体24ｂとをボンディングワイヤ25を介して電気的に接続し、しかる後、枠体22の貫通孔22ａ内に図示しない透明な封止樹脂を充填して発光素子23を封止することによって発光装置となる（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００４】
この発光装置を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することにより、発光装置が外部電気回路基板に実装されるとともに発光素子23の電極が外部電気回路に電気的に接続されて発光素子23へ電力が供給されることとなる。
【０００５】
なお、このようなセラミック製のパッケージでは、内部に収容する発光素子23が発光する光を貫通孔22ａ内面で反射させて発光装置の発光効率を良好とするために、貫通孔22ａの内面にニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の金属から成るめっき層26ｂを表面に有する金属層26ａを被着させている。
【０００６】
また、このパッケージは、セラミックグリーンシート（以下、グリーンシートとともいう）積層法により製作されており、具体的には以下のように製作される。基体21用のグリーンシートと枠体22用のグリーンシートとを準備し、これらのグリーンシートにメタライズ配線導体24ａ，24ｂを導出させるための貫通孔や発光素子23を収容するための貫通孔を主面に略垂直に打ち抜く。次に、基体21用のグリーンシートの上面から下面にかけてメタライズ配線導体24ａ，24ｂ形成用のＷ，Ｍｏなどの高融点金属粉末から成る導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等で塗布し、枠体22用のグリーンシートの貫通孔内面に金属層26ａ形成用の上記導体ペーストをスクリーン印刷法等で塗布する。基体21用のグリーンシートと枠体22用のグリーンシートとを上下に積層し、次にこれらを高温で焼成して焼結体と成す。その後、メタライズ配線導体24ａ，24ｂおよび金属層26ａの露出表面に、ＮｉやＡｕ等の金属から成るめっき層26ｂ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り製作される。
【０００７】
しかしながら、この従来のパッケージによると、貫通孔22ａの内面が基体11の上面に略直交しており、そのため、貫通孔22ａの内面で反射した光が外部に均一かつ良好に放出されず、このパッケージを用いた発光装置の発光効率がそれ程高くならないという問題点を有していた。
【０００８】
そこで、図３に示すように、上面に発光素子13を搭載するための搭載部11ａを有する略直方体状の基体11の上面に、発光素子13を収容するための貫通孔12ａを中央部に有する枠体12を接合して成るパッケージであって、枠体12の貫通孔12ａ内面は、基体11上面に対して55〜70度の角度で外側に広がっているとともにその表面に算術平均粗さＲａが１〜３μｍでかつ発光素子13が発光する光に対する反射率が80％以上のめっき層16ｂが被着されているパッケージを、本出願人は提案した（下記の特許文献１）。
【０００９】
このパッケージによると、貫通孔12ａの内面が基体11の上面に対して55〜70度の角度で外側に広がっているとともに、この内面の表面にＲａが１〜３μｍでかつ発光素子13が発光する光に対する反射率が80％以上の金属層16ａが被着されていることから、貫通孔12ａ内に収容する発光素子13が発光する光を傾斜した貫通孔12ａ内面のめっき層16ｂにより良好に反射させて外部に向かって均一かつ効率良く放射することができる。
【００１０】
なお、このパッケージは以下のようにして製作される。枠体12用のグリーンシートに貫通孔12ａをその内面が55〜70度の傾斜面となるように穿孔し、次に枠体12用のグリーンシートの貫通孔12ａ内面に導体ペーストを塗布し、次に枠体12用のグリーンシートと基体11用のグリーンシートとを枠体12用のグリーンシートの貫通孔12ａの内面が外側に広がる向きに積層し接合する。これらを焼成して基体11上面に貫通孔12ａを有する枠体12が積層一体化されるとともに貫通孔12ａ内面に金属層16ａが被着された焼結体を得る。次に、貫通孔12ａ内面の金属層16ａ表面にＲａが1〜３μｍでかつ発光素子13の光に対する反射率が80％以上のめっき層16ｂを被着させて製作される。
【００１１】
【特許文献１】
特開平14−232017号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１のパッケージによると、貫通孔12ａの内面に金属層16ａが被着されているが、金属層16ａの部位に発光素子13の発する熱やその他の外部からの熱が加わると、メタライズ金属層16ａと貫通孔12ａが形成された枠体12との間にそれらの熱膨張係数差に起因する熱応力が発生し、これが金属層16ａを引き剥がすように作用して、金属層16ａが被着された部位から剥れてしまうという問題点があった。
【００１３】
また、金属層16ａの露出表面に、金属色が反射に良好な白色を示し、入射光と反射光との間で光色に変化を与えない点でＡｕより優れるＡｇから成るめっき層16ｂを被着させた場合、めっき層16ｂと金属層16ａとの被着強度が弱く、枠体12の貫通孔12ａ内に透明な封止樹脂を充填して発光素子13を封止する際に、その封止樹脂に熱を加えて硬化させると、封止樹脂とめっき層16ｂおよび金属層16ａとの間に熱膨張係数差に起因する熱応力が発生し、これがめっき層16ｂを引き剥すように作用してめっき層16ｂが金属層16ａから剥れてしまうという問題点もあった。
【００１４】
さらに、貫通孔12ａの横断面形状は円形や四角形状であるが、円形の場合、発光素子13を搭載する領域が小さくなり、そのため、貫通孔12ａの内面に被着された金属層16ａおよびめっき層16ｂが搭載部11ａと配線導体14ｂとを短絡させてしまう危険性があった。また、貫通孔12ａの直径を大きくして発光素子13の搭載される底面の面積を大きくすると、枠体12が大きくなり、パッケージが大型化してしまっていた。また、貫通孔12ａの横断面形状を四角形状にすると、貫通孔12ａの内面に金属層16ａおよびめっき層16ｂを被着した際に、貫通穴12ａの内面の角部に応力が集中し、枠体12にクラック等が発生するという問題点があった。
【００１５】
従って、本発明は、上記従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、枠体の貫通孔の内面に被着された金属層とその表面に被着されためっき層との被着強度を向上させるとともに、めっき層が発光素子の光を良好に反射させて外部に均一かつ効率良く放射し、それにより発光装置の発光効率を極めて高いものとすることが可能な信頼性の高い発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供することにある。
【００１６】
また、枠体の貫通孔の内面に被着された金属層およびめっき層が搭載部とメタライズ配線導体とを短絡させることがなく、また、枠体にクラック等が発生するのを防ぐことができるものとすることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
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基体と、該基体上に形成され、前記発光素子が収容される貫通孔を有する酸化アルミニウム質焼結体から成る枠体と、前記枠体の貫通孔の内面に被着され、タングステン１００重量部に対してモリブデンが１〜５重量部含有して成る金属層と、前記金属層上に被着されたニッケルめっき層と、前記ニッケルめっき層上に被着された銀めっき層と、を備えたものである。
【００１８】
本発明の発光素子収納用パッケージは、枠体は、酸化アルミニウム質焼結体から成るとともに、貫通孔の内面にタングステンおよびモリブデンを含む金属層が被着されていることから、酸化アルミニウム質焼結体からなる枠体と金属層との熱膨張係数差に起因して発生する熱応力が小さくなり、金属層が貫通孔の内面から剥れることを防ぐことができる。
【００１９】
また、金属層上にＮｉめっき層、Ａｇめっき層が順次被着されていることから、金属層とＮｉめっき層との被着強度が強く、またＮｉめっき層とＡｇめっき層とは濡れ性も良く被着強度も強いため、発光素子を透明樹脂で封止する際に、Ｎｉめっき層およびＡｇめっき層がそれぞれ被着された部位から剥れることを防ぐことができる。
【００２０】
従って、金属層、Ｎｉめっき層およびＡｇめっき層から成る反射層の被着の信頼性が高く、また、貫通孔に収容された発光素子が発した光を貫通孔内面のＡｇめっき層により良好に反射させて外部に向かって均一かつ効率良く放射することができる。
【００２１】
本発明の発光素子収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記貫通孔は、横断面形状が略楕円形であるとともに内面が前記枠体の下面から上面に向けて広がるように傾斜していることを特徴とする。
【００２２】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは貫通孔は横断面形状が略楕円形であるとともに内面が枠体の下面から上面に向けて広がるように傾斜していることから、枠体の貫通孔の底面の発光素子を搭載する領域を大きくすることができるとともに、枠体の貫通孔の内面に金属層、ニッケルめっき層および銀めっき層を被着した際に、金属層、ニッケルめっき層および銀めっき層と搭載部とメタライズ配線導体とが短絡するのを有効に防止できる。また、貫通孔の内面には角部が形成されていないことから、枠体にクラックが発生するのを有効に防止できる。さらに、貫通孔の内面が外側に広がるように傾斜していることから、発光素子の光を効果的に集束させて外部に反射することができる。
【００２３】
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た発光素子と、該発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことを特徴とする。
【００２４】
本発明の発光装置は、上記の構成により、反射層の被着の信頼性が高く、反射性能の高いものとなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
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は、本発明のパッケージについて実施の形態の一例を示す断面図であり、１は基体、２は枠体であり、主としてこれらで発光素子３を収容するための本発明のパッケージが構成されている。
【００２６】
本発明のパッケージは、上面に発光素子３を搭載するための導体層から成る搭載部１ａを有するセラミックスから成る略直方体の基体１の上面に、発光素子３を収容するための貫通孔２ａを中央部に有するセラミックスから成る枠体２が搭載部１ａを囲繞するように接合されたものにおいて、枠体２は、酸化アルミニウム質焼結体から成るとともに、貫通孔２ａの内面にタングステンおよびモリブデンを含む金属層６ａが被着され、金属層６ａ上にＮｉめっき層６ｂおよびＡｇめっき層６ｃが順次被着されている構成である。
【００２７】
本発明の基体１は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス質焼結体等のセラミックスから成る略直方体であり、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を搭載するための導体層から成る搭載部１ａを有している。この基体１は、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グリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、グリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに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。
【００２８】
また、基体１は、上面の搭載部１ａから下面にかけて導出するメタライズ配線導体４ａおよび搭載部１ａの周辺から下面にかけて導出するメタライズ配線導体４ｂが被着形成されている。搭載部１ａおよびメタライズ配線導体４ａ，４ｂはＷ，Ｍｏ，マンガン（Ｍｎ）等の金属粉末のメタライズから成り、メタライズ配線導体４ａ，４ｂはパッケージ内部に収容する発光素子３を外部に電気的に接続する導電路として機能する。そして、搭載部１ａには発光ダイオード等の発光素子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、メタライズ配線導体４ｂの搭載部１ａ周辺の部位には発光素子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。
【００２９】
基体１に設けたメタライズ配線導体４ａ，４ｂは、Ｗ，Ｍｏ，Ｍｎ等の高融点金属粉末のメタライズから成り、このメタライズ配線導体４ａ，４ｂは図示しない外部電気回路の配線導体に接続され、半導体素子３の各電極と外部電気回路とを電気的に導通させるものである。メタライズ配線導体４ａ，４ｂは、例えばＷ等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た導体ペーストを、基体１となるグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、基体１の所定位置に被着形成される。
【００３０】
なお、メタライズ配線導体４ａ，４ｂの露出する表面にＮｉ、ＡｕやＡｇ等の耐蝕性に優れかつロウ材の濡れ性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚みに被着させておくと、メタライズ配線導体４ａ，４ｂが酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、メタライズ配線導体４ａと発光素子３との接合およびメタライズ配線導体４ｂとボンディングワイヤ５との接合を強固にすることができる。従って、メタライズ配線導体４ａ，４ｂの露出表面に、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕめっき層またはＡｇめっき層とを、電解めっき法や無電解めっき法により順次被着するのがよい。
【００３１】
本発明の枠体２は、酸化アルミニウム（アルミナ）質焼結体から成り、上述のように基体１が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合と実質的に同じ組成であるグリーンシートに、枠体２の中央部に発光素子３を収容するための略円形、略四角形または略楕円形状の貫通孔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、基体１となるグリーンシートの上に積層して焼結し基体１と一体化している。
【００３２】
基体１および枠体２は、基体１の上面から下面までの厚みおよび枠体２の内面から外面までの厚みが0.8ｍｍ以上である場合において、白色セラミックスから成るのが好ましい。白色セラミックスは、上記の酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体等でもって作製できる。なお、枠体２の場合は酸化アルミニウム質焼結体であって白色セラミックスから成ることは勿論である。また基体１および枠体２は、その厚みが0.8ｍｍ以上であると、白色セラミックスの露出した表面における波長400〜700ｎｍの光に対する反射率を80％以上にすることができ、発光素子３の波長400〜700ｎｍの光をパッケージの上方に効率良く反射することができるので、基体１や枠体２の表面のめっき層が被着されていない露出した部位から発光素子３が発光する光が侵入して透過したり、吸光するのを有効に防止できる。
【００３３】
本発明において、好ましくは貫通孔２ａは横断面形状が略楕円形であるとともに内面が枠体２の下面から上面に向けて広がるように傾斜していることから、枠体２の貫通孔２ａの底面の発光素子３を搭載する領域を大きくすることができるとともに、枠体２の貫通孔２ａの内面に金属層６ａ、ニッケルめっき層６ｂおよび銀めっき層６ｃを被着した際に、金属層６ａ、ニッケルめっき層６ｂおよび銀めっき層６ｃと搭載部１ａとメタライズ配線導体４ｂとが短絡するのを有効に防止できる。また、貫通孔２ａの内面には角部が形成されていないことから、枠体２にクラックが発生するのを有効に防止できる。さらに、貫通孔２ａの内面が外側に広がるように傾斜していることから、発光素子３の光を効果的に集束させて外部に反射することができる。
【００３４】
また、枠体２となるグリーンシートの貫通孔２ａの内面に、ＷとＭｏとの混合金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た導体ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、貫通孔２ａの内面の略全面または所定位置に金属層６ａが被着形成される。
【００３５】
この金属層６ａは、Ｗ100重量部に対してＭｏが１〜５重量部含有されているのが好ましい。１重量部未満の場合、アルミナ質焼結体（熱膨張係数：約7.8×10-6／℃）から成る枠体２と、Ｗ（熱膨張係数：約4.6×10-6／℃）およびＭｏ（熱膨張係数：約5.7×10-6／℃）からなる金属層６ａとの熱膨張係数差による熱応力が大きくなる傾向にある。５重量部を超えると、金属層６ａの枠体２に対する被着強度が弱くなる傾向にある。
【００３６】
即ち、金属層６ａは、熱膨張係数が4.6×10-6／℃程度のＷに、熱膨張係数が5.7×10-6／℃程度とＷに比べてアルミナ質焼結体に熱膨張係数が近いＭｏを少量含有させることにより、熱膨張係数がアルミナ質焼結体に近似したものとなる。その結果、金属層６ａの枠体２に対する被着の信頼性が大幅に向上することとなる。
【００３７】
また、金属層６ａ上に厚さ1〜10μｍ程度のＮｉめっき層６ｂ、Ｎｉめっき層６ｂ上に厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｇめっき層６ｃ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。即ち、金属層６ａとＡｇめっき層６ｃとの間にＮｉめっき層６ｂを介在させた構成であり、金属層６ｃとＮｉめっき層６ｂとの被着強度は強く、またＮｉめっき層６ｂとＡｇめっき層６ｃとは濡れ性も良く被着強度も強い。これにより、枠体２の貫通孔２ａ内に透明樹脂を充填して発光素子３を封止する際に、その透明樹脂に熱を加えて硬化させても、熱による熱応力でＮｉめっき層６ｂおよびＡｇめっき層６ｃがそれぞれ被着された部位から剥れることを防ぐことができる。そして、Ａｇめっき層６ｃは、貫通孔２ａの内側に収容された発光素子３が発した光を効果的に反射させる反射層として機能し、金属色が良好な白色を示し、入射光と反射光との間で光色に変化を与えない点でＡｕよりも優れている。
【００３８】
また、本発明においては、貫通孔２ａの内面が基体１の上面となす角度θ（図１）は35〜70度が好ましい。70度を超えると、貫通孔２ａの内側に収容された発光素子３が発する光を外部に良好に反射することが困難となる。θが35度未満では、貫通孔２ａの内面をそのような角度でもって打ち抜き法で安定的かつ効率良く形成することが困難となる。
【００３９】
なお、枠体２の貫通孔２ａは、枠体２用のグリーンシートに貫通孔を打ち抜き金型を用いて打ち抜くことによって形成される。このとき、枠体２用のグリーンシートに形成される貫通孔の内面をグリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて35〜70度の角度θで広がるように形成する。このように貫通孔２ａの内面がグリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて35〜70度の角度θで広がるように形成することにより、枠体２の貫通孔２ａ内面が基体１の上面に対して35〜70度の角度θで外側に広がるように形成される。そして、貫通孔２ａはその横断面形状が略円形であってもよく、この場合には貫通孔２ａに収容された発光素子３が発する光をの貫通孔２ａの内面で全方向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。
【００４０】
しかし、貫通孔２ａの横断面形状が略円形の場合は発光素子３が搭載される領域が狭くなり易いため、貫通孔２ａの横断面形状は略楕円形状が好ましい。
【００４１】
また、貫通孔２ａの内面に被着されたＡｇめっき層６ｃの表面の算術平均粗さＲａは、１〜３μｍが好ましい。１μｍ未満では、貫通孔２ａに収容された発光素子３が発する光を均一に反射させることが困難になり、反射光の強さに偏りが発生しやすくなる。３μｍを超えると、そのような粗い面を打ち抜き法によって安定的かつ効率良く形成することが困難となる。
【００４２】
さらに、Ａｇめっき層６ｃは、貫通孔２ａに収容された発光素子３が発する光に対する反射率が80％以上が好ましい。80％未満であると、貫通孔２ａに収容された発光素子３が発する光を良好に反射することが困難となる。
【００４３】
また、金属層６ａ、Ｎｉめっき層６ｂおよびＡｇめっき層６ｃは、少なくとも貫通孔２aの内面の発光素子３の上面から上側の部位に形成されていればよく、あるいは、Ａｇめっき層６ｃは、少なくともＮｉめっき層６ｂの発光素子３の上面から上側の部位に形成されていればよく、この場合、発光素子３の光を効率良く外部へ反射することができる。さらに、金属層６ａ、Ｎｉめっき層６ｂおよびＡｇめっき層６ｃは、貫通孔２ａの内面ばかりでなく、基体１の露出した上面で搭載部１ａおよびメタライズ配線導体４ａ，４ｂの周囲に形成されていてもよい。この場合、貫通孔２ａの内面や透明樹脂内等で乱反射し基体１の露出した上面に達した光を外部に効果的に反射させることができる。
【００４４】
また、枠体２の上面に黒色、茶色、紺色等のコーティングを施して、発光素子３の発光領域（反射領域を含む）と非発光領域とのコントラストを高めたり、隣接する発光装置との光の干渉を抑えることもできる。
【００４５】
発光素子３を覆う透明樹脂は、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂等から成る。
【００４６】
かくして、本発明のパッケージによれば、基体１の搭載部１ａ上に発光素子３を搭載するとともに発光素子３の電極とメタライズ配線導体４ｂとをボンディングワイヤー５を介して電気的に接続し、しかる後、発光素子３を覆うように透明樹脂を設けるかまたは発光素子３が収容された貫通孔２ａ内に透明樹脂を充填して発光素子３を封止することによって、発光装置となる。
【００４７】
また、発光素子３を覆うように透明樹脂を設けて発光素子３を封止した後、枠体２の上面に透明蓋体を接合してもよいし、あるいは透明樹脂の代わりにガラスにて封止しても良く、または透明樹脂を設けずに枠体２の上面に透明蓋体を接合してもよい。
【００４８】
なお、本発明は上述の実施の形態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可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子を搭載するための導体層から成る搭載部を有するセラミックスから成る略直方体の基体の上面に、発光素子を収容するための貫通孔を中央部に有するセラミックスから成る枠体が搭載部を囲繞するように接合されたものにおいて、枠体は、酸化アルミニウム質焼結体から成るとともに、貫通孔の内面にタングステンおよびモリブデンを含む金属層が被着され、金属層上にニッケルめっき層および銀めっき層が順次被着されていることにより、酸化アルミニウム質焼結体からなる枠体と金属層との熱膨張係数差に起因して発生する熱応力が小さくなり、金属層が貫通孔の内面から剥れることを防ぐことができる。
【００５０】
また、金属層上にＮｉめっき層およびＡｇめっき層が順次被着されていることから、金属層とＮｉめっき層との被着強度が強く、またＮｉめっき層とＡｇめっき層とは濡れ性も良く被着強度も強いため、発光素子を透明樹脂で封止する際に、Ｎｉめっき層およびＡｇめっき層がそれぞれ被着された部位から剥れることを防ぐことができる。
【００５１】
従って、金属層、Ｎｉめっき層およびＡｇめっき層から成る反射層の被着の信頼性が高く、また、貫通孔に収容された発光素子が発した光を貫通孔内面のＡｇめっき層により良好に反射させて外部に向かって均一かつ効率良く放射することができる。
【００５２】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは貫通孔は横断面形状が略楕円形であるとともに内面が枠体の下面から上面に向けて広がるように傾斜していることから、枠体の貫通孔の底面の発光素子を搭載する領域を大きくすることができるとともに、枠体の貫通孔の内面にメタライズ金属層、ニッケルめっき層および銀めっき層を被着した際に、メタライズ金属層、ニッケルめっき層および銀めっき層と搭載部とメタライズ配線導体とが短絡するのを有効に防止できる。また、貫通孔の内面には角部が形成されていないことから、枠体にクラックが発生するのを有効に防止できる。さらに、貫通孔の内面が外側に広がるように傾斜していることから、発光素子の光を効果的に集束させて外部に反射することができる。
【００５３】
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、搭載部に搭載された発光素子と、発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことにより、反射層の被着の信頼性が高く、反射性能の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の発光素子収納用パッケージで枠体の貫通孔を略楕円形状としたものの実施の形態の一例を示す平面図である。
【図３】従来の発光素子収納用パッケージの一例の断面図である。
【図４】従来の発光素子収納用パッケージの他の例の断面図である。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：搭載部
２：枠体
２ａ：貫通孔
３：発光素子
６ａ：金属層
６ｂ：Ｎｉめっき層
６ｃ：Ａｇめっき層
【発明の属する技術分野】
本発明は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および発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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４に示すように、上面の中央部に発光素子23を搭載するための導体層から成る搭載部21ａを有し、搭載部21ａおよびその周辺から下面に導出される一対のメタライズ配線導体24ａ，24ｂを有する略直方体状のセラミック製の基体21と、基体21の上面に接合され、中央部に発光素子23を収容するための貫通孔22ａを有する略四角枠状のセラミック製の枠体22とから構成されている。
【０００３】
そして、基体21の上面に導出された一方のメタライズ配線導体24ａに接続された搭載部21ａに発光素子23を導電性接合材等を介して固着するとともに、発光素子23の電極と他方のメタライズ配線導体24ｂとをボンディングワイヤ25を介して電気的に接続し、しかる後、枠体22の貫通孔22ａ内に図示しない透明な封止樹脂を充填して発光素子23を封止することによって発光装置となる（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００４】
この発光装置を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することにより、発光装置が外部電気回路基板に実装されるとともに発光素子23の電極が外部電気回路に電気的に接続されて発光素子23へ電力が供給されることとなる。
【０００５】
なお、このようなセラミック製のパッケージでは、内部に収容する発光素子23が発光する光を貫通孔22ａ内面で反射させて発光装置の発光効率を良好とするために、貫通孔22ａの内面にニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の金属から成るめっき層26ｂを表面に有する金属層26ａを被着させている。
【０００６】
また、このパッケージは、セラミックグリーンシート（以下、グリーンシートとともいう）積層法により製作されており、具体的には以下のように製作される。基体21用のグリーンシートと枠体22用のグリーンシートとを準備し、これらのグリーンシートにメタライズ配線導体24ａ，24ｂを導出させるための貫通孔や発光素子23を収容するための貫通孔を主面に略垂直に打ち抜く。次に、基体21用のグリーンシートの上面から下面にかけてメタライズ配線導体24ａ，24ｂ形成用のＷ，Ｍｏなどの高融点金属粉末から成る導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等で塗布し、枠体22用のグリーンシートの貫通孔内面に金属層26ａ形成用の上記導体ペーストをスクリーン印刷法等で塗布する。基体21用のグリーンシートと枠体22用のグリーンシートとを上下に積層し、次にこれらを高温で焼成して焼結体と成す。その後、メタライズ配線導体24ａ，24ｂおよび金属層26ａの露出表面に、ＮｉやＡｕ等の金属から成るめっき層26ｂ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り製作される。
【０００７】
しかしながら、この従来のパッケージによると、貫通孔22ａの内面が基体11の上面に略直交しており、そのため、貫通孔22ａの内面で反射した光が外部に均一かつ良好に放出されず、このパッケージを用いた発光装置の発光効率がそれ程高くならないという問題点を有していた。
【０００８】
そこで、図３に示すように、上面に発光素子13を搭載するための搭載部11ａを有する略直方体状の基体11の上面に、発光素子13を収容するための貫通孔12ａを中央部に有する枠体12を接合して成るパッケージであって、枠体12の貫通孔12ａ内面は、基体11上面に対して55〜70度の角度で外側に広がっているとともにその表面に算術平均粗さＲａが１〜３μｍでかつ発光素子13が発光する光に対する反射率が80％以上のめっき層16ｂが被着されているパッケージを、本出願人は提案した（下記の特許文献１）。
【０００９】
このパッケージによると、貫通孔12ａの内面が基体11の上面に対して55〜70度の角度で外側に広がっているとともに、この内面の表面にＲａが１〜３μｍでかつ発光素子13が発光する光に対する反射率が80％以上の金属層16ａが被着されていることから、貫通孔12ａ内に収容する発光素子13が発光する光を傾斜した貫通孔12ａ内面のめっき層16ｂにより良好に反射させて外部に向かって均一かつ効率良く放射することができる。
【００１０】
なお、このパッケージは以下のようにして製作される。枠体12用のグリーンシートに貫通孔12ａをその内面が55〜70度の傾斜面となるように穿孔し、次に枠体12用のグリーンシートの貫通孔12ａ内面に導体ペーストを塗布し、次に枠体12用のグリーンシートと基体11用のグリーンシートとを枠体12用のグリーンシートの貫通孔12ａの内面が外側に広がる向きに積層し接合する。これらを焼成して基体11上面に貫通孔12ａを有する枠体12が積層一体化されるとともに貫通孔12ａ内面に金属層16ａが被着された焼結体を得る。次に、貫通孔12ａ内面の金属層16ａ表面にＲａが1〜３μｍでかつ発光素子13の光に対する反射率が80％以上のめっき層16ｂを被着させて製作される。
【００１１】
【特許文献１】
特開平14−232017号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１のパッケージによると、貫通孔12ａの内面に金属層16ａが被着されているが、金属層16ａの部位に発光素子13の発する熱やその他の外部からの熱が加わると、メタライズ金属層16ａと貫通孔12ａが形成された枠体12との間にそれらの熱膨張係数差に起因する熱応力が発生し、これが金属層16ａを引き剥がすように作用して、金属層16ａが被着された部位から剥れてしまうという問題点があった。
【００１３】
また、金属層16ａの露出表面に、金属色が反射に良好な白色を示し、入射光と反射光との間で光色に変化を与えない点でＡｕより優れるＡｇから成るめっき層16ｂを被着させた場合、めっき層16ｂと金属層16ａとの被着強度が弱く、枠体12の貫通孔12ａ内に透明な封止樹脂を充填して発光素子13を封止する際に、その封止樹脂に熱を加えて硬化させると、封止樹脂とめっき層16ｂおよび金属層16ａとの間に熱膨張係数差に起因する熱応力が発生し、これがめっき層16ｂを引き剥すように作用してめっき層16ｂが金属層16ａから剥れてしまうという問題点もあった。
【００１４】
さらに、貫通孔12ａの横断面形状は円形や四角形状であるが、円形の場合、発光素子13を搭載する領域が小さくなり、そのため、貫通孔12ａの内面に被着された金属層16ａおよびめっき層16ｂが搭載部11ａと配線導体14ｂとを短絡させてしまう危険性があった。また、貫通孔12ａの直径を大きくして発光素子13の搭載される底面の面積を大きくすると、枠体12が大きくなり、パッケージが大型化してしまっていた。また、貫通孔12ａの横断面形状を四角形状にすると、貫通孔12ａの内面に金属層16ａおよびめっき層16ｂを被着した際に、貫通穴12ａの内面の角部に応力が集中し、枠体12にクラック等が発生するという問題点があった。
【００１５】
従って、本発明は、上記従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、枠体の貫通孔の内面に被着された金属層とその表面に被着されためっき層との被着強度を向上させるとともに、めっき層が発光素子の光を良好に反射させて外部に均一かつ効率良く放射し、それにより発光装置の発光効率を極めて高いものとすることが可能な信頼性の高い発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供することにある。
【００１６】
また、枠体の貫通孔の内面に被着された金属層およびめっき層が搭載部とメタライズ配線導体とを短絡させることがなく、また、枠体にクラック等が発生するのを防ぐことができるものとすることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
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基体と、該基体上に形成され、前記発光素子が収容される貫通孔を有する酸化アルミニウム質焼結体から成る枠体と、前記枠体の貫通孔の内面に被着され、タングステン１００重量部に対してモリブデンが１〜５重量部含有して成る金属層と、前記金属層上に被着されたニッケルめっき層と、前記ニッケルめっき層上に被着された銀めっき層と、を備えたものである。
【００１８】
本発明の発光素子収納用パッケージは、枠体は、酸化アルミニウム質焼結体から成るとともに、貫通孔の内面にタングステンおよびモリブデンを含む金属層が被着されていることから、酸化アルミニウム質焼結体からなる枠体と金属層との熱膨張係数差に起因して発生する熱応力が小さくなり、金属層が貫通孔の内面から剥れることを防ぐことができる。
【００１９】
また、金属層上にＮｉめっき層、Ａｇめっき層が順次被着されていることから、金属層とＮｉめっき層との被着強度が強く、またＮｉめっき層とＡｇめっき層とは濡れ性も良く被着強度も強いため、発光素子を透明樹脂で封止する際に、Ｎｉめっき層およびＡｇめっき層がそれぞれ被着された部位から剥れることを防ぐことができる。
【００２０】
従って、金属層、Ｎｉめっき層およびＡｇめっき層から成る反射層の被着の信頼性が高く、また、貫通孔に収容された発光素子が発した光を貫通孔内面のＡｇめっき層により良好に反射させて外部に向かって均一かつ効率良く放射することができる。
【００２１】
本発明の発光素子収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記貫通孔は、横断面形状が略楕円形であるとともに内面が前記枠体の下面から上面に向けて広がるように傾斜していることを特徴とする。
【００２２】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは貫通孔は横断面形状が略楕円形であるとともに内面が枠体の下面から上面に向けて広がるように傾斜していることから、枠体の貫通孔の底面の発光素子を搭載する領域を大きくすることができるとともに、枠体の貫通孔の内面に金属層、ニッケルめっき層および銀めっき層を被着した際に、金属層、ニッケルめっき層および銀めっき層と搭載部とメタライズ配線導体とが短絡するのを有効に防止できる。また、貫通孔の内面には角部が形成されていないことから、枠体にクラックが発生するのを有効に防止できる。さらに、貫通孔の内面が外側に広がるように傾斜していることから、発光素子の光を効果的に集束させて外部に反射することができる。
【００２３】
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た発光素子と、該発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことを特徴とする。
【００２４】
本発明の発光装置は、上記の構成により、反射層の被着の信頼性が高く、反射性能の高いものとなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
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は、本発明のパッケージについて実施の形態の一例を示す断面図であり、１は基体、２は枠体であり、主としてこれらで発光素子３を収容するための本発明のパッケージが構成されている。
【００２６】
本発明のパッケージは、上面に発光素子３を搭載するための導体層から成る搭載部１ａを有するセラミックスから成る略直方体の基体１の上面に、発光素子３を収容するための貫通孔２ａを中央部に有するセラミックスから成る枠体２が搭載部１ａを囲繞するように接合されたものにおいて、枠体２は、酸化アルミニウム質焼結体から成るとともに、貫通孔２ａの内面にタングステンおよびモリブデンを含む金属層６ａが被着され、金属層６ａ上にＮｉめっき層６ｂおよびＡｇめっき層６ｃが順次被着されている構成である。
【００２７】
本発明の基体１は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス質焼結体等のセラミックスから成る略直方体であり、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を搭載するための導体層から成る搭載部１ａを有している。この基体１は、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グリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、グリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに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。
【００２８】
また、基体１は、上面の搭載部１ａから下面にかけて導出するメタライズ配線導体４ａおよび搭載部１ａの周辺から下面にかけて導出するメタライズ配線導体４ｂが被着形成されている。搭載部１ａおよびメタライズ配線導体４ａ，４ｂはＷ，Ｍｏ，マンガン（Ｍｎ）等の金属粉末のメタライズから成り、メタライズ配線導体４ａ，４ｂはパッケージ内部に収容する発光素子３を外部に電気的に接続する導電路として機能する。そして、搭載部１ａには発光ダイオード等の発光素子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、メタライズ配線導体４ｂの搭載部１ａ周辺の部位には発光素子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。
【００２９】
基体１に設けたメタライズ配線導体４ａ，４ｂは、Ｗ，Ｍｏ，Ｍｎ等の高融点金属粉末のメタライズから成り、このメタライズ配線導体４ａ，４ｂは図示しない外部電気回路の配線導体に接続され、半導体素子３の各電極と外部電気回路とを電気的に導通させるものである。メタライズ配線導体４ａ，４ｂは、例えばＷ等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た導体ペーストを、基体１となるグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、基体１の所定位置に被着形成される。
【００３０】
なお、メタライズ配線導体４ａ，４ｂの露出する表面にＮｉ、ＡｕやＡｇ等の耐蝕性に優れかつロウ材の濡れ性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚みに被着させておくと、メタライズ配線導体４ａ，４ｂが酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、メタライズ配線導体４ａと発光素子３との接合およびメタライズ配線導体４ｂとボンディングワイヤ５との接合を強固にすることができる。従って、メタライズ配線導体４ａ，４ｂの露出表面に、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕめっき層またはＡｇめっき層とを、電解めっき法や無電解めっき法により順次被着するのがよい。
【００３１】
本発明の枠体２は、酸化アルミニウム（アルミナ）質焼結体から成り、上述のように基体１が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合と実質的に同じ組成であるグリーンシートに、枠体２の中央部に発光素子３を収容するための略円形、略四角形または略楕円形状の貫通孔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、基体１となるグリーンシートの上に積層して焼結し基体１と一体化している。
【００３２】
基体１および枠体２は、基体１の上面から下面までの厚みおよび枠体２の内面から外面までの厚みが0.8ｍｍ以上である場合において、白色セラミックスから成るのが好ましい。白色セラミックスは、上記の酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体等でもって作製できる。なお、枠体２の場合は酸化アルミニウム質焼結体であって白色セラミックスから成ることは勿論である。また基体１および枠体２は、その厚みが0.8ｍｍ以上であると、白色セラミックスの露出した表面における波長400〜700ｎｍの光に対する反射率を80％以上にすることができ、発光素子３の波長400〜700ｎｍの光をパッケージの上方に効率良く反射することができるので、基体１や枠体２の表面のめっき層が被着されていない露出した部位から発光素子３が発光する光が侵入して透過したり、吸光するのを有効に防止できる。
【００３３】
本発明において、好ましくは貫通孔２ａは横断面形状が略楕円形であるとともに内面が枠体２の下面から上面に向けて広がるように傾斜していることから、枠体２の貫通孔２ａの底面の発光素子３を搭載する領域を大きくすることができるとともに、枠体２の貫通孔２ａの内面に金属層６ａ、ニッケルめっき層６ｂおよび銀めっき層６ｃを被着した際に、金属層６ａ、ニッケルめっき層６ｂおよび銀めっき層６ｃと搭載部１ａとメタライズ配線導体４ｂとが短絡するのを有効に防止できる。また、貫通孔２ａの内面には角部が形成されていないことから、枠体２にクラックが発生するのを有効に防止できる。さらに、貫通孔２ａの内面が外側に広がるように傾斜していることから、発光素子３の光を効果的に集束させて外部に反射することができる。
【００３４】
また、枠体２となるグリーンシートの貫通孔２ａの内面に、ＷとＭｏとの混合金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た導体ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、貫通孔２ａの内面の略全面または所定位置に金属層６ａが被着形成される。
【００３５】
この金属層６ａは、Ｗ100重量部に対してＭｏが１〜５重量部含有されているのが好ましい。１重量部未満の場合、アルミナ質焼結体（熱膨張係数：約7.8×10-6／℃）から成る枠体２と、Ｗ（熱膨張係数：約4.6×10-6／℃）およびＭｏ（熱膨張係数：約5.7×10-6／℃）からなる金属層６ａとの熱膨張係数差による熱応力が大きくなる傾向にある。５重量部を超えると、金属層６ａの枠体２に対する被着強度が弱くなる傾向にある。
【００３６】
即ち、金属層６ａは、熱膨張係数が4.6×10-6／℃程度のＷに、熱膨張係数が5.7×10-6／℃程度とＷに比べてアルミナ質焼結体に熱膨張係数が近いＭｏを少量含有させることにより、熱膨張係数がアルミナ質焼結体に近似したものとなる。その結果、金属層６ａの枠体２に対する被着の信頼性が大幅に向上することとなる。
【００３７】
また、金属層６ａ上に厚さ1〜10μｍ程度のＮｉめっき層６ｂ、Ｎｉめっき層６ｂ上に厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｇめっき層６ｃ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。即ち、金属層６ａとＡｇめっき層６ｃとの間にＮｉめっき層６ｂを介在させた構成であり、金属層６ｃとＮｉめっき層６ｂとの被着強度は強く、またＮｉめっき層６ｂとＡｇめっき層６ｃとは濡れ性も良く被着強度も強い。これにより、枠体２の貫通孔２ａ内に透明樹脂を充填して発光素子３を封止する際に、その透明樹脂に熱を加えて硬化させても、熱による熱応力でＮｉめっき層６ｂおよびＡｇめっき層６ｃがそれぞれ被着された部位から剥れることを防ぐことができる。そして、Ａｇめっき層６ｃは、貫通孔２ａの内側に収容された発光素子３が発した光を効果的に反射させる反射層として機能し、金属色が良好な白色を示し、入射光と反射光との間で光色に変化を与えない点でＡｕよりも優れている。
【００３８】
また、本発明においては、貫通孔２ａの内面が基体１の上面となす角度θ（図１）は35〜70度が好ましい。70度を超えると、貫通孔２ａの内側に収容された発光素子３が発する光を外部に良好に反射することが困難となる。θが35度未満では、貫通孔２ａの内面をそのような角度でもって打ち抜き法で安定的かつ効率良く形成することが困難となる。
【００３９】
なお、枠体２の貫通孔２ａは、枠体２用のグリーンシートに貫通孔を打ち抜き金型を用いて打ち抜くことによって形成される。このとき、枠体２用のグリーンシートに形成される貫通孔の内面をグリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて35〜70度の角度θで広がるように形成する。このように貫通孔２ａの内面がグリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて35〜70度の角度θで広がるように形成することにより、枠体２の貫通孔２ａ内面が基体１の上面に対して35〜70度の角度θで外側に広がるように形成される。そして、貫通孔２ａはその横断面形状が略円形であってもよく、この場合には貫通孔２ａに収容された発光素子３が発する光をの貫通孔２ａの内面で全方向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。
【００４０】
しかし、貫通孔２ａの横断面形状が略円形の場合は発光素子３が搭載される領域が狭くなり易いため、貫通孔２ａの横断面形状は略楕円形状が好ましい。
【００４１】
また、貫通孔２ａの内面に被着されたＡｇめっき層６ｃの表面の算術平均粗さＲａは、１〜３μｍが好ましい。１μｍ未満では、貫通孔２ａに収容された発光素子３が発する光を均一に反射させることが困難になり、反射光の強さに偏りが発生しやすくなる。３μｍを超えると、そのような粗い面を打ち抜き法によって安定的かつ効率良く形成することが困難となる。
【００４２】
さらに、Ａｇめっき層６ｃは、貫通孔２ａに収容された発光素子３が発する光に対する反射率が80％以上が好ましい。80％未満であると、貫通孔２ａに収容された発光素子３が発する光を良好に反射することが困難となる。
【００４３】
また、金属層６ａ、Ｎｉめっき層６ｂおよびＡｇめっき層６ｃは、少なくとも貫通孔２aの内面の発光素子３の上面から上側の部位に形成されていればよく、あるいは、Ａｇめっき層６ｃは、少なくともＮｉめっき層６ｂの発光素子３の上面から上側の部位に形成されていればよく、この場合、発光素子３の光を効率良く外部へ反射することができる。さらに、金属層６ａ、Ｎｉめっき層６ｂおよびＡｇめっき層６ｃは、貫通孔２ａの内面ばかりでなく、基体１の露出した上面で搭載部１ａおよびメタライズ配線導体４ａ，４ｂの周囲に形成されていてもよい。この場合、貫通孔２ａの内面や透明樹脂内等で乱反射し基体１の露出した上面に達した光を外部に効果的に反射させることができる。
【００４４】
また、枠体２の上面に黒色、茶色、紺色等のコーティングを施して、発光素子３の発光領域（反射領域を含む）と非発光領域とのコントラストを高めたり、隣接する発光装置との光の干渉を抑えることもできる。
【００４５】
発光素子３を覆う透明樹脂は、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂等から成る。
【００４６】
かくして、本発明のパッケージによれば、基体１の搭載部１ａ上に発光素子３を搭載するとともに発光素子３の電極とメタライズ配線導体４ｂとをボンディングワイヤー５を介して電気的に接続し、しかる後、発光素子３を覆うように透明樹脂を設けるかまたは発光素子３が収容された貫通孔２ａ内に透明樹脂を充填して発光素子３を封止することによって、発光装置となる。
【００４７】
また、発光素子３を覆うように透明樹脂を設けて発光素子３を封止した後、枠体２の上面に透明蓋体を接合してもよいし、あるいは透明樹脂の代わりにガラスにて封止しても良く、または透明樹脂を設けずに枠体２の上面に透明蓋体を接合してもよい。
【００４８】
なお、本発明は上述の実施の形態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可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子を搭載するための導体層から成る搭載部を有するセラミックスから成る略直方体の基体の上面に、発光素子を収容するための貫通孔を中央部に有するセラミックスから成る枠体が搭載部を囲繞するように接合されたものにおいて、枠体は、酸化アルミニウム質焼結体から成るとともに、貫通孔の内面にタングステンおよびモリブデンを含む金属層が被着され、金属層上にニッケルめっき層および銀めっき層が順次被着されていることにより、酸化アルミニウム質焼結体からなる枠体と金属層との熱膨張係数差に起因して発生する熱応力が小さくなり、金属層が貫通孔の内面から剥れることを防ぐことができる。
【００５０】
また、金属層上にＮｉめっき層およびＡｇめっき層が順次被着されていることから、金属層とＮｉめっき層との被着強度が強く、またＮｉめっき層とＡｇめっき層とは濡れ性も良く被着強度も強いため、発光素子を透明樹脂で封止する際に、Ｎｉめっき層およびＡｇめっき層がそれぞれ被着された部位から剥れることを防ぐことができる。
【００５１】
従って、金属層、Ｎｉめっき層およびＡｇめっき層から成る反射層の被着の信頼性が高く、また、貫通孔に収容された発光素子が発した光を貫通孔内面のＡｇめっき層により良好に反射させて外部に向かって均一かつ効率良く放射することができる。
【００５２】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは貫通孔は横断面形状が略楕円形であるとともに内面が枠体の下面から上面に向けて広がるように傾斜していることから、枠体の貫通孔の底面の発光素子を搭載する領域を大きくすることができるとともに、枠体の貫通孔の内面にメタライズ金属層、ニッケルめっき層および銀めっき層を被着した際に、メタライズ金属層、ニッケルめっき層および銀めっき層と搭載部とメタライズ配線導体とが短絡するのを有効に防止できる。また、貫通孔の内面には角部が形成されていないことから、枠体にクラックが発生するのを有効に防止できる。さらに、貫通孔の内面が外側に広がるように傾斜していることから、発光素子の光を効果的に集束させて外部に反射することができる。
【００５３】
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、搭載部に搭載された発光素子と、発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことにより、反射層の被着の信頼性が高く、反射性能の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の発光素子収納用パッケージで枠体の貫通孔を略楕円形状としたものの実施の形態の一例を示す平面図である。
【図３】従来の発光素子収納用パッケージの一例の断面図である。
【図４】従来の発光素子収納用パッケージの他の例の断面図である。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：搭載部
２：枠体
２ａ：貫通孔
３：発光素子
６ａ：金属層
６ｂ：Ｎｉめっき層
６ｃ：Ａｇめっき層
Claims (4)
- 上面に発光素子の搭載部を有する基体と、
該基体上に形成され、前記発光素子が収容される貫通孔を有する酸化アルミニウム質焼結体から成る枠体と、
前記枠体の貫通孔の内面に被着され、タングステン１００重量部に対してモリブデンが１〜５重量部含有して成る金属層と、
前記金属層上に被着されたニッケルめっき層と、
前記ニッケルめっき層上に被着された銀めっき層と、
を備えた発光素子収納用パッケージ。 - 前記枠体は、白色の酸化アルミニウム質焼結体から成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。
- 前記貫通孔は、横断面形状が略楕円形であるとともに内面が前記枠体の下面から上面に向けて広がるように傾斜していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子収納用パッケージ。
- 請求項１乃至請求項３のいずれかに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た発光素子と、
該発光素子を覆う透明樹脂と、
を具備した発光装置。
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