JP4174366B2

JP4174366B2 - Light emitting element storage package and light emitting device

Info

Publication number: JP4174366B2
Application number: JP2003118972A
Authority: JP
Inventors: 大輔作本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: JP2004327632A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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】
従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子13を収容するための発光素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）を図４に示す。図４において、パッケージは、上面の中央部に発光素子13を搭載するための搭載部11ａを有し、搭載部11ａおよびその周辺からパッケージの内外を電気的に導通接続するリード端子やメタライズ配線等からなる配線導体（図示せず）が形成された絶縁体から成る基体11と、基体11の上面に接着固定され、中央部に発光素子13を収納するための貫通孔が形成された、金属、樹脂またはセラミックス等からなる枠体12とから主に構成される。
【０００３】
基体11は酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）や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等のセラミックス、またはエポキシ樹脂等の樹脂から成る。基体11がセラミックスから成る場合、その上面に配線導体がタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）−マンガン（Ｍｎ）等から成る金属ペーストを高温で焼成して形成される。また、基体11が樹脂から成る場合、銅（Ｃｕ）や鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等から成るリード端子がモールド成型されて基体11の内部に設置固定される。
【０００４】
また、枠体12は、アルミニウム（Ａｌ）やＦｅ−Ｎｉ−コバルト（Ｃｏ）合金等の金属、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスまたはエポキシ樹脂等の樹脂から成り、切削加工や金型成型または押し出し成型等の成型技術により形成される。さらに、枠体12の中央部には上方に向かうに伴って外側に広がる貫通孔が形成されており、発光素子13から発光された光を枠体12の内周面で反射することができる。そして、この光の反射率を向上させるために、枠体12の内周面にＡｌ等の金属が蒸着法やメッキ法により被着される。そして、枠体12は、半田、銀ロウ等のロウ材または樹脂接合材等の接合材15により、搭載部11ａを枠体12の内周面で取り囲むように基体11の上面に接合される。
【０００５】
そして、搭載部11ａの周辺に配置した配線導体と発光素子13の電極とをボンディングワイヤ（図示せず）を介して電気的に接続し、しかる後、枠体12の内側にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂を発光素子13を覆うように充填し熱硬化させる。または、発光素子13の周囲または表面に蛍光体や蛍光体を混入した透明樹脂を塗布した後に、枠体12の内側に透明樹脂を充填し熱硬化させることで、発光素子13からの光を蛍光体により波長変換し所望の波長スペクトルを有する光を取り出せる発光装置と成すことができる。そして、枠体12の上面に透光性の透光性蓋体14を半田や樹脂接合材等で接合して発光装置となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開2001−36148号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のパッケージにおいては、その製造工程で、熱膨張係数が６×10^−６／℃程度である酸化アルミニウム質焼結体等から成る基体11と、熱膨張係数が23×10^−６／℃程度であるＡｌから成る枠体12とを接合材15で加熱し冷却して接合する際、接合材15には基体11と枠体12との熱膨張係数差に起因する応力が発生しクラックを生じるとともに、この応力が接合材15の破壊強度以上になると接合材15が破壊される。また、基体11には枠体12との熱膨張係数差に起因する熱収縮の差により、基体11を上側または下側に反らす曲げモーメントが生じ、この曲げモーメントによる応力で基体11にクラックが生じるとともに、この応力が破壊強度以上になると基体11が破壊される。その結果、パッケージは気密性を保持できなくなり、発光装置は長期間にわたる信頼性を維持できなくなるという問題点があった。
【０００８】
また、発光装置を作動時に発生した発光素子13の熱がパッケージ全体に伝達することによっても、基体11と枠体12との接合部に熱膨張係数差に起因する応力が生じてクラックが発生する。その結果、発光装置を作動させる際のパッケージの気密性が保持できなくなり、発光装置は長期間にわたり正常かつ安定した作動が困難になるという問題点があった。
【０００９】
さらに、発光素子13の熱により枠体12が熱膨張することにより、枠体12の内周面の形状が変形するため、その内周面で発光素子13が発する光を反射させて発光装置の外部に所望の放射角度、強度分布で効率よく放射させることができなくなる。その結果、発光素子13から枠体12の内周面で反射されて透光性蓋体14へ入射する光の入射角度が安定せず、透光性蓋体14下面で反射による損失が増大し、外部に放射される光が減少するとともに、発光装置の光の強度分布にむらが生じるという問題点があった。
【００１０】
また、発光素子13の光波長が400ｎｍ以下で、基体11と枠体12との接合材15がエポキシ樹脂等の樹脂接着剤から成る場合、樹脂が紫外光を吸収することにより劣化し、接合材15の接合強度や耐湿性が著しく低下する。その結果、発光装置は長期間にわたり気密性を保持できなくなり、パッケージ内部に水分が浸透することで発光素子13の特性が劣化したり、透光性蓋体14に水滴等が付着したりして光損失が増加するという問題点があった。
【００１１】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、基体および基体と枠体との接合部にクラックが生じて発光装置の気密性の保持が困難となることを抑制するとともに、発光素子の光を外部に安定した所望の放射角度、強度分布で効率よく放射させることができ、さらに、接合材の紫外光よる接合強度や耐湿性の劣化を抑制することにある。
【００１２】
【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、上面の中央部に発光素子が搭載される搭載部を有する基体と、該基体の側面に内周面の下端部が全周にわたって接合された枠体とを具備しており、該枠体は、前記基体よりも上側の前記内周面に全周にわたって、下面の全面が前記基体と接しないように前記搭載部側に張り出した張出部が形成されており、該張出部は、その下面の前記搭載部側の端の高さが前記発光素子の発光部の高さよりも低いことを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面の中央部に発光素子が搭載される搭載部を有する基体と、この基体の側面に内周面の下端部が全周にわたって接合された枠体とを具備しており、枠体は、基体よりも上側の内周面に全周にわたって、下面の全面が基体と接しないように搭載部側に張り出した張出部が形成されており、この張出部は、その下面の搭載部側の端の高さが発光素子の発光部の高さよりも低いことから、枠体および基体が熱膨張により大きく寸法変化する方向、即ち、基体の上下面に平行な方向に対して、基体と枠体との接合面を直交させることができるため、枠体が基体よりも大きく熱膨張したとしても、その応力を基体の上下面に平行な方向にだけ作用させることができ、従来のような基体の端を上側または下側に反らそうとする曲げモーメントを著しく減少させることができる。その結果、基体が反るのを有効に低減することができ、基体や接合部に生じるクラックや、破壊強度以上の応力が生じることによる基体の破壊を有効に抑制できる。これにより、気密性を長期間にわたり保持できるとともに、正常かつ安定して作動させることができる発光素子収納用パッケージはとすることができる。
【００１４】
また、基体と枠体との熱膨張差によって生じる応力が接合部では小さくなるため、基体と枠体との接合面積を小さくすることができ、発光素子から生じた熱が基体から枠体に伝達されるのを有効に抑制することができる。
【００１５】
さらに、基体と張出部との間に空気層や、発光素子収納用パッケージ内部に充填される透明樹脂層をもうけることができるため、基体から枠体への熱抵抗が大きくなり、発光素子より発生した熱が基体を介して枠体に伝達するのを有効に抑制することができる。その結果、枠体の熱膨張によって生じる基体への曲げモーメントを抑制でき、基体にクラックや割れが発生するのを有効に抑制できる。また、枠体の熱膨張による内周面の変形や、枠体の変形に伴う透光性蓋体のずれを有効に抑制できることから、発光素子の光を枠体の内周面で安定かつ効率よく反射させて発光素子収納用パッケージの外部へ取り出すことができる。
【００１６】
また、発光素子の光波長が400ｎｍ以下の紫外光で、基体と枠体との接合材がアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂接着剤から成る場合、発光素子の紫外光が張出部によって遮光されるため、直接的に接合材に照射されることはなく、接合材が紫外光によって劣化して接合強度や耐湿性が低下するのを有効に抑制できる。その結果、長期間にわたり発光装置の高い気密性を保持することができるとともに、発光装置内部への水分の浸透による発光素子の特性劣化や透光性蓋体に水滴が付着することによる光学的な特性の劣化を抑制できる。
【００１７】
本発明の発光装置は、上記構成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、前記枠体の上面に取着された透光性蓋体とを具備していることを特徴とする。
【００１８】
本発明の発光装置は、上記の構成により、枠体の熱膨張、熱収縮に起因する基体や接合材のクラックや破壊、剥がれ等を抑制し、長期間にわたって気密性を保持することができ、また、発光素子の光を外部に安定した所望の放射角度、強度分布で効率よく放射させることができる。その結果、発光素子の光を効率よく安定して発光素子収納用パッケージの外部に取り出すことができる発光装置とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子収納用パッケージについて以下に詳細に説明する。図１は本発明のパッケージの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を収容するためのパッケージが構成されており、この基体１の搭載部１ａに発光素子３を搭載し、枠体２の上面に、透光性蓋体４を取着することにより発光装置となる。
【００２０】
本発明のパッケージは、上面の中央部に発光素子３が搭載される搭載部１ａを有する基体１と、この基体１の側面に内周面の下端部が全周にわたって接合された枠体２とを具備しており、この枠体２は、基体１よりも上側の内周面に全周にわたって、下面の全面が基体１と接しないように、搭載部１ａ側に張り出した張出部２ａが形成されており、この張出部２ａは、その下面の搭載部１ａ側の端の高さが発光素子３の発光部の高さよりも低くなっている。即ち、基体１の上面と張出部２ａの下面との間に発光素子３の発光部の高さよりも低い隙間６を有している。
【００２１】
なお、発光部は、一般に発光素子３の上面に設けられているが、発光素子３の側面に設けられていてもよい。
【００２２】
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等のセラミックス、またはエポキシ樹脂等の樹脂から成る絶縁体であり、発光素子３を支持する支持部材として機能し、その上面に発光素子３を搭載するための搭載部１ａを有している。
【００２３】
また、基体１がセラミックスから成る場合、搭載部１ａやその周囲、および基体１の枠体２内側から外側にかけて、パッケージの内外を電気的に導通接続するためのＷ，Ｍｏ，Ｍｎ等の金属粉末から成るメタライズ層を形成した配線導体（図示せず）が形成されており、また、基体１の下面等の外部に露出した表面の配線導体層にＣｕ，Ｆｅ−Ｎｉ合金等の金属から成るリード端子（図示せず）が接合される。また、基体１が樹脂から成る場合、ＣｕやＦｅ−Ｎｉ合金等から成るリード端子がモールド成型された基体１の内部に設置固定されている。
【００２４】
そして、搭載部１ａにはＬＥＤ等の発光素子３が銀等の金属粉末を樹脂に混入した銀（Ａｇ）−エポキシ樹脂等の接合材（Ａｇペースト）や、セラミックス等の粉末を樹脂に混入した接着材、半田、樹脂接着剤等の接合材５で接合される。そして、搭載部１ａの周囲の配線導体に発光素子３の電極がボンディングワイヤ（図示せず）を介して電気的に接続される。
【００２５】
なお、配線導体の露出する表面にＮｉや金（Ａｕ）等の耐食性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚みで被着させておくのがよく、これにより配線導体が酸化腐食するのを有効に防止できるとともに、発光素子３との接続や、ボンディングワイヤとの接続、リード端子との接続を強固にすることができる。
【００２６】
また、基板１の上面には、基板１下面への光の透過を有効に抑制するとともに、基板１の上側に光を反射させるために、配線導体またはリード端子に電気的に短絡しないように、Ａｌ，Ａｇ，金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），Ｃｕ等の金属を蒸着法やメッキ法により反射層として形成し、基板１の上方への光の反射率を向上させることが好ましい。
【００２７】
本発明の枠体２は、基体１の側面に内周面の下端部が全周にわたって半田や樹脂接着剤等の接合材５で接合されており、この枠体２は、基体１よりも上側の内周面に全周にわたって、下面の全面が基体１と接しないように、搭載部１ａ側に張り出した張出部２ａが形成されており、この張出部２ａは、その下面の搭載部１ａ側の端の高さが発光素子３の発光部の高さよりも低くなっている。
【００２８】
これにより、枠体２および基体１が熱膨張により大きく寸法変化する方向、即ち、基体１の上下面に平行な方向に対して、基体１と枠体２との接合面を直交させることができるため、枠体２が基体１よりも大きく熱膨張したとしても、その応力を基体１の上下面に平行な方向にだけ作用させることができ、従来のような基体１の端を上側または下側に反らそうとする曲げモーメントを著しく減少させることができる。その結果、基体１が反るのを有効に低減することができ、基体１や接合部に生じるクラックや、破壊強度以上の応力が生じることによる基体１の破壊を有効に抑制できる。これにより、気密性を長期間にわたり保持できるとともに、正常かつ安定して作動させることができる発光素子収納用パッケージとすることができる。
【００２９】
また、基体１と枠体２との熱膨張差によって生じる応力が接合部では小さくなるため、基体１と枠体２との接合面積を小さくすることができ、発光素子３から生じた熱が基体１から枠体２に伝達されるのを有効に抑制することができる。
【００３０】
さらに、基体１と張出部２ａとの間に空気層や、パッケージ内部に充填される透明樹脂層をもうけることができるため、基体１から枠体２への熱抵抗が大きくなり、発光素子３より発生した熱が基体１を介して枠体２に伝達するのを有効に抑制することができる。その結果、枠体２の熱膨張によって生じる基体１への曲げモーメントを抑制でき、基体１にクラックや割れが発生するのを有効に抑制できる。また、枠体２の熱膨張による内周面の変形や、枠体２の変形に伴う透光性蓋体４のずれを有効に抑制できることから、発光素子３の光を枠体２の内周面で安定かつ効率よく反射させてパッケージの外部へ取り出すことができる。
【００３１】
また、発光素子３の光波長が400ｎｍ以下の紫外光で、基体１と枠体２との接合材５がアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂接着剤から成る場合、発光素子３の紫外光が張出部２ａによって遮光されるため、直接的に接合材５に照射されることはなく、接合材５が紫外光によって劣化して接合強度や耐湿性が低下するのを有効に抑制できる。その結果、長期間にわたり発光装置の高い気密性を保持することができるとともに、発光装置内部への水分の浸透による発光素子３の特性劣化や透光性蓋体４に水滴が付着することによる光学的な特性の劣化を抑制できる。
【００３２】
また、張出部２ａは、その内周面がパッケージの上側に向かうに伴って開口径が大きくなるように傾斜面にするとともに、この内周面の算術平均粗さを0.01μｍ以下にすることが好ましい。その結果、発光素子３から横方向に出射される光を内周面にて上方向に反射させ効率よくパッケージの外部へ光を放射することができる。
【００３３】
なお、張出部２ａは、その内周面の算術平均粗さが0.01μｍより大きい場合、張出部２ａの内周面で光が散乱するために、長距離へ光を伝搬させることが困難となり、発光装置の光度が劣化し易くなる。従って、張出部２ａの内周面を上側へ外側に広がるように形成するとともに、この内周面の算術平均粗さを0.01μｍ以下にすることにより、発光素子３の光を効率よくパッケージ外部に出射し光度を上昇させることができるとともに、発光装置の遠方へより光を照射することができる。
【００３４】
さらに枠体２は、張出部２ａの下面の搭載部１ａ側の端の高さが発光素子３の高さよりも低く、即ち、基体１上面と張出部２ａの下面との間に、発光素子３の発光部と基体１との距離より小さい隙間６を有するように基体１の側面の全周にわたって接合材５により接合されている。これにより、基体１と張出部２ａとの間には、空気層やパッケージ内部に充填される熱伝導率が0.3Ｗ／ｍ・Ｋ程度である透明性のエポキシ樹脂による樹脂層が形成される。その結果、隙間６による基体１から枠体２への熱抵抗が大きくなり、発光素子３より基体１を介して枠体２に伝達する熱が抑制される。従って、枠体２の熱膨張による内周面の変形や透光性部材４のずれを有効に抑制できることから、発光素子３の光を枠体２の内周面で安定かつ効率よく反射して、パッケージの外部へ取り出すことができる。
【００３５】
また、枠体２は、図２に示すように、張出部２ａの下面の搭載部１ａ側の端に全周にわたって下側に突出した凸部２ｃを形成することが好ましい。これにより、発光素子３の側面より出射される光を効率よくパッケージの内側に反射させ、パッケージ外部に効率よく取り出すことができる。即ち、張出部２ａの下面の搭載部１ａ側の端に凸部２ｃを形成することで、発光素子３から横方向に出射される光が基体１と枠体２との隙間６に入るのを有効に遮断し、この光を張出部２ａの内周面で効率よく反射させることができる。
【００３６】
さらに、凸部２ｃにより枠体２の強度を補強することができ、枠体２が熱により変形するのをより効果的に防ぐことができる。その結果、発光素子３の光のパッケージの上側へ反射効率を良好に維持させることができる。
【００３７】
なお、この凸部２ｃは、張出部２ａの付け根の部分の下面に凹部を設けることにより形成してもよい。これにより、張出部２ａと基体１との距離が大きくなり、発光素子３で発生した熱が基体１より張出部２ａに伝わるのをより有効に抑制することができる。
【００３８】
また、このような凸部２ｃは、張出部２ａの下面に全周にわたって形成する必要はなく、少なくとも枠体２の変形が生じ易い部位に形成すればよい。このような枠体２の変形が生じ易い部位とは、例えば、枠体２の内周面の開口が四角形状等の角を有する多角形状であればこの角の部位であり、また、発光素子３が多角形状であれば、発光素子３の角部に対応する部位である。
【００３９】
また、枠体２は、図３に示すように、張出部２ａと下端部２ｂとの間に切欠き部２ｄを設けることが好ましい。これにより、パッケージ製造工程におけるパッケージへの加熱や冷却により、または、発光装置を作動する際に発光素子３から発生した熱により、枠体２が熱膨張したり熱収縮したりして基体１と枠体２との接合部に応力が生じたとしても、切欠き部２ｄを有することによって変形し易くなった張出部２ａが適度に変形することにより応力を吸収することができる。その結果、基体１と枠体２との接合部に生じる応力が有効に抑制され、基体１や接合材５に生じるクラックや破壊を抑制でき、発光装置を長期間にわたり正常かつ安定して作動させることができる。
【００４０】
なお、枠体２は、紫外光領域から可視光領域の光に対し反射率が高いＡｌ，Ａｇ，Ａｕ等の金属、また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等のセラミックス、またはエポキシ樹脂等の樹脂から成る。例えば、枠体２がセラミックスや樹脂から成る場合、その表面に反射率の高いＡｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕ等の金属を蒸着法やメッキ法により反射層として形成することが好ましい。
【００４１】
また、接合材５は、半田、無機フィラーを含有する樹脂接着剤、樹脂接着剤、Ａｇペースト、250℃以上の融点を有するガラスフリット等から成る。パッケージに長期間にわたる気密性が必要とされる場合、基体１と枠体２とを半田やガラスフリットから成る接合材５で接合することが好ましい。その結果、発光装置は長期にわたり気密性を保持できるととに、水分等の浸透による発光素子３の特性劣化や破損、透光性蓋体４への水滴の付着による光損失や光散乱等を有効に抑制できる。
【００４２】
接合材５は樹脂接着剤や無機フィラーを含有する樹脂接着剤を用いるのがよい。これにより、枠体２と基体１との熱膨張差によりこれらの接合部に応力が生じたとしても、接合材５が弾性率が比較的低い樹脂を含んでいるので、この応力を有効に吸収することができる。
【００４３】
このような樹脂を含有する接合材５を用いるとともに、発光素子３から発光される光が400ｎｍ以下の紫外光を含む場合、樹脂が紫外光により劣化するのを、張出部２ａにより有効に抑制することができる。即ち、発光素子３の紫外光が張出部２ａによって遮光されるため、直接的に接合材５に照射されることはなく、接合材５が紫外光によって劣化して接合強度や耐湿性が低下するのを有効に抑制できる。その結果、長期間にわたり発光装置の高い気密性を保持することができるとともに、発光装置内部への水分の浸透による発光素子３の特性劣化や透光性蓋体４に水滴が付着することによる光学的な特性の劣化を抑制できる。
【００４４】
また、透光性蓋体４はガラス、サファイア、石英、またはエポキシ樹脂，アクリル樹脂等の樹脂（プラスチック）などの透光性材料から成り、枠体２内側に設置された、発光素子３、配線導体、ボンディングワイヤを保護するとともに、パッケージ内部を気密に封止する。また、透光性蓋体４をレンズ状にすることにより光学レンズの機能を付加することによって、発光素子３の光を集光または分散させて所望の放射角度、強度分布で発光素子３の光をパッケージ外部に取り出すことができる。
【００４５】
かくして、本発明のパッケージは、基体１の搭載部１ａに発光素子３を搭載するとともに、発光素子３の電極をボンディングワイヤ等で配線導体に接続し、枠体２の上面に透光性蓋体４を半田や樹脂接着剤等で接合することにより発光装置となる。なお、発光素子３を保護して光出射効率を良好に維持するために、枠体２の内側に透明樹脂を充填し熱硬化させて発光素子３を覆う被覆層を形成することが好ましい。
【００４６】
また、発光素子３の周囲または表面に蛍光体もしくは蛍光体を混入した透明樹脂を塗布した後、発光素子３を覆う透明樹脂を充填し熱硬化させ、枠体２の上面に透光性蓋体４を半田や樹脂接着剤等で接合することにより、発光素子３の光を蛍光体により波長変換し所望の波長スペクトルを有する光を取り出すことができる発光装置となる。
【００４７】
なお、本発明は上記の実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何等支障ない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面の中央部に発光素子が搭載される搭載部を有する基体と、この基体の側面に内周面の下端部が全周にわたって接合された枠体とを具備しており、枠体は、基体よりも上側の内周面に全周にわたって、下面の全面が基体と接しないように搭載部側に張り出した張出部が形成されており、この張出部は、その下面の搭載部側の端の高さが発光素子の発光部の高さよりも低いことから、枠体および基体が熱膨張により大きく寸法変化する方向、即ち、基体の上下面に平行な方向に対して、基体と枠体との接合面を直交させることができるため、枠体が基体よりも大きく熱膨張したとしても、その応力を基体の上下面に平行な方向にだけ作用させることができ、従来のような基体の端を上側または下側に反らそうとする曲げモーメントを著しく減少させることができる。その結果、基体が反るのを有効に低減することができ、基体や接合部に生じるクラックや、破壊強度以上の応力が生じることによる基体の破壊を有効に抑制できる。これにより、気密性を長期間にわたり保持できるとともに、正常かつ安定して作動させることができる発光素子収納用パッケージはとすることができる。
【００４９】
また、基体と枠体との熱膨張差によって生じる応力が接合部では小さくなるため、基体と枠体との接合面積を小さくすることができ、発光素子から生じた熱が基体から枠体に伝達されるのを有効に抑制することができる。
【００５０】
さらに、基体と張出部との間に空気層や、発光素子収納用パッケージ内部に充填される透明樹脂層をもうけることができるため、基体から枠体への熱抵抗が大きくなり、発光素子より発生した熱が基体を介して枠体に伝達するのを有効に抑制することができる。その結果、枠体の熱膨張によって生じる基体への曲げモーメントを抑制でき、基体にクラックや割れが発生するのを有効に抑制できる。また、枠体の熱膨張による内周面の変形や、枠体の変形に伴う透光性蓋体のずれを有効に抑制できることから、発光素子の光を枠体の内周面で安定かつ効率よく反射させて発光素子収納用パッケージの外部へ取り出すことができる。
【００５１】
また、発光素子の光波長が400ｎｍ以下の紫外光で、基体と枠体との接合材がアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂接着剤から成る場合、発光素子の紫外光が張出部によって遮光されるため、直接的に接合材に照射されることはなく、接合材が紫外光によって劣化して接合強度や耐湿性が低下するのを有効に抑制できる。その結果、長期間にわたり発光装置の高い気密性を保持することができるとともに、発光装置内部への水分の浸透による発光素子の特性劣化や透光性蓋体に水滴が付着することによる光学的な特性の劣化を抑制できる。
【００５２】
本発明の発光装置は、上記構成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、枠体の上面に取着された透光性蓋体とを具備していることにより、枠体の熱膨張、熱収縮に起因する基体や接合材のクラックや破壊、剥がれ等を抑制し、長期間にわたって気密性を保持することができ、また、発光素子の光を外部に安定した所望の放射角度、強度分布で効率よく放射させることができる。その結果、発光素子の光を効率よく安定して発光素子収納用パッケージの外部に取り出すことができる発光装置とすることができる。
【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について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について実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】従来の発光素子収納用パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：搭載部
２：枠体
２ａ：張出部
３：発光素子
４：蓋体
５：接合材
６：隙間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting element housing package and a light emitting device for housing a light emitting element.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows a light emitting element housing package (hereinafter also simply referred to as a package) for housing a light emitting element 13 such as a conventional light emitting diode (LED). In FIG. 4, the package has a mounting portion 11a for mounting the light emitting element 13 at the center of the upper surface, and leads, metallized wiring, etc. that electrically connect the mounting portion 11a and its periphery to the inside and outside of the package. A base body 11 made of an insulator having a wiring conductor (not shown) formed of, and a metal having an adhesive hole fixed on the upper surface of the base body 11 and a through-hole for accommodating the light emitting element 13 formed in the central portion; It is mainly composed of a frame 12 made of resin or ceramics.
[0003]
The substrate 11 is made of an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, ceramics such as glass ceramics, or a resin such as an epoxy resin. When the substrate 11 is made of ceramic, the wiring conductor is formed on its upper surface by firing a metal paste made of tungsten (W), molybdenum (Mo) -manganese (Mn), etc. at a high temperature. When the base 11 is made of a resin, lead terminals made of copper (Cu), iron (Fe) -nickel (Ni) alloy, etc. are molded and fixed inside the base 11.
[0004]
The frame 12 is made of a metal such as aluminum (Al) or Fe-Ni-cobalt (Co) alloy, a ceramic such as an aluminum oxide sintered body, or a resin such as an epoxy resin. It is formed by a molding technique such as extrusion molding. Furthermore, a through-hole that extends outward as it goes upward is formed in the central portion of the frame body 12, and the light emitted from the light emitting element 13 can be reflected by the inner peripheral surface of the frame body 12. In order to improve the light reflectance, a metal such as Al is deposited on the inner peripheral surface of the frame 12 by a vapor deposition method or a plating method. The frame body 12 is bonded to the upper surface of the base 11 by a brazing material such as solder, silver brazing, or a bonding material 15 such as a resin bonding material so that the mounting portion 11a is surrounded by the inner peripheral surface of the frame body 12.
[0005]
Then, the wiring conductor disposed around the mounting portion 11a and the electrode of the light emitting element 13 are electrically connected via a bonding wire (not shown), and thereafter, an epoxy resin or a silicone resin is placed inside the frame body 12. A transparent resin such as the above is filled so as to cover the light emitting element 13 and thermally cured. Alternatively, after applying a fluorescent material or a transparent resin mixed with a fluorescent material around or on the surface of the light-emitting element 13, the inside of the frame 12 is filled with the transparent resin and thermally cured, so that the light from the light-emitting element 13 is fluorescent. A light emitting device capable of extracting light having a desired wavelength spectrum after wavelength conversion by a body can be obtained. Then, a translucent lid 14 is bonded to the upper surface of the frame 12 with solder, a resin bonding material, or the like to form a light emitting device.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-36148
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional package has a coefficient of thermal expansion of 6 × 10 6 during the manufacturing process. ^-6 A base 11 made of an aluminum oxide sintered body having a thermal expansion coefficient of 23 × 10 ^-6 When the frame body 12 made of Al at about / ° C. is heated by the bonding material 15 and cooled and bonded, a stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the base body 11 and the frame body 12 is generated in the bonding material 15. When the crack is generated and the stress exceeds the breaking strength of the bonding material 15, the bonding material 15 is broken. Further, the base 11 has a bending moment that causes the base 11 to warp upward or downward due to a difference in thermal shrinkage caused by the difference in thermal expansion coefficient with the frame 12, and a crack is generated in the base 11 due to the stress due to this bending moment. At the same time, when the stress exceeds the breaking strength, the substrate 11 is broken. As a result, there is a problem that the package cannot maintain airtightness and the light emitting device cannot maintain reliability for a long period of time.
[0008]
Further, when heat of the light emitting element 13 generated during operation of the light emitting device is transmitted to the entire package, stress due to the difference in thermal expansion coefficient is generated at the joint portion of the base body 11 and the frame body 12, and cracks are generated. . As a result, the hermeticity of the package cannot be maintained when the light emitting device is operated, and the light emitting device has a problem that it is difficult to operate normally and stably for a long period of time.
[0009]
Further, since the shape of the inner peripheral surface of the frame 12 is deformed by the thermal expansion of the frame 12 due to the heat of the light emitting element 13, the light emitted from the light emitting element 13 is reflected on the inner peripheral surface of the light emitting device. It becomes impossible to efficiently radiate outside with a desired radiation angle and intensity distribution. As a result, the incident angle of light reflected from the light emitting element 13 on the inner peripheral surface of the frame 12 and entering the translucent lid 14 is not stable, and loss due to reflection increases on the lower surface of the translucent lid 14. However, there is a problem that the light emitted to the outside is reduced and the light intensity distribution of the light emitting device is uneven.
[0010]
Further, when the light wavelength of the light emitting element 13 is 400 nm or less and the bonding material 15 between the base 11 and the frame 12 is made of a resin adhesive such as an epoxy resin, the resin deteriorates by absorbing ultraviolet light, and the bonding material The joint strength and moisture resistance of 15 are significantly reduced. As a result, the light emitting device cannot maintain hermeticity for a long period of time, and moisture penetrates into the package, so that the characteristics of the light emitting element 13 are deteriorated or water droplets or the like adhere to the translucent lid 14. There was a problem that optical loss increased.
[0011]
Therefore, the present invention has been completed in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to make it difficult to maintain the airtightness of the light emitting device due to the occurrence of cracks in the base and the joint between the base and the frame. It is possible to efficiently radiate the light of the light emitting element to the outside with a desired radiation angle and intensity distribution that is stable to the outside, and to further suppress deterioration of the bonding strength and moisture resistance due to the ultraviolet light of the bonding material. It is in.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The light emitting element storage package of the present invention includes a base body having a mounting portion on which a light emitting element is mounted at the center of the upper surface, and a frame body in which the lower end portion of the inner peripheral surface is joined to the entire side surface of the base body. The frame body is formed with an overhanging portion projecting toward the mounting portion so that the entire lower surface does not contact the base body over the entire circumference on the inner peripheral surface above the base body. The overhanging portion is characterized in that the height of the end of the lower surface on the mounting portion side is lower than the height of the light emitting portion of the light emitting element.
[0013]
The light emitting element storage package of the present invention includes a base body having a mounting portion on which the light emitting element is mounted at the center of the upper surface, and a frame body in which the lower end portion of the inner peripheral surface is joined to the entire side surface of the base body. The frame body has an overhang extending over the entire inner peripheral surface above the base so that the entire lower surface is not in contact with the base. Since the height of the end of the lower surface on the mounting portion side is lower than the height of the light emitting portion of the light emitting element, the part and the base are parallel to the direction in which the size of the frame and the base greatly changes due to thermal expansion, that is, the top and bottom of the base. Since the bonding surface of the base body and the frame body can be perpendicular to the direction, even if the frame body thermally expands more than the base body, the stress acts only in the direction parallel to the upper and lower surfaces of the base body. The edge of the substrate can be turned upside down It can significantly reduce the bending moment and so. As a result, it is possible to effectively reduce the warping of the base, and it is possible to effectively suppress the breakage of the base due to the occurrence of cracks in the base and the joint and the stress exceeding the breaking strength. Thereby, while being able to maintain airtightness for a long period of time, the light emitting element storage package which can be operated normally and stably can be obtained.
[0014]
In addition, since the stress generated by the difference in thermal expansion between the base and the frame is reduced at the joint, the joint area between the base and the frame can be reduced, and heat generated from the light emitting element is transmitted from the base to the frame. Can be effectively suppressed.
[0015]
Furthermore, since an air layer or a transparent resin layer filled in the light emitting element storage package can be provided between the base and the overhanging portion, the thermal resistance from the base to the frame is increased, which is greater than that of the light emitting element. It is possible to effectively suppress the generated heat from being transmitted to the frame through the base. As a result, the bending moment to the base caused by the thermal expansion of the frame can be suppressed, and the occurrence of cracks and cracks in the base can be effectively suppressed. In addition, since the deformation of the inner peripheral surface due to the thermal expansion of the frame body and the displacement of the translucent lid due to the deformation of the frame body can be effectively suppressed, the light of the light emitting element is stably and efficiently transmitted on the inner peripheral surface of the frame body. It can be reflected well and taken out of the light emitting element storage package.
[0016]
Further, when the light wavelength of the light emitting element is ultraviolet light of 400 nm or less and the bonding material between the base and the frame is made of a resin adhesive such as acrylic resin or epoxy resin, the ultraviolet light of the light emitting element is shielded by the overhanging portion. Therefore, the bonding material is not directly irradiated, and it is possible to effectively suppress the bonding material from being deteriorated by ultraviolet light and the bonding strength and moisture resistance being lowered. As a result, the airtightness of the light emitting device can be maintained over a long period of time, and the optical characteristics due to the deterioration of the characteristics of the light emitting element due to the penetration of moisture into the light emitting device and the attachment of water droplets to the translucent lid. Deterioration of characteristics can be suppressed.
[0017]
The light-emitting device of the present invention includes the light-emitting element storage package having the above-described configuration, the light-emitting element mounted on the mounting portion, and a translucent lid attached to the upper surface of the frame. It is characterized by.
[0018]
The light-emitting device of the present invention has the above-described configuration, and can suppress cracks, breakage, peeling, and the like of the base body and the bonding material due to thermal expansion and thermal contraction of the frame body, and can maintain airtightness for a long period of time. Further, the light from the light emitting element can be efficiently emitted to the outside with a desired radiation angle and intensity distribution that are stable. As a result, a light-emitting device that can efficiently and stably extract light from the light-emitting element to the outside of the light-emitting element storage package can be obtained.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The light emitting element storage package of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of the package of the present invention. Reference numeral 1 denotes a base body, and reference numeral 2 denotes a frame, which mainly constitutes a package for housing the light emitting element 3. The light emitting element 3 is mounted on the mounting portion 1 a of the base 1, and the translucent lid 4 is attached to the upper surface of the frame body 2 to obtain a light emitting device.
[0020]
The package of the present invention includes a base body 1 having a mounting portion 1a on which a light emitting element 3 is mounted at the center of the upper surface, and a frame body 2 having a lower end portion of an inner peripheral surface bonded to the side surface of the base body 1 over the entire periphery. The frame body 2 has an overhanging portion 2a that protrudes toward the mounting portion 1a so that the entire lower surface does not contact the base body 1 over the entire inner peripheral surface above the base body 1. The overhang portion 2 a is formed such that the height of the end of the lower surface on the mounting portion 1 a side is lower than the height of the light emitting portion of the light emitting element 3. That is, a gap 6 lower than the height of the light emitting portion of the light emitting element 3 is provided between the upper surface of the base 1 and the lower surface of the overhang portion 2a.
[0021]
In addition, although the light emission part is generally provided in the upper surface of the light emitting element 3, you may provide in the side surface of the light emitting element 3. FIG.
[0022]
The substrate 1 is an insulator made of an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, ceramics such as glass ceramics, or a resin such as epoxy resin, and supports the light emitting element 3. It functions as a member and has a mounting portion 1a for mounting the light emitting element 3 on its upper surface.
[0023]
Further, when the substrate 1 is made of ceramics, a metal powder such as W, Mo, Mn or the like for electrically conducting and connecting the inside and outside of the package from the mounting portion 1a and its periphery and from the inside to the outside of the frame 2 of the substrate 1 And a lead made of a metal such as Cu, Fe—Ni alloy on the wiring conductor layer on the surface exposed to the outside such as the lower surface of the substrate 1. Terminals (not shown) are joined. When the substrate 1 is made of resin, lead terminals made of Cu, Fe—Ni alloy or the like are installed and fixed inside the molded substrate 1.
[0024]
In the mounting portion 1a, a light emitting element 3 such as an LED is mixed with silver (Ag) -epoxy resin bonding material (Ag paste) in which a metal powder such as silver is mixed, or ceramic powder in the resin. Bonding is performed with a bonding material 5 such as an adhesive, solder, or resin adhesive. And the electrode of the light emitting element 3 is electrically connected to the wiring conductor around the mounting portion 1a through a bonding wire (not shown).
[0025]
In addition, it is preferable to deposit a metal having excellent corrosion resistance such as Ni or gold (Au) with a thickness of about 1 to 20 μm on the exposed surface of the wiring conductor, which effectively prevents the wiring conductor from being oxidatively corroded. In addition to prevention, the connection with the light emitting element 3, the connection with the bonding wire, and the connection with the lead terminal can be strengthened.
[0026]
Further, in order to effectively suppress the transmission of light to the lower surface of the substrate 1 on the upper surface of the substrate 1 and to reflect the light on the upper side of the substrate 1, in order not to be electrically short-circuited to the wiring conductor or the lead terminal, Preferably, a metal such as Al, Ag, gold (Au), platinum (Pt), or Cu is formed as a reflective layer by a vapor deposition method or a plating method to improve the reflectivity of light above the substrate 1.
[0027]
In the frame body 2 of the present invention, the lower end portion of the inner peripheral surface is bonded to the side surface of the base body 1 with a bonding material 5 such as solder or resin adhesive, and the frame body 2 is located above the base body 1. A projecting portion 2a projecting toward the mounting portion 1a is formed so that the entire lower surface does not contact the base 1 over the entire circumference of the inner peripheral surface of the projecting portion. The height of the end on the 1a side is lower than the height of the light emitting part of the light emitting element 3.
[0028]
Thereby, the joint surface of the base body 1 and the frame body 2 can be made orthogonal to the direction in which the frame body 2 and the base body 1 undergo a large dimensional change due to thermal expansion, that is, the direction parallel to the upper and lower surfaces of the base body 1. Therefore, even if the frame body 2 is thermally expanded larger than the base body 1, the stress can be applied only in the direction parallel to the upper and lower surfaces of the base body 1. The bending moment that tends to warp can be significantly reduced. As a result, it is possible to effectively reduce the warping of the base body 1, and it is possible to effectively suppress the breakage of the base body 1 due to the occurrence of cracks in the base body 1 and the joints and stress exceeding the breaking strength. Thereby, while being able to maintain airtightness for a long period of time, it can be set as the light emitting element accommodation package which can be normally and stably operated.
[0029]
Further, since the stress generated by the difference in thermal expansion between the base 1 and the frame 2 is reduced at the joint, the joint area between the base 1 and the frame 2 can be reduced, and the heat generated from the light emitting element 3 is generated by the base. Transmission from 1 to the frame 2 can be effectively suppressed.
[0030]
Furthermore, since an air layer or a transparent resin layer filled in the package can be provided between the base 1 and the overhanging portion 2a, the thermal resistance from the base 1 to the frame 2 is increased, and the light emitting element 3 It is possible to effectively suppress the generated heat from being transmitted to the frame body 2 through the base body 1. As a result, the bending moment to the base body 1 caused by the thermal expansion of the frame body 2 can be suppressed, and the generation of cracks and cracks in the base body 1 can be effectively suppressed. Further, since the deformation of the inner peripheral surface due to the thermal expansion of the frame body 2 and the displacement of the translucent lid body 4 due to the deformation of the frame body 2 can be effectively suppressed, the light of the light emitting element 3 is transmitted to the inner periphery of the frame body 2. The surface can be reflected stably and efficiently and taken out of the package.
[0031]
Further, when the light wavelength of the light emitting element 3 is ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less and the bonding material 5 between the base 1 and the frame 2 is made of a resin adhesive such as acrylic resin or epoxy resin, the ultraviolet light of the light emitting element 3 is stretched. Since the light is shielded by the projecting portion 2a, the bonding material 5 is not directly irradiated, and it is possible to effectively suppress the bonding material 5 from being deteriorated by the ultraviolet light and deteriorating the bonding strength and moisture resistance. As a result, high airtightness of the light-emitting device can be maintained for a long period of time, and the optical characteristics caused by the deterioration of the characteristics of the light-emitting element 3 due to the penetration of moisture into the light-emitting device and the attachment of water droplets to the translucent lid 4 Deterioration of general characteristics can be suppressed.
[0032]
Further, the overhanging portion 2a is inclined so that the opening diameter becomes larger as the inner peripheral surface is directed upward of the package, and the arithmetic average roughness of the inner peripheral surface is set to 0.01 μm or less. Is preferred. As a result, the light emitted from the light emitting element 3 in the lateral direction can be reflected upward on the inner peripheral surface, and the light can be efficiently emitted to the outside of the package.
[0033]
When the arithmetic average roughness of the inner peripheral surface of the overhanging portion 2a is larger than 0.01 μm, light is scattered on the inner peripheral surface of the overhanging portion 2a, so that it is difficult to propagate light over a long distance. Thus, the luminous intensity of the light emitting device is likely to deteriorate. Accordingly, the inner peripheral surface of the projecting portion 2a is formed so as to spread outward and the arithmetic average roughness of the inner peripheral surface is set to 0.01 μm or less, whereby the light of the light emitting element 3 can be efficiently transmitted to the outside of the package. The light intensity can be increased and the light intensity can be increased, and more light can be irradiated to the distance from the light emitting device.
[0034]
Further, the frame body 2 has a lower end of the lower surface of the overhanging portion 2a on the mounting portion 1a side than the light emitting element 3, that is, between the upper surface of the base 1 and the lower surface of the overhanging portion 2a. The entire periphery of the side surface of the substrate 1 is bonded by the bonding material 5 so as to have a gap 6 smaller than the distance between the light emitting portion of the element 3 and the substrate 1. Thus, a resin layer made of a transparent epoxy resin having a thermal conductivity of about 0.3 W / m · K filled in the air layer or the package is formed between the base 1 and the overhanging portion 2a. . As a result, the thermal resistance from the base 1 to the frame 2 due to the gap 6 increases, and the heat transmitted from the light emitting element 3 to the frame 2 through the base 1 is suppressed. Accordingly, deformation of the inner peripheral surface due to thermal expansion of the frame body 2 and displacement of the translucent member 4 can be effectively suppressed, so that the light of the light emitting element 3 is reflected stably and efficiently on the inner peripheral surface of the frame body 2. , Can be taken out of the package.
[0035]
Moreover, as shown in FIG. 2, it is preferable that the frame 2 forms the convex part 2c which protruded below over the perimeter in the edge by the side of the mounting part 1a of the lower surface of the overhang | projection part 2a. Thereby, the light emitted from the side surface of the light emitting element 3 can be efficiently reflected inside the package and can be efficiently extracted outside the package. That is, by forming the convex portion 2 c at the end of the lower surface of the overhang portion 2 a on the mounting portion 1 a side, the light emitted from the light emitting element 3 in the lateral direction enters the gap 6 between the base body 1 and the frame body 2. Can be effectively blocked, and this light can be efficiently reflected by the inner peripheral surface of the overhanging portion 2a.
[0036]
Furthermore, the strength of the frame body 2 can be reinforced by the convex portions 2c, and the frame body 2 can be more effectively prevented from being deformed by heat. As a result, good reflection efficiency can be maintained on the upper side of the light package of the light emitting element 3.
[0037]
In addition, you may form this convex part 2c by providing a recessed part in the lower surface of the base part of the overhang | projection part 2a. Thereby, the distance between the overhanging portion 2a and the base body 1 is increased, and it is possible to more effectively suppress the heat generated in the light emitting element 3 from being transmitted from the base body 1 to the overhanging portion 2a.
[0038]
Moreover, such a convex part 2c does not need to be formed in the lower surface of the overhang | projection part 2a over a perimeter, and should just be formed in the site | part which a deformation | transformation of the frame 2 tends to produce at least. The part where the deformation of the frame 2 is likely to occur is, for example, a part of the corner if the opening on the inner peripheral surface of the frame 2 has a polygonal shape such as a square shape. If 3 is a polygonal shape, it is a part corresponding to the corner of the light emitting element 3.
[0039]
Moreover, as shown in FIG. 3, it is preferable that the frame 2 is provided with a notch 2d between the overhang 2a and the lower end 2b. As a result, the frame 2 is thermally expanded or contracted by heating or cooling of the package in the package manufacturing process or by heat generated from the light emitting element 3 when the light emitting device is operated. Even if a stress is generated in the joint portion with the frame body 2, the overhang portion 2a that is easily deformed by having the notch portion 2d can be appropriately deformed to absorb the stress. As a result, the stress generated at the joint between the base body 1 and the frame body 2 is effectively suppressed, cracks and breakage occurring in the base body 1 and the bonding material 5 can be suppressed, and the light emitting device is operated normally and stably over a long period of time. be able to.
[0040]
Note that the frame 2 is made of a metal such as Al, Ag, or Au having high reflectivity with respect to light in the ultraviolet region to the visible region, or an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, or a mullite sintered body. Body, ceramics such as glass ceramics, or resin such as epoxy resin. For example, when the frame 2 is made of ceramics or resin, it is preferable that a metal such as Al, Ag, Au, Pt, or Cu having a high reflectance is formed on the surface as a reflective layer by vapor deposition or plating.
[0041]
The bonding material 5 is made of solder, a resin adhesive containing an inorganic filler, a resin adhesive, an Ag paste, a glass frit having a melting point of 250 ° C. or higher, and the like. When airtightness over a long period of time is required for the package, it is preferable to join the base 1 and the frame 2 with a bonding material 5 made of solder or glass frit. As a result, the light emitting device can maintain hermeticity for a long period of time, and the light emitting element 3 is deteriorated or damaged due to penetration of moisture or the like, and light loss or light scattering due to water droplets adhering to the translucent lid 4 is caused. It can be effectively suppressed.
[0042]
The bonding material 5 is preferably a resin adhesive containing a resin adhesive or an inorganic filler. As a result, even if stress is generated in these joints due to a difference in thermal expansion between the frame body 2 and the base body 1, the stress is effectively absorbed because the joint material 5 contains a resin having a relatively low elastic modulus. can do.
[0043]
When the bonding material 5 containing such a resin is used and the light emitted from the light emitting element 3 includes ultraviolet light of 400 nm or less, the overhanging portion 2a effectively suppresses deterioration of the resin due to ultraviolet light. can do. That is, since the ultraviolet light of the light emitting element 3 is shielded by the overhanging portion 2a, the bonding material 5 is not directly irradiated, and the bonding material 5 is deteriorated by the ultraviolet light, so that the bonding strength and moisture resistance are reduced. Can be effectively suppressed. As a result, high airtightness of the light-emitting device can be maintained for a long period of time, and the optical characteristics caused by the deterioration of the characteristics of the light-emitting element 3 due to the penetration of moisture into the light-emitting device and the attachment of water droplets to the translucent lid 4. Deterioration of general characteristics can be suppressed.
[0044]
The light-transmitting lid 4 is made of a light-transmitting material such as glass, sapphire, quartz, or a resin (plastic) such as epoxy resin or acrylic resin. The conductor and bonding wires are protected and the inside of the package is hermetically sealed. In addition, by adding the function of an optical lens by forming the translucent cover 4 into a lens shape, the light of the light emitting element 3 is condensed or dispersed to collect light of the light emitting element 3 with a desired radiation angle and intensity distribution. Can be taken out of the package.
[0045]
Thus, in the package of the present invention, the light emitting element 3 is mounted on the mounting portion 1a of the base body 1, the electrode of the light emitting element 3 is connected to the wiring conductor with a bonding wire or the like, and the translucent lid is formed on the upper surface of the frame body 2. A light emitting device is obtained by bonding 4 with solder or a resin adhesive. In order to protect the light emitting element 3 and maintain good light emission efficiency, it is preferable to form a coating layer covering the light emitting element 3 by filling the inside of the frame 2 with a transparent resin and thermosetting.
[0046]
Further, after applying a phosphor or a transparent resin mixed with the phosphor around or on the surface of the light emitting element 3, the transparent resin covering the light emitting element 3 is filled and thermally cured, and a translucent lid is formed on the upper surface of the frame 2. By joining 4 with solder, a resin adhesive, or the like, a light emitting device capable of taking out light having a desired wavelength spectrum by converting the wavelength of light of the light emitting element 3 with a phosphor.
[0047]
In addition, this invention is not limited to the example of said embodiment, It does not have any trouble in making a various change within the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0048]
【The invention's effect】
The light emitting element storage package of the present invention includes a base body having a mounting portion on which the light emitting element is mounted at the center of the upper surface, and a frame body in which the lower end portion of the inner peripheral surface is joined to the entire side surface of the base body. The frame body has an overhang extending over the entire inner peripheral surface above the base so that the entire lower surface is not in contact with the base. Since the height of the end of the lower surface on the mounting portion side is lower than the height of the light emitting portion of the light emitting element, the part and the base are parallel to the direction in which the size of the frame and the base greatly changes due to thermal expansion, that is, the top and bottom of the base. Since the bonding surface of the base body and the frame body can be perpendicular to the direction, even if the frame body thermally expands more than the base body, the stress acts only in the direction parallel to the upper and lower surfaces of the base body. The edge of the substrate can be turned upside down It can significantly reduce the bending moment and so. As a result, it is possible to effectively reduce the warping of the base, and it is possible to effectively suppress the breakage of the base due to the occurrence of cracks in the base and the joint and the stress exceeding the breaking strength. Thereby, while being able to maintain airtightness for a long period of time, the light emitting element storage package which can be operated normally and stably can be obtained.
[0049]
In addition, since the stress generated by the difference in thermal expansion between the base and the frame is reduced at the joint, the joint area between the base and the frame can be reduced, and heat generated from the light emitting element is transmitted from the base to the frame. Can be effectively suppressed.
[0050]
Furthermore, since an air layer or a transparent resin layer filled in the light emitting element storage package can be provided between the base and the overhanging portion, the thermal resistance from the base to the frame is increased, which is greater than that of the light emitting element. It is possible to effectively suppress the generated heat from being transmitted to the frame through the base. As a result, the bending moment to the base caused by the thermal expansion of the frame can be suppressed, and the occurrence of cracks and cracks in the base can be effectively suppressed. In addition, since the deformation of the inner peripheral surface due to the thermal expansion of the frame body and the displacement of the translucent lid due to the deformation of the frame body can be effectively suppressed, the light of the light emitting element is stably and efficiently transmitted on the inner peripheral surface of the frame body. It can be reflected well and taken out of the light emitting element storage package.
[0051]
Further, when the light wavelength of the light emitting element is ultraviolet light of 400 nm or less and the bonding material between the base and the frame is made of a resin adhesive such as acrylic resin or epoxy resin, the ultraviolet light of the light emitting element is shielded by the overhanging portion. Therefore, the bonding material is not directly irradiated, and it is possible to effectively suppress the bonding material from being deteriorated by ultraviolet light and the bonding strength and moisture resistance being lowered. As a result, the airtightness of the light emitting device can be maintained over a long period of time, and the optical characteristics due to the deterioration of the characteristics of the light emitting element due to the penetration of moisture into the light emitting device and the attachment of water droplets to the translucent lid. Deterioration of characteristics can be suppressed.
[0052]
The light emitting device of the present invention includes the light emitting element storage package having the above configuration, the light emitting element mounted on the mounting portion, and the translucent lid attached to the upper surface of the frame. It is possible to suppress cracks, breakage, peeling, etc. of the base body and bonding material due to thermal expansion and contraction of the frame body, maintain airtightness for a long period of time, and also desired the light of the light emitting element to be stabilized outside Can be efficiently radiated with the radiation angle and intensity distribution. As a result, a light-emitting device that can efficiently and stably extract light from the light-emitting element to the outside of the light-emitting element storage package can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a light-emitting element storage package according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional light emitting element storage package.
[Explanation of symbols]
1: Substrate
1a: Mount part
2: Frame
2a: Overhang
3: Light emitting element
4: Lid
5: Joining material
6: Clearance

Claims

A base body having a mounting portion on which a light emitting element is mounted at the center of the upper surface, and a frame body in which the lower end portion of the inner peripheral surface is joined to the entire side surface of the base body; An overhang is formed over the entire inner peripheral surface above the base so that the lower surface does not come into contact with the base, and the overhang is formed on the lower surface. A package for housing a light emitting element, wherein the height of the end on the mounting part side is lower than the height of the light emitting part of the light emitting element.

A light emitting device comprising the light emitting device storage package according to claim 1, a light emitting device mounted on the mounting portion, and a translucent lid attached to an upper surface of the frame. apparatus.