JP4336153B2

JP4336153B2 - Light emitting element storage package and light emitting device

Info

Publication number: JP4336153B2
Application number: JP2003181690A
Authority: JP
Inventors: 雄一古本; 敏幸千歳; 陽介森山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: JP2004311917A

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用いた表示装置等に用いられる、発光素子を収納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納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おり、その一例を図12に示す（例えば、下記の特許文献１参照）。同図に示すように、従来のパッケージは、複数のセラミック層が積層されて成るとともに上面に凹部14が形成されている直方体状の絶縁基体の凹部14の底面に発光素子13を搭載するための導体層から成る搭載部12が設けられた基体11と、基体11の搭載部12およびその周辺から基体11の下面に形成された一対の配線層15とから主に構成されている。
【０００３】
そして、一方の配線層15の一端が電気的に接続された搭載部12上に発光素子13を導電性接着剤、半田等を介して載置固定するとともに、発光素子13の電極と他方の配線導体15とをボンディングワイヤ16を介して電気的に接続し、しかる後、基体11の凹部14内に図示しない透明樹脂を充填して発光素子13を封止することによって、発光装置が作製される。
【０００４】
また、凹部14の内周面で発光素子13の光を反射させてパッケージの上方に光を放射させるために、凹部14の内周面にニッケル（Ｎｉ）めっき層や金（Ａｕ）めっき層を表面に有するメタライズ層からなる金属層17を被着させていることもある。
【０００５】
また、上記のパッケージはセラミックグリーンシート積層法により以下のようにして製作される。まず、基体11の搭載部12（搭載部12から下側）を形成するためのセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）と、基体11の凹部14を形成するため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配線導体15を導出させるための貫通孔や凹部14となる貫通穴を打ち抜き法で形成する。
【０００６】
次に、搭載部12を形成するためのグリーンシートの積層体Ａの貫通孔および所定の部位に、メタライズ層から成る配線層15形成用の導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布し、また凹部14の内周面にメタライズ層を被着する場合、凹部14を形成するためのグリーンシートの積層体Ｂの貫通穴内面に金属層17形成用の導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布する。
【０００７】
次に、積層体Ａ，Ｂを重ねて接着して基体11を形成するための積層体とし、これを所定寸法に切断して成形体となし、高温（1600℃程度）で焼成して焼結体となす。その後、配線層15および金属層17の露出表面にニッケル，金，パラジウム，白金等の金属から成るめっき金属層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って、パッケージが製作される。
【０００８】
【特許文献１】
特開2002−232017号公報
【０００９】
【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、スクリーン印刷法で凹部14の内周面に導体ペーストを印刷塗布して、金属層17を形成することから、導体ペーストの粘度等の影響により、凹部14の内周面の上側と下側とで金属層17の厚みが異なりやすく、凹部14の内周面に所望の均一な角度で金属層17を形成するのが困難になるという問題点を有していた。また、金属層17の表面粗さもばらつきやすいという問題点を有していた。従って、発光素子13が発光する光を効率よく反射し、外部に均一に放射しにくくなるという問題点を有していた。
【００１０】
また、凹部14の内周面の角度は一定の角度で形成されていることから、パッケージが大型化しやすいとともに、発光素子13が発光する光を略一定の方向に反射させる領域（光軸方向に直交する面で略平行光となっている領域）を広くして放射させるのが難しいという問題点を有していた。
【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、発光素子が発光する光を良好に反射して、外部に均一かつ効率良く放射することができるとともに、略一定の方向に反射させる領域を広くして放射させることができ、その結果発光効率を極めて高いものとすることが可能な小型の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。
【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、絶縁基体の上面に発光素子を収容するための凹部が設けられるとともに、該凹部の底面に前記発光素子が搭載される搭載部および前記発光素子の電極が電気的に接続される配線層が形成されている発光素子収納用パッケージであって、前記凹部は、内周面が前記凹部の底面から前記絶縁基体の上面に向けて外側に広がるように傾斜している金属製の枠体が、その外面が前記凹部の内周面に接着されて嵌着されており、該枠体は、前記内周面の上側が下側よりも傾斜角度が大きくなるように傾斜角度の変化部が設けられているとともに、前記凹部の内周面および前記枠体の外周面が前記凹部の底面から前記絶縁基体の上面に向けて外側に広がるように傾斜していることを特徴とする。本発明の発光素子収納用パッケージは、絶縁基体の上面に設けられた凹部は、内周面が凹部の底面から絶縁基体の上面に向けて外側に広がるように傾斜している金属製の枠体が、その外面が凹部の内周面に接着されて嵌着されており、枠体は、内周面の上側が下側よりも傾斜角度が大きくなるように傾斜角度の変化部が設けられているとともに、凹部の内周面および枠体の外周面が凹部の底面から絶縁基体の上面に向けて外側に広がるように傾斜していることから、発光素子の光を略一定の方向に反射させる領域を広くして放射することができるとともに、凹部の内周面の表面状態に影響を受けずに発光素子の光を金属製の枠体の内周面で良好に反射し、外部に効率良く集光させて放射することができる小型な発光素子収納用パッケージとすることができる。また、凹部の内周面および枠体の外周面が凹部の底面から絶縁基体の上面に向けて外側に広がるように傾斜していることから、凹部の内周面や上端部に若干の変形や反り等の形状異常が発生したとしても、この変形や反り等に影響をあまり受けることなく、枠体を容易に凹部内に挿入することができる。
【００１３】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは、前記枠体は、アルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかから成ることを特徴とする。
【００１４】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは枠体はアルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかから成ることから、発光素子の光をさらに枠体でより良好に反射することができ、外部に効率良くかつより集光させて放射することができる。
【００１５】
また本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは、前記枠体は、表面にアルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかから成る金属層が被着されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは枠体は表面にアルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかから成る金属層が被着されていることから、発光素子の光を枠体に被着されている金属層でより良好に反射することができ、外部に効率良くかつより集光させて放射することができる。
【００１７】
本発明の発光装置は、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るとともに前記配線層に電極が電気的に接続された発光素子と、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、発光素子の光を良好に反射し、外部に効率良くかつ集光させて放射することができる、発光効率の高い高性能のものとなる。
【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、図２は図１のパッケージの平面図である。これらの図において、１は絶縁基体、２は発光素子３の搭載部、３は発光素子、４は発光素子３を収容するための凹部である。
【００２０】
本発明のパッケージは、絶縁基体１の上面に発光素子３を収容するための凹部４が設けられるとともに、凹部４の底面に発光素子３が搭載される搭載部２および発光素子の電極が電気的に接続される配線層５ｂが形成されているものであって、凹部４は、内周面が凹部４の底面から絶縁基体１の上面に向けて外側に広がるように傾斜している金属製の枠体８が、その外面が凹部４の内周面に接着されて嵌着されており、枠体８は、内周面の上側が下側よりも傾斜角度が大きくなるように傾斜角度の変化部８ａが設けられているとともに、凹部４の内周面および枠体８の外周面が凹部４の底面から絶縁基体１の上面に向けて外側に広がるように傾斜している。
【００２１】
本発明における絶縁基体１はセラミックスや樹脂から成り、セラミックスからなる場合、例えば酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），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絶縁層を複数層積層してなる直方体状の箱状であり、上面の中央部に発光素子３を収容するための凹部４が形成されている。絶縁基体１が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、グリーンシートに凹部４用の貫通孔を打ち抜き加工で形成するとともに、発光素子３を搭載するためのグリーンシートと凹部４用のグリーンシートとを複数枚積層し、高温（約1600℃）にて焼成し、一体化することで形成される。
【００２２】
また、凹部４の底面には発光素子３を搭載するための搭載部２が形成されており、搭載部２はタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属粉末のメタライズ層から成っている。
【００２３】
また、絶縁基体１は、搭載部２およびその周辺から絶縁基体１の下面に形成された配線層５ａ，５ｂが被着形成されている。配線層５ａ，５ｂは、ＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ層から成り、凹部４に収容された発光素子３を外部に電気的に接続するための導電路である。そして、搭載部２には発光ダイオード（ＬＥＤ），半導体レーザ（ＬＤ）等の発光素子３が金（Ａｕ）−シリコン（Ｓｉ）合金やＡｇ−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、配線層５ｂには発光素子３の電極がボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されている。そして、基体１下面の配線層５ａ，５ｂが外部電気回路基板の配線導体に接続されることで発光素子３の各電極と電気的に接続され、発光素子３へ電力や駆動信号が供給される。また、発光素子３は搭載部２および配線層５ｂにフリップチップ実装により接続されても構わない。
【００２４】
配線層５ａ，５ｂは、例えばＷやＭｏ等の金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを基体１となるグリーンシートに予め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。
【００２５】
なお、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２の露出する表面に、ニッケル（Ｎｉ），金（Ａｕ），Ａｇ等の耐蝕性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚みで被着させておくのがよく、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２が酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、搭載部２と発光素子３との固着および配線層５ｂとボンディングワイヤ６との接合、配線層５ａ，５ｂと外部電気回路基板の配線導体との接合を強固にすることができる。従って、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２の露出表面には、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ことがより好ましい。
【００２６】
そして、本発明において、凹部４は、内周面が凹部４の底面から絶縁基体１の上面に向けて外側に広がるように傾斜している金属製の枠体８が嵌着されており、枠体８は、内周面の上側が下側よりも傾斜角度が大きくなるように傾斜角度の変化部８ａが設けられている。これにより、発光素子３の光を略一定の方向に反射させる領域を広くして放射することができるとともに、凹部４の内周面の表面状態に影響を受けずに発光素子３の光を金属製の枠体８の内周面で良好に反射し、外部に効率良くより集光させて放射することができる小型のパッケージとすることができる。この枠体８は、樹脂接着剤により凹部４の内周面に嵌着されており、凹部４の内周面に接合用のメタライズ層を形成し、Ａｇろう等によりろう付けして接合されていても良い。また、凹部４内に発光素子３を収容し、ボンディングワイヤ６等を介して電気的接続を行なった後に、凹部４内に封入する透明樹脂によって、発光素子３とともに枠体８内周面を覆って封止し、枠体８が凹部４に嵌着された状態としても良い。
【００２７】
また、枠体８の貫通穴の内周面の表面の算術平均粗さＲａは１〜３μmが好ましい。１μm未満であると、凹部４内に収容された発光素子３の光を均一に反射させることが難しくなり、反射する光の強さに偏りが発生し易くなる。３μmを超えると、凹部４内に収容された発光素子３の光が散乱し、反射光を高い反射率で外部に集光させて放射することが困難になる。
【００２８】
また、枠体８が嵌着される凹部４は、横断面形状が円形状、長円形状、楕円形状、四角形状等であっても良い。また、図３のパッケージの断面図に示すように、凹部４の内周面および枠体８の外周面を、凹部４の底面から絶縁基体１の上面に向けて外側に広がるように５〜１５°程度（θ_３：８５〜９５°程度）の若干の角度を有するように傾斜させ、このことから、凹部４の内周面や上端部に若干の変形や反り等の形状異常が発生したとしても、この変形や反り等に影響をあまり受けることなく、枠体８を容易に凹部４内に挿入することができる。
【００２９】
さらに、図４のパッケージの断面図に示すように、枠体８の上端部に絶縁基体１の上面に延出するように外側に折り曲げられた延出部が形成されていてもよく、この場合枠体８の凹部４への上下方向での嵌め込み位置を正確に位置決めることができる。また、枠体８の下面と凹部４の底面との間に隙間が形成されるようにすることができ、枠体８と搭載部２および配線層５ａ，５ｂとが接触して短絡等が発生するのを防ぐことができる。また、その隙間の部位の凹部４の底面に搭載部２や配線層５ａ，５ｂを形成することでそれらの形成領域を広くすることができる。さらに、その隙間に発光素子３を覆う透明樹脂が入り込むようにして凹部４内に透明樹脂を強固に接着することができる。
【００３０】
また、図５のパッケージの断面図に示すように、枠体８の内周面で発光素子３の発光部よりも低い部位を絶縁基体１の上面に直交するように形成してもよく、この場合凹部４の底面の面積が増大するとともに枠体８と搭載部２および配線層５ｂとが接触して短絡等が発生するのを防ぐことができる。
【００３１】
また、凹部４の内周面の下端に、搭載部２や配線層５ｂの厚みよりも厚く、かつ発光素子３側に突出した段差を形成し、その段差の底面に枠体８を載置するようにしてもよい。この場合、枠体８の下面が凹部４の底面に形成された搭載部２および配線層５ｂよりも高い位置にあるので、枠体８と搭載部２および配線層５ｂが接触して短絡するのを防止できるとともに、枠体８の下面が凹部４の段差に接合するので強固に枠体８を嵌着できる。さらに、図６のパッケージの断面図に示すように、凹部４の内周面より延出した段差を枠体８の下面の幅よりも小さくすると、枠体８の下面と凹部４の底面との間の隙間に発光素子３を覆う透明樹脂が入り込むため、凹部４内に透明樹脂を強固に接着することができる。
【００３２】
本発明のパッケージにおいては、枠体８の貫通穴の横断面形状は円形状、楕円形状、長円形状、四角形状、多角形状等の種々の形状とし得るが、円形状がよく、この場合、凹部４内に収容された発光素子３の光を枠体８の内周面で満遍なく反射させて広領域の外部に均一かつ効率よく放射することができる。
【００３３】
また、図２においては、横断面形状が円形状の凹部４の内周面に貫通穴の横断面形状が円形状の枠体８が嵌着されているが、凹部４の横断面形状と枠体８の貫通穴の横断面形状は異なっていても良い。図７のパッケージの平面図に示すように、横断面形状が四角形状の凹部４に貫通穴の横断面形状が円形状の枠体８を嵌着しても良いし、図８のパッケージの平面図に示すように、横断面形状が四角形状の凹部４に貫通穴の横断面形状が四角形状の枠体８を嵌着しても良い。
【００３４】
また、枠体８に変化部８ａが１つ形成されている場合は、枠体８の変化部８ａよりも下側の凹部４の底面に対する傾斜角度は35〜70°、枠体の変化部８ａよりも上側の凹部４の底面に対する傾斜角度は40〜90°が好ましい。
【００３５】
枠体８の変化部８ａよりも下側の傾斜角度が70°を超えると、凹部４内に収容された発光素子３の光を外部に良好に反射することが困難となる傾向にあり、傾斜角度が35°未満であると、枠体８が大型化し、パッケージが大型化してしまう。
【００３６】
また、枠体の変化部８ａよりも上側の傾斜角度が40°未満であると、枠体８が大型化してしまい、パッケージが大型化してしまう。90°を超えると、枠体８の内周面の上側が凹部４を覆うことになるので、発光素子が３の光を外部に放射することが困難になる。
【００３７】
また、発光素子３の光を凹部４の内周面で反射して外部に光を効率良く放射するために、変化部８ａは、搭載部２に搭載された発光素子３の上面よりも上側にあることが好ましい。また、変化部８ａの数が多い場合、変化部８ａの上下において枠体８の内周面の傾斜角度が同じ部位が存在していても構わない。さらに、凹部４の底面に対する傾斜角度が70°以下となる部位が枠体８の下端部から発光素子３の上面よりも上側の位置にまで形成されていることが好ましい。
【００３８】
また、枠体８は変化部８ａを境界として複数の枠部材により形成されていてもよく、例えば、枠体８に変化部８ａが一つ形成されている場合、図９のパッケージの断面図に示すように、内周面の傾斜角度が異なる２つの枠部材８ｂ，８ｃを積層させて形成されていてもよい。また、図10のパッケージの断面図に示すように、上側の枠部材８ｃの下面の幅を下側の枠部材８ｂの上面の幅よりも小さくし、枠部材８ｂ，８ｃに接合ずれが発生しても、上側の枠部材８ｃが下側の枠部材８ｂよりも発光素子３側に突出するのを防止するようにしてもよい。これにより、発光素子３の光が突出した枠部材８ｃの下面で遮断、反射されるのを防止できるので、外部に均一かつ効率よく集光させて放射することができる。
【００３９】
さらに、枠体８は、発光部よりも上側にある変化部８ａよりも上側が下側よりも光の反射率が高いものであることが好ましい。すなわち、変化部８ａよりも上側は発光部から離れていることから、上側は下側に比べて光が弱まりやすいからである。そこで、上側の表面を研磨したり、反射率のより高い金属層等を形成することによって、下側よりも上側の反射率を高くすることができる。また、枠体８が複数の枠部材から成る場合、上側の枠部材を下側の枠部材よりも反射率の高いものとしてもよい。
【００４０】
また、枠体８は、好ましくはアルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかから成ることから、発光素子３の光を枠体８でより良好に反射することができ、外部に効率良くかつより集光させて放射することができる。特に、枠体８はアルミニウムから成るのがよく、この場合、枠体８が酸化腐食されにくいとともに、発光素子３の光の波長の変動による光の反射率の変動も小さくなるので、広い用途に使用できる。
【００４１】
また、枠体８として、アルミニウム（熱膨張係数約23.5×10^−６／℃程度），銀（熱膨張係数約19.1×10^−６／℃程度），金（熱膨張係数約14.1×10^−６／℃程度），パラジウム（熱膨張係数約11.8×10^−６／℃程度）または白金（熱膨張係数約8.8×10^−６／℃程度）を用いる場合、絶縁基体１と枠体８との間に、熱膨張係数が絶縁基体１と枠体８との間にある金属板を介装させても良い。例えば、絶縁基体１としてアルミナセラミックス（熱膨張係数７×10^−６〜８×10^−６／℃程度）等から成るものを用いる場合、絶縁基体１と枠体８との熱膨張係数差により発生する熱応力を緩和するために、絶縁基体１と枠体８との間にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（熱膨張係数６×10^−６〜10×10^−６／℃程度）、Ｃｕ−Ｗ合金（熱膨張係数６×10^−６〜11×10^−６／℃程度）等の、より枠体８に熱膨張係数の近い金属板を用いるのがよい。これにより、絶縁基体１と枠体８との熱膨張係数差により発生する熱応力を緩和して、枠体８の剥がれ等を有効に防止することもできる。
【００４２】
なお、枠体８は、アルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかを主成分とする合金であっても良い。
【００４３】
また、本発明における枠体８は、表面にアルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかから成る金属層８ｄが被着されていることが好ましく、発光素子３の光を枠体８に被着された金属層８ｄで良好に反射して、外部に効率よくかつより集光させて放射することができる。このような枠体８は、図11に示すように、枠体８の内周面にアルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかから成る金属層８ｄを被着したものである。特に、金属層８ｄはアルミニウムから成るのがよく、酸化腐食やマイグレーション等の不具合が発生しにくいとともに、発光素子３の光の波長の変動による光の反射率の変動も小さくなるので、広い用途に使用できる。
【００４４】
また、枠体８として絶縁基体１に熱膨張係数の近い材質のものを使用するとよい。例えば、絶縁基体１としてアルミナセラミックス（熱膨張係数７×10^−６〜８×10^−６／℃程度）等から成るものを用い、枠体８として絶縁基体１に熱膨張係数の近いＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（熱膨張係数６×10^−６〜10×10^−６／℃程度）等を使用すると、枠体８の剥がれ等を有効に防止することもできる。このような枠体８に金属層８ｄを被着すると、枠体８を絶縁基体１に強固に嵌着することができるとともに、発光素子３の光に対する反射率を高いものとすることができる。
【００４５】
また、金属層８ｄは、枠体８の発光素子３側の表面（内周面）にのみ被着していても良いし、枠体８の全面に被着していてもよい。
【００４６】
なお、金属層８ｄはアルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかを主成分とする合金層であっても良い。
【００４７】
本発明の発光装置は、本発明のパッケージと、搭載部２に搭載されるとともに配線層５ｂに電極が電気的に接続された発光素子３と、発光素子３を覆うシリコーン樹脂等の透明樹脂とを具備している。これにより、発光素子３の光を良好に反射し、外部に効率良くかつ集光させて放射することができる、発光効率の高い高性能のものとなる。発光素子３を覆う透明樹脂は、発光素子３およびその周囲のみを覆っていてもよいし、凹部４内に充填されて発光素子３を覆っていてもよい。
【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何等差し支えない。例えば、図１３のパッケージの断面図に示すように、搭載部２を導体層として形成せずに、発光素子３を凹部４の底面に直接搭載し、その周囲に発光素子３の電極と電気的に接続される配線層５ａ，５ｂを形成してもよい。この場合、発光素子３が搭載部２に搭載されるとともに、発光素子３の電極と配線層５ａ，５ｂとをボンディングワイヤ６ａ，６ｂ等を介して、電気的に接続されることとなる。また、複数の発光素子３が搭載されるものであったり、複数の配線層が形成されるものであっても構わない。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、凹部は、内周面が凹部の底面から絶縁基体の上面に向けて外側に広がるように傾斜している金属製の枠体が、その外面が凹部の内周面に接着されて嵌着されており、枠体は、内周面の上側が下側よりも傾斜角度が大きくなるように傾斜角度の変化部が設けられているとともに、凹部の内周面および枠体の外周面が凹部の底面から絶縁基体の上面に向けて外側に広がるように傾斜していることから、発光素子の光を略一定の方向に反射させる領域を広くして放射することができるとともに、凹部の内周面の表面状態に影響を受けずに発光素子の光を金属製の枠体の内周面で良好に反射し、外部に効率良くより集光させて放射することができる小型の発光素子収納用パッケージとすることができる。また、凹部の内周面および枠体の外周面が凹部の底面から絶縁基体の上面に向けて外側に広がるように傾斜していることから、凹部の内周面や上端部に若干の変形や反り等の形状異常が発生したとしても、この変形や反り等に影響をあまり受けることなく、枠体を容易に凹部内に挿入することができる。
【００５０】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは枠体はアルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかから成ることから、発光素子の光をさらに枠体でより良好に反射することができ、外部に効率良くかつより集光させて放射することができる。
【００５１】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは枠体は表面にアルミニウム，銀，金，パラジウムまたは白金のいずれかから成る金属層が被着されていることから、発光素子の光を枠体に被着されている金属層でより良好に反射することができ、外部に効率良くかつより集光させて放射することができる。
【００５２】
本発明の発光装置は、本発明の発光素子収納用パッケージと、搭載部に搭載されるとともに配線層に電極が電気的に接続された発光素子と、発光素子を覆う透明樹脂とを具備していることにより、発光素子の光を良好に反射し、外部に効率良くかつ集光させて放射することができる、発光効率の高い高性能のものとなる。
【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について実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の発光素子収納用パッケージの平面図である。
【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】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５】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６】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７】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平面図である。
【図８】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平面図である。
【図９】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１０】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１１】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１２】従来の発光素子収納用パッケージの断面図である。
【図１３】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。
【符号の説明】
１：絶縁基体
２：搭載部
３：発光素子
４：凹部
５ａ，５ｂ：配線層
８：枠体
８ａ：変化部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light-emitting element storage package and a light-emitting device for storing a light-emitting element, which are used in a display device using a light-emitting element such as a light-emitting diode.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a ceramic package has been used as a light-emitting element storage package (hereinafter also referred to as a package) for storing light-emitting elements such as light-emitting diodes, and an example thereof is shown in FIG. Reference 1). As shown in the figure, the conventional package is for mounting the light emitting element 13 on the bottom surface of the concave portion 14 of the rectangular parallelepiped insulating base formed by laminating a plurality of ceramic layers and forming the concave portion 14 on the upper surface. The substrate 11 is mainly composed of a base 11 provided with a mounting portion 12 made of a conductor layer, and a pair of wiring layers 15 formed on the lower surface of the base 11 from the mounting portion 12 of the base 11 and its periphery.
[0003]
Then, the light emitting element 13 is placed and fixed on the mounting portion 12 to which one end of one wiring layer 15 is electrically connected via a conductive adhesive, solder, etc., and the electrode of the light emitting element 13 and the other wiring The conductor 15 is electrically connected via the bonding wire 16, and then the light emitting device 13 is sealed by filling the recess 14 of the base 11 with a transparent resin (not shown) and sealing the light emitting element 13. .
[0004]
Further, in order to reflect the light of the light emitting element 13 on the inner peripheral surface of the recess 14 and to emit light above the package, a nickel (Ni) plating layer or a gold (Au) plating layer is provided on the inner peripheral surface of the recess 14. A metal layer 17 made of a metallized layer on the surface may be deposited.
[0005]
The above package is manufactured by the ceramic green sheet lamination method as follows. First, a ceramic green sheet (hereinafter also referred to as a green sheet) for forming the mounting portion 12 (lower side from the mounting portion 12) of the base 11 and a green sheet for forming the concave portion 14 of the base 11 are prepared. A through hole for leading out the wiring conductor 15 and a through hole to be the recess 14 are formed in these green sheets by a punching method.
[0006]
Next, a conductive paste for forming the wiring layer 15 made of a metallized layer is printed and applied to the through hole and a predetermined portion of the green sheet laminate A for forming the mounting portion 12 by screen printing or the like. When the metallized layer is applied to the inner peripheral surface of 14, the conductive paste for forming the metal layer 17 is printed and applied to the inner surface of the through hole of the green sheet laminate B for forming the recess 14 by screen printing or the like.
[0007]
Next, the laminated bodies A and B are stacked and bonded to form a laminated body for forming the substrate 11, which is cut into a predetermined size to form a molded body, which is fired and sintered at a high temperature (about 1600 ° C). Body and chair. Thereafter, a plated metal layer made of a metal such as nickel, gold, palladium, platinum or the like is deposited on the exposed surfaces of the wiring layer 15 and the metal layer 17 by an electroless plating method or an electrolytic plating method, whereby a package is manufactured.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-232017 Gazette [0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional package described above, the conductor paste is printed and applied to the inner peripheral surface of the recess 14 by the screen printing method to form the metal layer 17, so that the inside of the recess 14 is affected by the influence of the viscosity of the conductor paste. The thickness of the metal layer 17 is likely to be different between the upper side and the lower side of the peripheral surface, and it was difficult to form the metal layer 17 at a desired uniform angle on the inner peripheral surface of the recess 14. . In addition, the surface roughness of the metal layer 17 is likely to vary. Therefore, there is a problem that the light emitted from the light emitting element 13 is efficiently reflected and is not easily emitted to the outside.
[0010]
In addition, since the angle of the inner peripheral surface of the concave portion 14 is formed at a constant angle, the package is likely to be large, and the light emitting element 13 reflects light emitted in a substantially constant direction (in the optical axis direction). There is a problem that it is difficult to widen and radiate a region that is substantially parallel light on an orthogonal plane.
[0011]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above-described conventional problems, and the purpose thereof is to reflect light emitted from the light emitting element well and radiate it uniformly and efficiently to the outside. It is an object of the present invention to provide a small light emitting element housing package and a light emitting device that can radiate by widening a region to be reflected in a substantially constant direction and, as a result, can have extremely high luminous efficiency.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The light emitting element storage package of the present invention is provided with a concave portion for accommodating the light emitting element on the upper surface of the insulating base, and the mounting portion on which the light emitting element is mounted and the electrode of the light emitting element are electrically connected to the bottom surface of the concave portion. A package for housing a light emitting element in which a wiring layer to be connected is formed, wherein the concave portion is inclined so that an inner peripheral surface extends outward from a bottom surface of the concave portion toward an upper surface of the insulating substrate. The outer surface of the metal frame is adhered and fitted to the inner peripheral surface of the recess, and the frame has an inclination angle larger on the upper side of the inner peripheral surface than on the lower side. An inclination angle changing portion is provided, and the inner peripheral surface of the concave portion and the outer peripheral surface of the frame body are inclined so as to spread outward from the bottom surface of the concave portion toward the upper surface of the insulating base. Features . In the light emitting element storage package of the present invention, the recess provided on the upper surface of the insulating base is inclined so that the inner peripheral surface extends outward from the bottom of the recess toward the upper surface of the insulating base. However , the outer surface is adhered and fitted to the inner peripheral surface of the recess, and the frame body is provided with a change portion of the inclination angle so that the upper side of the inner peripheral surface has a larger inclination angle than the lower side. In addition, since the inner peripheral surface of the recess and the outer peripheral surface of the frame body are inclined so as to spread outward from the bottom surface of the recess toward the upper surface of the insulating base , the light of the light emitting element is reflected in a substantially constant direction. The area can be widened and radiated, and the light of the light emitting element is reflected well on the inner peripheral surface of the metal frame without being affected by the surface state of the inner peripheral surface of the recess, and the outside is efficient. to a compact package for housing a light-emitting element capable of emitting by Ku condensing It is possible. Further, since the inner peripheral surface of the recess and the outer peripheral surface of the frame body are inclined so as to spread outward from the bottom surface of the recess toward the upper surface of the insulating base, the inner peripheral surface and upper end of the recess are slightly deformed. Even if a shape abnormality such as a warp occurs, the frame can be easily inserted into the recess without being greatly affected by the deformation or warp.
[0013]
In the light emitting element storage package according to the present invention, preferably, the frame body is made of any of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum.
[0014]
In the light emitting element storage package of the present invention, preferably the frame body is made of any of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum, so that the light of the light emitting element can be further reflected by the frame body, It is possible to radiate efficiently and more condensed to the outside.
[0015]
In the light emitting element storage package according to the present invention, it is preferable that the frame has a metal layer made of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum on the surface thereof.
[0016]
In the light emitting element storage package of the present invention, preferably, the frame body has a metal layer made of any of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum deposited on the surface thereof, so that the light of the light emitting element is used as the frame body. It can be reflected more favorably by the deposited metal layer, and can be emitted efficiently and more condensed to the outside.
[0017]
The light emitting device of the present invention comprises a light emitting element storage package of the present invention, a light emitting element mounted on the mounting portion and having an electrode electrically connected to the wiring layer, and a transparent resin covering the light emitting element. It is characterized by having.
[0018]
With the above structure, the light emitting device of the present invention has a high performance with high light emission efficiency that can reflect the light of the light emitting element well and efficiently radiate and collect the light to the outside.
[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, and FIG. 2 is a plan view of the package of FIG. In these drawings, 1 is an insulating substrate, 2 is a mounting portion for the light emitting element 3, 3 is a light emitting element, and 4 is a recess for housing the light emitting element 3.
[0020]
The package of the present invention is provided with a recess 4 for accommodating the light emitting element 3 on the upper surface of the insulating substrate 1, and the mounting portion 2 on which the light emitting element 3 is mounted on the bottom surface of the recess 4 and the electrodes of the light emitting element are electrically connected. The recess 4 is formed of a metal that is inclined so that the inner peripheral surface extends outward from the bottom surface of the recess 4 toward the upper surface of the insulating substrate 1. The frame body 8 has an outer surface adhered and fitted to the inner peripheral surface of the recess 4, and the frame body 8 has a change in inclination angle such that the upper side of the inner peripheral surface has a larger inclination angle than the lower side. A portion 8 a is provided, and the inner peripheral surface of the recess 4 and the outer peripheral surface of the frame body 8 are inclined so as to spread outward from the bottom surface of the recess 4 toward the upper surface of the insulating base 1 .
[0021]
The insulating substrate 1 in the present invention is made of ceramics or resin, and when made of ceramics, for example, an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a glass ceramic sintered body, etc. A rectangular parallelepiped box is formed by laminating a plurality of insulating layers made of ceramics, and a recess 4 for accommodating the light emitting element 3 is formed at the center of the upper surface. When the insulating substrate 1 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, an appropriate organic binder, solvent, etc. are added to and mixed with raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide to form a slurry. A green sheet (ceramic raw sheet) is obtained by forming into a sheet shape by a conventionally known doctor blade method or calendar roll method, and then a through hole for the recess 4 is formed in the green sheet by punching and a light emitting element A plurality of green sheets for mounting 3 and green sheets for the recesses 4 are stacked, fired at a high temperature (about 1600 ° C.), and integrated.
[0022]
Further, a mounting portion 2 for mounting the light emitting element 3 is formed on the bottom surface of the concave portion 4, and the mounting portion 2 is made of tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver (Ag), or the like. It consists of a metallized layer of metal powder.
[0023]
In addition, the insulating base 1 is provided with wiring layers 5a and 5b formed on the lower surface of the insulating base 1 from the mounting portion 2 and its periphery. The wiring layers 5a and 5b are made of a metallized layer of a metal powder such as W or Mo, and are conductive paths for electrically connecting the light emitting element 3 accommodated in the recess 4 to the outside. A light emitting element 3 such as a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser (LD) is fixed to the mounting portion 2 with a conductive bonding material such as gold (Au) -silicon (Si) alloy or Ag-epoxy resin. The electrodes of the light emitting element 3 are electrically connected to the wiring layer 5b through bonding wires 6. Then, the wiring layers 5 a and 5 b on the lower surface of the base 1 are connected to the wiring conductors of the external electric circuit board so as to be electrically connected to the respective electrodes of the light emitting element 3, and power and driving signals are supplied to the light emitting element 3. . The light emitting element 3 may be connected to the mounting portion 2 and the wiring layer 5b by flip chip mounting.
[0024]
For the wiring layers 5a and 5b, for example, a metal paste obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent and solvent to a metal powder such as W or Mo is preliminarily printed and applied in a predetermined pattern on a green sheet serving as the substrate 1 by a screen printing method. By doing so, it is deposited on a predetermined position of the substrate 1.
[0025]
It should be noted that a metal having excellent corrosion resistance such as nickel (Ni), gold (Au), Ag or the like is deposited on the exposed surfaces of the wiring layers 5a and 5b and the mounting portion 2 in a thickness of about 1 to 20 μm. The wiring layers 5a and 5b and the mounting portion 2 can be effectively prevented from being oxidized and corroded, and the mounting portion 2 and the light emitting element 3 can be fixed, the wiring layer 5b and the bonding wire 6 can be bonded, and the wiring layers 5a and 5b. And the wiring conductor of the external electric circuit board can be firmly joined. Therefore, on the exposed surfaces of the wiring layers 5a and 5b and the mounting portion 2, an Ni plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and an Au plating layer or an Ag plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm are formed by an electroplating method or a method. More preferably, the electrodes are sequentially deposited by electrolytic plating.
[0026]
In the present invention, the recess 4 is fitted with a metal frame 8 that is inclined so that the inner peripheral surface extends outward from the bottom surface of the recess 4 toward the upper surface of the insulating base 1. The body 8 is provided with a tilt angle changing portion 8a so that the upper side of the inner peripheral surface has a larger tilt angle than the lower side. As a result, it is possible to widen and radiate a region in which the light of the light emitting element 3 is reflected in a substantially constant direction, and the light of the light emitting element 3 is not affected by the surface state of the inner peripheral surface of the recess 4. A small package that can be favorably reflected on the inner peripheral surface of the manufactured frame body 8 and efficiently condensed and radiated to the outside can be obtained. The frame body 8 is fitted to the inner peripheral surface of the recess 4 with a resin adhesive, and a metallized layer for bonding is formed on the inner peripheral surface of the recess 4 and brazed with Ag brazing or the like. May be. Further, after accommodating the light emitting element 3 in the recess 4 and making electrical connection via the bonding wire 6 or the like, the inner peripheral surface of the frame body 8 is covered together with the light emitting element 3 by the transparent resin sealed in the recess 4. The frame body 8 may be in a state of being fitted in the recess 4.
[0027]
Further, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the inner peripheral surface of the through hole of the frame 8 is preferably 1 to 3 μm. If the thickness is less than 1 μm, it becomes difficult to uniformly reflect the light of the light emitting element 3 accommodated in the recess 4, and the intensity of the reflected light is likely to be biased. If it exceeds 3 μm, the light of the light emitting element 3 accommodated in the concave portion 4 is scattered, and it becomes difficult to radiate the reflected light by condensing it outside with a high reflectance.
[0028]
In addition, the recess 4 in which the frame body 8 is fitted may have a cross-sectional shape that is circular, oval, elliptical, rectangular, or the like. Further, as shown in the sectional view of the package in FIG. 3, the inner peripheral surface of the concave portion 4 and the outer peripheral surface of the frame body 8 are spread so as to spread outward from the bottom surface of the concave portion 4 toward the upper surface of the insulating base 1. Inclined so as to have a slight angle of about 0 ° (θ ₃ : about 85 to 95 °) , and this caused some abnormalities in shape such as slight deformation and warping on the inner peripheral surface and upper end of the recess 4. Even so, the frame body 8 can be easily inserted into the recess 4 without being greatly affected by this deformation, warpage, or the like.
[0029]
Furthermore, as shown in the cross-sectional view of the package in FIG. 4, an extension portion bent outward may be formed at the upper end portion of the frame body 8 so as to extend to the upper surface of the insulating base 1. It is possible to accurately position the fitting position in the vertical direction of the frame body 8 into the recess 4. Further, a gap can be formed between the lower surface of the frame body 8 and the bottom surface of the recess 4, and the frame body 8, the mounting portion 2 and the wiring layers 5a and 5b come into contact with each other to cause a short circuit or the like. Can be prevented. Further, by forming the mounting portion 2 and the wiring layers 5a and 5b on the bottom surface of the concave portion 4 at the gap portion, the formation region can be widened. Further, the transparent resin can be firmly bonded in the recess 4 so that the transparent resin covering the light emitting element 3 enters the gap.
[0030]
Further, as shown in the cross-sectional view of the package in FIG. 5, a portion lower than the light emitting portion of the light emitting element 3 on the inner peripheral surface of the frame body 8 may be formed so as to be orthogonal to the upper surface of the insulating substrate 1. In this case, the area of the bottom surface of the concave portion 4 is increased, and it is possible to prevent a short circuit or the like from occurring due to contact between the frame body 8 and the mounting portion 2 and the wiring layer 5b.
[0031]
Further, a step that is thicker than the mounting portion 2 and the wiring layer 5 b and protrudes toward the light emitting element 3 is formed at the lower end of the inner peripheral surface of the recess 4, and the frame body 8 is placed on the bottom surface of the step. You may do it. In this case, since the lower surface of the frame body 8 is higher than the mounting portion 2 and the wiring layer 5b formed on the bottom surface of the recess 4, the frame body 8, the mounting portion 2 and the wiring layer 5b come into contact with each other and short-circuit. Since the lower surface of the frame body 8 is joined to the step of the recess 4, the frame body 8 can be firmly fitted. Furthermore, as shown in the sectional view of the package in FIG. 6, if the step extending from the inner peripheral surface of the recess 4 is made smaller than the width of the lower surface of the frame 8, the lower surface of the frame 8 and the bottom of the recess 4 Since the transparent resin that covers the light emitting element 3 enters the gaps between them, the transparent resin can be firmly bonded in the recess 4.
[0032]
In the package of the present invention, the cross-sectional shape of the through-hole of the frame body 8 can be various shapes such as a circular shape, an elliptical shape, an oval shape, a rectangular shape, a polygonal shape, etc., but the circular shape is good. The light of the light emitting element 3 accommodated in the recess 4 can be uniformly reflected by the inner peripheral surface of the frame body 8 and can be emitted uniformly and efficiently to the outside of the wide area.
[0033]
In FIG. 2, a frame 8 having a circular cross-sectional shape of the through hole is fitted to the inner peripheral surface of the concave portion 4 having a circular cross-sectional shape. The cross-sectional shape of the through hole of the body 8 may be different. As shown in the plan view of the package in FIG. 7, a frame body 8 having a circular cross-sectional shape of the through hole may be fitted into the concave portion 4 having a quadrangular cross-sectional shape. As shown in the figure, a frame body 8 having a rectangular cross-sectional shape of the through hole may be fitted into the recess 4 having a quadrangular cross-sectional shape.
[0034]
When one change part 8a is formed in the frame 8, the inclination angle with respect to the bottom surface of the recess 4 below the change part 8a of the frame 8 is 35 to 70 °, and the change part 8a of the frame. The inclination angle with respect to the bottom surface of the recess 4 on the upper side is preferably 40 to 90 °.
[0035]
If the inclination angle below the change part 8a of the frame 8 exceeds 70 °, it tends to be difficult to reflect the light of the light emitting element 3 accommodated in the recess 4 well to the outside. If the angle is less than 35 °, the frame 8 is enlarged and the package is enlarged.
[0036]
Moreover, when the inclination angle above the frame changing portion 8a is less than 40 °, the frame 8 is enlarged and the package is enlarged. If it exceeds 90 °, the upper side of the inner peripheral surface of the frame body 8 covers the recess 4, so that it becomes difficult for the light emitting element to radiate 3 light to the outside.
[0037]
Further, in order to reflect the light of the light emitting element 3 at the inner peripheral surface of the recess 4 and efficiently radiate the light to the outside, the changing portion 8 a is located above the upper surface of the light emitting element 3 mounted on the mounting portion 2. Preferably there is. Moreover, when there are many change parts 8a, the site | part with the same inclination | tilt angle of the internal peripheral surface of the frame 8 may exist in the upper and lower sides of the change part 8a. Furthermore, it is preferable that a portion where the inclination angle with respect to the bottom surface of the recess 4 is 70 ° or less is formed from the lower end portion of the frame 8 to a position above the upper surface of the light emitting element 3.
[0038]
Further, the frame body 8 may be formed of a plurality of frame members with the changing portion 8a as a boundary. For example, when one changing portion 8a is formed on the frame body 8, the cross-sectional view of the package of FIG. As shown, two frame members 8b and 8c having different inclination angles of the inner peripheral surface may be laminated. Further, as shown in the cross-sectional view of the package in FIG. 10, the width of the lower surface of the upper frame member 8c is made smaller than the width of the upper surface of the lower frame member 8b, resulting in a displacement of the frame members 8b and 8c. Alternatively, the upper frame member 8c may be prevented from projecting toward the light emitting element 3 relative to the lower frame member 8b. Thereby, since it can prevent that the light of the light emitting element 3 is interrupted | blocked and reflected by the lower surface of the frame member 8c which protruded, it can radiate | emit by collecting uniformly and efficiently outside.
[0039]
Furthermore, it is preferable that the frame body 8 has a light reflectance higher on the upper side than the changing portion 8a on the upper side than the light emitting portion. That is, since the upper side of the changing portion 8a is far from the light emitting portion, the light is more easily weakened on the upper side than on the lower side. Therefore, by polishing the upper surface or forming a metal layer or the like having a higher reflectance, the reflectance on the upper side can be made higher than that on the lower side. Further, when the frame body 8 is composed of a plurality of frame members, the upper frame member may have a higher reflectance than the lower frame member.
[0040]
Further, since the frame 8 is preferably made of any of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum, the light of the light-emitting element 3 can be more favorably reflected by the frame 8, and the outside can be efficiently and More concentrated light can be emitted. In particular, the frame body 8 is preferably made of aluminum. In this case, the frame body 8 is not easily oxidized and corroded, and the variation in the light reflectance due to the variation in the light wavelength of the light emitting element 3 is reduced. Can be used.
[0041]
The frame 8 is made of aluminum (coefficient of thermal expansion of about 23.5 × 10 ⁻⁶ / ° C.), silver (coefficient of thermal expansion of about 19.1 × 10 ⁻⁶ / ° C.), gold (coefficient of thermal expansion of about 14.1 × 10 ^−6). / C), palladium (thermal expansion coefficient of about 11.8 × 10 ⁻⁶ / ° C.) or platinum (thermal expansion coefficient of about 8.8 × 10 ⁻⁶ / ° C.), between the insulating substrate 1 and the frame 8 In addition, a metal plate having a thermal expansion coefficient between the insulating base 1 and the frame body 8 may be interposed. For example, when an insulating substrate 1 made of alumina ceramics (thermal expansion coefficient: 7 × 10 ⁻⁶ to 8 × 10 ⁻⁶ / ° C.) or the like is used, it is generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the insulating substrate 1 and the frame 8. In order to relieve the thermal stress, an Fe—Ni—Co alloy (thermal expansion coefficient of about 6 × 10 ⁻⁶ to 10 × 10 ⁻⁶ / ° C.), Cu—W alloy is provided between the insulating substrate 1 and the frame 8. It is preferable to use a metal plate having a thermal expansion coefficient closer to the frame body 8 such as (a thermal expansion coefficient of 6 × 10 ^{−6 to} 11 × 10 ⁻⁶ / ° C.). Thereby, the thermal stress generated by the difference in thermal expansion coefficient between the insulating base 1 and the frame body 8 can be relaxed, and peeling of the frame body 8 can be effectively prevented.
[0042]
The frame body 8 may be an alloy mainly composed of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum.
[0043]
Further, the frame body 8 in the present invention preferably has a metal layer 8d made of any of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum on the surface thereof, and the light of the light emitting element 3 is covered on the frame body 8. It can be reflected well by the deposited metal layer 8d, and can be emitted efficiently and more condensed to the outside. As shown in FIG. 11, such a frame body 8 is formed by depositing a metal layer 8 d made of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum on the inner peripheral surface of the frame body 8. In particular, the metal layer 8d is preferably made of aluminum, is less susceptible to problems such as oxidative corrosion and migration, and is less susceptible to variations in light reflectivity due to variations in the light wavelength of the light-emitting element 3. Can be used.
[0044]
The frame 8 may be made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the insulating base 1. For example, the insulating substrate 1 is made of alumina ceramic (thermal expansion coefficient: 7 × 10 ⁻⁶ to 8 × 10 ⁻⁶ / ° C.) or the like, and the frame 8 is Fe—Ni having a thermal expansion coefficient close to that of the insulating substrate 1. If a -Co alloy (coefficient of thermal expansion 6 × 10 ⁻⁶ to 10 × 10 ⁻⁶ / ° C.) or the like is used, peeling of the frame body 8 can be effectively prevented. When the metal layer 8d is attached to such a frame 8, the frame 8 can be firmly fitted to the insulating base 1, and the light reflectance of the light emitting element 3 can be increased.
[0045]
Further, the metal layer 8 d may be attached only to the surface (inner peripheral surface) of the frame 8 on the light emitting element 3 side, or may be attached to the entire surface of the frame 8.
[0046]
The metal layer 8d may be an alloy layer mainly composed of any of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum.
[0047]
The light emitting device of the present invention includes a package of the present invention, a light emitting element 3 mounted on the mounting portion 2 and having an electrode electrically connected to the wiring layer 5b, and a transparent resin such as a silicone resin covering the light emitting element 3. It has. Thereby, the light of the light emitting element 3 can be reflected well, and the light can be efficiently collected and emitted to the outside. The transparent resin that covers the light emitting element 3 may cover only the light emitting element 3 and its periphery, or may fill the recess 4 to cover the light emitting element 3.
[0048]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, as shown in the cross-sectional view of the package in FIG. 13, the light emitting element 3 is directly mounted on the bottom surface of the recess 4 without forming the mounting part 2 as a conductor layer, and the electrodes of the light emitting element 3 are electrically connected to the periphery of the light emitting element 3. Wiring layers 5a and 5b connected to the substrate may be formed. In this case, the light emitting element 3 is mounted on the mounting portion 2, and the electrodes of the light emitting element 3 and the wiring layers 5a and 5b are electrically connected via the bonding wires 6a and 6b. Further, a plurality of light emitting elements 3 may be mounted, or a plurality of wiring layers may be formed.
[0049]
【The invention's effect】
In the light emitting element storage package of the present invention, the recess has a metal frame that is inclined so that the inner peripheral surface extends outward from the bottom surface of the recess toward the top surface of the insulating base , and the outer surface is the inner surface of the recess. The frame is bonded and fitted to the peripheral surface, and the frame is provided with a change portion of the inclination angle so that the upper side of the inner peripheral surface has a larger inclination angle than the lower side , and the inner peripheral surface of the recess And the outer peripheral surface of the frame body is inclined so as to spread outward from the bottom surface of the recess toward the upper surface of the insulating base, and therefore, the region that reflects the light of the light emitting element in a substantially constant direction is widened and emitted. The light of the light emitting element is well reflected by the inner peripheral surface of the metal frame without being affected by the surface state of the inner peripheral surface of the recess, and is efficiently condensed and emitted outside. It is possible to provide a small package for housing a light-emitting element. Further, since the inner peripheral surface of the recess and the outer peripheral surface of the frame body are inclined so as to spread outward from the bottom surface of the recess toward the upper surface of the insulating base, the inner peripheral surface and upper end of the recess are slightly deformed. Even if a shape abnormality such as a warp occurs, the frame can be easily inserted into the recess without being significantly affected by the deformation or warp.
[0050]
In the light emitting element storage package of the present invention, preferably the frame body is made of any of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum, so that the light of the light emitting element can be further reflected by the frame body, It is possible to radiate efficiently and more condensed to the outside.
[0051]
In the light emitting element storage package of the present invention, preferably, the frame body has a metal layer made of any of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum deposited on the surface thereof. It can be reflected more favorably by the deposited metal layer, and can be emitted efficiently and more condensed to the outside.
[0052]
The light-emitting device of the present invention includes the light-emitting element storage package of the present invention, a light-emitting element mounted on the mounting portion and having an electrode electrically connected to the wiring layer, and a transparent resin covering the light-emitting element. Accordingly, the light emitted from the light-emitting element can be reflected well, and the light can be efficiently collected and emitted to the outside.
[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.
2 is a plan view of the light emitting element storage package of FIG. 1; FIG.
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 showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional light emitting element storage package.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Insulating substrate 2: Mounting portion 3: Light emitting element 4: Recesses 5a, 5b: Wiring layer 8: Frame 8a: Changed portion

Claims

A recess for accommodating the light emitting element is provided on the upper surface of the insulating substrate, and a mounting portion on which the light emitting element is mounted and a wiring layer to which the electrode of the light emitting element is electrically connected are formed on the bottom surface of the recess. a package for housing a light-emitting element and the recess, the inner peripheral surface metal frame member are inclined so as to spread outwardly toward the upper surface of the insulating substrate from the bottom surface of the recess, its outer surface Is attached to the inner peripheral surface of the concave portion, and the frame body is provided with a change portion of the inclination angle so that the upper side of the inner peripheral surface has a larger inclination angle than the lower side. The light emitting element storage package , wherein the inner peripheral surface of the recess and the outer peripheral surface of the frame body are inclined so as to spread outward from the bottom surface of the recess toward the upper surface of the insulating base .

2. The light emitting element storage package according to claim 1, wherein the frame body is made of any one of aluminum, silver, gold, palladium, or platinum.

3. The light emitting element storage package according to claim 1, wherein a metal layer made of any one of aluminum, silver, gold, palladium, and platinum is attached to the surface of the frame.

The light emitting element storage package according to any one of claims 1 to 3, a light emitting element mounted on the mounting portion and having an electrode electrically connected to the wiring layer, and a transparent covering the light emitting element A light-emitting device comprising a resin.