JP2004311916A - 発光素子収納用パッケージおよび発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部電気回路基板の配線導体に強固に接合することができる信頼性の高いものとすること。
【解決手段】発光素子収納用パッケージは、直方体状の絶縁基体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、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３の電極が接続される配線層５ａ，５ｂが形成されているとともに、絶縁基体１の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部８ａ〜８ｄに配線層５ａ，５ｂと電気的に接続された側面導体層導体層９ａ，９ｂが形成されており、切欠き部８ａ〜８ｄは、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっている。
【選択図】 図１
【解決手段】発光素子収納用パッケージは、直方体状の絶縁基体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、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３の電極が接続される配線層５ａ，５ｂが形成されているとともに、絶縁基体１の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部８ａ〜８ｄに配線層５ａ，５ｂと電気的に接続された側面導体層導体層９ａ，９ｂが形成されており、切欠き部８ａ〜８ｄは、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっている。
【選択図】 図１
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１５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いるとともに上面に凹部２４が形成されている直方体状の絶縁基体の凹部２４の底面の発光素子２３搭載される部位に導体層から成る搭載部２２が設けられた基体２１と、基体２１の搭載部２２およびその周辺から基体２１の下面に形成され、搭載部２２に一方が電気的に接続された一対の配線層２５とから主に構成されている。
【０００３】
そして、搭載部２２上に発光素子２３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２３の電極と一対の配線層２５の他方とをボンディングワイヤ２６を介して電気的に接続し、しかる後、基体２１の凹部２４内に樹脂（透明樹脂）を充填して発光素子２３を封止することによって、発光装置が作製される。
【０００４】
また、凹部２４の内面で発光素子２３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２４の内面にニッケル（Ｎｉ）めっき層や金（Ａｕ）めっき層等のめっき金属層を表面に有するメタライズ金属層からなる金属層２７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２１の搭載部２２（搭載部２２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２１の凹部２４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層２５を導出させるための貫通孔や凹部２４となる貫通穴を打ち抜き法で形成する。
【０００６】
次に、搭載部２２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を形成するため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２４の内面にメタライズ金属層を被着する場合、凹部２４を形成するためのグリーンシートの積層体Ｂの貫通穴内面にメタライズ金属層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２１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、配線層およびメタライズ金属層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】
また、パッケージの小型化に伴い、配線層２５と外部電気回路基板との接合面積が小さくなり接合強度が低下してしまうため、外部電気回路基板との接合を強固にするために、基体２１の側面に配線層を形成する方法が用いられており、配線層２５を基体２１の側面に形成する方法として、基体２１の側面に配線層２５となる導体ペーストを印刷塗布して形成する方法や、基体２１の角部に切欠き部を形成してその側面に配線層２５を形成する方法等がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２３２０１７号公報
【００１０】
【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、基体２１の角部に平面視形状が円弧状の切欠き部を形成してその側面に配線層２５を形成する方法では、外部電気回路基板との接合強度を向上させるために４つの角部に広領域に切欠き部を形成すると、基体２１の機械的強度が低下したり、凹部２４の領域が小さくなり、また、基体２１の機械的強度を向上させたり、凹部２４の領域を確保しようとすると、パッケージが大型化する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、外部電気回路基板の配線導体に強固に接合することができる接合の信頼性が高い発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供することにある。
【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、直方体状の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、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接続される配線層が形成されているとともに、前記絶縁基体の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部に前記配線層と電気的に接続された側面導体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、前記切欠き部は、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光素子収納用パッケージは、直方体状の絶縁基体の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部は、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっていることから、４つの角部に形成される切欠き部全体による絶縁基体の体積の低下が大きくならないので、絶縁基体の機械的強度がほとんど低下せずに維持される。また、４つのうちの２つの切欠き部は、大きく形成されているので、外部電気回路基板の配線導体との間にろう材の良好なメニスカスを形成することができ、外部電気回路基板に強固に接合することができる。
【００１４】
また、４つの切欠き部は対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっているが、対角位置にある切欠き部に形成される側面導体同士に付着する半田の量は同じになり、４つの切欠き部の側面導体と外部電気回路基板の配線導体との接合時にかかる力のバランスを全体として保つことができるので、バランスよく外部電気回路基板に接合することができ、外部電気回路基板との接合時にパッケージの特定の一側面に力が大きく加わって傾き等が発生することはない。その結果、発光素子が発光する光を外部に方向性良く放射することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明の発光装置は、上記の構成により、外部電気回路基板の配線導体に強固に接合することができる信頼性の高いものとなる。
【００１７】
【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の実施の形態の一例を示す平面図であり、図２は図１のＸ１−Ｘ１線における断面図、図３は図１のＸ２−Ｘ２線における断面図であり、これらの図において、１は絶縁基体、２は発光素子３が搭載される搭載部、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。
【００１８】
本発明のパッケージは、直方体状の絶縁基体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、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３の電極が接続される配線層５ａ，５ｂが形成されているとともに、絶縁基体１の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部８ａ〜８ｄに配線層５ａ，５ｂと電気的に接続された側面導体層９ａ，９ｂが形成されているものであって、切欠き部８ａ〜８ｄは、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっている。
【００１９】
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、この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。
【００２０】
絶縁基体１が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セラミックグリーンシート（セラミック生シートで、以下、グリーンシートともいう）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し、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℃）で焼成し一体化することで形成される。
【００２１】
また、凹部４の底面には発光素子３を搭載するための導体層から成る搭載部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。
【００２２】
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の側面に形成された側面導体層９ａ，９ｂに電気的に接続された配線層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に収容する発光素子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。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。
【００２３】
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導体ペーストを絶縁基体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、絶縁基体１の所定位置に被着形成される。
【００２４】
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。
【００２５】
また、凹部４の内周面にはメタライズ金属層および発光素子３の光に対する反射率が８０％以上であるめっき金属層を被着した金属層７が形成されていることが好ましい。この金属層７は、例えば、ＷやＭｏ等からなるメタライズ金属層上にＮｉ，Ａｕ，Ａｇ等のめっき金属層を被着させてなり、これにより発光素子３の光に対する反射率を８０％以上とすることができる。発光素子３の光に対する反射率が８０％未満であると、凹部４に収容された発光素子３の光を良好に反射することが困難となる。
【００２６】
また、凹部４の内周面は、傾斜面となっているとともに凹部４の底面から絶縁基体１の上面に向けて３５〜７０°の角度で外側に広がっていることが好ましい。角度θが７０°を超えると、凹部４内に収容された発光素子３の光を外部に対して良好に反射することが困難となる傾向にある。一方、角度θが３５°未満であると、凹部４の内周面をそのような角度で安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にあるとともに、パッケージが大型化してしまう。
【００２７】
また、凹部４の内周面の金属層７の表面の算術平均粗さは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均一に放射することが困難になる。
【００２８】
また凹部４は、その横断面形状は円形状、楕円形状、長円形状、四角形状等の種々の形状とし得るが、円形状が好ましい。この場合、凹部４に収容された発光素子３の光を、凹部４の内周面の金属層７表面のめっき層でパッケージの上方に満遍なく反射させて外部に極めて均一に放射することができる。
【００２９】
また、絶縁基体１の４つの角部に下面から上方に向けて切欠き部８ａ〜８ｄが形成されており、切欠き部８ａ〜８ｄには、搭載部２および配線層５ａ，５ｂと電気的に接続された側面導体層９ａ，９ｂがそれぞれ形成されている。そして、本発明においては、対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅が同じであるとともに、隣接する切欠き部、すなわち切欠き部８ａに対する切欠き部８ｂ，８ｃおよび切欠き部８ｄに対する切欠き部８ｂ，８ｃでは幅が異なっている。
【００３０】
これにより、４つの角部に形成された切欠き部８ａ〜８ｄ全体によって絶縁基体１の体積の低下が大きくならないので、絶縁基体１の機械的強度はほとんど低下しない。また、４つの切欠き部８ａ〜８ｄのうちの２つの切欠き部８ｂ，８ｃは大きく形成されているので、外部電気回路基板の配線導体との間にろう材の良好なメニスカスを形成することができ、外部電気回路基板に強固に接合することができる。
【００３１】
また、４つの切欠き部は対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅が同じであるとともに、切欠き部８ａに隣接する切欠き部８ｂ，８ｃおよび切欠き部８ｄに隣接する切欠き部８ｂ，８ｃでは幅が異なっているが、対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅はそれぞれ同じであるので、対角位置にある切欠き部８ａの側面導体９ａと切欠き部８ｄの側面導体９ｂに付着する半田の量が同じになり、また、対角位置にある切欠き部８ｂの側面導体９ｂと切欠き部８ｃの側面導体９ａに付着する半田の量が同じになる。その結果、側面導体９ａ，９ｂと外部電気回路基板の配線導体との接合時にかかる力のバランス等を全体的に保つことができ、外部電気回路基板との接合時にパッケージの特定の一側面に力が大きく加わって傾き等が発生することはない。したがって、発光素子３の光を外部に方向性良く放射することができる。
【００３２】
切欠き部８ａ〜８ｄに形成された側面導体層９ａ，９ｂは、ＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ層から成り、凹部４に収容する発光素子３を外部に電気的に接続するための導電路である。側面導体層９ａ，９ｂが外部電気回路基板の配線導体に接続されることで、搭載部２および配線層５ａ，５ｂを介して発光素子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。
【００３３】
そして、側面導体層９ａ，９ｂは、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導体ペーストを絶縁基体１となるグリーンシートの切欠き部８ａ〜８ｄの位置に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、切欠き部８ａ〜８ｄの所定位置に被着される。
【００３４】
また、側面導体層９ａ，９ｂの露出する表面に、Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ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良く、側面導体層９ａ，９ｂが酸化腐食するのを有効に防止できるとともに、側面導体層９ａ，９ｂと外部電気回路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、側面導体層９ａ，９ｂ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、電界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。
【００３５】
そして、切欠き部８ａ〜８ｄは、グリーンシートやその積層体に切欠き部８ａ〜８ｄとなる貫通孔を形成し、その内周面に導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布した後、所定寸法に切断する際に貫通孔も分割することで形成することができる。
【００３６】
また、パッケージが非常に小型な場合においても、取り扱いを容易とし、多数のパッケージを同時に効率よく製造するために、複数のパッケージが縦横に配列した多数個取り用の基板から作製することができる。この場合を、例えば図１のパッケージを製作する場合について、図４に従って説明する。セラミック層１ａ，１ｂ（図２，図３）を形成するためのグリーンシート１１ａ，１１ｂは、例えば絶縁基体１が酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）から成る場合、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化カルシウム，酸化マグネシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤，可塑剤，分散剤等を添加混合して泥漿状となし、これをドクターブレード法等のシート成形技術によって所定厚みのシート状とすることにより製作される。
【００３７】
次に、図４（ａ）に示すように、グリーンシート１１ａに凹部４を形成するための貫通孔１２を金型等で打ち抜いて形成し、グリーンシート１１ｂに配線層５ａ，５ｂを絶縁基体１の搭載部２から下面に導出させるための貫通孔を打ち抜いた後、グリーンシート１１ｂの貫通孔内またはその上下面に、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２を形成するための導体ペーストをスクリーン印刷法で所定パターンに印刷塗布する。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように、グリーンシート１１ａに長円形状の貫通孔１３ａを金型等で打ち抜いて形成した後、貫通孔１２の内面に金属層７を形成するための導体ペーストおよび貫通孔１３ａの内面に分割後に側面導体層９ａ，９ｂとなる内面導体層１４ａを形成するための導体ペーストをそれぞれ所定パターンに印刷塗布する。同様に、グリーンシート１１ｂに長円形状の貫通孔１３ｂを金型等で打ち抜いて形成した後、貫通孔１３ｂの内面に、分割後に側面導体層９ａ，９ｂとなる内面導体層１４ｂを形成するための導体ペーストを所定パターンに印刷塗布する。
【００３９】
次に、図４（ｃ）に示すように、グリーンシート１１ａ，１１ｂを積層することで、貫通孔１３ａ，１３ｂおよび内面導体層１４ａ，１４ｂを重ねて成る貫通孔１３および内面導体層１４、凹部４が形成されたグリーンシート積層体１１が形成される。このグリーンシート積層体１１に、絶縁基体１となる領域を個々に区切るように行列状に並んだ複数の貫通孔１３および内面導体層１４を縦横に跨る分割線であって、切欠き部８ａ〜８ｄおよび側面導体層９ａ，９ｂを形成するための分割溝１５を、対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅が同じであるとともに、隣接する切欠き部、すなわち切欠き部８ａに対する切欠き部８ｂ，８ｃおよび切欠き部８ｃに対する切欠き部８ｂ，８ｃでは幅が異なるように形成する。
【００４０】
その後、グリーンシート積層体１１およびこれに塗布された導体ペースト層を高温（約１６００℃程度）で焼成することによって、セラミック層１ａ，１ｂからなる焼結体を得る。この焼結体の導電層の露出表面に電解めっき法や無電解めっき法によりニッケル，金，白金，パラジウム等のめっき金属層を被着し、これを分割溝１５に沿って個々に分割することによって、切欠き部８ａ〜８ｄおよび側面導体層９ａ，９ｂを形成するための分割溝１５を、対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅が同じであるとともに隣接する切欠き部８ａ，８ｃ同士および切欠き部８ｂ，８ｄ同士では幅が異なっているパッケージが完成する。（図４（ｄ））。
【００４１】
上記のような方法で製作することで、切欠き部８ａ〜８ｄおよび側面導体層９ａ，９ｂの形成と、載置部２、配線層５ａ，５ｂ、金属層７および側面導体層９ａ，９ｂへのめっき層の被着も一括的に行うことができ、多数のパッケージを簡略に製作することができる。
【００４２】
また、図４（ａ），（ｂ）の方法において、例えば、図４（ｂ）の工程を経た後に図４（ａ）の工程を行なっても良く、グリーンシート１１ａに貫通孔１２と貫通孔１３ａとを金型等で同時に打ち抜いて形成したり、グリーンシート１１ｂに配線層５ａ，５ｂを絶縁基体１の搭載部２から下面に導出させるための貫通孔と貫通孔１３ｂとを金型等で同時に打ち抜いて形成したりする方法でも良く、この場合も簡略に製作することができる。
【００４３】
また、側面導体層９の形成方法としては、グリーンシート１１ａ，１１ｂに貫通孔１３ａ，１３ｂをそれぞれ形成した後、貫通孔１３ａ，１３ｂに導体ペーストを充填させた後、貫通孔１３ａ，１３ｂに充填した導体ペーストの一部を金型等で打ち抜いたり、レーザ光等で打ち抜くことで側面導体層９を形成しても構わない。
【００４４】
また、グリーンシート１１ａ，１１ｂを積層し、グリーンシート積層体１１を形成した後に貫通孔１３を一括して打ち抜いて形成して側面導体層９ａ，９ｂを形成する方法を用いても構わない。
【００４５】
また、グリーンシート積層体１１に分割溝１５を形成せずに焼結し、焼結体の導電層の露出表面にめっき金属層を被着した後、スライシング法等を用いて分割して、パッケージとして完成させることもできる。
【００４６】
また、図５，図６は本発明のパッケージの実施の形態の他の例を示し、図５は図１のＸ１−Ｘ１線における断面図、図６は図１のＸ２−Ｘ２線における断面図である。図５，図６に示すように、配線層５ａ，５ｂは、凹部４の底面から絶縁基体１の下面に向けて絶縁基体１内部の途中まで導出され、そこから絶縁基体１の側面の切欠き部８ａ〜８ｄに延出されて側面導体層９ａ，９ｂに電気的に接続されていても良い。
【００４７】
また、図７〜図９は本発明のパッケージの実施の形態の他の例を示し、図７はパッケージの正面図、図８は図７のＸ１−Ｘ１線における断面図、図９は図７のＸ２−Ｘ２線における断面図である。これらの図に示すように、搭載部２および導体層５ａ，５ｂを凹部４の底面から絶縁基体１の側面に延出させて側面導体層９ａ，９ｂに電気的に接続しても良い。
【００４８】
また、図１０に示すように、側面導体９ａ，９ｂと電気的に接続された配線層５ａ，５ｂを絶縁基体１の側面を経て上面および／または下面に延出させても良い。
【００４９】
また、切欠き部８ａ〜８ｄは、絶縁基体１の上側と下側で横断面における幅や大きさが異なっていてもよく、また、絶縁基体１が外部電気回路基板と接合される下側の一部にのみ形成されていても良い。図１１は、絶縁基体１の下側の層であるセラミック層１ｂのみに切欠き部８ａ〜８ｄを形成した例の断面図である。また、同図に示すように、切欠き部８ａ〜８ｄの底面に配線層５ａ，５ｂを延出させても良い。
【００５０】
また、切欠き部８ａ〜８ｄとなる貫通孔１３は、開口形状が図４のような長円形状に限らず、円形状、楕円形状、四角形状でも良く、図１２は四角形状の貫通孔１３から四角形状の切欠き部８ａ〜８ｄを形成した例である。
【００５１】
また、図１３は凹部４の横断面形状が円形状である場合の正面図である。
【００５２】
また、凹部４の底面上に搭載部２、配線層５ａ，５ｂが複数形成されていてもよく、図１４は、凹部４に発光素子３が一つ搭載される例の正面図であり、凹部４の底面に搭載部２および搭載部２に電気的に接続された配線層５ａ（図示せず）が一つ、配線層５ｂが三つ形成されている例である。なお、搭載部２および配線層５ａ，５ｂは、切欠き部８ａ〜８ｄに形成された側面導体層９ａ〜９ｄにそれぞれ電気的に接続されている。
【００５３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何ら差し支えない。例えば、図１６のパッケージの断面図、図１６のパッケージのＸ１−Ｘ１線における断面図である図１７、図１６のパッケージのＸ２−Ｘ２線における断面図である図１８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とが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が搭載されたり、複数の配線層が形成されているものであっても良い。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、直方体状の絶縁基体の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部は、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっていることから、４つの角部に形成される切欠き部全体による絶縁基体の体積の低下が大きくならないので、絶縁基体の機械的強度がほとんど低下せずに維持される。また、４つのうちの２つの切欠き部は、大きく形成されているので、外部電気回路基板の配線導体との間にろう材の良好なメニスカスを形成することができ、外部電気回路基板に強固に接合することができる。
【００５５】
また、４つの切欠き部は対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっているが、対角位置にある切欠き部に形成される側面導体同士に付着する半田の量は同じになり、４つの切欠き部の側面導体と外部電気回路基板の配線導体との接合時にかかる力のバランスを全体として保つことができるので、バランスよく外部電気回路基板に接合することができ、外部電気回路基板との接合時にパッケージの特定の一側面に力が大きく加わって傾き等が発生することはない。その結果、発光素子が発光する光を外部に方向性良く放射することができる。
【００５６】
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、外部電気回路基板の配線導体に強固に接合することができる信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】図１の発光素子収納用パッケージのＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【図３】図１の発光素子収納用パッケージのＸ２−Ｘ２線における断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は図１の発光素子収納用パッケージの各製造工程におけるセラミックグリーンシートの平面図および発光素子収納用パッケージの平面図である。
【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し、図１のＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【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し、図１のＸ２−Ｘ２線における断面図である。
【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】図７の発光素子収納用パッケージのＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【図９】図７の発光素子収納用パッケージのＸ２−Ｘ２線における断面図である。
【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し、図７のＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【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し、図７のＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【図１２】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平面図である。
【図１４】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１５】従来の発光素子収納用パッケージの断面図である。
【図１６】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平面図である。
【図１７】図１６の発光素子収納用パッケージのＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【図１８】図１６の発光素子収納用パッケージのＸ２−Ｘ２線における断面図である。
【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
８ａ〜８ｄ：切欠き部
９ａ〜９ｄ：側面導体層
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード等の発光素子を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１５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いるとともに上面に凹部２４が形成されている直方体状の絶縁基体の凹部２４の底面の発光素子２３搭載される部位に導体層から成る搭載部２２が設けられた基体２１と、基体２１の搭載部２２およびその周辺から基体２１の下面に形成され、搭載部２２に一方が電気的に接続された一対の配線層２５とから主に構成されている。
【０００３】
そして、搭載部２２上に発光素子２３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２３の電極と一対の配線層２５の他方とをボンディングワイヤ２６を介して電気的に接続し、しかる後、基体２１の凹部２４内に樹脂（透明樹脂）を充填して発光素子２３を封止することによって、発光装置が作製される。
【０００４】
また、凹部２４の内面で発光素子２３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２４の内面にニッケル（Ｎｉ）めっき層や金（Ａｕ）めっき層等のめっき金属層を表面に有するメタライズ金属層からなる金属層２７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２１の搭載部２２（搭載部２２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２１の凹部２４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層２５を導出させるための貫通孔や凹部２４となる貫通穴を打ち抜き法で形成する。
【０００６】
次に、搭載部２２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を形成するため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２４の内面にメタライズ金属層を被着する場合、凹部２４を形成するためのグリーンシートの積層体Ｂの貫通穴内面にメタライズ金属層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２１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、配線層およびメタライズ金属層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】
また、パッケージの小型化に伴い、配線層２５と外部電気回路基板との接合面積が小さくなり接合強度が低下してしまうため、外部電気回路基板との接合を強固にするために、基体２１の側面に配線層を形成する方法が用いられており、配線層２５を基体２１の側面に形成する方法として、基体２１の側面に配線層２５となる導体ペーストを印刷塗布して形成する方法や、基体２１の角部に切欠き部を形成してその側面に配線層２５を形成する方法等がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２３２０１７号公報
【００１０】
【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、基体２１の角部に平面視形状が円弧状の切欠き部を形成してその側面に配線層２５を形成する方法では、外部電気回路基板との接合強度を向上させるために４つの角部に広領域に切欠き部を形成すると、基体２１の機械的強度が低下したり、凹部２４の領域が小さくなり、また、基体２１の機械的強度を向上させたり、凹部２４の領域を確保しようとすると、パッケージが大型化する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、外部電気回路基板の配線導体に強固に接合することができる接合の信頼性が高い発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供することにある。
【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、直方体状の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、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接続される配線層が形成されているとともに、前記絶縁基体の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部に前記配線層と電気的に接続された側面導体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、前記切欠き部は、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光素子収納用パッケージは、直方体状の絶縁基体の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部は、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっていることから、４つの角部に形成される切欠き部全体による絶縁基体の体積の低下が大きくならないので、絶縁基体の機械的強度がほとんど低下せずに維持される。また、４つのうちの２つの切欠き部は、大きく形成されているので、外部電気回路基板の配線導体との間にろう材の良好なメニスカスを形成することができ、外部電気回路基板に強固に接合することができる。
【００１４】
また、４つの切欠き部は対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっているが、対角位置にある切欠き部に形成される側面導体同士に付着する半田の量は同じになり、４つの切欠き部の側面導体と外部電気回路基板の配線導体との接合時にかかる力のバランスを全体として保つことができるので、バランスよく外部電気回路基板に接合することができ、外部電気回路基板との接合時にパッケージの特定の一側面に力が大きく加わって傾き等が発生することはない。その結果、発光素子が発光する光を外部に方向性良く放射することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明の発光装置は、上記の構成により、外部電気回路基板の配線導体に強固に接合することができる信頼性の高いものとなる。
【００１７】
【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の実施の形態の一例を示す平面図であり、図２は図１のＸ１−Ｘ１線における断面図、図３は図１のＸ２−Ｘ２線における断面図であり、これらの図において、１は絶縁基体、２は発光素子３が搭載される搭載部、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。
【００１８】
本発明のパッケージは、直方体状の絶縁基体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、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３の電極が接続される配線層５ａ，５ｂが形成されているとともに、絶縁基体１の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部８ａ〜８ｄに配線層５ａ，５ｂと電気的に接続された側面導体層９ａ，９ｂが形成されているものであって、切欠き部８ａ〜８ｄは、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっている。
【００１９】
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、この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。
【００２０】
絶縁基体１が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セラミックグリーンシート（セラミック生シートで、以下、グリーンシートともいう）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し、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℃）で焼成し一体化することで形成される。
【００２１】
また、凹部４の底面には発光素子３を搭載するための導体層から成る搭載部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。
【００２２】
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の側面に形成された側面導体層９ａ，９ｂに電気的に接続された配線層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に収容する発光素子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。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。
【００２３】
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導体ペーストを絶縁基体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、絶縁基体１の所定位置に被着形成される。
【００２４】
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。
【００２５】
また、凹部４の内周面にはメタライズ金属層および発光素子３の光に対する反射率が８０％以上であるめっき金属層を被着した金属層７が形成されていることが好ましい。この金属層７は、例えば、ＷやＭｏ等からなるメタライズ金属層上にＮｉ，Ａｕ，Ａｇ等のめっき金属層を被着させてなり、これにより発光素子３の光に対する反射率を８０％以上とすることができる。発光素子３の光に対する反射率が８０％未満であると、凹部４に収容された発光素子３の光を良好に反射することが困難となる。
【００２６】
また、凹部４の内周面は、傾斜面となっているとともに凹部４の底面から絶縁基体１の上面に向けて３５〜７０°の角度で外側に広がっていることが好ましい。角度θが７０°を超えると、凹部４内に収容された発光素子３の光を外部に対して良好に反射することが困難となる傾向にある。一方、角度θが３５°未満であると、凹部４の内周面をそのような角度で安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にあるとともに、パッケージが大型化してしまう。
【００２７】
また、凹部４の内周面の金属層７の表面の算術平均粗さは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均一に放射することが困難になる。
【００２８】
また凹部４は、その横断面形状は円形状、楕円形状、長円形状、四角形状等の種々の形状とし得るが、円形状が好ましい。この場合、凹部４に収容された発光素子３の光を、凹部４の内周面の金属層７表面のめっき層でパッケージの上方に満遍なく反射させて外部に極めて均一に放射することができる。
【００２９】
また、絶縁基体１の４つの角部に下面から上方に向けて切欠き部８ａ〜８ｄが形成されており、切欠き部８ａ〜８ｄには、搭載部２および配線層５ａ，５ｂと電気的に接続された側面導体層９ａ，９ｂがそれぞれ形成されている。そして、本発明においては、対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅が同じであるとともに、隣接する切欠き部、すなわち切欠き部８ａに対する切欠き部８ｂ，８ｃおよび切欠き部８ｄに対する切欠き部８ｂ，８ｃでは幅が異なっている。
【００３０】
これにより、４つの角部に形成された切欠き部８ａ〜８ｄ全体によって絶縁基体１の体積の低下が大きくならないので、絶縁基体１の機械的強度はほとんど低下しない。また、４つの切欠き部８ａ〜８ｄのうちの２つの切欠き部８ｂ，８ｃは大きく形成されているので、外部電気回路基板の配線導体との間にろう材の良好なメニスカスを形成することができ、外部電気回路基板に強固に接合することができる。
【００３１】
また、４つの切欠き部は対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅が同じであるとともに、切欠き部８ａに隣接する切欠き部８ｂ，８ｃおよび切欠き部８ｄに隣接する切欠き部８ｂ，８ｃでは幅が異なっているが、対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅はそれぞれ同じであるので、対角位置にある切欠き部８ａの側面導体９ａと切欠き部８ｄの側面導体９ｂに付着する半田の量が同じになり、また、対角位置にある切欠き部８ｂの側面導体９ｂと切欠き部８ｃの側面導体９ａに付着する半田の量が同じになる。その結果、側面導体９ａ，９ｂと外部電気回路基板の配線導体との接合時にかかる力のバランス等を全体的に保つことができ、外部電気回路基板との接合時にパッケージの特定の一側面に力が大きく加わって傾き等が発生することはない。したがって、発光素子３の光を外部に方向性良く放射することができる。
【００３２】
切欠き部８ａ〜８ｄに形成された側面導体層９ａ，９ｂは、ＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ層から成り、凹部４に収容する発光素子３を外部に電気的に接続するための導電路である。側面導体層９ａ，９ｂが外部電気回路基板の配線導体に接続されることで、搭載部２および配線層５ａ，５ｂを介して発光素子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。
【００３３】
そして、側面導体層９ａ，９ｂは、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導体ペーストを絶縁基体１となるグリーンシートの切欠き部８ａ〜８ｄの位置に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、切欠き部８ａ〜８ｄの所定位置に被着される。
【００３４】
また、側面導体層９ａ，９ｂの露出する表面に、Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ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良く、側面導体層９ａ，９ｂが酸化腐食するのを有効に防止できるとともに、側面導体層９ａ，９ｂと外部電気回路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、側面導体層９ａ，９ｂ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、電界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。
【００３５】
そして、切欠き部８ａ〜８ｄは、グリーンシートやその積層体に切欠き部８ａ〜８ｄとなる貫通孔を形成し、その内周面に導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布した後、所定寸法に切断する際に貫通孔も分割することで形成することができる。
【００３６】
また、パッケージが非常に小型な場合においても、取り扱いを容易とし、多数のパッケージを同時に効率よく製造するために、複数のパッケージが縦横に配列した多数個取り用の基板から作製することができる。この場合を、例えば図１のパッケージを製作する場合について、図４に従って説明する。セラミック層１ａ，１ｂ（図２，図３）を形成するためのグリーンシート１１ａ，１１ｂは、例えば絶縁基体１が酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）から成る場合、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化カルシウム，酸化マグネシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤，可塑剤，分散剤等を添加混合して泥漿状となし、これをドクターブレード法等のシート成形技術によって所定厚みのシート状とすることにより製作される。
【００３７】
次に、図４（ａ）に示すように、グリーンシート１１ａに凹部４を形成するための貫通孔１２を金型等で打ち抜いて形成し、グリーンシート１１ｂに配線層５ａ，５ｂを絶縁基体１の搭載部２から下面に導出させるための貫通孔を打ち抜いた後、グリーンシート１１ｂの貫通孔内またはその上下面に、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２を形成するための導体ペーストをスクリーン印刷法で所定パターンに印刷塗布する。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように、グリーンシート１１ａに長円形状の貫通孔１３ａを金型等で打ち抜いて形成した後、貫通孔１２の内面に金属層７を形成するための導体ペーストおよび貫通孔１３ａの内面に分割後に側面導体層９ａ，９ｂとなる内面導体層１４ａを形成するための導体ペーストをそれぞれ所定パターンに印刷塗布する。同様に、グリーンシート１１ｂに長円形状の貫通孔１３ｂを金型等で打ち抜いて形成した後、貫通孔１３ｂの内面に、分割後に側面導体層９ａ，９ｂとなる内面導体層１４ｂを形成するための導体ペーストを所定パターンに印刷塗布する。
【００３９】
次に、図４（ｃ）に示すように、グリーンシート１１ａ，１１ｂを積層することで、貫通孔１３ａ，１３ｂおよび内面導体層１４ａ，１４ｂを重ねて成る貫通孔１３および内面導体層１４、凹部４が形成されたグリーンシート積層体１１が形成される。このグリーンシート積層体１１に、絶縁基体１となる領域を個々に区切るように行列状に並んだ複数の貫通孔１３および内面導体層１４を縦横に跨る分割線であって、切欠き部８ａ〜８ｄおよび側面導体層９ａ，９ｂを形成するための分割溝１５を、対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅が同じであるとともに、隣接する切欠き部、すなわち切欠き部８ａに対する切欠き部８ｂ，８ｃおよび切欠き部８ｃに対する切欠き部８ｂ，８ｃでは幅が異なるように形成する。
【００４０】
その後、グリーンシート積層体１１およびこれに塗布された導体ペースト層を高温（約１６００℃程度）で焼成することによって、セラミック層１ａ，１ｂからなる焼結体を得る。この焼結体の導電層の露出表面に電解めっき法や無電解めっき法によりニッケル，金，白金，パラジウム等のめっき金属層を被着し、これを分割溝１５に沿って個々に分割することによって、切欠き部８ａ〜８ｄおよび側面導体層９ａ，９ｂを形成するための分割溝１５を、対角位置にある切欠き部８ａ，８ｄ同士および切欠き部８ｂ，８ｃ同士の幅が同じであるとともに隣接する切欠き部８ａ，８ｃ同士および切欠き部８ｂ，８ｄ同士では幅が異なっているパッケージが完成する。（図４（ｄ））。
【００４１】
上記のような方法で製作することで、切欠き部８ａ〜８ｄおよび側面導体層９ａ，９ｂの形成と、載置部２、配線層５ａ，５ｂ、金属層７および側面導体層９ａ，９ｂへのめっき層の被着も一括的に行うことができ、多数のパッケージを簡略に製作することができる。
【００４２】
また、図４（ａ），（ｂ）の方法において、例えば、図４（ｂ）の工程を経た後に図４（ａ）の工程を行なっても良く、グリーンシート１１ａに貫通孔１２と貫通孔１３ａとを金型等で同時に打ち抜いて形成したり、グリーンシート１１ｂに配線層５ａ，５ｂを絶縁基体１の搭載部２から下面に導出させるための貫通孔と貫通孔１３ｂとを金型等で同時に打ち抜いて形成したりする方法でも良く、この場合も簡略に製作することができる。
【００４３】
また、側面導体層９の形成方法としては、グリーンシート１１ａ，１１ｂに貫通孔１３ａ，１３ｂをそれぞれ形成した後、貫通孔１３ａ，１３ｂに導体ペーストを充填させた後、貫通孔１３ａ，１３ｂに充填した導体ペーストの一部を金型等で打ち抜いたり、レーザ光等で打ち抜くことで側面導体層９を形成しても構わない。
【００４４】
また、グリーンシート１１ａ，１１ｂを積層し、グリーンシート積層体１１を形成した後に貫通孔１３を一括して打ち抜いて形成して側面導体層９ａ，９ｂを形成する方法を用いても構わない。
【００４５】
また、グリーンシート積層体１１に分割溝１５を形成せずに焼結し、焼結体の導電層の露出表面にめっき金属層を被着した後、スライシング法等を用いて分割して、パッケージとして完成させることもできる。
【００４６】
また、図５，図６は本発明のパッケージの実施の形態の他の例を示し、図５は図１のＸ１−Ｘ１線における断面図、図６は図１のＸ２−Ｘ２線における断面図である。図５，図６に示すように、配線層５ａ，５ｂは、凹部４の底面から絶縁基体１の下面に向けて絶縁基体１内部の途中まで導出され、そこから絶縁基体１の側面の切欠き部８ａ〜８ｄに延出されて側面導体層９ａ，９ｂに電気的に接続されていても良い。
【００４７】
また、図７〜図９は本発明のパッケージの実施の形態の他の例を示し、図７はパッケージの正面図、図８は図７のＸ１−Ｘ１線における断面図、図９は図７のＸ２−Ｘ２線における断面図である。これらの図に示すように、搭載部２および導体層５ａ，５ｂを凹部４の底面から絶縁基体１の側面に延出させて側面導体層９ａ，９ｂに電気的に接続しても良い。
【００４８】
また、図１０に示すように、側面導体９ａ，９ｂと電気的に接続された配線層５ａ，５ｂを絶縁基体１の側面を経て上面および／または下面に延出させても良い。
【００４９】
また、切欠き部８ａ〜８ｄは、絶縁基体１の上側と下側で横断面における幅や大きさが異なっていてもよく、また、絶縁基体１が外部電気回路基板と接合される下側の一部にのみ形成されていても良い。図１１は、絶縁基体１の下側の層であるセラミック層１ｂのみに切欠き部８ａ〜８ｄを形成した例の断面図である。また、同図に示すように、切欠き部８ａ〜８ｄの底面に配線層５ａ，５ｂを延出させても良い。
【００５０】
また、切欠き部８ａ〜８ｄとなる貫通孔１３は、開口形状が図４のような長円形状に限らず、円形状、楕円形状、四角形状でも良く、図１２は四角形状の貫通孔１３から四角形状の切欠き部８ａ〜８ｄを形成した例である。
【００５１】
また、図１３は凹部４の横断面形状が円形状である場合の正面図である。
【００５２】
また、凹部４の底面上に搭載部２、配線層５ａ，５ｂが複数形成されていてもよく、図１４は、凹部４に発光素子３が一つ搭載される例の正面図であり、凹部４の底面に搭載部２および搭載部２に電気的に接続された配線層５ａ（図示せず）が一つ、配線層５ｂが三つ形成されている例である。なお、搭載部２および配線層５ａ，５ｂは、切欠き部８ａ〜８ｄに形成された側面導体層９ａ〜９ｄにそれぞれ電気的に接続されている。
【００５３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何ら差し支えない。例えば、図１６のパッケージの断面図、図１６のパッケージのＸ１−Ｘ１線における断面図である図１７、図１６のパッケージのＸ２−Ｘ２線における断面図である図１８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とが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が搭載されたり、複数の配線層が形成されているものであっても良い。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、直方体状の絶縁基体の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部は、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっていることから、４つの角部に形成される切欠き部全体による絶縁基体の体積の低下が大きくならないので、絶縁基体の機械的強度がほとんど低下せずに維持される。また、４つのうちの２つの切欠き部は、大きく形成されているので、外部電気回路基板の配線導体との間にろう材の良好なメニスカスを形成することができ、外部電気回路基板に強固に接合することができる。
【００５５】
また、４つの切欠き部は対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっているが、対角位置にある切欠き部に形成される側面導体同士に付着する半田の量は同じになり、４つの切欠き部の側面導体と外部電気回路基板の配線導体との接合時にかかる力のバランスを全体として保つことができるので、バランスよく外部電気回路基板に接合することができ、外部電気回路基板との接合時にパッケージの特定の一側面に力が大きく加わって傾き等が発生することはない。その結果、発光素子が発光する光を外部に方向性良く放射することができる。
【００５６】
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、外部電気回路基板の配線導体に強固に接合することができる信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】図１の発光素子収納用パッケージのＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【図３】図１の発光素子収納用パッケージのＸ２−Ｘ２線における断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は図１の発光素子収納用パッケージの各製造工程におけるセラミックグリーンシートの平面図および発光素子収納用パッケージの平面図である。
【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し、図１のＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【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し、図１のＸ２−Ｘ２線における断面図である。
【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】図７の発光素子収納用パッケージのＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【図９】図７の発光素子収納用パッケージのＸ２−Ｘ２線における断面図である。
【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し、図７のＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【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し、図７のＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【図１２】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平面図である。
【図１４】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１５】従来の発光素子収納用パッケージの断面図である。
【図１６】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平面図である。
【図１７】図１６の発光素子収納用パッケージのＸ１−Ｘ１線における断面図である。
【図１８】図１６の発光素子収納用パッケージのＸ２−Ｘ２線における断面図である。
【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
８ａ〜８ｄ：切欠き部
９ａ〜９ｄ：側面導体層
Claims (2)
- 直方体状の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、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接続される配線層が形成されているとともに、前記絶縁基体の４つの角部に下面から上方に向けて形成された切欠き部に前記配線層と電気的に接続された側面導体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、前記切欠き部は、対角位置にあるもの同士の幅が同じであるとともに隣接するもの同士では幅が異なっていることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。
- 請求項１記載の発光素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載され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発光装置。
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Publications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2003-06-25 JP JP2003181689A patent/JP2004311916A/ja active Pending
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