JP2004253404A

JP2004253404A - Package for housing light emitting element and light emitting device

Info

Publication number: JP2004253404A
Application number: JP2003014844A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Maekawa; 義紀前川; Toshiyuki Chitose; 敏幸千歳; Yosuke Moriyama; 陽介森山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a package for housing a light emitting element which can be mounted accurately and highly reliably on the wiring conductor of an external electric circuit board with high joint strength without causing any positional deviation nor inclination, by increasing the mechanical strength of the package and, in addition, on which a plurality of pieces of light emitting elements can be mounted so that the elements may make full-color light emission. <P>SOLUTION: This package for housing light emitting element is constituted by laminating a frame body 2 having through holes 2a for housing light emitting elements 3 upon the upper surface of a square plate-shaped substrate 1 having a mounting section 1a for mounting the plurality of light emitting elements 3 on its upper surface. The substrate 1 has notched sections 7 respectively formed by notching the four side faces of the substrate 1 from the upper surface to the lower surface of the substrate 1 and having arcuate shapes in the top view under the frame body 2, and side-face conductors 7a and 7b formed on the inner peripheral surfaces of the notched sections 7. Some electrodes of the light emitting elements 3 are connected to the side-face conductors 7a and 7b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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容するための発光素子収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）として、セラミック製のパッケージが用いられている。従来のセラミック製のパッケージは、図６に断面図で示すように、上面の中央部に発光素子２３を搭載するための導体層から成る搭載部２１ａを有し、搭載部２１ａおよびその周辺から下面に導出された一対のメタライズ配線導体２４ａ，２４ｂを有する略四角平板状のセラミック製の基体２１と、その上面に積層され、中央部に発光素子２３を収容するための貫通孔２２ａを有する略四角枠状のセラミック製の枠体２２とから主に構成されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００３】
そして、基体２１の上面の一方のメタライズ配線導体２４ａが接続された搭載部２１ａ上に発光素子２３を導電性接合材を介して固着するとともに発光素子２３の電極と他方のメタライズ配線導体２４ｂとをボンディングワイヤ２５を介して電気的に接続し、しかる後、枠体２２の貫通孔２２ａ内に透明樹脂（図示せず）を充填して発光素子２３を封止することによって発光装置となる。この発光装置を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することによって、発光装置が外部電気回路基板に実装されるとともに搭載する発光装置の電極が外部電気回路に電気的に接続され発光素子２３へ電力が供給されることとなる。
【０００４】
このようなセラミック製のパッケージにおいては、内部に収容する発光素子２３が発する光を枠体２２の貫通孔２２ａの内周面で反射させるが、発光装置の発光効率を良好なものとするために貫通孔２２ａの内周面にニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の金属から成る金属めっき層２６ｂを表面に有するメタライズ金属層２６ａを被着させている。
【０００５】
また、このパッケージはセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）積層法により製作される。具体的には、セラミックスから成る基体２１用のグリーンシートと、セラミックスから成る枠体２２用のグリーンシートとを準備し、これらのグリーンシートにメタライズ配線導体２４ａ，２４ｂを導出させるための貫通孔や発光素子２３を収容するための貫通孔をグリーンシートの上下面に略垂直に打ち抜く。次に、基体２１用のグリーンシートの上面から下面にかけてメタライズ配線導体２４ａ，２４ｂ用のタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属粉末から成る金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等により塗布し、枠体２２用のグリーンシートの貫通孔の内周面にメタライズ金属層２６ａ用のＷやＭｏなどの高融点金属粉末から成る金属ペーストをスクリーン印刷法等により塗布する。次に、基体２１用のグリーンシートと枠体２２用のグリーンシートとを上下に重ねて接合し、これらを高温で焼成して焼結体と成す。その後、搭載部２１ａ、メタライズ配線導体２４ａ，２４ｂおよびメタライズ金属層２６ａの露出表面に、ＮｉやＡｕ等の金属から成る金属めっき層２６ｂを無電解めっき法や電解めっき法により被着させることにより、パッケージが製作される。
【０００６】
しかしながら、この従来のパッケージでは、貫通孔２２ａの内周面が基体２１の上面に対して略垂直になっており、そのため、貫通孔２２ａの内周面で反射した光が外部に均一かつ良好に放射されず、このパッケージを用いた発光装置の発光効率がそれ程高くならないという問題点を有していた。
【０００７】
そこで、このような問題点を解消するために、本出願人は、図５に示すように、上面に発光素子１３を搭載するための搭載部１１ａを有する略平板状の基体１１の上面に、発光素子１３を収容するための貫通孔１２ａを有する枠体１２を接合して成るパッケージであって、貫通孔１２ａ内周面は、基体１１上面に対して５５〜７０度の角度で外側に広がっているとともにその表面に算術平均粗さＲａが１〜３μｍでかつ発光素子１３の光に対する反射率が８０％以上の金属めっき層１６ｂが被着されていることにより、貫通孔１２ａ内に収容する発光素子１３が発する光を傾斜した貫通孔１２ａの内周面の金属めっき層１６ｂにより良好に反射させて外部に向かって均一かつ効率良く放射することができるパッケージを提案した（下記の特許文献１参照）。
【０００８】
このパッケージは以下のようにして作製される。枠体１２用のグリーンシートに発光素子１３収納用の貫通孔１２ａをその内周面が５５〜７０度の傾斜面となるように打ち抜く。次に、貫通孔１２ａの内周面に金属ペーストを塗布し、枠体１２用のグリーンシートと基体１１用のグリーンシートとを枠体１２用のグリーンシートの貫通孔１２ａの内周面が外側に広がる向きに接合し、これらを焼成して基体１１上に貫通孔１２ａを有する枠体１２が積層一体化されるとともに貫通孔１２ａの内周面にメタライズ金属層１６ａが被着された焼結体を得る。次に、メタライズ金属層１６ａ表面に算術平均粗さＲａが１〜３μｍでかつ発光素子１３が発する光に対する反射率が８０％以上の金属めっき層１６ｂを被着させる。
【０００９】
また、基体１１に設けたメタライズ配線導体１４ａ，１４ｂは、Ｗ，Ｍｏ等の高融点金属粉末から成り、このメタライズ配線導体１４ａ，１４ｂは、基体１１の下面に延出するように貫通孔を介して導出されており、図示しない外部電気回路基板の配線導体に接続されて、発光素子１３の各電極と外部電気回路とが電気的に接続される。
【００１０】
メタライズ配線導体１４ａ，１４ｂは、例えばＷ，Ｍｏ等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、基体１１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１１の所定位置に被着形成される。そして、メタライズ配線導体１４ａ，１４ｂの露出表面にＮｉやＡｕ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と、メタライズ配線導体１４ａ，１４ｂが酸化腐蝕するのを有効に防止でき、またメタライズ配線導体１４ａと発光素子１３、メタライズ配線導体１４ｂとボンディングワイヤ１５との接合、メタライズ配線導体１４ａ，１４ｂ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、メタライズ配線導体１４ａ，１４ｂ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。
【００１１】
また、近年青色の発光素子の開発が進められ、これに伴って３原色の発光素子を１つのパッケージに収納させ、フルカラー発光させるように複数個の発光素子を搭載するパッケージが用いられるようになってきている。このパッケージは、図３の平面図および図４の断面図に示すように、基板３１の上面に複数個の発光素子３３を搭載する搭載部３１ａを有するとともに、４隅に平面視で略円弧状であって上下面にわたって切り欠かれた切欠き部３４が形成されている。そして、切欠き部３４にそれぞれが電気的に独立した電極３４ａ，３４ｂが形成されており、搭載部３１ａに搭載される複数個の発光素子３３の電極が４隅の電極３４ａ，３４ｂの何れかに接続されている（例えば、下記特許文献２参照）。これにより、例えば搭載部３１ａに３個の発光素子３３を搭載した場合、４つの電極３４ａ，３４ｂのうち１つを共通電極３４ａ、他の３つを個別の電極３４ｂとして３個の発光素子３３が接続可能となる。そしてこの３個の発光素子３３を青、緑、赤の３原色とすればフルカラー発光とすることができる。
【００１２】
また、パッケージの上方へ放射する光の輝度を大きくするために、さらに発光素子３３を搭載している。例えばフルカラー発光させる際に３原色の発光素子３３は色ごとに光の輝度に差があり、特に青の発光素子３３の輝度が小さいため、すでに搭載されている青の発光素子３３の他に青の発光素子３３を１個追加して輝度を大きくしている。なお、追加した発光素子３３は、すでに搭載されている発光素子３３と電気的に同じ接続となるように電極３４ａ，３４ｂに接続されている。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１４−２３２０１７号公報（図１，図４）
【特許文献２】
特開平５−１３８１８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１のパッケージによると、基体１１の下面に延出しているメタライズ配線導体１４ａ，１４ｂの面積が小さいため、基体１１用のグリーンシートにメタライズ配線導体１４ａ，１４ｂの形状に金属ペーストを印刷塗布する際、金属ペーストが表面張力により盛り上がりメタライズ配線導体１４ａ，１４ｂを一定の厚みに印刷することができず、メタライズ配線導体１４ａとメタライズ配線導体１４ｂとで高さのバラツキが発生する。すると、メタライズ配線導体１４ａ，１４ｂを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続した際に、発光装置が外部電気回路基板に対して傾斜した状態で実装される。その結果、発光装置のメタライズ配線導体１４ａ，１４ｂと外部電気回路基板の配線導体との間に位置ずれ等が発生するという問題点があった。
【００１５】
また、上記の特許文献２のパッケージによると、基板３１の４隅に平面視で略円弧状であって上下面にわたって切り欠かれた切欠き部３４に電極３４ａ，３４ｂが形成されているため、切欠き部３４がパッケージの搬送時にパッケージ同士の衝突などによって外力を受けて欠けや割れが発生してしまい、電極３４ａ，３４ｂとして機能しなくなったり、電極３４ａ，３４ｂが形成されている切欠き部３４を外部回路基板の配線導体に半田を介して接続した際に、切欠き部３４と外部回路基板の配線導体との間に形成される半田のメニスカスの量が少なく、接合強度が小さいという問題点があった。
【００１６】
さらに、上記の特許文献２のパッケージによると、例えばフルカラー発光させる際に３原色の発光素子３３は色ごとに光の輝度に差があり、特に青の発光素子３３の輝度が小さいため、すでに搭載されている青の発光素子３３の他に青の発光素子３３を１個追加して輝度を大きくしているが、この構成では、輝度を大きくするために搭載された発光素子３３の電気的接続がすでに搭載されている発光素子３３と同じ接続となるように電極３４ａ，３４ｂに接続されている。そのため、すでに搭載されている発光素子３３と追加した発光素子３３の電圧や光波長、輝度などをそれぞれ単独に微調整することができないという問題点があった。
【００１７】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、パッケージの機械的強度を大きくして、外部電気回路基板の配線導体に位置ずれや傾斜もなく正確に実装できるとともに、接合強度の大きい信頼性の高い実装が可能となり、かつフルカラー発光できるように複数個の発光素子を搭載可能なパッケージおよび発光装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に複数個の発光素子を搭載するための搭載部を有する略四角平板状の基体の上面に、前記発光素子を収容するための貫通孔を有する枠体を積層して成る発光素子収納用パッケージであって、前記基体は、４つの側面のそれぞれに前記枠体の下方に位置して上下面にわたって切り欠かれた平面視で円弧状の切欠き部を有し、該切欠き部の内周面に側面導体が形成され、該側面導体に前記発光素子のいずれかの電極が電気的に接続されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に複数個の発光素子を搭載するための搭載部を有する略四角平板状の基体は、４つの側面のそれぞれに枠体の下方に位置して上下面にわたって切り欠かれた平面視で円弧状の切欠き部を有し、切欠き部の内周面に側面導体が形成され、側面導体に発光素子のいずれかの電極が電気的に接続されることから、基体の角部に円弧状の切欠き部を形成した場合よりも外力に対する機械的強度が大きくなり欠けや割れがなくなる。
【００２０】
また、この切欠き部の内周面に形成された側面導体の表面積は、基体の角部に円弧状の切欠き部を形成した場合の側面導体の表面積に比べ約２倍となり、基体の下面に形成された電極パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続する際に、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間に形成される半田のメニスカスが約２倍の半田の量をもって形成されるため、接合強度を大きくすることができる。
【００２１】
また、基体の下面の各電極パッドが外部電気回路基板の配線導体に半田で接合される際に、半田の量を多くして形成されたメニスカスは、各電極パッド間の半田の高さパラツキを吸収するように働き、各電極パッド間の高さバラツキを抑え、かつ接合状態を強固なものとすることができる。これにより、外部電気回路基板の配線導体に平坦な状態で正確な位置に実装させることができる。
【００２２】
さらに、基体の上面に形成された、側面導体と発光素子とを接続するためのメタライズ配線導体が短線化されるため、メタライズ配線導体の抵抗やインダクタンスが小さくなり、発光素子を高効率で発光させることが可能となる。
【００２３】
本発明の発光素子収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記複数個の発光素子の少なくとも１個は他の発光素子の輝度調整用であり、該輝度調整用発光素子の電極が電気的に接続される前記側面導体は外部の輝度調整回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは複数個の発光素子の少なくとも１個は他の発光素子の輝度調整用であり、その輝度調整用発光素子の電極が電気的に接続される側面導体は外部の輝度調整回路に電気的に接続されていることから、複数個または複数種の発光素子の電圧、光波長、輝度などの調整を、個々にまたは種類毎に行なうことができるようになり、輝度等の微調整が可能となる。例えばフルカラー発光できるように、青、緑、赤の３原色の発光素子を搭載した場合、３原色の発光素子に対応して３個の輝度調整用発光素子を搭載し、３原色のそれぞれの発光素子の輝度等の微調整を行なうことができる。その結果、複数個または複数種の発光素子のそれぞれの色の強さや輝度を精度よく調整することが可能となる。
【００２５】
本発明の発光装置は、上記本発明の発光素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載された発光素子と、該発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことを特徴とする。
【００２６】
本発明の発光装置は、上記の構成により、簡略な構成で高い発光効率を有する高性能のものとなるとともに、外部電気回路基板の配線導体に位置ずれや傾斜もなく正確に実装することができる信頼性の高いものとなる。
【００２７】
【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はその断面図である。１は基体、２は枠体であり、主としてこれらで３個の発光素子３、例えば青、緑、赤の３原色の発光素子３でフルカラー発光させるためのパッケージが構成されている。
【００２８】
本発明の基体１は、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等のセラミックスから成る略四角平板状のものであり、複数の発光素子３を支持する支持体であり、その上面に複数の発光素子３を搭載する搭載部１ａを有している。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、グリーンシートに適当な打ち抜き加工を施してこれを複数枚積層し、高温（約１６００℃）で焼成することによって製作される。
【００２９】
また、基体１は、搭載部１ａおよびその周辺にメタライズ配線導体４ａ，４ｂが被着形成されている。このメタライズ配線導体４ａ，４ｂは、基体１の４つの側面のそれぞれに上下面にわたって切り欠かれ、平面視で円弧状の切欠き部７の内周面に形成された側面導体７ａ，７ｂを介して、基体１下面に形成された電極パッド８ａ，８ｂに電気的に接続されている。また、メタライズ配線導体４ａ，４ｂ、側面導体７ａ，７ｂおよび電極パッド８ａ，８ｂは、ＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ層から成り、パッケージ内部に収容する３個の発光素子３を外部に電気的に接続するための導電路として機能している。
【００３０】
そして、メタライズ配線導体４ａが接続された搭載部１ａには、発光ダイオード等の３個の発光素子３が金−シリコン合金や銀−エポキシ樹脂等の導電性接合材により固着されているとともに、残りの３つのメタライズ配線導体４ｂの搭載部１ａ周辺のそれぞれの部位には、３個の発光素子３の電極のそれぞれがボンディングワイヤ５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１ａおよびメタライズ配線導体４ｂにフリップチップ実装されていても構わない。そして、基体１下面の電極パッド８ａ，８ｂ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へ電力が供給される。
【００３１】
メタライズ配線導体４ａ，４ｂ、側面導体７ａ，７ｂおよび電極パッド８ａ，８ｂは、例えばＷやＭｏ等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、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。
【００３２】
なお、メタライズ配線導体４ａ，４ｂ、側面導体７ａ，７ｂおよび電極パッド８ａ，８ｂの露出する表面にＮｉやＡｕ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、これらの導体が酸化腐蝕するのを有効に防止することができるとともに、メタライズ配線導体４ａと発光素子３、メタライズ配線導体４ｂとボンディングワイヤ５との接合、電極パッド８ａ，８ｂおよび側面導体７ａ，７ｂと外部電気回路の配線導体との接合を強固なものとすることができる。したがって、より好ましくは、メタライズ配線導体４ａ，４ｂ、側面導体７ａ，７ｂおよび電極パッド８ａ，８ｂ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のがよい。
【００３３】
なお、切欠き部７は、基体１用のグリーンシートの４つの側面となる部位を打ち抜き金型で打ち抜いて形成する。このとき、切欠き部７は、枠体２の下方に位置して平面視で枠体２の厚みより小さい曲率半径の円弧状とされてグリーンシートの上下面にわたって切り欠かれるように打ち抜いて形成され、側面導体７ａ，７ｂが切欠き部７の側面に形成される。
【００３４】
枠体２は、基体１と実質的に同じ組成のセラミックスから成り、基体１の上面に積層されて焼結一体化されて接合されている。枠体２は、グリーンシートに予め、その中央部に発光素子３を収容するための断面形状が略円形や略四角形の貫通孔２ａを打ち抜き加工で形成するとともに、これを複数枚積層し、基体１となるグリーンシートの上に積層して焼結一体化して基体１の上面に接合される。
【００３５】
また、枠体２の貫通孔２ａは、枠体２の上面側開口が下面側開口よりも大きく形成されおり、貫通孔２ａの内周面は基体１の上面に対する角度θが３５〜７０°であることが好ましく、７０°を超えると貫通孔２ａ内に収容する発光素子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り、３５°未満では、貫通孔２ａをそのような角度で打ち抜き法で安定的かつ効率良く形成することが困難となるとともに、パッケージが大型化される傾向にある。
【００３６】
また、枠体２は、枠体２用のグリーンシートの中央部を打ち抜き金型を用いて打ち抜くことによって形成されるが、このとき、枠体２用のグリーンシートに形成される貫通孔２ａの内周面をグリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて３５〜７０度の角度θで広がるように形成する。このように、貫通孔２ａの内周面がグリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて３５〜７０度の角度θで広がるように形成することにより、貫通孔２ａの内周面が基体１の上面に対して３５〜７０度の角度θで外側に広がるように形成される。そして、貫通孔２ａはその断面形状は略円形がよく、貫通孔２ａ内に収容される発光素子３が発する光を貫通孔２ａの内周面で全方向に満遍なく反射させて外部に極めて均一に放射することができる。
【００３７】
また、貫通孔２ａの開口の形状は、略円形状、略四角形状、略楕円形状、略多角形状等の種々の形状で構わないが、貫通孔２ａの製作の容易さや形状の安定化等の点から、枠体２の上面側開口と下面側開口が略同形状であるのが好ましい。また、開口の形状として特に略円形状がより好ましく、この場合、貫通孔２ａに収容された発光素子３が発する光を貫通孔２ａの内周面で効率良く反射させて外部に放射することができる。
【００３８】
また、枠体２の貫通孔２ａの内周面の略全面には、メタライズ金属層６ａおよび金属めっき層６ｂが形成されているのが好ましく、例えば、ＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ金属層６ａ上にＮｉ，Ａｕ，Ａｇ等の金属めっき層６ｂが被着されている。そして、金属めっき層６ｂは発光素子３が発光する光に対する反射率を８０％以上であることが好ましいが、金属めっき層６ｂがＮｉ，Ａｕ，Ａｇ等から成ることによって、発光素子３が発光する光に対する反射率を８０％以上とすることができる。反射率が８０％未満であると、枠体２の貫通孔２ａに収容された発光素子３が発光する光を良好に反射することが困難となる。
【００３９】
また、貫通孔２ａの内周面略全面に形成された金属めっき層の表面の算術平均粗さＲａは１〜１０μｍが好ましい。１μｍ未満であると、貫通孔２ａ内に収容される発光素子３が発する光を均一に反射させることができずに、反射する光の強さに偏りが発生しやすくなる。１０μｍを超えると、貫通孔２ａ内に収容される発光素子３が発する光が散乱し、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。
【００４０】
このように、本発明のパッケージによれば、上面に複数個の発光素子３を搭載するための搭載部１ａを有する略四角平板状の基体１の４つの側面のそれぞれに、枠体２の下方に位置して上下面にわたって切り欠かれ、平面視で略半円の円弧状の切欠き部７としたことから、基体１の角部に円弧状の切欠き部７を形成した場合よりも外力に対する機械的強度が大きくなり、欠けや割れがなくなる。また、この切欠き部７の内周面に形成された側面導体７ａ，７ｂの表面積は、基体１の角部に円弧状の切欠き部７を形成した場合の側面導体の表面積に比べ約２倍になっており、基体１の下面に形成された電極パッド８ａ，８ｂを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続する際に、切欠き部７の側面導体７ａ，７ｂと外部電気回路基板の配線導体との間に形成される半田のメニスカスが約２倍の半田の量で形成されるため、接合強度を大きくすることができる。
【００４１】
また、基体の下面の各電極パッド８ａ，８ｂが外部電気回路基板の配線導体に半田で接合される際に、半田の量を多くして形成されたメニスカスは、各電極パッド８ａ，８ｂ間の半田の高さパラツキを吸収するように働き、各電極パッド８ａ，８ｂ間の高さバラツキを抑え、かつ接合状態を強固なものとすることができる。これにより、外部電気回路基板の配線導体に平坦な状態で正確な位置に実装させることができる。
【００４２】
さらに、基体１の上面に形成された、側面導体７ａ，７ｂと発光素子３とを接続するためのメタライズ配線導体４ａ，４ｂが短線化されるため、メタライズ配線導体４ａ，４ｂの抵抗やインダクタンスが小さくなり、発光素子３を高効率で発光させることが可能となる。
【００４３】
この電極パッド８ａ，８ｂは、表面の平坦度が２０μｍ／１０ｍｍ以下であることが好ましい。平坦度が２０μｍ／１０ｍｍを超えると、外部電子回路基板の配線導体に半田を介して接続する際に、電極パッド８ａ，８ｂ間に高さのばらつきが発生し、電極パッド８ａ，８ｂを外部電子回路基板の配線導体の正確な位置に実装するのが困難となる。
【００４４】
また、電極パッド８ａ，８ｂは、略均等に配置され、その面積が基体１の下面の面積に対して１５〜４０％であることが好ましい。１５％未満であると、電極パッド８ａ，８ｂの平坦性が劣化し易くなり、４０％を超えると、電極パッド８ａ，８ｂが短絡する危険性が高くなる。
【００４５】
また、切欠き部７は枠体２の下方に位置していることから、枠体２の貫通孔２ａ内に充填される透明樹脂が切欠き部７へ流れ出すのを有効に防止して封止が良好なものとなる。
【００４６】
また、本発明のパッケージは、好ましくは複数個の発光素子３の少なくとも１個は他の発光素子３の輝度調整用であり、この輝度調整用発光素子３の電極が電気的に接続される側面導体７ａ，７ｂは外部の輝度調整回路に電気的に接続されていることから、複数個または複数種の発光素子３の電圧、光波長、輝度などの調整を、個々にまたは種類毎に行なうことができるようになり、輝度等の微調整が可能となる。例えば、図７に示すように、フルカラー発光できるように、青、緑、赤の３原色の発光素子１３を搭載した場合、３原色の発光素子１３に対応して３個の輝度調整用発光素子１３ａを搭載し、輝度調整用発光素子１３ａの電極を発光素子１３とは電気的に独立した外部の輝度調整回路に電気的に接続されている側面導体１７ｃ，１７ｄに接続することで、３原色のそれぞれの発光素子１３の輝度等の微調整を行なうことができる。その結果、複数個または複数種の発光素子１３のそれぞれの色の強さや輝度を精度よく調整することが可能となる。
【００４７】
なお、図７において、１２は基体、１５はボンディングワイヤ、１７ａ，１７ｂは発光素子１３の電極がボンディングワイヤ１５を介して接続される側面導体である。
【００４８】
かくして、本発明のパッケージによれば、基体１の搭載部１ａに３個の発光素子３を搭載するとともに３個の発光素子３の何れかの電極をメタライズ配線導体４ｂにボンディングワイヤ５を介して電気的に接続し、しかる後、発光素子３を覆うように透明樹脂を設けて発光素子３を封止することによって発光装置となる。発光素子３を覆う透明樹脂は、枠体２の内側に充填されていてもよい。また、枠体２の上面にガラス，石英，サファイア，透光性樹脂等からなる透光性蓋体を接合してもよい。また、本発明の発光装置は、発光ダイオード等の発光素子３を複数個収納した小型のものであることから、個々に蓋をするよりも透明樹脂で発光素子３を覆った方が封止の作業性が良く、また内部のボンディングワイヤ５等の位置固定や各導体層の腐蝕防止等の点で有利なものである。
【００４９】
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。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に複数個の発光素子を搭載するための搭載部を有する略四角平板状の基体は、４つの側面のそれぞれに枠体の下方に位置して上下面にわたって切り欠かれた平面視で円弧状の切欠き部を有し、切欠き部の内周面に側面導体が形成され、側面導体に発光素子のいずれかの電極が電気的に接続されることから、基体の角部に円弧状の切欠き部を形成した場合よりも外力に対する機械的強度が大きくなり欠けや割れがなくなる。
【００５１】
また、この切欠き部の内周面に形成された側面導体の表面積は、基体の角部に円弧状の切欠き部を形成した場合の側面導体の表面積に比べ約２倍となり、基体の下面に形成された電極パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続する際に、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間に形成される半田のメニスカスが約２倍の半田の量をもって形成されるため、接合強度を大きくすることができる。
【００５２】
また、基体の下面の各電極パッドが外部電気回路基板の配線導体に半田で接合される際に、半田の量を多くして形成されたメニスカスは、各電極パッド間の半田の高さパラツキを吸収するように働き、各電極パッド間の高さバラツキを抑え、かつ接合状態を強固なものとすることができる。これにより、外部電気回路基板の配線導体に平坦な状態で正確な位置に実装させることができる。
【００５３】
さらに、基体の上面に形成された、側面導体と発光素子とを接続するためのメタライズ配線導体が短線化されるため、メタライズ配線導体の抵抗やインダクタンスが小さくなり、発光素子を高効率で発光させることが可能となる。
【００５４】
本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは複数個の発光素子の少なくとも１個は他の発光素子の輝度調整用であり、その輝度調整用発光素子の電極が電気的に接続される側面導体は外部の輝度調整回路に電気的に接続されていることから、複数個または複数種の発光素子の電圧、光波長、輝度などの調整を、個々にまたは種類毎に行なうことができるようになり、輝度等の微調整が可能となる。
【００５５】
本発明の発光装置は、上記本発明の発光素子収納用パッケージと、搭載部に搭載された発光素子と、発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことにより、簡略な構成で高い発光効率を有する高性能のものとなるとともに、外部電気回路基板の配線導体に位置ずれや傾斜もなく正確に実装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断面図である。
【図３】従来の発光素子収納用パッケージの平面図である。
【図４】図３の発光素子収納用パッケージのＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】従来の発光素子収納用パッケージの他の例の断面図である。
【図６】従来の発光素子収納用パッケージの他の例の断面図である。
【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。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：搭載部
２：枠体
３：発光素子
７：切欠き部
７ａ，７ｂ：側面導体
８ａ，８ｂ：電極パッド
１３ａ：輝度調整用発光素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting element housing package for housing a light emitting element and a light emitting device used for a display device or the like using a light emitting element such as a light emitting diode.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a ceramic package has been used as a light emitting element housing package (hereinafter, also referred to as a package) for housing a light emitting element such as a light emitting diode. As shown in a cross-sectional view of FIG. 6, the conventional ceramic package has a mounting portion 21a formed of a conductor layer for mounting the light emitting element 23 at the center of the upper surface. And a substantially square plate-shaped ceramic base 21 having a pair of metallized wiring conductors 24a and 24b led out, and a through-hole 22a for accommodating the light emitting element 23 in the center portion, which is laminated on the upper surface thereof. It is mainly composed of a frame-shaped ceramic frame 22 (for example, see Patent Document 1 below).
[0003]
Then, the light emitting element 23 is fixed via a conductive bonding material on the mounting portion 21a to which the one metallized wiring conductor 24a on the upper surface of the base 21 is connected, and the electrode of the light emitting element 23 and the other metallized wiring conductor 24b are connected. A light emitting device is obtained by electrically connecting via the bonding wire 25 and then filling the through hole 22a of the frame 22 with a transparent resin (not shown) and sealing the light emitting element 23. By connecting the light emitting device to the wiring conductor of the external electric circuit board via solder, the light emitting device is mounted on the external electric circuit board and the electrodes of the mounted light emitting device are electrically connected to the external electric circuit to emit light. Power is supplied to the element 23.
[0004]
In such a ceramic package, the light emitted from the light emitting element 23 housed inside is reflected by the inner peripheral surface of the through hole 22a of the frame 22, but in order to improve the luminous efficiency of the light emitting device. A metallized metal layer 26a having a metal plating layer 26b made of a metal such as nickel (Ni) or gold (Au) on the inner surface of the through hole 22a is applied.
[0005]
This package is manufactured by a ceramic green sheet (hereinafter, also referred to as green sheet) lamination method. Specifically, a green sheet for the base 21 made of ceramics and a green sheet for the frame 22 made of ceramics are prepared, and through holes for leading the metallized wiring conductors 24a and 24b to these green sheets. A through hole for accommodating the light emitting element 23 is punched substantially vertically on the upper and lower surfaces of the green sheet. Next, a metal paste made of a high melting point metal powder such as tungsten (W) or molybdenum (Mo) for the metallized wiring conductors 24a and 24b is applied from the upper surface to the lower surface of the green sheet for the base 21 by a conventionally known screen printing method or the like. A metal paste made of a high melting point metal powder such as W or Mo for the metallized metal layer 26a is applied to the inner peripheral surface of the through hole of the green sheet for the frame 22 by screen printing or the like. Next, the green sheet for the base 21 and the green sheet for the frame 22 are vertically overlapped and joined, and they are fired at a high temperature to form a sintered body. Thereafter, a metal plating layer 26b made of a metal such as Ni or Au is applied to the exposed surfaces of the mounting portion 21a, the metallized wiring conductors 24a and 24b, and the metallized metal layer 26a by an electroless plating method or an electrolytic plating method. A package is manufactured.
[0006]
However, in this conventional package, the inner peripheral surface of the through-hole 22a is substantially perpendicular to the upper surface of the base 21, so that the light reflected on the inner peripheral surface of the through-hole 22a is uniformly and favorably externally emitted. There is a problem that the light is not emitted and the light emitting efficiency of the light emitting device using this package is not so high.
[0007]
Then, in order to solve such a problem, as shown in FIG. 5, the present applicant has described a method for mounting a light emitting element 13 on the upper surface of a substantially flat base 11 having a mounting portion 11a for mounting the light emitting element 13 on the upper surface. A package formed by joining a frame 12 having a through hole 12 a for accommodating a light emitting element 13, wherein the inner peripheral surface of the through hole 12 a extends outward at an angle of 55 to 70 degrees with respect to the upper surface of the base 11. And a metal plating layer 16b having an arithmetic average roughness Ra of 1 to 3 μm and a reflectivity of 80% or more for light of the light emitting element 13 is attached to the surface thereof, so that the metal plating layer 16b is accommodated in the through hole 12a. There has been proposed a package that allows light emitted from the light emitting element 13 to be reflected well by the metal plating layer 16b on the inner peripheral surface of the inclined through hole 12a and uniformly and efficiently emitted to the outside (see the following patent). Document reference 1).
[0008]
This package is manufactured as follows. A through hole 12a for accommodating the light emitting element 13 is punched out in the green sheet for the frame body 12 so that the inner peripheral surface thereof has a slope of 55 to 70 degrees. Next, a metal paste is applied to the inner peripheral surface of the through-hole 12a, and the green sheet for the frame 12 and the green sheet for the base 11 are separated from each other by the inner peripheral surface of the through-hole 12a of the green sheet for the frame 12. And a sintering process in which the frame body 12 having the through-holes 12a is laminated and integrated on the base 11 and the metallized metal layer 16a is adhered to the inner peripheral surface of the through-holes 12a. Get the body. Next, a metal plating layer 16b having an arithmetic average roughness Ra of 1 to 3 μm and a reflectance of 80% or more for light emitted from the light emitting element 13 is applied to the surface of the metallized metal layer 16a.
[0009]
The metallized wiring conductors 14a and 14b provided on the base 11 are made of a high melting point metal powder such as W or Mo. The metallized wiring conductors 14a and 14b are provided through through holes so as to extend to the lower surface of the base 11. Each electrode of the light emitting element 13 is electrically connected to an external electric circuit by being connected to a wiring conductor of an external electric circuit board (not shown).
[0010]
The metallized wiring conductors 14a and 14b are formed by adding a suitable organic solvent and a solvent to a high-melting point metal powder such as W, Mo, or the like, and then mixing the metal paste with a predetermined pattern on a green sheet serving as the base 11 by screen printing. Is formed on a predetermined position of the substrate 11 by printing. If a metal having excellent corrosion resistance, such as Ni or Au, is applied to the exposed surfaces of the metallized wiring conductors 14a and 14b in a thickness of about 1 to 20 μm, the metallized wiring conductors 14a and 14b are effectively oxidized and corroded. In addition, the bonding between the metallized wiring conductor 14a and the light emitting element 13, the bonding between the metallized wiring conductor 14b and the bonding wire 15, and the bonding between the metallized wiring conductors 14a and 14b and the wiring conductor of the external electric circuit board can be strengthened. . Accordingly, on the exposed surfaces of the metallized wiring conductors 14a and 14b, a Ni plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and an Au plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm are sequentially coated by an electrolytic plating method or an electroless plating method. Is being worn.
[0011]
In recent years, blue light-emitting elements have been developed, and along with this, a package in which light-emitting elements of three primary colors are housed in one package and a plurality of light-emitting elements are mounted so as to emit full color light has been used. Is coming. As shown in the plan view of FIG. 3 and the cross-sectional view of FIG. 4, this package has a mounting portion 31a on which a plurality of light emitting elements 33 are mounted on the upper surface of a substrate 31, and has a substantially circular arc shape at four corners in plan view. In this case, a notch 34 cut out over the upper and lower surfaces is formed. Electrodes 34a and 34b, which are electrically independent from each other, are formed in the cutout portion 34, and the electrodes of the plurality of light emitting elements 33 mounted on the mounting portion 31a are any of the four corner electrodes 34a and 34b. (For example, see Patent Document 2 below). Thus, for example, when three light emitting elements 33 are mounted on the mounting portion 31a, one of the four electrodes 34a and 34b is used as the common electrode 34a, and the other three are used as the individual electrodes 34b. Can be connected. If these three light emitting elements 33 are of three primary colors of blue, green and red, full color light emission can be achieved.
[0012]
Further, a light emitting element 33 is further mounted in order to increase the luminance of light emitted above the package. For example, when emitting full color light, the light emitting elements 33 of the three primary colors have a difference in light luminance for each color. In particular, since the luminance of the blue light emitting element 33 is small, in addition to the already mounted blue light emitting element 33, One light emitting element 33 is added to increase the luminance. The added light emitting element 33 is connected to the electrodes 34a and 34b so as to have the same electrical connection as the light emitting element 33 already mounted.
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 14-232017 (FIGS. 1 and 4)
[Patent Document 2]
JP-A-5-13818
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the package of Patent Document 1, since the area of the metallized wiring conductors 14a and 14b extending on the lower surface of the base 11 is small, the metal sheet for the metallized wiring conductors 14a and 14b is formed on the green sheet for the base 11. When the paste is printed and applied, the metal paste swells due to surface tension and the metallized wiring conductors 14a and 14b cannot be printed to a certain thickness, and the metallized wiring conductor 14a and the metallized wiring conductor 14b vary in height. . Then, when the metallized wiring conductors 14a and 14b are connected to the wiring conductors of the external electric circuit board via solder, the light emitting device is mounted in an inclined state with respect to the external electric circuit board. As a result, there has been a problem that a displacement or the like occurs between the metallized wiring conductors 14a and 14b of the light emitting device and the wiring conductor of the external electric circuit board.
[0015]
Further, according to the package of Patent Document 2 described above, the electrodes 34a and 34b are formed at the four corners of the substrate 31 in the notches 34 which are substantially arc-shaped in plan view and are cut out over the upper and lower surfaces. The notch 34 is subjected to an external force due to collision of the packages when the package is transported, and the chip is broken or cracked. The notch 34 does not function as the electrodes 34a and 34b, or the notch in which the electrodes 34a and 34b are formed. When 34 is connected to the wiring conductor of the external circuit board via solder, the amount of solder meniscus formed between the notch 34 and the wiring conductor of the external circuit board is small, and the bonding strength is low. There was a point.
[0016]
Further, according to the package of Patent Document 2 described above, for example, when full-color light emission is performed, the light emitting elements 33 of the three primary colors have differences in light brightness for each color, and particularly, the brightness of the blue light emitting element 33 is small. The luminance is increased by adding one blue light emitting element 33 in addition to the blue light emitting element 33 described above. In this configuration, the electrical connection of the mounted light emitting element 33 to increase the luminance is performed. Are connected to the electrodes 34a and 34b so as to have the same connection as the light emitting element 33 already mounted. Therefore, there is a problem that the voltage, light wavelength, luminance, and the like of the light emitting element 33 already mounted and the light emitting element 33 added cannot be finely adjusted independently.
[0017]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to increase the mechanical strength of a package and accurately mount the package on a wiring conductor of an external electric circuit board without displacement or inclination. It is another object of the present invention to provide a package and a light emitting device which can be mounted with high bonding strength and high reliability and can mount a plurality of light emitting elements so as to emit full color light.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The light-emitting element housing package according to the present invention is a frame having a through-hole for housing the light-emitting element on the upper surface of a substantially square plate-shaped base having a mounting portion for mounting a plurality of light-emitting elements on the upper surface. Wherein the base is provided with an arc-shaped notch in plan view, which is located below the frame and is notched over upper and lower surfaces on each of four side surfaces. A side conductor is formed on the inner peripheral surface of the notch, and one of the electrodes of the light emitting element is electrically connected to the side conductor.
[0019]
The light-emitting element housing package according to the present invention has a substantially rectangular flat substrate having a mounting portion for mounting a plurality of light-emitting elements on an upper surface. Having a notch in an arc shape in a plan view cut out over the inner surface of the notch, a side conductor is formed on an inner peripheral surface of the notch, and one of the electrodes of the light emitting element is electrically connected to the side conductor. Therefore, the mechanical strength against an external force is increased and chipping and cracking are eliminated as compared with a case where an arc-shaped notch is formed at a corner of the base.
[0020]
Also, the surface area of the side conductor formed on the inner peripheral surface of the cutout is about twice as large as the surface area of the side conductor when an arc-shaped cutout is formed at the corner of the base, and the lower surface of the base is formed. When the electrode pads formed on the external electric circuit board are connected to the wiring conductors of the external electric circuit board via solder, the meniscus of the solder formed between the side conductor of the notch and the wiring conductor of the external electric circuit board is approximately Since it is formed with twice the amount of solder, the bonding strength can be increased.
[0021]
Further, when each electrode pad on the lower surface of the base is joined to the wiring conductor of the external electric circuit board by solder, a meniscus formed by increasing the amount of solder causes a variation in the height of the solder between the electrode pads. It works so as to absorb, suppresses variations in height between the electrode pads, and makes the bonding state strong. Thereby, it can be mounted on the wiring conductor of the external electric circuit board at a correct position in a flat state.
[0022]
Furthermore, since the metallized wiring conductor for connecting the side conductor and the light emitting element formed on the upper surface of the base is shortened, the resistance and inductance of the metallized wiring conductor are reduced, and the light emitting element emits light with high efficiency. It becomes possible.
[0023]
In the light-emitting element housing package of the present invention, preferably, at least one of the plurality of light-emitting elements is for adjusting the luminance of another light-emitting element, and the electrodes of the luminance-adjusting light-emitting element are electrically connected. The side conductor is electrically connected to an external brightness adjustment circuit.
[0024]
In the light-emitting element housing package of the present invention, preferably, at least one of the plurality of light-emitting elements is for adjusting luminance of another light-emitting element, and a side conductor to which electrodes of the luminance-adjusting light-emitting element are electrically connected. Is electrically connected to an external brightness adjustment circuit, so that the voltage, light wavelength, brightness, etc. of multiple or multiple types of light emitting elements can be adjusted individually or for each type. , Brightness and the like can be finely adjusted. For example, when light emitting elements of three primary colors of blue, green, and red are mounted so that full-color light emission can be performed, three light emitting elements for adjusting brightness are mounted corresponding to the light emitting elements of three primary colors, and light emission of each of the three primary colors is performed. Fine adjustment of the luminance and the like of the element can be performed. As a result, it is possible to accurately adjust the color intensity and luminance of each of the plurality or types of light emitting elements.
[0025]
A light emitting device according to the present invention includes the light emitting element housing package according to the present invention, a light emitting element mounted on the mounting portion, and a transparent resin covering the light emitting element.
[0026]
The light emitting device of the present invention has a simple structure and high performance with high luminous efficiency, and can be accurately mounted on a wiring conductor of an external electric circuit board without displacement or inclination. It will be highly reliable.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The light emitting element housing package of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment of a package according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof. Reference numeral 1 denotes a base, and 2 denotes a frame. These are mainly used to constitute a package for full-color light emission by three light emitting elements 3, for example, light emitting elements 3 of three primary colors of blue, green and red.
[0028]
The base 1 of the present invention is a substantially rectangular flat plate made of ceramics such as an aluminum oxide sintered body (alumina ceramics) and an aluminum nitride sintered body, and is a support for supporting a plurality of light emitting elements 3. And a mounting portion 1a on which a plurality of light emitting elements 3 are mounted. When the substrate 1 is made of, for example, an aluminum oxide-based sintered body, a raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide is mixed with a suitable organic binder, a solvent, and the like to form a slurry. A green sheet (green ceramic sheet) is obtained by forming the sheet into a sheet by a well-known doctor blade method, a calendar roll method, or the like. Thereafter, a plurality of green sheets are subjected to appropriate punching and laminated at a high temperature (about (1600 ° C.).
[0029]
Further, the base 1 has metallized wiring conductors 4a and 4b adhered to the mounting portion 1a and the periphery thereof. The metallized wiring conductors 4a and 4b are cut out on the four side surfaces of the base 1 over the upper and lower surfaces, respectively, via the side surface conductors 7a and 7b formed on the inner peripheral surface of the cutout portion 7 having an arc shape in plan view. And is electrically connected to the electrode pads 8a and 8b formed on the lower surface of the base 1. The metallized wiring conductors 4a and 4b, the side conductors 7a and 7b, and the electrode pads 8a and 8b are made of a metallized layer of a metal powder such as W or Mo, and electrically connect the three light emitting elements 3 housed inside the package to the outside. It functions as a conductive path for electrical connection.
[0030]
The three light-emitting elements 3 such as light-emitting diodes are fixed to the mounting portion 1a to which the metallized wiring conductor 4a is connected with a conductive bonding material such as a gold-silicon alloy or a silver-epoxy resin, and the remaining light-emitting elements 3 are fixed. The electrodes of the three light emitting elements 3 are electrically connected via bonding wires 5 to respective portions around the mounting portion 1a of the three metallized wiring conductors 4b. Further, the light emitting element 3 may be flip-chip mounted on the mounting portion 1a and the metallized wiring conductor 4b. The electrode pads 8a and 8b on the lower surface of the base 1 are electrically connected to the respective electrodes of the light emitting element 3 by being connected to the wiring conductors of the external electric circuit board, and power is supplied to the light emitting element 3.
[0031]
The metallized wiring conductors 4a and 4b, the side conductors 7a and 7b, and the electrode pads 8a and 8b are made of a metal paste obtained by adding a suitable organic solvent and a solvent to a high melting point metal powder such as W or Mo. By printing and applying a predetermined pattern on a green sheet to be used in advance by a screen printing method, the green sheet is adhered and formed at a predetermined position on the substrate 1.
[0032]
It is preferable that a metal having excellent corrosion resistance such as Ni or Au is applied to the exposed surfaces of the metallized wiring conductors 4a and 4b, the side conductors 7a and 7b, and the electrode pads 8a and 8b in a thickness of about 1 to 20 μm. Often, these conductors can be effectively prevented from being oxidized and corroded, and the metallized wiring conductor 4a and the light emitting element 3, the metallized wiring conductor 4b and the bonding wire 5, the connection between the electrode pads 8a and 8b, and the side conductor 7a. , 7b and the wiring conductor of the external electric circuit can be strengthened. Therefore, more preferably, a Ni plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and a Ni plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm are formed on the exposed surfaces of the metallized wiring conductors 4 a and 4 b, the side conductors 7 a and 7 b, and the electrode pads 8 a and 8 b. It is preferable that the Au plating layer is sequentially applied by an electrolytic plating method or an electroless plating method.
[0033]
The notch 7 is formed by punching out the four side surfaces of the green sheet for the base 1 with a punching die. At this time, the cutout portion 7 is formed by punching out so as to be located below the frame body 2, formed in an arc shape having a radius of curvature smaller than the thickness of the frame body 2 in plan view, and cut out over the upper and lower surfaces of the green sheet. Then, the side conductors 7 a and 7 b are formed on the side surface of the notch 7.
[0034]
The frame 2 is made of ceramics having substantially the same composition as the base 1, and is laminated on the upper surface of the base 1, sintered and integrated, and joined. The frame 2 is formed by punching a through hole 2a having a substantially circular or substantially square cross section for accommodating the light emitting element 3 in the center of the green sheet in advance, and laminating a plurality of the through holes. The green sheet is laminated on the green sheet to be sintered and integrated with the upper surface of the base 1 by sintering and integration.
[0035]
The through hole 2a of the frame 2 is formed such that the upper opening on the upper surface side of the frame 2 is larger than the lower opening, and the inner peripheral surface of the through hole 2a has an angle θ with respect to the upper surface of the base 1 of 35 to 70 °. If the angle exceeds 70 °, it tends to be difficult to reflect the light of the light emitting element 3 housed in the through hole 2a to the outside satisfactorily. It is difficult to form the package stably and efficiently by the punching method at such an angle, and the package tends to be large.
[0036]
The frame 2 is formed by punching out the center of the green sheet for the frame 2 using a punching die. At this time, the through hole 2 a formed in the green sheet for the frame 2 is formed. The inner peripheral surface is formed so as to spread at an angle θ of 35 to 70 degrees from one main surface of the green sheet toward the other main surface. As described above, by forming the inner peripheral surface of the through hole 2a so as to spread at an angle θ of 35 to 70 degrees from one main surface of the green sheet toward the other main surface, the inner peripheral surface of the through hole 2a is formed. Is formed so as to spread outward at an angle θ of 35 to 70 degrees with respect to the upper surface of the base 1. The cross-sectional shape of the through-hole 2a is preferably substantially circular, and the light emitted by the light emitting element 3 accommodated in the through-hole 2a is reflected uniformly in all directions by the inner peripheral surface of the through-hole 2a, and is extremely uniform to the outside. Can radiate.
[0037]
Further, the shape of the opening of the through hole 2a may be various shapes such as a substantially circular shape, a substantially square shape, a substantially elliptical shape, a substantially polygonal shape, and the like. From the viewpoint, it is preferable that the upper surface side opening and the lower surface side opening of the frame 2 have substantially the same shape. In addition, it is particularly preferable that the opening has a substantially circular shape. In this case, light emitted from the light emitting element 3 housed in the through hole 2a can be efficiently reflected by the inner peripheral surface of the through hole 2a and emitted to the outside. it can.
[0038]
It is preferable that a metallized metal layer 6a and a metal plating layer 6b are formed on substantially the entire inner peripheral surface of the through hole 2a of the frame body 2. For example, a metallized metal layer of a metal powder such as W or Mo is preferably used. A metal plating layer 6b of Ni, Au, Ag or the like is applied on 6a. The metal plating layer 6b preferably has a reflectance of 80% or more for the light emitted by the light emitting element 3, but the light emitting element 3 emits light because the metal plating layer 6b is made of Ni, Au, Ag, or the like. The reflectance to light can be 80% or more. If the reflectance is less than 80%, it becomes difficult to satisfactorily reflect the light emitted by the light emitting element 3 accommodated in the through hole 2a of the frame 2.
[0039]
The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the metal plating layer formed on substantially the entire inner peripheral surface of the through hole 2a is preferably 1 to 10 μm. When the thickness is less than 1 μm, the light emitted from the light emitting element 3 accommodated in the through hole 2a cannot be uniformly reflected, and the intensity of the reflected light tends to be biased. If it exceeds 10 μm, the light emitted from the light emitting element 3 housed in the through hole 2a is scattered, and it becomes difficult to uniformly radiate the reflected light to the outside with a high reflectance.
[0040]
As described above, according to the package of the present invention, the four sides of the substantially rectangular flat substrate 1 having the mounting portion 1 a for mounting the plurality of light emitting elements 3 on the upper surface are provided below the frame 2. And cut out over the upper and lower surfaces to form an arc-shaped notch 7 having a substantially semicircular shape in a plan view. Therefore, an external force is greater than when the arc-shaped notch 7 is formed at a corner of the base 1. Mechanical strength is increased, and chipping and cracking are eliminated. The surface area of the side conductors 7a and 7b formed on the inner peripheral surface of the notch 7 is about 2 times larger than the surface area of the side conductor when the arc-shaped notch 7 is formed at the corner of the base 1. When the electrode pads 8a, 8b formed on the lower surface of the base 1 are connected to the wiring conductors of the external electric circuit board via solder, the side conductors 7a, 7b of the cutout 7 and the external electric conductors are connected. Since the meniscus of the solder formed between the wiring conductor of the circuit board and the solder is formed in about twice the amount of the solder, the bonding strength can be increased.
[0041]
When each of the electrode pads 8a and 8b on the lower surface of the base is joined to the wiring conductor of the external electric circuit board by solder, a meniscus formed by increasing the amount of solder is formed between the electrode pads 8a and 8b. It works so as to absorb the variation in height of the solder, suppresses the variation in height between the electrode pads 8a and 8b, and makes the bonding state strong. Thereby, it can be mounted on the wiring conductor of the external electric circuit board at a correct position in a flat state.
[0042]
Further, since the metallized wiring conductors 4a and 4b formed on the upper surface of the base 1 for connecting the side conductors 7a and 7b and the light emitting element 3 are shortened, the resistance and inductance of the metallized wiring conductors 4a and 4b are reduced. As a result, the light emitting element 3 can emit light with high efficiency.
[0043]
The electrode pads 8a and 8b preferably have a surface flatness of 20 μm / 10 mm or less. If the flatness exceeds 20 μm / 10 mm, when connecting to the wiring conductor of the external electronic circuit board via solder, a variation in height occurs between the electrode pads 8a and 8b, and the electrode pads 8a and 8b are connected to the external electronic circuit board. It becomes difficult to mount the wiring conductor on the circuit board at an accurate position.
[0044]
Further, the electrode pads 8 a and 8 b are arranged substantially uniformly, and the area thereof is preferably 15 to 40% with respect to the area of the lower surface of the base 1. If it is less than 15%, the flatness of the electrode pads 8a and 8b tends to deteriorate, and if it exceeds 40%, the risk of short-circuiting the electrode pads 8a and 8b increases.
[0045]
In addition, since the notch 7 is located below the frame 2, the transparent resin filled in the through-hole 2 a of the frame 2 is effectively prevented from flowing out to the notch 7 and sealed. Is good.
[0046]
Further, in the package of the present invention, preferably, at least one of the plurality of light emitting elements 3 is for adjusting the luminance of another light emitting element 3, and the side surface to which the electrodes of the luminance adjusting light emitting element 3 are electrically connected. Since the conductors 7a and 7b are electrically connected to an external brightness adjustment circuit, adjustment of the voltage, light wavelength, brightness, etc. of a plurality or a plurality of types of light emitting elements 3 is performed individually or for each type. And fine adjustment of luminance and the like can be performed. For example, as shown in FIG. 7, when the light emitting elements 13 of three primary colors of blue, green, and red are mounted so as to emit full color light, three light emitting elements for luminance adjustment correspond to the light emitting elements 13 of three primary colors. 13a, and the electrodes of the luminance adjusting light emitting element 13a are connected to the side conductors 17c, 17d which are electrically connected to an external luminance adjusting circuit which is electrically independent of the light emitting element 13 so that the three primary colors can be obtained. Fine adjustment of the luminance and the like of each light emitting element 13 can be performed. As a result, it is possible to accurately adjust the intensity and brightness of each color of the plurality or types of light emitting elements 13.
[0047]
In FIG. 7, 12 is a base, 15 is a bonding wire, and 17a and 17b are side conductors to which electrodes of the light emitting element 13 are connected via the bonding wire 15.
[0048]
Thus, according to the package of the present invention, the three light emitting elements 3 are mounted on the mounting portion 1a of the base 1 and any one of the three light emitting elements 3 is connected to the metallized wiring conductor 4b via the bonding wire 5. The light-emitting device is obtained by electrically connecting and then providing a transparent resin so as to cover the light-emitting element 3 and sealing the light-emitting element 3. The transparent resin covering the light emitting element 3 may be filled inside the frame 2. Further, a light-transmitting lid made of glass, quartz, sapphire, light-transmitting resin, or the like may be joined to the upper surface of the frame 2. In addition, since the light emitting device of the present invention is a small-sized device in which a plurality of light emitting elements 3 such as light emitting diodes are housed, it is better to cover the light emitting elements 3 with a transparent resin than to individually cover them. The workability is good, and it is advantageous in terms of fixing the position of the internal bonding wires 5 and the like and preventing corrosion of each conductor layer.
[0049]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes may be made without departing from the scope of the present invention.
[0050]
【The invention's effect】
The light-emitting element housing package according to the present invention has a substantially rectangular flat substrate having a mounting portion for mounting a plurality of light-emitting elements on an upper surface. Having a notch in an arc shape in a plan view cut out over the inner surface of the notch, a side conductor is formed on an inner peripheral surface of the notch, and one of the electrodes of the light emitting element is electrically connected to the side conductor. Therefore, the mechanical strength against an external force is increased and chipping and cracking are eliminated as compared with a case where an arc-shaped notch is formed at a corner of the base.
[0051]
Also, the surface area of the side conductor formed on the inner peripheral surface of the cutout is about twice as large as the surface area of the side conductor when an arc-shaped cutout is formed at the corner of the base, and the lower surface of the base is formed. When the electrode pads formed on the external electric circuit board are connected to the wiring conductors of the external electric circuit board via solder, the meniscus of the solder formed between the side conductor of the notch and the wiring conductor of the external electric circuit board is approximately Since it is formed with twice the amount of solder, the bonding strength can be increased.
[0052]
Further, when each electrode pad on the lower surface of the base is joined to the wiring conductor of the external electric circuit board by solder, a meniscus formed by increasing the amount of solder causes a variation in the height of the solder between the electrode pads. It works so as to absorb, suppresses variations in height between the electrode pads, and makes the bonding state strong. Thereby, it can be mounted on the wiring conductor of the external electric circuit board at a correct position in a flat state.
[0053]
Furthermore, since the metallized wiring conductor for connecting the side conductor and the light emitting element formed on the upper surface of the base is shortened, the resistance and inductance of the metallized wiring conductor are reduced, and the light emitting element emits light with high efficiency. It becomes possible.
[0054]
In the light-emitting element housing package of the present invention, preferably, at least one of the plurality of light-emitting elements is for adjusting luminance of another light-emitting element, and a side conductor to which electrodes of the luminance-adjusting light-emitting element are electrically connected. Is electrically connected to an external brightness adjustment circuit, so that the voltage, light wavelength, brightness, etc. of multiple or multiple types of light emitting elements can be adjusted individually or for each type. , Brightness and the like can be finely adjusted.
[0055]
The light-emitting device of the present invention has high light-emitting efficiency with a simple configuration by including the light-emitting element storage package of the present invention, the light-emitting element mounted on the mounting portion, and the transparent resin covering the light-emitting element. In addition to high performance, it is highly reliable that can be accurately mounted on the wiring conductor of the external electric circuit board without displacement or inclination.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment of a light emitting element housing package of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting element housing package of FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view of a conventional light emitting element storage package.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the light emitting element housing package of FIG. 3 taken along line AA.
FIG. 5 is a cross-sectional view of another example of a conventional light emitting element storage package.
FIG. 6 is a cross-sectional view of another example of a conventional light emitting element storage package.
FIG. 7 is a plan view showing another example of the embodiment of the light emitting element housing package of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Base 1a: Mounting section 2: Frame body 3: Light emitting element 7: Notches 7a, 7b: Side conductors 8a, 8b: Electrode pad 13a: Light emitting element for brightness adjustment

Claims

上面に複数個の発光素子を搭載するための搭載部を有する略四角平板状の基体の上面に、前記発光素子を収容するための貫通孔を有する枠体を積層して成る発光素子収納用パッケージであって、前記基体は、４つの側面のそれぞれに前記枠体の下方に位置して上下面にわたって切り欠かれた平面視で円弧状の切欠き部を有し、該切欠き部の内周面に側面導体が形成され、該側面導体に前記発光素子のいずれかの電極が電気的に接続されることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。Light-emitting element housing package in which a frame having a through-hole for housing the light-emitting element is laminated on the upper surface of a substantially rectangular flat substrate having a mounting portion for mounting a plurality of light-emitting elements on the upper surface. Wherein the base has a notch in an arc shape in a plan view, which is located below the frame body and is notched over upper and lower surfaces on each of four side surfaces, and has an inner periphery of the notch. A side surface conductor is formed on a surface, and one of the electrodes of the light emitting element is electrically connected to the side surface conductor.

前記複数個の発光素子の少なくとも１個は他の発光素子の輝度調整用であり、該輝度調整用発光素子の電極が電気的に接続される前記側面導体は外部の輝度調整回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の発光素子収納用パッケージ。At least one of the plurality of light emitting elements is for adjusting luminance of another light emitting element, and the side conductor to which the electrode of the light emitting element for luminance adjustment is electrically connected is electrically connected to an external luminance adjusting circuit. The light-emitting element storage package according to claim 1, wherein the package is connected.

請求項１または請求項２記載の発光素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載された複数個の発光素子と、該複数個の発光素子を覆う透明樹脂とを具備したことを特徴とする発光装置。3. A light emitting device comprising: the light emitting element storage package according to claim 1 or 2; a plurality of light emitting elements mounted on the mounting portion; and a transparent resin covering the plurality of light emitting elements. apparatus.