JP2006303351A - Package for storing light emitting element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To employ a wall surface which can enhance emission efficiency of a semiconductor light emitting element at a cavity section for storing the semiconductor light emitting element. <P>SOLUTION: In a package 10 for storing a light emitting element comprising a bonded body of a planar ceramic substrate 11 and a planar ceramic frame 14 having an opening 13 and provided with a cavity 15 for storing the semiconductor light emitting element 12 defined by the upper surface of the substrate 11 and the opening 13 of the frame 14, the frame 14 comprises a laminate of three or more ceramic substrates 16 each having a thickness of 0.025-0.3 mm and a plurality of steps 17 are formed in the wall face of the cavity 15 by the opening 13 of the frame 14. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子を搭載して収納するためのセラミック製の基体と枠体の接合体からなる発光素子収納用パッケージに関する。   The present invention relates to a light emitting element storage package comprising a joined body of a ceramic base and a frame for mounting and storing a semiconductor light emitting element such as an LED (Light Emission Diode).

従来からＬＥＤ等からなる半導体発光素子を収納するための発光素子収納用パッケージとしては、プラスチックや、セラミックを用いて製造されたものが用いられている。また、近年の半導体発光素子には、光出力を大きくすることが要求されているが、この要求に対応するのに半導体発光素子にかけられる電流を増加させることで対応しようとすると、半導体発光素子自体の温度も上昇し、半導体発光素子を収納するためのパッケージがプラスチック製では、耐熱性が十分でないという問題が発生している。従って、最近では、発光素子収納用パッケージは、耐熱性の高いアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等からなるセラミック製のものが多く用いられている。 Conventionally, as a light emitting element housing package for housing a semiconductor light emitting element made of an LED or the like, a package manufactured using plastic or ceramic is used. Further, in recent semiconductor light emitting devices, it is required to increase the light output. However, in order to meet this requirement by increasing the current applied to the semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting device itself When the package for housing the semiconductor light emitting element is made of plastic, there is a problem that the heat resistance is not sufficient. Therefore, recently, a package made of ceramic made of alumina (Al 2 O 3 ) or the like having high heat resistance is often used as the light emitting element storage package.

図３に示すように、従来のセラミック製の発光素子収納用パッケージ５０は、通常、基体５１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷でメタライズ配線パターン用のメタライズ印刷パターンが形成される。また、枠体５２用のセラミックグリーンシートには、開口部５３用の貫通孔を形成した後、必要に応じて貫通孔の壁面にメタライズ金属層用のメタライズ印刷パターンが形成される。そして、発光素子収納用パッケージ５０は、基体５１用のセラミックグリーンシートと、枠体５２用のセラミックグリーンシートが積層され、焼成されて形成した接合体からなっている。この発光素子収納用パッケージ５０は、基体５１の上面と枠体５２の開口部５３の壁面で形成されるキャビティ部５４に半導体発光素子５５を収納できるようになっている。そして、この半導体発光素子５５は、ボンディングワイヤ５６を介して外部接続端子パッド５７と電気的に導通状態としている。更に、キャビティ部５４内に収納された半導体発光素子５５は、ガラス板や、レンズ等からなる蓋体５８を枠体５２の上面に接合して気密に封止している。また、セラミック製の発光素子収納用パッケージ５０は、枠体５２の開口部５３の壁面を半導体発光素子５５から発せられる光を反射させて発光効率を向上させるために利用している。しかしながら、開口部５３の壁面が垂直となっている発光素子収納用パッケージ５０は、半導体発光素子５５から発せられる光を上方に集中させることができないので、十分に発光効率を向上させることができないという問題を有している。   As shown in FIG. 3, in a conventional ceramic light emitting element storage package 50, a metallized printed pattern for a metallized wiring pattern is usually formed on a ceramic green sheet for a substrate 51 by screen printing. Further, after forming a through hole for the opening 53 in the ceramic green sheet for the frame body 52, a metallized printing pattern for the metallized metal layer is formed on the wall surface of the through hole as necessary. The light emitting element storage package 50 is formed of a bonded body formed by laminating and firing a ceramic green sheet for the base body 51 and a ceramic green sheet for the frame body 52. The light emitting element storage package 50 can store the semiconductor light emitting element 55 in a cavity portion 54 formed by the upper surface of the base 51 and the wall surface of the opening 53 of the frame body 52. The semiconductor light emitting device 55 is electrically connected to the external connection terminal pad 57 through the bonding wire 56. Further, the semiconductor light emitting element 55 accommodated in the cavity portion 54 is hermetically sealed by bonding a lid body 58 made of a glass plate, a lens or the like to the upper surface of the frame body 52. In addition, the ceramic light emitting element storage package 50 is used to improve the light emission efficiency by reflecting the light emitted from the semiconductor light emitting element 55 on the wall surface of the opening 53 of the frame body 52. However, the light emitting element storage package 50 in which the wall surface of the opening 53 is vertical cannot concentrate the light emitted from the semiconductor light emitting element 55 upward, so that the light emission efficiency cannot be sufficiently improved. Have a problem.

メタライズ印刷パターンが形成されたセラミックグリーンシートに半導体発光素子を収納するためのキャビティ部を形成する従来のセラミック製の発光素子収納用パッケージには、枠体用のセラミックグリーンシートに開口方向が外側方向に広くなるようにプレス成形し、脱脂、焼成した後、キャビティ部壁面の導体層に貴金属めっきを施したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、セラミック窓枠の壁面部に光を反射させるための金属層を設ける従来のセラミック製の発光素子収納用パッケージには、上面に半導体発光素子を搭載するための搭載部を有する略平板状のセラミック基体の上面に、半導体発光素子を収納するための貫通孔を有するセラミック窓枠が積層して形成され、貫通孔内壁がセラミック基体上面に対して５５〜７０度の角度で外側に広がっていると共に、その表面に中心線平均粗さＲａが１〜３μｍで且つ半導体発光素子が発光する光に対する反射率が８０％以上の金属層が被着されているものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。   In a conventional ceramic light-emitting element storage package that forms a cavity for storing a semiconductor light-emitting element in a ceramic green sheet on which a metallized printing pattern is formed, the opening direction is outward on the ceramic green sheet for the frame In other words, a method is proposed in which noble metal plating is performed on the conductor layer on the wall surface of the cavity after press molding, degreasing, and firing so as to be wide (see, for example, Patent Document 1). In addition, a conventional ceramic light emitting element storage package having a metal layer for reflecting light on the wall surface of the ceramic window frame has a substantially flat plate shape having a mounting portion for mounting a semiconductor light emitting element on the upper surface. A ceramic window frame having a through hole for accommodating a semiconductor light emitting element is laminated on the upper surface of the ceramic substrate, and the inner wall of the through hole extends outward at an angle of 55 to 70 degrees with respect to the upper surface of the ceramic substrate. In addition, a metal layer having a center line average roughness Ra of 1 to 3 μm and a reflectance of 80% or more with respect to the light emitted from the semiconductor light emitting element has been proposed (for example, patents). Reference 2).

特開平９−４５９６５号公報JP 9-45965 A 特開２００２−２３２０１７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-232017

しかしながら、前述したような従来の発光素子収納用パッケージは、未だ解決すべき次のような問題がある。
（１）半導体発光素子を収納するためのキャビティ部を形成するのに、セラミックグリーンシートをキャビティ部の開口方向に広くなるようにプレス成形して凹部を形成する場合には、セラミックグリーンシートが屈折する部分に亀裂や、破断等が発生し、絶縁体としての機能が発揮できなくなっている。
（２）半導体発光素子搭載部であるキャビティ部を形成するための枠体のすり鉢状貫通孔は、打ち抜き金型のパンチとダイスとの間のクリアランスを大きくしてセラミックグリーンシートを打ち抜くことで形成するようにしている。しかしながら、打ち抜かれたすり鉢状貫通孔の壁面は、安定した形状でなく、部分的にえぐれたような大きな凸凹が発生している。このような形状の壁面を反射面とする場合には、光の拡散が大きくなって、安定した反射光を得ることができないので、半導体発光素子の発光効率を向上させることが難しくなっている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、半導体発光素子を収納するためのキャビティ部の壁面を半導体発光素子の発光効率を向上できる壁面とすることができる発光素子収納用パッケージを提供することを目的とする。 However, the conventional light emitting element storage package as described above still has the following problems to be solved.
(1) To form a cavity for housing a semiconductor light emitting element, when the ceramic green sheet is press-formed so as to be wide in the opening direction of the cavity, the concave portion is formed. Cracks, breaks, etc. occur in the parts that do not function as insulators.
(2) The mortar-shaped through-hole of the frame for forming the cavity portion, which is the semiconductor light-emitting element mounting portion, is formed by punching out the ceramic green sheet by increasing the clearance between the punch and die of the punching die. Like to do. However, the wall surface of the mortar-shaped through-hole punched out is not a stable shape, and large irregularities that are partially cut out are generated. When the wall surface having such a shape is used as a reflecting surface, the diffusion of light increases, and stable reflected light cannot be obtained. Therefore, it is difficult to improve the light emission efficiency of the semiconductor light emitting element.
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a light emitting element storage package in which a wall surface of a cavity for storing a semiconductor light emitting element can be used as a wall surface capable of improving the light emission efficiency of the semiconductor light emitting element. The purpose is to provide.

前記目的に沿う本発明に係る発光素子収納用パッケージは、平板状のセラミック製の基体と、開口部を有する平板状のセラミック製の枠体の接合体からなり、基体の上面と枠体の開口部とで形成される半導体発光素子を収納するためのキャビティ部を設ける発光素子収納用パッケージにおいて、枠体が３枚以上のセラミック基板の積層体からなると共に、枠体のセラミック基板のそれぞれの厚さが０．０２５〜０．３ｍｍからなり、しかもキャビティ部の壁面に枠体の開口部で形成される複数段の階段を有する。
ここで、発光素子収納用パッケージは、階段の表面にメタライズ金属層を有するのがよい。 The light emitting element storage package according to the present invention that meets the above-described object comprises a joined body of a flat ceramic base and a flat ceramic frame having an opening, and the upper surface of the base and the opening of the frame. In the light emitting element housing package provided with a cavity portion for housing the semiconductor light emitting element formed by the portion, the frame body is composed of a laminate of three or more ceramic substrates, and the thickness of each ceramic substrate of the frame body And a plurality of stairs formed by openings of the frame on the wall surface of the cavity.
Here, the light-emitting element storage package preferably has a metallized metal layer on the surface of the staircase.

請求項１又はこれに従属する請求項２記載の発光素子収納用パッケージは、枠体が３枚以上のセラミック基板の積層体からなると共に、枠体のセラミック基板のそれぞれの厚さが０．０２５〜０．３ｍｍからなり、しかもキャビティ部の壁面に枠体の開口部で形成される複数段の階段を有するので、厚さの薄いセラミック基板の積層体からなる段差の低い階段が形成されることでキャビティ部の壁面が略直線状の任意の角度を有するテーパ状にすることができ、亀裂や、破断等の発生がなく、部分的にえぐれた様な凸凹の少ない安定した反射面形状の枠体の開口部によって、半導体発光素子からの発光を効果的に反射させて発光効率を向上させることができる。   The light emitting element storage package according to claim 1 or claim 2 dependent thereon, wherein the frame is made of a laminate of three or more ceramic substrates, and the thickness of each ceramic substrate of the frame is 0.025. Since it has a plurality of steps formed by the opening of the frame body on the wall surface of the cavity portion, a step having a low step formed of a laminate of thin ceramic substrates is formed. The wall surface of the cavity can be tapered with an almost straight angle, and there is no occurrence of cracks or breaks. The light emitting efficiency can be improved by effectively reflecting the light emitted from the semiconductor light emitting element by the opening of the body.

特に、請求項２記載の発光素子収納用パッケージは、階段の表面にメタライズ金属層を有するので、メタライズ金属層にめっき被膜が形成でき、更に半導体発光素子からの発光を効果的に反射させて発光効率を向上させることができる。   In particular, since the light emitting element storage package according to claim 2 has a metallized metal layer on the surface of the staircase, a plating film can be formed on the metallized metal layer, and light emitted from the semiconductor light emitting element is effectively reflected. Efficiency can be improved.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る発光素子収納用パッケージの平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図、図２（Ａ）〜（Ｄ）は同発光素子収納用パッケージの作製方法の説明図である。 Subsequently, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
Here, FIGS. 1A and 1B are a plan view, a longitudinal sectional view taken along line AA ′, and FIGS. 2A to 2D, respectively, of a light emitting element storage package according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing method of the light emitting element storage package.

図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る発光素子収納用パッケージ１０は、平面視して、矩形状や、多角形や、円形等からなるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の１又は複数枚からなる平板状のセラミック製の基体１１を有している。この基体１１の両主面のうちの一方は、ＬＥＤ等の半導体発光素子１２を載置するための実装領域となっている。また、この発光素子収納用パッケージ１０は、半導体発光素子１２を囲繞するための開口部１３を有する平面視して、矩形状や、多角形や、円形等からなるＡｌ２Ｏ３や、ＡｌＮ等の平板状のセラミック製の枠体１４を有している。そして、発光素子収納用パッケージ１０は、基体１１と枠体１４を接合する接合体として形成されている。この発光素子収納用パッケージ１０には、半導体発光素子１２を載置するための実装領域である基体１１の上面と、実装領域に載置される半導体発光素子１２を囲繞するための開口部１３を有する枠体１４を接合して形成されるキャビティ部１５が設けられている。 As shown in FIGS. 1A and 1B, a light emitting element storage package 10 according to an embodiment of the present invention has an alumina (rectangular, polygonal, circular, etc.) in plan view. It has a flat ceramic substrate 11 made of one or a plurality of sheets such as Al 2 O 3 ) and aluminum nitride (AlN). One of the two main surfaces of the base 11 is a mounting area for mounting the semiconductor light emitting element 12 such as an LED. The light-emitting element storage package 10 has an opening 13 for enclosing the semiconductor light-emitting element 12 in plan view, and has a rectangular shape, polygonal shape, circular shape, Al 2 O 3 , AlN, etc. The plate-shaped ceramic frame body 14 is provided. The light emitting element storage package 10 is formed as a joined body for joining the base body 11 and the frame body 14 together. The light emitting element storage package 10 has an upper surface of a base 11 that is a mounting area for mounting the semiconductor light emitting element 12 and an opening 13 for surrounding the semiconductor light emitting element 12 mounted in the mounting area. A cavity portion 15 is provided that is formed by joining the frame body 14 having the same.

この発光素子収納用パッケージ１０は、枠体１４が３枚以上（図１では５枚）のセラミック基板１６の積層体からなると共に、それぞれのセラミック基板１６の厚さが０．０２５〜０．３ｍｍからなっている。しかも、この発光素子収納用パッケージ１０は、基体１１の半導体発光素子１２の実装領域を外部に露出して、枠体１４を形成する３枚以上のセラミック基板１６のそれぞれの開口部１３の大きさを基体１１との接合側である下面側より上面側に行くに従って大きくなるように重ね合わせて形成して、キャビティ部１５の壁面に複数段からなる階段１７を設けている。この発光素子収納用パッケージ１０は、キャビティ部１５の壁面が薄いセラミック基板１６の３枚以上の複数枚で形成される段差の低い複数段の階段１７からなるので、上下に連続する開口部１３部分が略直線状の任意の角度を有するテーパ状にすることができ、部分的にえぐれが発生するような凸凹のない安定した反射面形状となり、半導体発光素子１２の発光効率を向上させることがことができる。   In the light emitting element storage package 10, the frame body 14 is composed of a laminate of three or more (5 in FIG. 1) ceramic substrates 16, and the thickness of each ceramic substrate 16 is 0.025 to 0.3 mm. It is made up of. In addition, in the light emitting element storage package 10, the mounting area of the semiconductor light emitting element 12 of the base 11 is exposed to the outside, and the size of each opening 13 of the three or more ceramic substrates 16 forming the frame body 14. Are stacked so as to increase from the lower surface side, which is the bonding side to the base body 11, toward the upper surface side, and a plurality of steps 17 are provided on the wall surface of the cavity portion 15. The light emitting element storage package 10 includes a plurality of steps 17 having low steps and formed by a plurality of three or more ceramic substrates 16 whose wall surfaces of the cavity portion 15 are thin. Can be made into a taper shape having an arbitrary angle of substantially straight line, and can have a stable reflecting surface shape without unevenness that causes partial erosion, thereby improving the light emission efficiency of the semiconductor light emitting device 12. Can do.

この発光素子収納用パッケージ１０に用いられるセラミック基板１６は、３枚以上からなることで複数段の階段１７を形成することができると共に、厚さが薄いほど段差の低い階段１７を形成することができ、上下に連続する開口部１３が略直線状の任意の角度を有するテーパ状にすることができる。しかしながら、セラミック基板１６は、厚さが０．０２５ｍｍを下まわると、セラミック基板１６の焼成前のセラミックグリーンシートの厚さが薄くなりすぎるので、セラミックグリーンシートの作製が難しくなると同時に、取り扱いが容易でなく発光素子収納用パッケージ１０のコストアップとなる。また、セラミック基板１６は、厚さが０．３ｍｍを超えると、１つの階段１７の垂直部の高さが大きくなりすぎるので、半導体発光素子１２から発せられる光を反射させて上方に集中させることが難しくなり、十分に発光効率を向上させることができなくなる。   The ceramic substrate 16 used in the light emitting element storage package 10 can be formed of a plurality of steps 17 so that a plurality of steps 17 can be formed, and a step 17 having a lower step can be formed as the thickness is reduced. In addition, the upper and lower continuous openings 13 can be formed into a taper shape having a substantially linear arbitrary angle. However, if the thickness of the ceramic substrate 16 is less than 0.025 mm, the ceramic green sheet before firing of the ceramic substrate 16 becomes too thin, making it difficult to produce the ceramic green sheet and easy to handle. In addition, the cost of the light emitting element storage package 10 is increased. Further, if the thickness of the ceramic substrate 16 exceeds 0.3 mm, the height of the vertical portion of one staircase 17 becomes too large, so that the light emitted from the semiconductor light emitting element 12 is reflected and concentrated upward. It becomes difficult to improve the luminous efficiency sufficiently.

この発光素子収納用パッケージ１０は、基体１１の一方の主面側であるキャビティ部１５の底面に半導体発光素子１２を搭載してパッケージの外部と電気的に導通状態とするためにタングステン（Ｗ）や、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなるメタライズ配線パターンを設けている。このメタライズ配線パターンは、例えば、半導体発光素子１２を載置するためのダイボンドパッド１８や、半導体発光素子１２とボンディングワイヤ１９で電気的に導通状態とするためのボンディングパッド２０等として形成されている。また、メタライズ配線パターンは、ダイボンドパッド１８や、ボンディングパッド２０からビア導体２１等を介して基体１１の他方の主面側で接続し、あるいは、枠体１４の上面側で接続し（図示せず）、外部端子と電気的に導通状態とするための外部接続端子パッド２２等として形成されている。   The light-emitting element storage package 10 includes tungsten (W) for mounting the semiconductor light-emitting element 12 on the bottom surface of the cavity portion 15 on one main surface side of the base 11 so as to be electrically connected to the outside of the package. In addition, a metallized wiring pattern made of a refractory metal such as molybdenum (Mo) is provided. This metallized wiring pattern is formed, for example, as a die bond pad 18 for mounting the semiconductor light emitting element 12, a bonding pad 20 for electrically connecting the semiconductor light emitting element 12 and the bonding wire 19, or the like. . Further, the metallized wiring pattern is connected from the die bond pad 18 or the bonding pad 20 via the via conductor 21 or the like on the other main surface side of the base 11 or on the upper surface side of the frame body 14 (not shown). ), External connection terminal pads 22 for electrically connecting to external terminals.

この発光素子収納用パッケージ１０には、階段１７の表面にＷや、Ｍｏ等の高融点金属からなるメタライズ金属層を設けることができる。更に、このメタライズ金属層の上面には、銀（Ａｇ）等からなる貴金属めっき被膜を形成して、半導体発光素子１２からの発光を更に効率的に反射させて、発光効率を向上させることができる。   In the light emitting element storage package 10, a metallized metal layer made of a refractory metal such as W or Mo can be provided on the surface of the stairs 17. Further, a noble metal plating film made of silver (Ag) or the like is formed on the upper surface of the metallized metal layer, and the light emission from the semiconductor light emitting element 12 can be more efficiently reflected to improve the light emission efficiency. .

ここで、図２（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る発光素子収納用パッケージ１０の作製方法を説明する。発光素子収納用パッケージ１０を作製するためのセラミック基板１６には、通常、Ａｌ２Ｏ３や、ＡｌＮ等のセラミックからなるセラミックグリーンシートが用いられている。このセラミックグリーンシートが例えば、Ａｌ２Ｏ３セラミックからなる場合には、Ａｌ２Ｏ３粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末に、ジオクチルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及び、トルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤が加えられ、十分に混練した後、脱泡して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーが作成され、ドクターブレード法等によって、所望の厚さからなるロール状のシートに形成され、適当な大きさにカットしてセラミックグリーンシートが作製されている。 Here, a manufacturing method of the light emitting element storage package 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A ceramic green sheet made of ceramic such as Al 2 O 3 or AlN is usually used for the ceramic substrate 16 for producing the light emitting element storage package 10. When this ceramic green sheet is made of, for example, Al 2 O 3 ceramic, a powder obtained by adding an appropriate amount of a sintering aid such as magnesia, silica, calcia to Al 2 O 3 powder and a plasticizer such as dioctyl phthalate Then, a binder such as an acrylic resin and a solvent such as toluene, xylene, and alcohols are added and sufficiently kneaded, and then defoamed to prepare a slurry having a viscosity of 2000 to 40000 cps. It is formed into a roll-shaped sheet having a thickness, and is cut into an appropriate size to produce a ceramic green sheet.

図２（Ａ）に示すように、セラミックグリーンシートは、基体１１用として１又は複数枚が準備されるが、ここでは、例えば、１枚からなる第１のセラミックグリーンシート２３を準備している。この第１のセラミックグリーンシート２３には、必要に応じてビア導体２１を形成するためのビア用貫通孔を打抜き金型や、パンチングマシーン等を用いて穿設して形成している。そして、第１のセラミックグリーンシート２３の上面側には、Ｗや、Ｍｏ等の高融点金属からなるメタライズペーストを用いてスクリーン印刷してダイボンドパッド１８、ボンディングパッド２０、及びビア導体２１等のメタライズ配線パターン用のメタライズ印刷パターン２４を形成している。また、第１のセラミックグリーンシート２３の下面側には、Ｗや、Ｍｏ等の高融点金属からなるメタライズペーストを用いてスクリーン印刷してそれぞれの外部接続端子パッド２２等のメタライズ配線パターン用のメタライズ印刷パターン２４ａを形成している。   As shown in FIG. 2A, one or a plurality of ceramic green sheets are prepared for the substrate 11, but here, for example, a first ceramic green sheet 23 made of one sheet is prepared. . In the first ceramic green sheet 23, via holes for forming the via conductors 21 are formed as necessary by using a punching die, a punching machine, or the like. Then, on the upper surface side of the first ceramic green sheet 23, metallization of the die bond pad 18, the bonding pad 20, the via conductor 21, and the like is performed by screen printing using a metallized paste made of a refractory metal such as W or Mo. A metallized printing pattern 24 for a wiring pattern is formed. On the lower surface side of the first ceramic green sheet 23, metallization for metallized wiring patterns such as the external connection terminal pads 22 is performed by screen printing using a metallized paste made of a refractory metal such as W or Mo. A print pattern 24a is formed.

図２（Ｂ）に示すように、セラミックグリーンシートは、枠体１４用としてそれぞれの焼成後の厚さが０．０２５〜０．３ｍｍの範囲になる３枚以上が準備されるが、ここでは、例えば、それぞれの焼成後の厚さが０．１５ｍｍになる５枚の第２のセラミックグリーンシート２５を準備している。この５枚の第２のセラミックグリーンシート２５のそれぞれには、重ね合わせて焼成後の積層体に開口部１３ができるように、上方から順次段階的に小さくなる開口部１３用の貫通孔２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを５種類のピンと、ダイスからなる打抜き金型で打抜いて形成している。この打抜き金型で打抜いた貫通孔２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、ピンの径と、ダイスの孔径とのクリアランスを小さくして壁面を略垂直に形成できるので、貫通孔２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの壁面に部分的にえぐれた様な凸凹を発生させることなく安定した反射面形状とすることができる。   As shown in FIG. 2 (B), three or more ceramic green sheets having a thickness after firing of 0.025 to 0.3 mm are prepared for the frame body 14. For example, five second ceramic green sheets 25 each having a thickness after firing of 0.15 mm are prepared. Each of the five second ceramic green sheets 25 has a through hole 26 for the opening 13 that gradually decreases from above so that the opening 13 can be formed in the laminated body after being stacked and fired. 26a, 26b, 26c, and 26d are formed by punching with five types of pins and a punching die made of a die. The through-holes 26, 26a, 26b, 26c, and 26d punched by this punching die can reduce the clearance between the pin diameter and the hole diameter of the die so that the wall surface can be formed substantially vertically. , 26b, 26c, and 26d, a stable reflecting surface shape can be obtained without generating unevenness on the wall surface.

なお、５枚の第２のセラミックグリーンシート２５が重ね合わされて形成される枠体１４の階段１７の表面にメタライズ金属層を形成する場合には、重ね合わせる前の５枚のそれぞれの第２のセラミックグリーンシート２５の貫通孔２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの壁面、及び貫通孔２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの上面側周縁部にＷや、Ｍｏ等の高融点金属からなる導体ペーストを用いてスクリーン印刷してメタライズ印刷パターンを形成した後、５枚の第２のセラミックグリーンシート２５を重ね合わせている。あるいは、メタライズ金属層を形成する場合には、５枚の第２のセラミックグリーンシート２５を重ね合わせた後に、全ての貫通孔２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの壁面、及び貫通孔２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの上面側周縁部にＷや、Ｍｏ等の高融点金属からなる導体ペーストを用いてスクリーン印刷して一度にメタライズ印刷パターンを形成している。このメタライズ金属層上には、Ａｇめっき被膜等が形成でき半導体発光素子１２からの発光を更に効果的に反射できる反射層を形成することができる。   In the case where the metallized metal layer is formed on the surface of the step 17 of the frame body 14 formed by superimposing the five second ceramic green sheets 25, each of the five second ceramic green sheets before the superposition is overlapped. Conductive paste made of a refractory metal such as W or Mo on the wall surface of the through holes 26, 26a, 26b, 26c, 26d of the ceramic green sheet 25 and the upper peripheral edge of the through holes 26, 26a, 26b, 26c, 26d. After forming a metallized printing pattern by using screen printing, five second ceramic green sheets 25 are superposed. Alternatively, in the case of forming a metallized metal layer, after the five second ceramic green sheets 25 are overlaid, the wall surfaces of all the through holes 26, 26a, 26b, 26c, 26d and the through holes 26, 26a. , 26b, 26c, and 26d are screen-printed with a conductive paste made of a refractory metal such as W or Mo to form a metallized printing pattern at a time on the upper surface side periphery. On this metallized metal layer, an Ag plating film or the like can be formed, and a reflective layer that can more effectively reflect light emitted from the semiconductor light emitting element 12 can be formed.

次に、図２（Ｃ）に示すように、第１のセラミックグリーンシート２３と、第２のセラミックグリーンシート２５は、重ね合わされて温度と圧力をかけて押圧して接着している。   Next, as shown in FIG. 2 (C), the first ceramic green sheet 23 and the second ceramic green sheet 25 are superposed and pressed and bonded by applying temperature and pressure.

次に、図２（Ｄ）に示すように、重ね合わされた第１のセラミックグリーンシート２３と、第２のセラミックグリーンシート２５は、還元雰囲気中の１６００℃程度の温度で第１のセラミックグリーンシート２３、第２のセラミックグリーンシート２５、及びメタライズ印刷パターン２４、２４ａを同時焼成して約３０％程度収縮させ、メタライズ配線パターンを設ける基体１１と枠体１４からなる発光素子収納用パッケージ１０としている。なお、発光素子収納用パッケージ１０には、必要に応じて、外部に露出する金属部分にＮｉめっき被膜及びＡｕめっき被膜や、Ａｇめっき被膜等の貴金属めっき被膜が施される。   Next, as shown in FIG. 2D, the superposed first ceramic green sheet 23 and second ceramic green sheet 25 are the first ceramic green sheet at a temperature of about 1600 ° C. in a reducing atmosphere. 23, the second ceramic green sheet 25, and the metallized printing patterns 24, 24a are simultaneously fired and contracted by about 30% to form a light emitting element storage package 10 comprising a base 11 and a frame 14 on which a metallized wiring pattern is provided. . The light emitting element storage package 10 is provided with a noble metal plating film such as a Ni plating film, an Au plating film, or an Ag plating film on a metal portion exposed to the outside as necessary.

本発明の発光素子収納用パッケージは、ＬＥＤ等からなる半導体発光素子を搭載させて発光効率を向上できる照明や、ディスプレイ等に用いることができる。   The light-emitting element storage package of the present invention can be used for illumination, a display, and the like in which a semiconductor light-emitting element made of an LED or the like is mounted to improve light emission efficiency.

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る発光素子収納用パッケージの平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図である。(A), (B) is a top view of the light emitting element storage package which concerns on one embodiment of this invention, respectively, and an A-A 'line longitudinal cross-sectional view. （Ａ）〜（Ｄ）は同発光素子収納用パッケージの作製方法の説明図である。(A)-(D) are explanatory drawing of the preparation methods of the package for the said light emitting element accommodation. 従来のセラミック製の発光素子収納用パッケージの説明図である。It is explanatory drawing of the conventional light emitting element storage package made from a ceramic.

符号の説明Explanation of symbols

１０：発光素子収納用パッケージ、１１：基体、１２：半導体発光素子、１３：開口部、１４：枠体、１５：キャビティ部、１６：セラミック基板、１７：階段、１８：ダイボンドパッド、１９：ボンディングワイヤ、２０：ボンディングパッド、２１：ビア導体、２２：外部接続端子パッド、２３：第１のセラミックグリーンシート、２４、２４ａ：メタライズ印刷パターン、２５：第２のセラミックグリーンシート、２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ：貫通孔   10: Light emitting element storage package, 11: Base, 12: Semiconductor light emitting element, 13: Opening, 14: Frame, 15: Cavity, 16: Ceramic substrate, 17: Staircase, 18: Die bond pad, 19: Bonding Wire: 20: Bonding pad, 21: Via conductor, 22: External connection terminal pad, 23: First ceramic green sheet, 24, 24a: Metallized printing pattern, 25: Second ceramic green sheet, 26, 26a, 26b , 26c, 26d: through hole

Claims (2)

平板状のセラミック製の基体と、開口部を有する平板状のセラミック製の枠体の接合体からなり、前記基体の上面と前記枠体の開口部とで形成される半導体発光素子を収納するためのキャビティ部を設ける発光素子収納用パッケージにおいて、
前記枠体が３枚以上のセラミック基板の積層体からなると共に、前記枠体の前記セラミック基板のそれぞれの厚さが０．０２５〜０．３ｍｍからなり、しかも前記キャビティ部の壁面に前記枠体の前記開口部で形成される複数段の階段を有することを特徴とする発光素子収納用パッケージ。 To accommodate a semiconductor light emitting device comprising a joined body of a flat ceramic base and a flat ceramic frame having an opening, and formed by the upper surface of the base and the opening of the frame In the light emitting element storage package that provides the cavity part of
The frame body is made of a laminate of three or more ceramic substrates, the thickness of the ceramic substrate of the frame body is 0.025 to 0.3 mm, and the frame body is formed on the wall surface of the cavity portion. A package for housing a light-emitting element, comprising a plurality of steps formed by the openings. 請求項１記載の発光素子収納用パッケージにおいて、前記階段の表面にメタライズ金属層を有することを特徴とする発光素子収納用パッケージ。   The light emitting element storage package according to claim 1, further comprising a metallized metal layer on a surface of the staircase.
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