JP2007242738A - Light-emitting element storage package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子を収納するパッケージに関し、特に、高い反射効率を有するとともに、製造コストが安い発光素子収納用パッケージに関する。 The present invention relates to a package for housing a light emitting element, and more particularly to a package for housing a light emitting element having high reflection efficiency and low manufacturing cost.
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子は、パッケージに収納された状態で各種基板に実装される。一般に、このようなパッケージは、略平板状のセラミック製の基体と、この基体上面に接合される金属リングとからなり、金属リングに囲まれた、いわゆるキャビティに発光素子が搭載され、金属リングの内周面には発光素子からの出力光を反射する反射面が形成された構造となっている。そして、発光素子が発する光を効率良く反射させるために、この反射面にはメッキ処理が施される。また、通常、金属リングには鉄−ニッケル−コバルト合金であるコバールが使用される。しかしながら、コバールは高価な材料であるため、製造コストが高くなるおそれがある。また、例えば、反射面に銀メッキ処理を施した場合には、時間の経過とともに銀メッキが変色して枠体の反射率が低下してしまうという課題があった。そこで、このような課題に対処するために様々な検討がなされており、これまでにもいくつかの発明や考案が開示されている。 Light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs) are mounted on various substrates in a state of being housed in a package. In general, such a package includes a substantially flat ceramic base and a metal ring bonded to the upper surface of the base. A light emitting element is mounted in a so-called cavity surrounded by the metal ring. A reflection surface that reflects output light from the light emitting element is formed on the inner peripheral surface. And in order to reflect the light which a light emitting element emits efficiently, this reflective surface is plated. In general, Kovar, which is an iron-nickel-cobalt alloy, is used for the metal ring. However, since Kovar is an expensive material, the manufacturing cost may be high. Further, for example, when the silver plating process is performed on the reflection surface, there is a problem that the silver plating is discolored with time and the reflectance of the frame body is lowered. Accordingly, various studies have been made to deal with such problems, and several inventions and devices have been disclosed so far.
例えば、特許文献１には、「発光素子収納用パッケージおよび発光装置」という名称で、メッキ層やメタライズ層を必要とせず、安価に製造できるとともに、発光効率の良い発光素子収納用パッケージと発光装置に関する発明が開示されている。
以下、図４を参照しながら、特許文献１に開示された発明について説明する。
図４は従来技術に係る発光素子収納用パッケージの断面図である。
図４に示すように、従来技術に係る発明である発光素子収納用パッケージは、発光素子５３をタングステン等のメタライズ層からなる搭載部５１ａの上面に搭載した白色セラミックスからなる略直方体の基体５１と、貫通孔５２ａの内部に発光素子５３が配置されるように基体５１の上面に接合された白色セラミックス製の枠体５２とを備え、搭載部５１ａの周辺や下面からメタライズ配線導体５４ａが導出され、発光素子５３の電極とメタライズ配線導体５４ｂがボンディングワイヤ５５を介して電気的に接続された構造となっている。そして、枠体５２は、内周面と外周面との間の厚みＷが０．８ｍｍ以上であり、かつ４００乃至７００ｎｍの波長の光に対する反射率が８０％以上であることを特徴とする。
このような構造の発光素子収納用パッケージにおいては、メタライズ層および金属めっき層が不要なため、製造工程が簡略化される。従って、製造コストの削減を図ることができる。
For example, Patent Document 1 discloses a light-emitting element storage package and a light-emitting device having the name “light-emitting element storage package and light-emitting device” that do not require a plating layer or a metallized layer, can be manufactured at low cost, and have high luminous efficiency. An invention related to this is disclosed.
Hereinafter, the invention disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a light emitting device storage package according to the prior art.
As shown in FIG. 4, the light emitting element storage package according to the invention according to the prior art includes a substantially rectangular parallelepiped base 51 made of white ceramics on which the light emitting element 53 is mounted on the upper surface of a mounting portion 51 a made of a metallized layer such as tungsten. And a white ceramic frame 52 joined to the upper surface of the base 51 so that the light emitting element 53 is disposed inside the through hole 52a, and the metallized wiring conductor 54a is led out from the periphery and the lower surface of the mounting portion 51a. The electrode of the light emitting element 53 and the metallized wiring conductor 54 b are electrically connected via the bonding wire 55. The frame 52 is characterized in that the thickness W between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface is 0.8 mm or more, and the reflectance with respect to light having a wavelength of 400 to 700 nm is 80% or more.
In the light emitting element storage package having such a structure, the metallization layer and the metal plating layer are unnecessary, and thus the manufacturing process is simplified. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
また、特許文献２には、「発光素子収納用パッケージ」という名称で、発光素子の輝度を向上させることができるとともに、製造歩留まりの良い発光素子収納用パッケージに関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された発明は、平板状のセラミック基板の上面にテーパ状の壁面からなる挿通孔を有する樹脂板が接合され、セラミック基板とこの樹脂板によって形成されるキャビティに発光素子を搭載するものである。そして、樹脂板の挿通孔の内壁面にはメッキ被膜が施され、発光素子からの出力光を反射する反射面が形成されている。
この特許文献２に開示された発明においては、鉄−ニッケル−コバルト合金などの高価な金属を使用しないため、製品単価を下げることが可能である。
Patent Document 2 discloses an invention relating to a light-emitting element storage package that can improve the luminance of the light-emitting element and has a high manufacturing yield under the name of “light-emitting element storage package”.
In the invention disclosed in Patent Document 2, a resin plate having an insertion hole made of a tapered wall surface is bonded to an upper surface of a flat ceramic substrate, and a light emitting element is mounted in a cavity formed by the ceramic substrate and the resin plate. To do. A plating film is applied to the inner wall surface of the insertion hole of the resin plate to form a reflection surface that reflects the output light from the light emitting element.
In the invention disclosed in Patent Document 2, since an expensive metal such as an iron-nickel-cobalt alloy is not used, the unit price of the product can be reduced.
特許文献３には、「発光素子収納用パッケージおよびその製造方法」という名称で、発光素子からの出力光を外部に効率良く放出することが可能な発光素子収納用パッケージおよびその製造方法に関する発明が開示されている。
特許文献３に開示された発明は、上面に発光素子の搭載部が形成される略平板状のセラミック基体と、このセラミック基体の上面に積層されるセラミック窓枠とを備えるものである。そして、セラミック窓枠に設けられた貫通穴の内壁は、セラミック基体の上面に対して５５乃至７０度の角度で外側に広がっており、その表面には中心線平均粗さＲａが１〜３μｍ、反射率が８０％以上の金属層が被着されている。
上記構造の発光素子収納用パッケージによれば、高価な金属リングを使用していないため、製品単価を安くすることが可能である。また、発光素子からの出力光を貫通孔の内壁に形成された反射面で効率良く反射させることができる。
The invention disclosed in Patent Document 3 includes a substantially flat ceramic base on which a light-emitting element mounting portion is formed on an upper surface, and a ceramic window frame laminated on the upper surface of the ceramic base. And the inner wall of the through hole provided in the ceramic window frame spreads outward at an angle of 55 to 70 degrees with respect to the upper surface of the ceramic base, and the center line average roughness Ra is 1 to 3 μm on the surface. A metal layer having a reflectance of 80% or more is applied.
According to the light emitting element storage package having the above structure, since an expensive metal ring is not used, the unit price of the product can be reduced. Further, the output light from the light emitting element can be efficiently reflected by the reflecting surface formed on the inner wall of the through hole.
しかしながら、上述の従来技術である特許文献１に開示された発明においては、枠体５２に基体５１と同一組成のセラミックを使用しているため、成形性の向上や材料コストの削減を図ることが困難である。また、枠体５２は基体５１との一体成形により製造されるため、設計上の制約を受け易い。 However, in the invention disclosed in Patent Document 1, which is the above-described prior art, a ceramic having the same composition as that of the base body 51 is used for the frame body 52, so that it is possible to improve moldability and reduce material costs. Have difficulty. Further, since the frame body 52 is manufactured by integral molding with the base body 51, the frame body 52 is likely to be restricted in design.
また、特許文献２に開示された発明においては、樹脂板の挿通孔の内壁面にメッキ処理を施す必要があるため、工程が煩雑になり、製造性が悪いという課題があった。 Moreover, in the invention disclosed in Patent Document 2, since it is necessary to perform plating on the inner wall surface of the insertion hole of the resin plate, there is a problem that the process becomes complicated and the productivity is poor.
さらに、特許文献３に開示された発明においては、反射面に金属層を被着する必要があるため、特許文献２に開示された発明と同様の課題を有する。 Furthermore, the invention disclosed in Patent Document 3 has the same problem as that of the invention disclosed in Patent Document 2 because it is necessary to deposit a metal layer on the reflective surface.
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、発光素子からの出力光を効率良く反射するとともに、簡易な工程で安価に製造することが可能な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。 The present invention has been made in view of such a conventional situation, and provides a light-emitting element storage package that can efficiently reflect output light from a light-emitting element and can be manufactured at low cost by a simple process. For the purpose.
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、上面に発光素子を搭載する基体と、この基体の表面に接合され貫通孔を形成するリング状の枠体とを有する発光素子収納用パッケージにおいて、この枠体は焼結助剤としてカオリン及びタルクを含有する原料から成形されるとともに、焼結後のＡｌ２Ｏ３の成分比が７５乃至８５重量％であることを特徴とするものである。
このような構成の発光素子収納用パッケージにおいては、枠体にメッキ処理を施す必要がないため、製造工程が簡略化される。また、カオリン及びタルクを原料に添加すると、枠体をプレス成形する際に圧縮比（加圧前の体積を加圧後の体積で除した値）が大きくなり加圧時の原料の流動性が良くなる。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a light emitting element storage package comprising: a base on which a light emitting element is mounted on an upper surface; and a ring-shaped frame body joined to the surface of the base to form a through hole. The frame is formed from a raw material containing kaolin and talc as a sintering aid, and the component ratio of Al 2 O 3 after sintering is 75 to 85% by weight. is there.
In the light emitting element storage package having such a configuration, the manufacturing process is simplified because it is not necessary to perform plating on the frame. When kaolin and talc are added to the raw material, the compression ratio (value obtained by dividing the volume before pressurization by the volume after pressurization) increases when the frame is press-molded, and the fluidity of the raw material during pressurization is increased. Get better.
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発光素子収納用パッケージにおいて、枠体は略すり鉢状に形成され、その内周面は基体表面に対して７０乃至８５度の角度をなす第一の傾斜部を基体表面に接合される端面から形成することを特徴とするものである。
上記構成の発光素子収納用パッケージにおいては、発光素子からの出力光が第一の傾斜部によって効率良く反射される。また、基体表面に対して傾斜して設けられる枠体の内周面は、プレス成形した枠体を金型から取り出す際に、枠体と金型との間に発生する摩擦力を小さくするように作用する。
According to a second aspect of the present invention, in the light emitting element storage package according to the first aspect, the frame body is formed in a substantially mortar shape, and the inner peripheral surface thereof has an angle of 70 to 85 degrees with respect to the substrate surface. The first inclined portion is formed from an end face joined to the substrate surface.
In the light emitting element storage package having the above configuration, the output light from the light emitting element is efficiently reflected by the first inclined portion. Further, the inner peripheral surface of the frame body that is inclined with respect to the surface of the base body reduces the frictional force generated between the frame body and the mold when the press-molded frame body is taken out from the mold. Act on.
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発光素子収納用パッケージにおいて、枠体は略すり鉢状に形成され、その外周面は基体表面に対して７０乃至８５度の角度をなす第二の傾斜部を基体表面に接合される端面から形成することを特徴とするものである。
上記構成の発光素子収納用パッケージにおいては、枠体の外周面が基体表面に対して傾斜しているため、プレス成形した枠体を金型から取り出す際の枠体と金型間の摩擦力が小さくなる。
According to a third aspect of the present invention, in the light emitting element storage package according to the first or second aspect, the frame is formed in a substantially mortar shape, and the outer peripheral surface thereof is 70 to 85 degrees with respect to the substrate surface. The second inclined portion having an angle is formed from an end face joined to the surface of the substrate.
In the light emitting element storage package having the above configuration, since the outer peripheral surface of the frame body is inclined with respect to the substrate surface, the frictional force between the frame body and the mold when the press-molded frame body is taken out from the mold is reduced. Get smaller.
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光素子収納用パッケージにおいて、基体は積層されたシート状のセラミック焼結体からなり、枠体はセラミック粉体のプレス成形品からなることを特徴とするものである。
上記構成の発光素子収納用パッケージにおいては、基体の材料とは異なる材料を枠体に使用することが可能であり、材料選択の幅が広がる。また、枠体を基体とは別個に形成するため、基体と一体形成する場合に比べて枠体が受ける設計上の制約が少ない。
According to a fourth aspect of the present invention, in the light emitting element storage package according to any one of the first to third aspects, the substrate is made of a laminated sheet-like ceramic sintered body, and the frame body is a ceramic. It consists of a press-molded product of powder.
In the light emitting element storage package having the above structure, a material different from the material of the base can be used for the frame, and the range of material selection is widened. Further, since the frame body is formed separately from the base body, there are fewer design restrictions on the frame body than when the frame body is formed integrally with the base body.
本発明の請求項１に記載の発光素子収納用パッケージによれば、プレス成形工程において原料粉体の成形性が高まるため、製造効率を向上させることが可能である。また、枠体へのメッキ処理が不要であり、工程が簡略されるため、製造コストの削減を図ることが可能である。 According to the light emitting element storage package of the first aspect of the present invention, since the formability of the raw material powder is increased in the press molding step, it is possible to improve the production efficiency. Further, the plating process on the frame body is unnecessary and the process is simplified, so that the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明の請求項２に記載の発光素子収納用パッケージでは、反射効率を高めて製品の品質を向上させることが可能である。また、枠体をプレス成形によって容易に加工することができる。 In the light emitting element storage package according to claim 2 of the present invention, it is possible to improve the reflection efficiency and improve the quality of the product. Also, the frame can be easily processed by press molding.
本発明の請求項３に記載の発光素子収納用パッケージによれば、離型性が向上するため、プレス成形における製造効率を高めることが可能である。 According to the light emitting element storage package described in claim 3 of the present invention, since the mold release property is improved, the production efficiency in press molding can be increased.
本発明の請求項４に記載の発光素子収納用パッケージによれば、基体と枠体それぞれに対して適切な材料を選択することにより、製品の性能を向上させるとともに、製造コストを安くすることができる。 According to the light emitting element storage package of claim 4 of the present invention, by selecting an appropriate material for each of the base and the frame, the performance of the product can be improved and the manufacturing cost can be reduced. it can.
以下に、本発明の最良の実施の形態に係る光通信用パッケージについて図１乃至図３に基づき説明する。 Hereinafter, an optical communication package according to the best mode of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１は本発明の実施の形態に係る発光素子収納用パッケージの外観斜視図である。また、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１の発光素子収納用パッケージの平面図及び縦断面図であり、図３は図１の発光素子収納用パッケージにおける枠体と基体との接合状態を示す模式図である。
図１及び図２に示すように、発光素子収納用パッケージ１は、略矩形平板状の基体２の上面に、貫通孔５を有するリング状の枠体３が合成樹脂や結晶化ガラスなどの接合剤７によって接合され、貫通孔５の開口部から枠体３の内周面を経て露出する基体２までの空間として形成されるキャビティ４に発光素子６が搭載される構造となっている。
図示していないが、基体２には導体配線パターンが形成されており、発光素子６はこの導体配線パターンとボンディングワイヤで接続されて外部と導通がとられている。また、キャビティ４の内部には発光素子６を封止するための樹脂等が充填され、貫通孔５の開口端にはレンズ加工された透明性部材が挿着され低融点ガラス等により接着されている。この透明性部材は、キャビティ４の内部の気密性を保つとともに、発光素子６が発する光を集める、いわゆる集光レンズとして機能する。
FIG. 1 is an external perspective view of a light emitting element storage package according to an embodiment of the present invention. 2A and 2B are a plan view and a longitudinal sectional view of the light emitting element storage package of FIG. 1, respectively, and FIG. 3 is a view of joining a frame body and a base body in the light emitting element storage package of FIG. It is a schematic diagram which shows a state.
As shown in FIGS. 1 and 2, the light-emitting element storage package 1 includes a ring-shaped frame 3 having a through-hole 5 on a top surface of a substantially rectangular flat substrate 2, such as a synthetic resin or crystallized glass. The light emitting element 6 is mounted in a cavity 4 formed as a space from the opening of the through hole 5 to the base 2 exposed through the inner peripheral surface of the frame body 3.
Although not shown, a conductor wiring pattern is formed on the base 2, and the light emitting element 6 is connected to the conductor wiring pattern by a bonding wire to be electrically connected to the outside. The cavity 4 is filled with a resin or the like for sealing the light emitting element 6, and a lens-processed transparent member is inserted into the opening end of the through-hole 5 and bonded with a low melting point glass or the like. Yes. This transparent member functions as a so-called condensing lens that collects the light emitted from the light emitting element 6 while maintaining the airtightness inside the cavity 4.
基体２は、セラミックグリーンシートに導体ペーストを印刷塗布した後、積層・焼成することにより製造される。ここで、セラミックグリーンシートとは、Ａｌ２Ｏ３粉末に焼結助剤成分を添加・混合して生成したスラリーに合成樹脂のバインダやアルコール類等の溶剤を添加した後、プレス法や圧延法あるいは射出成形法又はドクターブレード法などを用いて成形したものである。そして、本実施例では、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし、焼結助剤成分としてＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯが添加されるとともに、燒結後のＡｌ２Ｏ３の含有量が９２重量％以上となるセラミックグリーンシートを用いることを特徴とする。
また、枠体３は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする原料粉体をプレス成形した後、１，５００℃の酸化雰囲気中で焼成することにより形成される。原料粉体は、焼結助剤成分としてＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯが添加されたＡｌ２Ｏ３の仮焼粉末に、バインダと溶剤及び可塑剤を混合して生成したスラリーをスプレードライヤーで乾燥させて造粒したものを使用する。そして、燒結後のＡｌ２Ｏ３の割合は、７５乃至８５重量％である。一般に、原料に含まれるＡｌ２Ｏ３の割合が大きいほど、強度が高くなるが、同時に材料の価格も高くなってしまう。従って、基体２に比べると高い強度を必要としない枠体３には、原料中のＡｌ２Ｏ３の割合が少なく安価な材料を使用することが望ましい。また、ＢａＯは電気特性を悪化させるため、基体２には使用できないが、基体２とは異なり、導体配線パターンが形成されない枠体３には使用することができる。ＢａＯはＡｌ２Ｏ３の焼成温度を下げる作用があるため、枠体３を基体２よりも低い温度で焼成することができる。従って、製造工程時の無駄なエネルギーの消費を抑えて製造コストを安くすることが可能である。
The substrate 2 is manufactured by printing and applying a conductive paste to a ceramic green sheet, and then laminating and firing. Here, the ceramic green sheet refers to a slurry formed by adding and mixing a sintering aid component to Al 2 O 3 powder, and then adding a binder such as a synthetic resin or an alcohol, and then pressing or rolling. Or it shape | molds using the injection molding method or the doctor blade method. In this example, Al 2 O 3 is the main component, and SiO 2 , CaO, and MgO are added as sintering aid components, and the content of Al 2 O 3 after sintering is 92% by weight or more. A ceramic green sheet is used.
The frame 3 is formed by press-molding a raw material powder containing Al 2 O 3 as a main component and then firing it in an oxidizing atmosphere at 1,500 ° C. The raw material powder is prepared by mixing a slurry produced by mixing a binder, a solvent and a plasticizer with a calcined powder of Al 2 O 3 to which SiO 2 , CaO, MgO and BaO are added as sintering aid components. Use dried and granulated material. Then, the ratio of Al 2 O 3 after sintering is 75 to 85 wt%. Generally, the greater the proportion of Al 2 O 3 contained in the raw material, the higher the strength, but at the same time the price of the material increases. Therefore, it is desirable to use an inexpensive material with a small proportion of Al 2 O 3 in the raw material for the frame 3 that does not require higher strength than the base 2. Further, since BaO deteriorates electrical characteristics, it cannot be used for the base 2, but unlike the base 2, it can be used for the frame 3 in which no conductor wiring pattern is formed. Since BaO has the effect of lowering the firing temperature of Al 2 O 3 , the frame 3 can be fired at a temperature lower than that of the substrate 2. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost by suppressing wasteful energy consumption during the manufacturing process.
さらに、枠体３は、焼結助剤のＳｉ源及びＭｇ源として４乃至１０重量％のカオリン（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）と５乃至１５重量％のタルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）を使用する。カオリン及びタルクはともに板状構造の微細粘土鉱物であり、粒子の嵩が大きいため、顆粒にした場合に嵩密度が低くなる。また、つぶれ性が良いため、これらを原料の粉体に添加すると、プレス成形する際に圧縮後の体積が小さくなり、生密度が向上する。このため、複雑な形状を保つことができる。このように、圧縮比（加圧前の体積を加圧後の体積で除した値）が大きくなるため、加圧時の原料の流動性が良くなる。従って、成形体の密度を均一にするとともに、焼成後の収縮を小さく、かつ均一にすることができる。さらに、成形体の滑り性が良くなるため、プレス成形時の金型からの取り出しが容易となる。従って、カオリン及びタルクをプレス成形に供する原料の粉体に添加することにより、その成形性を向上させることができる。その結果、薄肉部を有するような製品の成形が可能となり、枠体３を設計する際の自由度が大きくなる。また、カオリン及びタルクは天然原料であり、入手が容易なため、材料コストを安くすることができる。なお、カオリンの含有量が４重量％未満である場合やタルクの含有量が５重量％未満である場合には、上述の作用が不完全となる。また、カオリンの含有量が１０重量％より多い場合やタルクの含有量が１５重量％より多い場合には、粉体の分散性が悪くなり、スプレードライヤーによる造粒が困難となる。すなわち、カオリンの含有量は４乃至１０重量％、タルクの含有量は５乃至１５重量％の範囲内であることが望ましい。 Further, the frame 3 has 4 to 10% by weight of kaolin (Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O) and 5 to 15% by weight of talc (3MgO.4SiO) as the Si and Mg sources of the sintering aid. 2 · H 2 O). Both kaolin and talc are fine clay minerals with a plate-like structure, and the bulk of the particles is large, so the bulk density is low when granulated. Moreover, since the crushing property is good, when these are added to the raw material powder, the volume after compression is reduced during press molding, and the green density is improved. For this reason, a complicated shape can be maintained. Thus, since the compression ratio (value obtained by dividing the volume before pressurization by the volume after pressurization) is increased, the fluidity of the raw material during pressurization is improved. Accordingly, the density of the molded body can be made uniform, and the shrinkage after firing can be made small and uniform. Furthermore, since the slipperiness of the molded product is improved, it is easy to remove from the mold during press molding. Therefore, the moldability can be improved by adding kaolin and talc to the raw material powder used for press molding. As a result, a product having a thin portion can be formed, and the degree of freedom in designing the frame 3 is increased. Moreover, since kaolin and talc are natural raw materials and are easily available, the material cost can be reduced. In addition, when the content of kaolin is less than 4% by weight or when the content of talc is less than 5% by weight, the above-described action is incomplete. Further, when the content of kaolin is more than 10% by weight or when the content of talc is more than 15% by weight, the dispersibility of the powder becomes worse and granulation with a spray dryer becomes difficult. That is, the kaolin content is desirably 4 to 10% by weight, and the talc content is desirably 5 to 15% by weight.
枠体３は、貫通孔５の内径が基体２表面から開口端に向かうにつれて次第に大きくなる、いわゆる略すり鉢状に形成され、その内周面には発光素子６が発する光を反射するための反射面として傾斜面３ａが基体２の表面に接合される端面３ｃから形成されている。また、枠体３の外周面にも端面３ｃから傾斜面３ｂが形成されており、傾斜面３ａ，３ｂはともに基体２の表面に対してそれぞれ７０乃至８５度の角度をなしている（図２（ｂ））。
このような構造の発光素子収納用パッケージ１においては、枠体３の傾斜面３ａが反射面として発光素子６からの出力光を効率よく反射する。なお、傾斜面３ａの基体２に対する角度が７０度より小さい場合には、出力光の周囲への放散が増加するため反射効率が低下する。逆に、傾斜面３ａの基体２に対する角度が８５度よりも大きい場合には、プレス成形工程において、金型との間に生じる摩擦力が大きくなり、離型性が悪くなる。
また、傾斜面３ｂが基体２に対して外側に向かって傾斜しているため、図３に示すように、端面３ｃに接合剤７を塗布した枠体３を基体２の上面に押し付けた場合、接合剤７が表面張力によって、コーナー部３ｄを超えて傾斜面３ｂの一部に這い上がるいわゆるメニスカスの作用を生じ易い。これにより、接合剤７の塗布面積が広がって、基体２と枠体３との接合強度が高まる。
なお、傾斜面３ｂの基体２に対する角度が小さくなると、端面３ｃの面積が狭くなり、接合剤７の塗布面積も狭くなる。これにより、基体２と枠体３との接合強度が低下する。もちろん、端面３ｃの面積を十分広くすることも可能であるが、その場合には傾斜面３ｂの角度が小さいため枠体３の上端部での拡がりが大きくなり、発光素子収納用パッケージ１の小型化が困難となってしまう。従って、傾斜面３ｂの基体２に対する角度は７０度以上であることが望ましい。逆に、傾斜面３ｂの基体２に対する角度が大きくなると、プレス成形工程における離型時の抵抗が大きくなってしまう。従って、傾斜面３ｂの基体２に対する角度は８５度以下であることが望ましい。
The frame 3 is formed in a so-called substantially mortar shape in which the inner diameter of the through hole 5 gradually increases from the surface of the substrate 2 toward the opening end, and the inner peripheral surface thereof is a reflection for reflecting light emitted from the light emitting element 6. An inclined surface 3 a is formed as a surface from an end surface 3 c joined to the surface of the base 2. An inclined surface 3b is also formed on the outer peripheral surface of the frame 3 from the end surface 3c, and both the inclined surfaces 3a and 3b form an angle of 70 to 85 degrees with respect to the surface of the base 2 (FIG. 2). (B)).
In the light emitting element storage package 1 having such a structure, the inclined surface 3a of the frame 3 efficiently reflects the output light from the light emitting element 6 as a reflecting surface. When the angle of the inclined surface 3a with respect to the base 2 is less than 70 degrees, the reflection efficiency is lowered because the diffusion of the output light to the surroundings increases. On the contrary, when the angle of the inclined surface 3a with respect to the base body 2 is larger than 85 degrees, the frictional force generated between the mold and the mold is increased in the press molding process, and the releasability is deteriorated.
In addition, since the inclined surface 3b is inclined outward with respect to the base body 2, as shown in FIG. 3, when the frame 3 having the bonding agent 7 applied to the end face 3c is pressed against the upper surface of the base body 2, Due to the surface tension, the bonding agent 7 tends to cause a so-called meniscus action that goes up to a part of the inclined surface 3b beyond the corner portion 3d. Thereby, the application area of the bonding agent 7 is expanded, and the bonding strength between the base 2 and the frame 3 is increased.
Note that when the angle of the inclined surface 3b with respect to the base 2 is reduced, the area of the end surface 3c is reduced, and the application area of the bonding agent 7 is also reduced. Thereby, the joint strength between the base 2 and the frame 3 is lowered. Of course, the area of the end surface 3c can be sufficiently widened. In this case, since the angle of the inclined surface 3b is small, the spread at the upper end portion of the frame body 3 is large, and the light emitting element housing package 1 is small. It will be difficult. Therefore, it is desirable that the angle of the inclined surface 3b with respect to the base 2 is 70 degrees or more. On the contrary, when the angle of the inclined surface 3b with respect to the base 2 is increased, the resistance at the time of mold release in the press molding process is increased. Therefore, it is desirable that the angle of the inclined surface 3b with respect to the base 2 is 85 degrees or less.
本発明の発光素子収納用パッケージ１の材質は上記実施例に限定されるものではない。すなわち、基体２に高い放熱性が要求される場合には、例えば、Ｃｕ−Ｗ等の熱伝導性の高い金属やＡｌＮ（窒化アルミニウム）を主成分とするセラミックを使用しても良い。また、高い寸法精度が要求される場合には、基体２を樹脂製あるいはガラスセラミック製とすることもできる。このように、本実施例の発光素子収納用パッケージ１においては、基体２と枠体３が各々別個に形成されるため、基体２及び３に対してそれぞれの目的に応じた最適な材料を選定することが可能である。また、基体２と枠体３は、ろう付けによって接合しても良い。さらに、枠体３の外形は円形に限らず、矩形あるいはそれ以外の形状とすることもできる。すなわち、本願特許請求の範囲及び明細書においては、すり鉢状とは、円形のみならず、矩形やそれ以外の形状、例えば多角形においてもその開口部の口径が下方に向けて徐々に小さく形成されるような場合を概念とするものである。 The material of the light-emitting element storage package 1 according to the present invention is not limited to the above embodiment. That is, when high heat dissipation is required for the substrate 2, for example, a metal having high thermal conductivity such as Cu-W or a ceramic mainly composed of AlN (aluminum nitride) may be used. When high dimensional accuracy is required, the substrate 2 can be made of resin or glass ceramic. As described above, in the light emitting element storage package 1 of the present embodiment, the base 2 and the frame 3 are formed separately, so that an optimal material is selected for the bases 2 and 3 according to the purpose. Is possible. Moreover, you may join the base | substrate 2 and the frame 3 by brazing. Furthermore, the outer shape of the frame 3 is not limited to a circle, but may be a rectangle or other shapes. That is, in the claims and the specification of the present application, the mortar shape is not only a circular shape but also a rectangular shape and other shapes, for example, a polygonal shape. This is a concept.
以上説明したように、本実施例の発光素子収納用パッケージは、枠体に高価な金属を使用しないため、材料単価を下げることが可能である。また、発光素子からの出力光を反射する枠体の傾斜面にメッキ処理を施す必要がないため、製造工程が簡略化される。さらに、この枠体の傾斜面によって発光素子が発する光を効率良く反射することができる。加えて、基体と枠体に対してそれぞれの目的に応じた適切な材料を選択することが可能である。従って、製品の品質向上と材料コストの削減を同時に図ることができる。また、枠体は離型性に優れるため、プレス成形が容易である。従って、製造コストを安くすることが可能である。 As described above, the light emitting element storage package of the present embodiment does not use an expensive metal for the frame, so that the material unit price can be reduced. In addition, since it is not necessary to perform plating on the inclined surface of the frame that reflects the output light from the light emitting element, the manufacturing process is simplified. Furthermore, the light emitted from the light emitting element can be efficiently reflected by the inclined surface of the frame. In addition, it is possible to select an appropriate material according to the purpose for the base and the frame. Accordingly, it is possible to simultaneously improve product quality and reduce material costs. Moreover, since the frame body is excellent in releasability, press molding is easy. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
本発明の請求項１乃至請求項４に記載された発明は、発光素子を基板に実装するために使用するパッケージに対して適用可能である。 The invention described in claims 1 to 4 of the present invention is applicable to a package used for mounting a light emitting element on a substrate.
１…発光素子収納用パッケージ ２…基体 ３…枠体 ３ａ，３ｂ…傾斜面 ３ｃ…端面 ３ｄ…コーナー部 ４…キャビティ ５…貫通孔 ６…発光素子 ７…接合剤 ５１…基体 ５１ａ…搭載部 ５２…枠体 ５２ａ…貫通孔 ５３…発光素子 ５４ａ，５４ｂ…メタライズ配線導体 ５５…ボンディングワイヤ Ｗ…厚み DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light emitting element storage package 2 ... Base | substrate 3 ... Frame body 3a, 3b ... Inclined surface 3c ... End surface 3d ... Corner part 4 ... Cavity 5 ... Through-hole 6 ... Light emitting element 7 ... Bonding agent 51 ... Base | substrate 51a ... Mounting part 52 ... Frame body 52a ... Through hole 53 ... Light emitting element 54a, 54b ... Metalized wiring conductor 55 ... Bonding wire W ... Thickness
Claims (4)
4. The light emitting device according to claim 1, wherein the base body is made of a laminated sheet-like ceramic sintered body, and the frame body is made of a press-formed product of ceramic powder. 5. Package for element storage.
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