【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード等の発光素子を用いた表示装置等に用いられる、発光素子を収納するための発光素子収納用パッケージおよび発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード等の発光素子を収納するための発光素子収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）として、セラミック製のパッケージが用いられており、その一例を図６に示す（例えば、下記の特許文献１参照）。同図に示すように、従来のパッケージは、複数のセラミック層が積層されているとともに上面に凹部44が形成されている略直方体の絶縁基体の凹部44の底面の発光素子43搭載される部位に導体層から成る搭載部42が設けられた基体41と、基体41の搭載部42およびその周辺から基体41の下面に形成され、搭載部42に一方が電気的に接続された一対の配線層45とから主に構成されている。
【０００３】
そして、搭載部42上に発光素子43を導電性接着剤、半田等を介して載置固定するとともに、発光素子43の電極と一対の配線層45の他方とをボンディングワイヤ46を介して電気的に接続し、しかる後、基体41の凹部44内に図示しない封止用の透明樹脂を充填して発光素子43を封止することによって、発光装置が作製される。
【０００４】
また、凹部44の内面で発光素子23の光を反射させてパッケージの上方に光を放射させるために、凹部44の内面にニッケル（Ｎｉ）めっき層や金（Ａｕ）めっき層を表面に有するメタライズ層からなる金属層47を被着させていることもある。
【０００５】
しかしながら、従来のパッケージにおいては、発光素子43が発する熱により、凹部44に封入した透明樹脂が凹部44の基体41表面や金属層47等から剥がれるという問題点があった。
【０００６】
そこで、この問題点を解消するため、本出願人は、図３に示すように絶縁基体21の下面に溝状の凹部を形成し、熱放散性を高めて透明樹脂の剥れを防止するために、さらに溝状の凹部から凹部24の底面にかけて貫通する貫通孔28を形成した構成（特願2002−344732号）を提案した。また、図４、図５に示すように、透明樹脂を強固に取着するために凹部24の底面から絶縁基体21の下面にかけて、内周面に段差28ａを有する貫通孔28を形成したり、凹部34の底面から絶縁基体31の下面にかけて、内寸法が上側よりも下側が大きい貫通孔38を形成するという構成も提案した。
【０００７】
なお、図３、図４において、22は搭載部、23は発光素子、25は配線導体、26はボンディングワイヤ、27は金属層であり、図５において、32は搭載部、33は発光素子、35は配線導体、36はボンディングワイヤ、37は金属層である。
【０００８】
【特許文献１】
特開2002−232017号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のパッケージにおいては、基体の凹部底面から下面にかけて貫通孔が形成されていることから、貫通孔から発光素子の光が漏洩する場合があった。また、凹部に封入した透明樹脂が貫通孔を通過し基体下面へと流出した場合、外部電気回路基板の配線導体に取着したパッケージの平坦性や外部電気回路基板との接合強度が低下するおそれがあった。
【００１０】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、発光素子の光をパッケージの上面方向以外に漏洩させることなく、また外部電気回路基板に平坦性を保持して強固に取着することができるパッケージおよび発光装置を提供することにある。
【００１１】
【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、複数の絶縁層が積層されており、上面に発光素子を収容し搭載する凹部が形成された絶縁基体に、前記発光素子が電気的に接続される配線層が前記凹部の底面から下面にかけて形成されているとともに、前記凹部の底面から下面にかけて貫通孔が形成されており、前記絶縁基体の下面に前記貫通孔を塞ぐように板部材が接合されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の発光素子収納用パッケージは、絶縁基体の下面に貫通孔を塞ぐように板部材が接合されていることから、発光素子が発光する光は貫通孔を通過しても板部材により遮断されて外部に漏洩するのを防止することができるとともに、凹部に封入した透明樹脂が絶縁基体の下面側に流出するのを防ぐことができ、発光素子収納用パッケージを外部電気回路基板に平坦性を保持して強固に接合することができる。
【００１３】
本発明の発光装置は、本発明の発光素子収納用パッケージと、前記凹部に収容され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。
【００１４】
本発明の発光装置は、上記の構成により、発光効率が高く外部電気回路基板に平坦性を保持して強固に接合することができる、高性能で高信頼性のものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子収納用パッケージについて以下に詳細に説明する。図１は、本発明のパッケージについて実施の形態の一例を示す断面図であり、同図において、１は絶縁基体、２は発光素子３が搭載される部位に形成された導体層から成る搭載部、４は発光素子３を収容するための凹部である。
【００１６】
本発明のパッケージは、複数の絶縁層が積層されており、上面に発光素子３を収容し搭載する凹部４が形成された絶縁基体１に、発光素子３が電気的に接続される配線層５ｂが凹部４の底面から下面にかけて形成されており、凹部４の底面から下面にかけて貫通孔８が形成されているものであって、絶縁基体１の下面に貫通孔８を塞ぐように板部材９が接合されている。
【００１７】
絶縁基体１には、発光素子３が搭載される搭載部２に接続されている配線層５ａおよび発光素子３の電極が接続される配線層５ｂが、凹部４の底面から絶縁基体１の下面にかけて形成されている。
【００１８】
本発明の絶縁基体１はセラミックスや透明樹脂から成り、セラミックスからなる場合、例えば酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス質焼結体等のセラミックスから成る絶縁層を複数層積層してなる略直方体の箱状であり、この上面の中央部に発光素子３を収容するための凹部４が形成されている。
【００１９】
絶縁基体１が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウム，酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤等を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形してセラミックグリーンシート（セラミック生シートで、以下、グリーンシートともいう）を得、しかる後、グリーンシートに凹部４用の貫通孔を打ち抜き加工で形成し、発光素子３を搭載するためのグリーンシートと凹部４用のグリーンシートとを複数枚積層し、高温（約1600℃）で焼成し一体化することで形成される。
【００２０】
また、凹部４の底面には発光素子３を搭載するための導体層から成る搭載部２が形成されており、搭載部２はタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属粉末のメタライズ層から成っている。
【００２１】
また、絶縁基体１は、搭載部２およびその周辺から絶縁基体１の下面に形成された配線層５ａ，５ｂが被着形成されている。配線層５ａ，５ｂは、ＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ層から成り、凹部４に収容する発光素子３を外部に電気的に接続するための導電路である。そして、搭載部２には発光ダイオード（ＬＥＤ），半導体レーザ（ＬＤ）等の発光素子３が金（Ａｕ）−シリコン（Ｓｉ）合金やＡｇ−エポキシ透明樹脂等の導電性接合材により固着されるとともに、配線層５ｂには発光素子３の電極がボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されている。そして、絶縁基体１下面の配線層５ａ，５ｂが外部電気回路基板の配線導体に接続されることで発光素子３の各電極と電気的に接続され、発光素子３へ電力や駆動信号が供給される。また、発光素子３は搭載部２および配線層５ｂにフリップチップ実装により接続されても構わない。
【００２２】
配線層５ａ，５ｂは、例えばＷやＭｏ等の金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を点か混合して得た金属ペーストを絶縁基体１となるグリーンシートに予めスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、絶縁基体１の所定位置に被着形成される。
【００２３】
なお、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２の露出する表面に、ニッケル（Ｎｉ），金（Ａｕ），Ａｇ等の耐蝕性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚みで被着させておくのがよく、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２が酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、搭載部２と発光素子３との固着および配線層５ｂとボンディングワイヤ６との接合、配線層５ａ，５ｂと外部電気回路基板の配線層との接合を強固にすることができる。従って、配線層５ａ，５ｂおよび搭載部２の露出表面には、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕめっき層またはＡｇめっき層とが、電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されていることがより好ましい。
【００２４】
また、凹部４の内面にはメタライズ金属層および発光素子３が発光する光に対する反射率が80％以上である金属めっき層を被着した金属層７が形成されていることが好ましい。この金属層７は、例えば、ＷやＭｏ等からなるメタライズ金属層上にＮｉ，Ａｕ，Ａｇ等の金属めっき層を被着させてなり、これにより発光素子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。発光素子３が発光する光に対する反射率が80％未満であると、凹部４に収容された発光素子３が発光する光を良好に反射することが困難となる。
【００２５】
また、凹部４の内周面は、傾斜面となっているとともに凹部４の底面から絶縁基体１の上面に向けて35〜70°の角度で外側に広がっていることが好ましい。角度θが70°を超えると、凹部４内に収容する発光素子３が発光する光を外部に対して良好に反射することが困難となる傾向にある。一方、角度θが35°未満であると、凹部４の内周面をそのような角度で安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にあるとともに、パッケージが大型化してしまう。
【００２６】
また、凹部４の内周面の金属層７の表面の算術平均粗さＲａは１〜３μｍが好ましい。１μｍ未満であると、凹部４内に収容される発光素子３が発光する光を均一に反射させることが難しくなり、反射する光の強さに偏りが発生し易くなる。３μｍを超えると、凹部４内に収容される発光素子３が発光する光が散乱し、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。
【００２７】
また、凹部４は、その断面形状が円形状であることが好ましい。この場合、凹部４に収容される発光素子３が発光する光を、凹部４の内周面の金属層７表面の金属めっき層でパッケージの上方に満遍なく反射させて外部に極めて均一に放射することができるという利点がある。
【００２８】
貫通孔８は、凹部４の底面から絶縁基体１の下面にかけて形成されており、発光素子３が発する熱の放散性を高めるとともに、貫通孔８の内面に段差を形成したり、貫通孔８の内寸法が上側よりも下側が大きくしたりすることで、凹部４に封入した透明樹脂を強固に取着することもできる。
【００２９】
このような貫通孔８は、例えば、図１のように内寸法が上側よりも下側大きい場合は、グリーンシートに貫通孔８を形成する打ち抜き金型を用いて打ち抜くことで形成される。グリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて内寸法が広がるように形成する。このグリーンシートを凹部４を形成するためのグリーンシートと上側から下側にかけて内寸法が広がるように積層することで、内寸法が上側よりも下側が大きい貫通孔８を形成することもできる。
【００３０】
また、貫通孔８の内面には、凹部４の内面と同様にメタライズ金属層および発光素子３が発光する光に対する反射率が80％以上である金属めっき層を被着した金属層（図示せず）が形成されていても良い。この金属層は、例えば、ＷやＭｏ等からなるメタライズ金属層上にＮｉ，Ａｕ，Ａｇ等の金属めっき層を被着させてなり、これにより発光素子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。発光素子３が発光する光に対する反射率が80％未満であると、凹部４に収容された発光素子３が発光する光を良好に反射することが困難となる。
【００３１】
板部材９は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス質焼結体等のセラミックス、エポキシ樹脂，アクリル樹脂，ポリカーボネート，フェノール樹脂，シリコーン樹脂等の樹脂、Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，ステンレススチール，真鍮，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｃｕ−Ｗ合金等の金属などから成る。
【００３２】
この板部材９は、絶縁基体１の下面に貫通孔８を塞ぐように接合されている。板部材９は、樹脂接着剤により絶縁基体１の下面に接合されていても良いし、絶縁基体１の下面と板部材９に接合用のメタライズ層を形成し、Ａｇろう等によりろう付けして接合されていても良い。板部材９がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る場合、絶縁基体１の下面に直接ろう付けしてもよい。
【００３３】
また、板部材９は白色のものであることが好ましい。これにより、貫通孔８を通過した光を白色の板部材９の表面で反射して、パッケージの上面に向けて光を効率良く放射することができる。この場合、板部材９は例えば白色のアルミナセラミックスから成る。
【００３４】
また、図２に図１と同様に断面図に示すように、板部材９がセラミックスや樹脂等の絶縁体から成る場合、貫通孔８側の主面に金属層10が形成されていても良い。これにより、貫通孔８を通過した光を板部材９の金属層10で反射して、パッケージの上面に向けて光を効率良く放射することができる。また、金属層10は、凹部４の内面に形成された金属層７と同様に発光素子３が発光する光に対する反射率が80％以上であることがより好ましい。板部材10が金属から成る場合は、金属層10を形成した場合と同様の効果が得られ好ましい。
【００３５】
また、板部材９は、貫通孔８側の主面の表面の算術平均粗さが１〜３μｍ程度であることが好ましい。１μｍ未満では、板部材９の貫通孔８側の主面に対する透明樹脂のアンカー効果による付着力が低下して剥がれ易くなる。３μｍを超えると、板部材９の貫通孔８側の主面と透明樹脂との間に空隙が形成されやすくなるとともに板部材９の貫通孔８側の主面における光の反射率が低下しやすくなる。
【００３６】
さらに、板部材９が金属から成る場合、配線層５ａと電気的に接続されていてもよい。この場合、発光素子３の接地性が安定化されて発光特性が向上する。また、板部材９がＣｕ−Ｗ合金等の放熱性の高い金属から成るのがよく、発光素子３の熱を効率的に放熱させることができる。
【００３７】
本発明の発光装置は、本発明のパッケージと、凹部に収容され搭載された発光素子３と、発光素子３を覆うシリコーン樹脂等の透明樹脂とを具備した構成である。この透明樹脂は、発光素子３およびその周囲を覆うように設けられていてもよいし、凹部に充填されていてもよい。本発明の発光装置は、このような構成により、発光効率が高く外部電気回路基板に平坦性を保持して強固に接合することができるものとなる。
【００３８】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何ら差し支えない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、複数の絶縁層が積層されており、上面に発光素子を収容し搭載する凹部が形成された絶縁基体に、発光素子が電気的に接続される配線層が凹部の底面から下面にかけて形成されているとともに、凹部の底面から下面にかけて貫通孔が形成されており、絶縁基体の下面に貫通孔を塞ぐように板部材が接合されていることにより、発光素子が発光する光は貫通孔を通過しても板部材により遮断されて外部に漏洩するのを防止することができるとともに、凹部に封入した透明樹脂が絶縁基体の下面側に流出するのを防ぐことができ、発光素子収納用パッケージを外部電気回路基板に平坦性を保持して強固に接合することができる。
【００４０】
本発明の発光装置は、本発明の発光素子収納用パッケージと、凹部に収容され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、発光効率が高く外部電気回路基板に平坦性を保持して強固に接合することができる、高性能で高信頼性のものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】従来の発光素子収納用パッケージの断面図である。
【図４】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。
【符号の説明】
１：基体
２：搭載部
３：発光素子
４：凹部
５ａ，５ｂ：配線層
８：貫通孔
９：板部材[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, and an example thereof is shown in FIG. Reference 1). As shown in the figure, the conventional package has a plurality of ceramic layers stacked and a concave portion 44 formed on the upper surface. A base 41 provided with a mounting portion 42 made of a conductor layer, and a pair of wiring layers 45 formed on the lower surface of the base 41 from the mounting portion 42 of the base 41 and the periphery thereof and one of which is electrically connected to the mounting portion 42 It is mainly composed of
[0003]
Then, the light emitting element 43 is mounted and fixed on the mounting portion 42 via a conductive adhesive, solder or the like, and the electrode of the light emitting element 43 and the other of the pair of wiring layers 45 are electrically connected via the bonding wires 46. Then, the light emitting element 43 is sealed by filling the transparent resin for sealing (not shown) in the concave portion 44 of the base body 41, thereby manufacturing the light emitting device.
[0004]
Further, in order to reflect the light of the light emitting element 23 on the inner surface of the concave portion 44 and emit the light above the package, a metallization having a nickel (Ni) plating layer or a gold (Au) plating layer on the inner surface of the concave portion 44 is provided. A metal layer 47 consisting of layers may be applied.
[0005]
However, in the conventional package, there is a problem that the heat generated by the light emitting element 43 causes the transparent resin sealed in the concave portion 44 to peel off from the surface of the base 41 of the concave portion 44, the metal layer 47 and the like.
[0006]
Therefore, in order to solve this problem, the present applicant has formed a groove-shaped concave portion on the lower surface of the insulating base 21 as shown in FIG. 3 so as to enhance heat dissipation and prevent peeling of the transparent resin. Further, a configuration (Japanese Patent Application No. 2002-344732) in which a through hole 28 penetrating from the groove-shaped concave portion to the bottom surface of the concave portion 24 is further proposed. Also, as shown in FIGS. 4 and 5, a through hole 28 having a step 28a on the inner peripheral surface is formed from the bottom surface of the concave portion 24 to the lower surface of the insulating base 21 in order to firmly attach the transparent resin. There has also been proposed a configuration in which a through hole 38 whose inner dimension is larger on the lower side than on the upper side is formed from the bottom surface of the concave portion 34 to the lower surface of the insulating base 31.
[0007]
3 and 4, reference numeral 22 denotes a mounting portion, 23 denotes a light emitting element, 25 denotes a wiring conductor, 26 denotes a bonding wire, and 27 denotes a metal layer. In FIG. 5, 32 denotes a mounting portion, 33 denotes a light emitting element, 35 is a wiring conductor, 36 is a bonding wire, and 37 is a metal layer.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-232017
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional package, since the through hole is formed from the bottom surface of the concave portion to the lower surface of the base, light of the light emitting element may leak from the through hole. Further, when the transparent resin sealed in the recess passes through the through hole and flows out to the lower surface of the base, the flatness of the package attached to the wiring conductor of the external electric circuit board and the bonding strength with the external electric circuit board may be reduced. was there.
[0010]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to prevent light from a light emitting element from leaking to a direction other than the upper surface of a package and to maintain flatness on an external electric circuit board. To provide a package and a light emitting device that can be firmly attached.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The light-emitting element housing package of the present invention has a wiring layer in which a plurality of insulating layers are laminated, and the light-emitting element is electrically connected to an insulating base having a recess formed on the upper surface for housing and mounting the light-emitting element. Are formed from the bottom surface to the lower surface of the concave portion, and a through hole is formed from the bottom surface to the lower surface of the concave portion, and a plate member is joined to the lower surface of the insulating base so as to cover the through hole. It is characterized by.
[0012]
In the light emitting element housing package of the present invention, since the plate member is joined to the lower surface of the insulating base so as to cover the through hole, light emitted from the light emitting element is blocked by the plate member even when passing through the through hole. And prevents the transparent resin encapsulated in the recess from leaking out to the lower surface side of the insulating base, so that the light emitting element housing package can be flattened on the external electric circuit board. It can be held and firmly joined.
[0013]
A light emitting device of the present invention includes the light emitting element housing package of the present invention, a light emitting element housed and mounted in the recess, and a transparent resin covering the light emitting element.
[0014]
The light-emitting device of the present invention has high performance and high reliability, having high luminous efficiency and capable of being firmly bonded to an external electric circuit board while maintaining flatness, with the above configuration.
[0015]
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 cross-sectional view showing an example of an embodiment of a package according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an insulating base, and 2 denotes a mounting portion formed of a conductor layer formed on a portion on which a light emitting element 3 is mounted. Reference numerals 4 denote recesses for accommodating the light emitting elements 3.
[0016]
In the package of the present invention, a plurality of insulating layers are stacked, and a wiring layer 5b for electrically connecting the light emitting element 3 to an insulating base 1 having a recess 4 formed on the upper surface for housing and mounting the light emitting element 3 thereon. Is formed from the bottom surface to the lower surface of the concave portion 4, and a through hole 8 is formed from the bottom surface to the lower surface of the concave portion 4, and the plate member 9 is formed on the lower surface of the insulating base 1 so as to cover the through hole 8. Are joined.
[0017]
A wiring layer 5a connected to the mounting portion 2 on which the light emitting element 3 is mounted and a wiring layer 5b connected to the electrode of the light emitting element 3 are provided on the insulating base 1 from the bottom surface of the recess 4 to the lower surface of the insulating base 1. Is formed.
[0018]
The insulating substrate 1 of the present invention is made of ceramics or transparent resin, and when made of ceramics, for example, aluminum oxide sintered body (alumina ceramics), aluminum nitride sintered body, mullite sintered body, glass ceramics sintered body It has a substantially rectangular parallelepiped box shape formed by laminating a plurality of insulating layers made of ceramic such as ceramics, and a concave portion 4 for accommodating the light emitting element 3 is formed at the center of this upper surface.
[0019]
When the insulating substrate 1 is made of an aluminum oxide sintered body, an appropriate organic binder, a solvent or the like is added to a raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide, etc., and the mixture is formed into a slurry. It is formed into a sheet by a well-known doctor blade method, calendar roll method, or the like to obtain a ceramic green sheet (a green ceramic sheet, hereinafter also referred to as a green sheet), and thereafter, a through hole for the recess 4 is punched in the green sheet. It is formed by processing, laminating a plurality of green sheets for mounting the light emitting elements 3 and green sheets for the concave portions 4, and firing and integrating them at a high temperature (about 1600 ° C.).
[0020]
A mounting portion 2 made of a conductor layer for mounting the light emitting element 3 is formed on the bottom surface of the concave portion 4, and the mounting portion 2 is made of tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver ( Ag) and other metal powder layers.
[0021]
Further, the insulating base 1 is provided with wiring layers 5a and 5b formed on the lower surface of the insulating base 1 from the mounting portion 2 and the periphery thereof. The wiring layers 5a and 5b are formed of a metallized layer of a metal powder such as W or Mo, and are conductive paths for electrically connecting the light emitting element 3 housed in the recess 4 to the outside. A light emitting element 3 such as a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser (LD) is fixed to the mounting section 2 by a conductive bonding material such as a gold (Au) -silicon (Si) alloy or an Ag-epoxy transparent resin. At the same time, the electrode of the light emitting element 3 is electrically connected to the wiring layer 5b via the bonding wire 6. Then, the wiring layers 5 a and 5 b on the lower surface of the insulating 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 and a driving signal are supplied to the light emitting element 3. You. Further, the light emitting element 3 may be connected to the mounting section 2 and the wiring layer 5b by flip chip mounting.
[0022]
The wiring layers 5a and 5b are formed by printing a metal paste obtained by mixing a metal powder such as W or Mo with an appropriate organic solvent or a solvent on a green sheet serving as the insulating substrate 1 in a predetermined pattern by a screen printing method in advance. By being applied, it is adhered and formed at a predetermined position on the insulating base 1.
[0023]
It is preferable that a metal having excellent corrosion resistance, such as nickel (Ni), gold (Au), or Ag, be applied to the exposed surfaces of the wiring layers 5a and 5b and the mounting portion 2 in a thickness of about 1 to 20 μm. In addition, it is possible to effectively prevent the wiring layers 5a and 5b and the mounting portion 2 from being oxidized and corroded, to fix the mounting portion 2 to the light emitting element 3 and to join the wiring layer 5b and the bonding wire 6 to the wiring layers 5a and 5b. And the wiring layer of the external electric circuit board can be strengthened. Therefore, on the exposed surfaces of the wiring layers 5a and 5b and the mounting portion 2, a Ni plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and an Au plating layer or an Ag plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm are formed by electrolytic plating or non-plating. More preferably, they are sequentially applied by an electrolytic plating method.
[0024]
In addition, it is preferable that a metal layer 7 coated with a metallized metal layer and a metal plating layer having a reflectance of 80% or more with respect to light emitted by the light emitting element 3 is formed on the inner surface of the concave portion 4. The metal layer 7 is formed by depositing a metal plating layer of Ni, Au, Ag or the like on a metallized metal layer made of, for example, W or Mo. % Or more. If the reflectance of the light emitted by the light emitting element 3 is less than 80%, it becomes difficult to satisfactorily reflect the light emitted by the light emitting element 3 accommodated in the recess 4.
[0025]
It is preferable that the inner peripheral surface of the concave portion 4 is an inclined surface and extends outward from the bottom surface of the concave portion 4 toward the upper surface of the insulating base 1 at an angle of 35 to 70 °. When the angle θ exceeds 70 °, it tends to be difficult to favorably reflect light emitted by the light emitting element 3 housed in the recess 4 to the outside. On the other hand, if the angle θ is less than 35 °, it tends to be difficult to form the inner peripheral surface of the concave portion 4 stably and efficiently at such an angle, and the package becomes large.
[0026]
The arithmetic average roughness Ra of the surface of the metal layer 7 on the inner peripheral surface of the concave portion 4 is preferably 1 to 3 μm. When the thickness is less than 1 μm, it is difficult to uniformly reflect the light emitted from the light emitting element 3 accommodated in the recess 4, and the intensity of the reflected light tends to be biased. If it exceeds 3 μm, the light emitted by the light emitting element 3 accommodated in the concave portion 4 is scattered, and it becomes difficult to uniformly radiate the reflected light to the outside with a high reflectance.
[0027]
Further, the recess 4 preferably has a circular cross section. In this case, the light emitted by the light emitting element 3 accommodated in the concave portion 4 is uniformly reflected above the package by the metal plating layer on the metal layer 7 on the inner peripheral surface of the concave portion 4 and emitted to the outside very uniformly. There is an advantage that can be.
[0028]
The through hole 8 is formed from the bottom surface of the concave portion 4 to the lower surface of the insulating base 1, so as to enhance the dissipation of the heat generated by the light emitting element 3 and to form a step on the inner surface of the through hole 8, By making the inner dimension larger on the lower side than on the upper side, the transparent resin sealed in the concave portion 4 can be firmly attached.
[0029]
When the inner dimension is larger than the upper side as shown in FIG. 1, for example, such a through hole 8 is formed by punching using a punching die for forming the through hole 8 in the green sheet. The green sheet is formed such that the inner dimension increases from one main surface to the other main surface. By laminating this green sheet with the green sheet for forming the concave portion 4 so that the inner dimension is widened from the upper side to the lower side, the through hole 8 whose inner dimension is larger than the upper side can be formed.
[0030]
Further, on the inner surface of the through hole 8, similarly to the inner surface of the concave portion 4, a metal layer (not shown) coated with a metallized metal layer and a metal plating layer having a reflectance of 80% or more with respect to light emitted from the light emitting element 3. ) May be formed. The metal layer is formed by, for example, depositing a metal plating layer of Ni, Au, Ag, etc. on a metallized metal layer made of W, Mo, or the like, so that the light emitting element 3 has a reflectance of 80% for the light emitted. The above can be considered. If the reflectance of the light emitted by the light emitting element 3 is less than 80%, it becomes difficult to satisfactorily reflect the light emitted by the light emitting element 3 accommodated in the recess 4.
[0031]
The plate member 9 is made of a ceramic such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a glass ceramic sintered body, an epoxy resin, an acrylic resin, a polycarbonate, a phenol resin, a silicone resin or the like. Resin, metal such as Al, Cu, Ni, Ag, stainless steel, brass, Fe-Ni alloy, Fe-Ni-Co alloy, Cu-W alloy and the like.
[0032]
The plate member 9 is joined to the lower surface of the insulating base 1 so as to close the through hole 8. The plate member 9 may be bonded to the lower surface of the insulating base 1 with a resin adhesive, or a metallized layer for bonding may be formed on the lower surface of the insulating base 1 and the plate member 9 and brazed with an Ag braze or the like. They may be joined. When the plate member 9 is made of a metal such as an Fe—Ni—Co alloy, the plate member 9 may be directly brazed to the lower surface of the insulating base 1.
[0033]
Further, the plate member 9 is preferably white. Thereby, the light that has passed through the through-hole 8 is reflected by the surface of the white plate member 9 and the light can be efficiently emitted toward the upper surface of the package. In this case, the plate member 9 is made of, for example, white alumina ceramics.
[0034]
When the plate member 9 is made of an insulator such as ceramics or resin as shown in a cross-sectional view in FIG. 2 as in FIG. 1, a metal layer 10 may be formed on the main surface on the through hole 8 side. . Thus, the light that has passed through the through-hole 8 is reflected by the metal layer 10 of the plate member 9, and the light can be efficiently emitted toward the upper surface of the package. Further, it is more preferable that the reflectance of the metal layer 10 to the light emitted by the light emitting element 3 is 80% or more, like the metal layer 7 formed on the inner surface of the concave portion 4. When the plate member 10 is made of a metal, the same effect as when the metal layer 10 is formed can be obtained, which is preferable.
[0035]
In addition, the plate member 9 preferably has an arithmetic mean roughness of the surface of the main surface on the through hole 8 side of about 1 to 3 μm. If the thickness is less than 1 μm, the adhesion of the transparent resin to the main surface of the plate member 9 on the side of the through hole 8 due to the anchor effect is reduced, and the plate member 9 is easily peeled off. When the thickness exceeds 3 μm, a gap is easily formed between the main surface of the plate member 9 on the side of the through hole 8 and the transparent resin, and the reflectance of light on the main surface of the plate member 9 on the side of the through hole 8 is easily reduced. Become.
[0036]
Furthermore, when the plate member 9 is made of metal, it may be electrically connected to the wiring layer 5a. In this case, the grounding property of the light emitting element 3 is stabilized, and the light emitting characteristics are improved. Further, the plate member 9 is preferably made of a metal having a high heat dissipation property, such as a Cu-W alloy, so that the heat of the light emitting element 3 can be efficiently dissipated.
[0037]
The light emitting device of the present invention is configured to include the package of the present invention, the light emitting element 3 housed and mounted in the recess, and a transparent resin such as a silicone resin that covers the light emitting element 3. This transparent resin may be provided so as to cover the light emitting element 3 and the periphery thereof, or may be filled in the concave portion. With such a structure, the light emitting device of the present invention has high luminous efficiency and can be firmly bonded to an external electric circuit board while maintaining flatness.
[0038]
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.
[0039]
【The invention's effect】
The light-emitting element housing package of the present invention has a plurality of insulating layers stacked thereon, and a wiring layer for electrically connecting the light-emitting element is formed on an insulating base having a concave portion for housing and mounting the light-emitting element on an upper surface. The light emitting element is formed by forming a through hole from the bottom surface to the lower surface of the concave portion and from the bottom surface to the lower surface of the concave portion, and joining the plate member to the lower surface of the insulating base so as to cover the through hole. Even if the emitted light passes through the through hole, it can be blocked by the plate member and prevented from leaking outside, and the transparent resin sealed in the concave portion can be prevented from flowing out to the lower surface side of the insulating base. As a result, the light emitting element housing package can be firmly joined to the external electric circuit board while maintaining flatness.
[0040]
The light-emitting device of the present invention includes the light-emitting element housing package of the present invention, the light-emitting element housed and mounted in the concave portion, and the transparent resin covering the light-emitting element, so that the light-emitting device has high luminous efficiency and can be mounted on an external electric circuit board. High performance and high reliability can be achieved while maintaining flatness and enabling strong bonding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an embodiment of a light emitting element housing package of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element housing package of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional light emitting element storage package.
FIG. 4 is a cross-sectional view of another example of a conventional light emitting element storage package.
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.
[Explanation of symbols]
1: base 2: mounting portion 3: light emitting element 4: concave portions 5a and 5b: wiring layer 8: through hole 9: plate member