JP2004288936A

JP2004288936A - Light emitting element storage package and light emitting device

Info

Publication number: JP2004288936A
Application number: JP2003080126A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Chitose; 敏幸千歳; Yosuke Moriyama; 陽介森山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP4132039B2

Abstract

【課題】発光素子の光を良好に反射して、均一かつ効率良く外部に放射することができるものとすること。
【解決手段】発光素子収納用パッケージは、絶縁基体１の上面に、内周面が上側に向かって外側に広がるように傾斜しているとともに平面視形状が一方向に長い形状である凹部４が形成されており、凹部４の底面の中央部に発光素子３が搭載される搭載部２が形成され、かつ搭載部２に隣接して発光素子３の電極が接続される配線層５が形成されているものであって、凹部４は、内周面の一方向で対向している部位の傾斜角度θ_１が一方向に直交する方向で対向している部位の傾斜角度θ_２よりも小さくなっている。
【選択図】図１An object of the present invention is to be able to satisfactorily reflect light from a light emitting element and uniformly and efficiently radiate the light to the outside.
A light emitting element housing package includes a concave portion (4) on an upper surface of an insulating base (1), the inner peripheral surface of which is inclined so as to expand outward toward the upper side, and has a shape that is long in one direction when viewed in plan. The mounting portion 2 on which the light emitting element 3 is mounted is formed at the center of the bottom surface of the concave portion 4, and the wiring layer 5 adjacent to the mounting portion 2 to which the electrode of the light emitting element 3 is connected is formed. In the recess 4, the inclination angle θ _{1 of the} portion facing the inner peripheral surface in one direction is smaller than the inclination angle θ _{2 of the} portion facing the direction perpendicular to the one direction. ing.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード等の発光素子を用いた表示装置等に用いられる、発光素子を収納するための発光素子収納用パッケージおよび発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード等の発光素子を収納するための発光素子収納用パッケージ（以下、単に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８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成るとともに上面に凹部１４が形成されている直方体状の絶縁基体の凹部１４の底面に発光素子１３を搭載するため搭載部としての導体層１２が設けられた基体１１と、基体１１の導体層１２およびその周辺から基体１１の下面に形成された一対の配線層１５とから主に構成されている。
【０００３】
そして、一方の配線層１５の一端が電気的に接続された導体層１２上に発光素子１３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１３の電極と他方の配線層１５とをボンディングワイヤ１６を介して電気的に接続し、しかる後、基体１１の凹部１４内に図示しない透明樹脂を充填して発光素子１３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１４の内周面で発光素子１３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１４の内周面にニッケル（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１７を被着させていることもある。
【０００５】
また、上記のパッケージはセラミックグリーンシート積層法により以下のようにして製作される。まず、基体１１の導体層１２（導体層１２から下側）を形成するためのセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）と、基体１１の凹部１４を形成するためのグリーンシートとを準備し、これらのグリーンシートに配線導体１５を導出させるための貫通孔や凹部１４となる貫通穴を打ち抜き法で形成する。
【０００６】
次に、導体層１２を形成するためのグリーンシートの積層体Ａの貫通孔および所定の部位に、メタライズ層から成る配線層１５形成用の導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布し、また凹部１４の内周面にメタライズ層を被着する場合、凹部１４を形成するためのグリーンシートの積層体Ｂの貫通穴内面に金属層１７形成用の導体ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布する。
【０００７】
次に、積層体Ａ，Ｂを重ねて接着して基体１１を形成するための積層体とし、これを所定寸法に切断して成形体となし、高温（１６００℃程度）で焼成して焼結体となす。その後、配線層１５および金属層１７の露出表面にニッケル，金，パラジウム，白金等の金属から成るめっき金属層を無電解めっき法や電解めっき法により被着させることによって、パッケージが製作される。
【０００８】
【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、近年のパッケージの小型化に伴い、凹部１４の底面の発光素子１３の搭載領域や配線層１５の領域が非常に狭くなってきており、導体層１２および配線層１５と、凹部１４の内周面の金属層１７とが短絡する危険性が高くなるという問題点を有していた。
【００１０】
そのために、短絡を防止するために、凹部１４の底面上の発光素子１３の搭載領域や配線層１５の領域を広くする必要があり、パッケージを極度に大きくすることなく、凹部１４の底面上の発光素子１３の搭載領域や配線層１５の領域を大きくするために、凹部１４を平面視で一方向に長い形状とすることがある。
【００１１】
しかしながら、凹部１４が一方向に長い形状であると、発光素子１３が発光する光を金属層１７にて満遍なく均一に反射するのが困難になるという問題点を有していた。
【００１２】
従って、本発明は上記従来の技術の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、凹部内に収容された発光素子が発光する光を効率良く反射させて、均一かつ良好に外部に放射することができる発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供することにある。
【００１３】
【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、絶縁基体の上面に、内周面が上側に向かって外側に広がるように傾斜しているとともに平面視形状が一方向に長い形状である凹部が形成されており、該凹部の底面の中央部に発光素子が搭載される搭載部が形成され、かつ該搭載部に隣接して前記発光素子の電極が接続される配線層が形成されている発光素子収納用パッケージであって、前記凹部は、内周面の前記一方向で対向している部位の傾斜角度が前記一方向に直交する方向で対向している部位の傾斜角度よりも小さいことを特徴とする。
【００１４】
本発明の発光素子収納用パッケージは、凹部は、内周面の一方向で対向している部位の傾斜角度が一方向に直交する方向で対向している部位の傾斜角度よりも小さいことから、内周面の一方向で対向している部位における発光素子の光の金属層による反射光の絶縁基体上面に対する方向と、内周面の一方向に直交する方向で対向している部位における発光素子の光の金属層による反射光の絶縁基体上面に対する方向とを近くすることができるので、凹部の底面の中央部に搭載される発光素子が発光する光を良好に反射し、均一かつ効率よく外部に放射することができる。
【００１５】
本発明の発光装置は、本発明の発光素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されるとともに前記配線層に電極が電気的に接続された発光素子と、該発光素子を覆う透明樹脂とを具備していることを特徴とする。
【００１６】
本発明の発光装置は、上記の構成により、発光素子の光を良好に反射し、外部に均一かつ効率良く外部に放射することができる、発光効率の高い高性能のものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子収納用パッケージを以下に詳細に説明する。図１は本発明のパッケージについて実施の形態の一例を示す平面図であり、図２は図１のパッケージのＸ−Ｘ線における断面図、図３は図１のパッケージのＹ−Ｙ線における断面図である。これらの図において、１は絶縁基体、２は発光素子３の搭載部、３は発光素子、４は発光素子３を収容するための凹部である。
【００１８】
本発明の発光素子収納用パッケージは、絶縁基体１の上面に、内周面が上側に向かって外側に広がるように傾斜しているとともに平面視形状が一方向に長い形状である凹部４が形成されており、凹部４の底面の中央部に発光素子３が搭載される搭載部２が形成され、かつ搭載部２に隣接して発光素子３の電極が接続される配線層５が形成されているものであって、凹部４は、内周面の一方向で対向している部位の傾斜角度θ_１が一方向に直交する方向で対向している部位の傾斜角度θ_２よりも小さくなっている。
【００１９】
なお、傾斜角度θ_１，θ_２は、凹部４の底面に対する凹部４の内周面の傾斜角度である。
【００２０】
本発明における絶縁基体１は、セラミックスや樹脂から成り、セラミックスからなる場合、例えば酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス質焼結体等のセラミックスから成る絶縁層を複数層積層してなる直方体状の箱状であり、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。絶縁基体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、グリーンシートに凹部４用の貫通孔を打ち抜き加工で形成するとともに、発光素子３を搭載するためのグリーンシートと凹部４用のグリーンシートとを複数枚積層し、高温（約１６００℃）で焼成し一体化することで形成される。
【００２１】
また、凹部４の底面の中央部には発光素子３が搭載される搭載部２が形成され、その周辺には発光素子３の電極と接続される配線層５が形成されている。搭載部２が導体層から成る場合、搭載部２および配線層５はタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属粉末のメタライズ層から成っている。
【００２２】
また、絶縁基体１には、搭載部２および配線層５に電気的に接続され、絶縁基体１の下面または側面に形成された配線導体８ａ，８ｂが被着形成されている。配線導体８ａ，８ｂは、ＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ層から成り、凹部４に収容された発光素子３を外部に電気的に接続するための導電路である。そして、搭載部２には発光ダイオード（ＬＥＤ），半導体レーザ（ＬＤ）等の発光素子３が金（Ａｕ）−シリコン（Ｓｉ）合金やＡｇ−エポキシ樹脂等の導電性接合材により固着されるとともに、配線層５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の配線導体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へ電力や駆動信号が供給される。
【００２３】
搭載部２、配線層５および配線導体８ａ，８ｂは、例えばＷやＭｏ等の金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、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。
【００２４】
なお、搭載部２、配線層５および配線導体８ａ，８ｂ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、搭載部２、配線層５および配線導体８ａ，８ｂ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、配線層５とボンディングワイヤ６との接合、および配線導体８ａ，８ｂ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、搭載部２、配線層５および配線導体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めっき層またはＡｇめっき層とが、電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されていることがより好ましい。
【００２５】
また、凹部４の内周面には、メタライズ金属層および発光素子３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等から成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成り、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。
【００２６】
また、金属層７は、Ａｕ，Ａｇ，アルミニウム等の金属を凹部４の内周面に蒸着により被着したものや、Ａｕ，Ａｇ，アルミニウム等の金属板や金属箔を凹部４の内周面に取着したものであっても良い。
【００２７】
また、凹部４の内周面は、凹部４の底面から絶縁基体１の上面に向けて外側に広がった傾斜面となっており、特に、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_１，θ_２が７０°を超えると、凹部４内に収容された発光素子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_１，θ_２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。
【００２８】
また、凹部４は平面視形状が一方向に長い形状である、長円形状、楕円形状、長方形状、多角形状とされており、例えば図４は凹部４の平面視形状が長方形状であるパッケージの平面図である。本発明のパッケージにおいて、発光素子３の反射に影響を与えずクラック等の破損の発生を防ぐうえで、凹部４はその内周面に角部がない長円形状、楕円形状が好ましい。
【００２９】
また、凹部４の内周面の金属層７の表面の算術平均粗さはＲａは３μｍ以下が好ましい。３μｍを超えると、凹部４内に収容された発光素子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。
【００３０】
そして、本発明において、凹部４は、内周面の一方向で対向している部位の傾斜角度θ_１が一方向に直交する方向で対向している部位の傾斜角度θ_２よりも小さくなっている。これにより、内周面の一方向で対向している部位における発光素子３の光の金属層７による反射光の絶縁基体１上面に対する方向と、内周面の一方向に直交する方向で対向している部位における発光素子３の光の金属層７による反射光の絶縁基体１上面に対する方向とを近くすることができるので、凹部４の底面の中央部に搭載された発光素子３の光を良好に反射し、均一かつ効率よく外部に放射することができる。
【００３１】
このような作用を図５を用いて説明する。図５（ａ）は、内周面の一方向で対向している部位（部位Ｘとする）における発光素子３の光の反射光の様子について説明する部分断面図であり、図５（ｂ）は、内周面の一方向に直交する方向で対向している部位（部位Ｙとする）における発光素子３の光の反射光の様子について説明する部分断面図である。同図において、Ａ−Ａ’線は、凹部４の内周面の反射点を通る線で凹部４の底面からのある高さを示す線であり、Ｂ−Ｂ’線およびＣ−Ｃ’線は、Ａ−Ａ’線の高さにおける部位Ｘ，Ｙで反射された発光素子３の光の光軸を示す線である。また、θ_３，θ_４は、発光素子３の反射光の光軸とＡ−Ａ’線（凹部４の底面）との成す角度である。
【００３２】
この場合、内周面の部位Ｙは部位Ｘよりも発光素子３の近くにあるので、内周面の傾斜角度θ_１，θ_２が同じであると、部位Ｙで発光素子３の光の金属層７への入射角度（内周面の法線に対する角度）が大きくなり、反射光は部位Ｙで部位Ｘよりも外側に広がりやすくなる。したがって、部位Ｙの傾斜角度θ_２を部位Ｘの傾斜角度θ_１よりも大きくすることで、部位Ｙにおける発光素子３の光の反射光が外側に広がるのを防ぐことができ、部位Ｘ，Ｙにおける発光素子３の光の金属層７による反射光の方向を近似させることができる。
【００３３】
なお、部位Ｘ，Ｙにおける発光素子３の光の金属層７による反射光の方向が同じになるように、傾斜角度θ_１，θ_２を調整することがより好ましい。これにより、発光素子３の光の金属層７での反射光をより均一に放射することができる。この場合、凹部４の底面の中心部に配置された発光素子３の発光部の中心から上方に発光する光の方向が、絶縁基体１の上面と凹部４の底面との中間の高さにおける金属層７による反射光の方向と同じとなるように、傾斜角度θ_１，θ_２を調整するのが良い。
【００３４】
また、部位Ｘおよびその周囲の凹部４の内周面と、部位Ｙおよびその周囲の凹部４の内周面とで、表面粗さや金属層７が異なるようにして、部位Ｘ，Ｙ間で反射率が異なるようにしても良い。例えば、部位Ｘおよびその周囲の凹部４の内周面の面積は、部位Ｙおよびその周囲の凹部４の内周面の面積よりも大きく、部位Ｘおよびその周囲では、発光素子３の発光する光に対する単位面積当たりの照射光量が小さくなりやすい。したがって、部位Ｙおよびその周囲の凹部４の内周面について、その表面粗さを粗くしたりして、部位Ｘおよびその周囲の凹部４の内周面よりも反射率を低くすることで、部位Ｘ，Ｙ間で反射光の強度を近似させて、光が外部に均一に放射されるようにしても良い。
【００３５】
本発明の発光装置は、本発明のパッケージと、搭載部２に搭載されるとともに配線層５に電気的に接続された発光素子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ている。これにより、発光素子３の光を良好に反射し、外部に均一かつ効率良く外部に放射することができる、発光効率の高い高性能のものとなる。発光素子３を覆う透明樹脂は、発光素子３およびその周囲のみを覆っていてもよいし、凹部４内に充填されて発光素子３を覆っていてもよい。
【００３６】
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等差し支えない。例えば、搭載部２が導体層として形成されていない場合、搭載部２の周辺に配線導体８ａ，８ｂにそれぞれ電気的に接続された配線層５ａ，５ｂを形成し、発光素子３を凹部４の中央部にフリップチップ実装により配線層５ａ，５ｂに接続してもよい。また、図６のパッケージの断面図、図６のパッケージの平面図である図７に示すように、発光素子３を搭載部２となる凹部４の底面の中央部に樹脂接着剤等により接合して搭載されるものとし、発光素子３の電極をボンディングワイヤ６ａ，６ｂを介して、配線層５ａ，５ｂに電気的に接続されるようにしていても良い。また、複数の発光素子３が凹部４の底面の中央部の搭載部２に搭載されるものであって、複数の発光素子３の電極に接続される多数の配線層５が形成されたものであっても良い。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、絶縁基体の上面に形成された凹部は、内周面の一方向で対向している部位の傾斜角度が一方向に直交する方向で対向している部位の傾斜角度よりも小さいことから、内周面の一方向で対向している部位における発光素子の光の金属層による反射光の絶縁基体上面に対する方向と、内周面の一方向に直交する方向で対向している部位における発光素子の光の金属層による反射光の絶縁基体上面に対する方向とを近くすることができるので、凹部の底面の中央部に搭載される発光素子が発光する光を良好に反射し、均一かつ効率よく外部に放射することができる。
【００３８】
本発明の発光装置は、本発明の発光素子収納用パッケージと、搭載部に搭載されるとともに配線層に電極が電気的に接続された発光素子と、発光素子を覆う透明樹脂とを具備していることにより、発光素子の光を良好に反射し、外部に均一かつ効率良く外部に放射することができる、発光効率の高い高性能のものとなる。
【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平面図である。
【図２】図１の発光素子収納用パッケージのＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】図１の発光素子収納用パッケージのＹ−Ｙ線における断面図である。
【図４】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図５】（ａ）は凹部の内周面の一方向で対向している部位における発光素子の光の反射の様子を示す凹部の部分拡大断面図、（ｂ）は凹部の内周面の一方向の直交する方向で対向している部位における発光素子の光の反射の様子を示す凹部の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図７】図６の発光素子収納用パッケージの平面図である。
【図８】従来の発光素子収納用パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１：絶縁基体
２：搭載部
３：発光素子
４：凹部
５：配線層
８ａ，８ｂ：配線導体[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 simply 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. Patent Document 1). As shown in the drawing, the conventional package is formed by stacking a plurality of ceramic layers and mounting the light emitting element 13 on the bottom surface of the concave portion 14 of the rectangular parallelepiped insulating base having the concave portion 14 formed on the upper surface. It is mainly composed of a substrate 11 provided with a conductor layer 12 as a part, and a pair of wiring layers 15 formed on the lower surface of the substrate 11 from the conductor layer 12 of the substrate 11 and its periphery.
[0003]
Then, the light emitting element 13 is placed and fixed on the conductor layer 12 to which one end of one wiring layer 15 is electrically connected via a conductive adhesive, solder, or the like, and the electrode of the light emitting element 13 is connected to the other wiring. The layer 15 is electrically connected via the bonding wires 16, and then the concave portion 14 of the base 11 is filled with a transparent resin (not shown) to seal the light emitting element 13, thereby producing a light emitting device. .
[0004]
In order to reflect the light of the light emitting element 13 on the inner peripheral surface of the concave portion 14 and emit the light above the package, a nickel (Ni) plating layer or a gold (Au) plating layer is provided on the inner peripheral surface of the concave portion 14. The metal layer 17 made of a metallized layer on the surface may be applied.
[0005]
The above package is manufactured by the ceramic green sheet laminating method as follows. First, a ceramic green sheet (hereinafter, also referred to as a green sheet) for forming the conductor layer 12 (below the conductor layer 12) of the base 11 and a green sheet for forming the recess 14 of the base 11 are prepared. Through holes for forming the wiring conductors 15 and the recesses 14 are formed in these green sheets by a punching method.
[0006]
Next, a conductor paste for forming a wiring layer 15 made of a metallized layer is printed and applied by a screen printing method or the like on the through-holes and predetermined portions of the laminate A of the green sheets for forming the conductor layers 12, and the concave portions are formed. When a metallized layer is applied to the inner peripheral surface of the metal layer 14, a conductive paste for forming the metal layer 17 is printed and applied to the inner surface of the through hole of the green sheet laminate B for forming the concave portion 14 by a screen printing method or the like.
[0007]
Next, the laminates A and B are overlapped and bonded to form a laminate for forming the base 11, which is cut into a predetermined size to form a molded body, fired at a high temperature (about 1600 ° C.) and sintered. Make up with the body. Thereafter, a package is manufactured by applying a plating metal layer made of a metal such as nickel, gold, palladium, or platinum on the exposed surfaces of the wiring layer 15 and the metal layer 17 by an electroless plating method or an electrolytic plating method.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-232017
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional package described above, the mounting area of the light emitting element 13 on the bottom surface of the concave portion 14 and the area of the wiring layer 15 have become very narrow with the recent miniaturization of the package. 15 and the metal layer 17 on the inner peripheral surface of the concave portion 14 have a problem that the risk of short circuit increases.
[0010]
Therefore, in order to prevent a short circuit, the mounting area of the light emitting element 13 on the bottom surface of the concave portion 14 and the region of the wiring layer 15 need to be widened. In order to enlarge the mounting region of the light emitting element 13 and the region of the wiring layer 15, the concave portion 14 may be formed to be long in one direction in plan view.
[0011]
However, when the concave portion 14 has a shape that is long in one direction, there is a problem that it is difficult to uniformly and uniformly reflect light emitted from the light emitting element 13 on the metal layer 17.
[0012]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the problems of the above-described conventional technology, and an object of the present invention is to efficiently and efficiently reflect light emitted by a light emitting element housed in a concave portion to the outside. An object of the present invention is to provide a light emitting element housing package and a light emitting device that can emit light.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In the light emitting element housing package of the present invention, a concave portion is formed on the upper surface of the insulating base, the concave portion being inclined so that the inner peripheral surface expands outward toward the upper side and having a shape in a plan view that is long in one direction. A mounting portion for mounting the light emitting element is formed at the center of the bottom surface of the concave portion, and a wiring layer to which an electrode of the light emitting device is connected is formed adjacent to the mounting portion, for housing the light emitting element. The package, wherein the concave portion has a smaller inclination angle of a portion of the inner peripheral surface facing the one direction in the direction orthogonal to the one direction. .
[0014]
In the light-emitting element housing package of the present invention, since the concave portion has a smaller inclination angle of a portion facing in one direction of the inner peripheral surface than a tilt angle of a portion facing in a direction orthogonal to one direction, A light emitting element at a portion opposed in a direction orthogonal to one direction of the inner peripheral surface with respect to a direction of light reflected by the metal layer of the light emitting element at a portion opposed in one direction of the inner peripheral surface to the upper surface of the insulating base. Since the direction of the light reflected by the metal layer with respect to the upper surface of the insulating substrate can be made closer, the light emitted by the light emitting element mounted at the center of the bottom surface of the concave portion can be reflected well, and uniform and efficient external light can be reflected. Can be radiated.
[0015]
The light-emitting device of the present invention includes the light-emitting element housing package of the present invention, a light-emitting element mounted on the mounting portion and having an electrode electrically connected to the wiring layer, and a transparent resin covering the light-emitting element. It is characterized by having.
[0016]
With the above structure, the light emitting device of the present invention has high luminous efficiency and high performance, which can satisfactorily reflect the light of the light emitting element and radiate the light uniformly and efficiently to the outside.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The light emitting element housing package of the present invention will be described in detail below. 1 is a plan view showing an example of an embodiment of the package of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the package of FIG. 1 taken along line XX. FIG. 3 is a cross-sectional view of the package of FIG. FIG. In these figures, 1 is an insulating base, 2 is a mounting portion of the light emitting element 3, 3 is a light emitting element, and 4 is a recess for accommodating the light emitting element 3.
[0018]
In the light-emitting element housing package of the present invention, a concave portion 4 is formed on the upper surface of the insulating base 1 such that the inner peripheral surface is inclined so as to expand outward toward the upper side and the shape in plan view is long in one direction. The mounting portion 2 on which the light emitting element 3 is mounted is formed at the center of the bottom surface of the concave portion 4, and the wiring layer 5 to which the electrode of the light emitting element 3 is connected is formed adjacent to the mounting portion 2. be those who are recesses 4, the inner angle of inclination theta ₁ of the portion facing in one direction of the peripheral surface is smaller than the inclination angle theta ₂ of the portion facing in a direction orthogonal to the one direction I have.
[0019]
The inclination angles θ ₁ and θ ₂ are the inclination angles of the inner peripheral surface of the concave portion 4 with respect to the bottom surface of the concave portion 4.
[0020]
The insulating substrate 1 according to the present invention is made of a ceramic or a resin, and when made of a ceramic, for example, an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a glass ceramic sintered body It has a rectangular parallelepiped box shape formed by laminating a plurality of insulating layers made of ceramic such as ceramics, and has a concave portion 4 for accommodating the light emitting element 3 in the center of the upper surface. When the insulating substrate 1 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, a raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide is mixed with an appropriate 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 shape by a well-known doctor blade method, a calendar roll method, or the like. Thereafter, a through hole for the recess 4 is formed in the green sheet by punching, and the light emitting element is formed. 3 and a plurality of green sheets for the concave portion 4 are laminated, fired at a high temperature (about 1600 ° C.) and integrated.
[0021]
A mounting portion 2 on which the light emitting element 3 is mounted is formed at the center of the bottom surface of the concave portion 4, and a wiring layer 5 connected to an electrode of the light emitting element 3 is formed around the mounting portion 2. When the mounting portion 2 is formed of a conductor layer, the mounting portion 2 and the wiring layer 5 are formed of a metallized layer of a metal powder such as tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver (Ag), or the like.
[0022]
In addition, wiring conductors 8a and 8b which are electrically connected to the mounting portion 2 and the wiring layer 5 and are formed on the lower surface or side surfaces of the insulating substrate 1 are formed on the insulating substrate 1. The wiring conductors 8a and 8b are made 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 portion 2 by a conductive bonding material such as a gold (Au) -silicon (Si) alloy or an Ag-epoxy resin. The electrode of the light emitting element 3 is electrically connected to the wiring layer 5 via the bonding wire 6. Then, the wiring conductors 8a and 8b 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. .
[0023]
The mounting portion 2, the wiring layer 5, and the wiring conductors 8 a and 8 b are prepared by adding a metal paste obtained by adding an appropriate organic solvent and a solvent to a metal powder such as W or Mo, and forming a metal paste on a green sheet serving as the insulating substrate 1 in advance. By printing and applying a predetermined pattern by a screen printing method, the insulating substrate 1 is adhered and formed at a predetermined position.
[0024]
A metal having excellent corrosion resistance, such as nickel (Ni), gold (Au), or Ag, is applied to the exposed surfaces of the mounting portion 2, the wiring layer 5, and the wiring conductors 8a and 8b in a thickness of about 1 to 20 μm. It is preferable that the mounting portion 2, the wiring layer 5, and the wiring conductors 8a and 8b can be effectively prevented from being oxidized and corroded. And the connection between the wiring conductors 8a and 8b and the wiring conductor of the external electric circuit board can be strengthened. Accordingly, on the exposed surfaces of the mounting portion 2, the wiring layer 5, and the wiring conductors 8a and 8b, 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 provided. More preferably, they are sequentially applied by an electrolytic plating method or an electroless plating method.
[0025]
Further, 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 for light emitted by the light emitting element 3 is formed on the inner peripheral surface of the concave portion 4. The metal layer 7 is formed, for example, by depositing a metal plating layer of Ni, Au, Ag, etc. on a metallized metal layer made of W, Mo, or the like. % Or more. If the reflectance for 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.
[0026]
The metal layer 7 is formed by depositing a metal such as Au, Ag, or aluminum on the inner peripheral surface of the recess 4 by vapor deposition, or forming a metal plate or metal foil of Au, Ag, aluminum, or the like on the inner peripheral surface of the recess 4. It may be attached to
[0027]
Further, the inner peripheral surface of the concave portion 4 is an inclined surface that extends outward from the bottom surface of the concave portion 4 toward the upper surface of the insulating base 1, and in particular, it preferably extends outward at an angle of 35 to 70 °. preferable. If the angles θ ₁ and θ ₂ exceed 70 °, it tends to be difficult to reflect light emitted by the light emitting element 3 housed in the recess 4 to the outside in an excellent manner. On the other hand, if the angles θ ₁ and θ ₂ are 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. .
[0028]
The concave portion 4 has an oblong shape, an elliptical shape, a rectangular shape, and a polygonal shape whose plan view shape is long in one direction. For example, FIG. 4 shows a package in which the concave portion 4 has a rectangular shape in plan view. FIG. In the package of the present invention, in order to prevent the occurrence of cracks and the like without affecting the reflection of the light emitting element 3, the concave portion 4 is preferably an elliptical shape or an elliptical shape having no corner on its inner peripheral surface.
[0029]
The arithmetic average roughness Ra of the surface of the metal layer 7 on the inner peripheral surface of the recess 4 is preferably 3 μm or less. When the thickness exceeds 3 μm, the light emitted from the light emitting element 3 accommodated in the concave portion 4 is scattered, and it is difficult to uniformly emit the reflected light to the outside with a high reflectance.
[0030]
Then, in the present invention, the recess 4, the inner angle of inclination theta ₁ of the portion facing in one direction of the peripheral surface is smaller than the inclination angle theta ₂ of the portion facing in a direction orthogonal to the one direction I have. Thereby, the direction of the light reflected by the metal layer 7 of the light of the light emitting element 3 at the portion opposed in one direction of the inner peripheral surface to the upper surface of the insulating base 1 is opposed to the direction orthogonal to the one direction of the inner peripheral surface. Since the direction of the light reflected by the metal layer 7 of the light emitting element 3 at the portion where the light is reflected can be made closer to the upper surface of the insulating base 1, the light of the light emitting element 3 mounted on the center of the bottom surface of the concave portion 4 can be improved. And can radiate uniformly and efficiently to the outside.
[0031]
Such an operation will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a partial cross-sectional view illustrating a state of reflected light of light from the light emitting element 3 at a portion (referred to as a portion X) that is opposed in one direction of the inner peripheral surface, and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating a state of reflected light of light from the light emitting element 3 at a portion (referred to as a portion Y) facing in a direction orthogonal to one direction of the inner peripheral surface. In the figure, the line AA 'is a line passing through the reflection point on the inner peripheral surface of the concave portion 4 and indicating a certain height from the bottom surface of the concave portion 4, and is a line BB' and a line CC '. Is a line indicating the optical axis of light of the light emitting element 3 reflected at the portions X and Y at the height of the line AA ′. Θ ₃ and θ ₄ are angles formed between the optical axis of the reflected light from the light emitting element 3 and the line AA ′ (the bottom surface of the concave portion 4).
[0032]
In this case, since the part Y on the inner peripheral surface is closer to the light emitting element 3 than the part X, if the inclination angles θ ₁ and θ _{2 of the} inner peripheral surface are the same, the light Y of the light emitting element 3 The angle of incidence on the layer 7 (the angle with respect to the normal to the inner peripheral surface) increases, and the reflected light is more likely to spread outward at the site Y than at the site X. Therefore, to be larger than the inclination angle theta ₁ of the inclination angle theta ₂ sites X site Y, can be reflected light of the light emitting element 3 at the site Y is prevented from spreading outward, site X, Y The direction of the light reflected by the metal layer 7 of the light from the light emitting element 3 can be approximated.
[0033]
It is more preferable to adjust the inclination angles θ ₁ and θ ₂ so that the directions of the light reflected by the metal layer 7 of the light of the light emitting element 3 at the portions X and Y are the same. Thereby, the reflected light of the light of the light emitting element 3 on the metal layer 7 can be emitted more uniformly. In this case, the direction of the light emitted upward from the center of the light emitting portion of the light emitting element 3 disposed at the center of the bottom surface of the concave portion 4 is the metal at the intermediate height between the upper surface of the insulating base 1 and the bottom surface of the concave portion 4. It is preferable to adjust the inclination angles θ ₁ and θ ₂ so as to be the same as the direction of the light reflected by the layer 7.
[0034]
Further, the surface roughness and the metal layer 7 are different between the portion X and the inner peripheral surface of the concave portion 4 around the portion X and the portion Y and the inner peripheral surface of the concave portion 4 around the portion Y. The rates may be different. For example, the area of the inner peripheral surface of the part X and the concave part 4 around the part X is larger than the area of the inner peripheral surface of the part Y and the concave part 4 around the part Y. , The amount of irradiation light per unit area tends to be small. Therefore, by reducing the surface roughness of the inner peripheral surface of the portion Y and the concave portion 4 around the portion Y and lowering the reflectance than the inner peripheral surface of the concave portion 4 around the portion X, The intensity of the reflected light may be approximated between X and Y so that the light is uniformly emitted to the outside.
[0035]
The light emitting device of the present invention includes the package of the present invention, a light emitting element 3 mounted on the mounting portion 2 and electrically connected to the wiring layer 5, and a transparent resin such as a silicone resin covering the light emitting element 3. are doing. Thereby, the light from the light emitting element 3 can be reflected well and can be radiated to the outside uniformly and efficiently. The transparent resin covering the light emitting element 3 may cover only the light emitting element 3 and its surroundings, or may be filled in the recess 4 to cover the light emitting element 3.
[0036]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes may be made without departing from the spirit of the present invention. For example, when the mounting portion 2 is not formed as a conductor layer, wiring layers 5a and 5b electrically connected to the wiring conductors 8a and 8b, respectively, are formed around the mounting portion 2 so that the light emitting element 3 is The central portion may be connected to the wiring layers 5a and 5b by flip chip mounting. Further, as shown in FIG. 7 which is a cross-sectional view of the package in FIG. 6 and a plan view of the package in FIG. 6, the light emitting element 3 is bonded to the center of the bottom surface of the concave portion 4 serving as the mounting portion 2 by a resin adhesive or the like. The electrodes of the light emitting element 3 may be electrically connected to the wiring layers 5a and 5b via the bonding wires 6a and 6b. Further, the plurality of light emitting elements 3 are mounted on the mounting portion 2 at the center of the bottom surface of the concave portion 4, and a plurality of wiring layers 5 connected to the electrodes of the plurality of light emitting elements 3 are formed. There may be.
[0037]
【The invention's effect】
In the light-emitting element housing package of the present invention, the concave portion formed on the upper surface of the insulating base has a portion in which the inclination angle of the portion facing in one direction of the inner peripheral surface is opposed in a direction orthogonal to one direction. Since it is smaller than the inclination angle, the direction of the light reflected by the metal layer of the light of the light emitting element at the portion opposed in one direction of the inner peripheral surface to the upper surface of the insulating base and the direction orthogonal to one direction of the inner peripheral surface. Since the direction of the light reflected by the metal layer of the light emitting element at the opposing portion can be close to the direction with respect to the upper surface of the insulating base, the light emitted by the light emitting element mounted at the center of the bottom surface of the concave portion can be improved. It can reflect and radiate uniformly and efficiently to the outside.
[0038]
The light-emitting device of the present invention includes the light-emitting element housing package of the present invention, a light-emitting element mounted on a mounting portion and having an electrode electrically connected to a wiring layer, and a transparent resin covering the light-emitting element. Accordingly, the light from the light emitting element can be satisfactorily reflected, and can be uniformly and efficiently radiated to the outside.
[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 taken along line XX.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting element housing package of FIG. 1 taken along line YY.
FIG. 4 is a plan view showing another example of the embodiment of the light emitting element housing package of the present invention.
FIG. 5A is a partially enlarged cross-sectional view of a concave portion showing a state of light reflection of a light emitting element at a portion facing the inner peripheral surface of the concave portion in one direction, and FIG. FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a recess showing a state of light reflection of a light emitting element in a portion facing in a direction orthogonal to one direction.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element housing package of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of the light emitting element housing package of FIG. 6;
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional light emitting element storage package.
[Explanation of symbols]
1: Insulating base 2: Mounting part 3: Light emitting element 4: Depression 5: Wiring layers 8a, 8b: Wiring conductor

Claims

On the upper surface of the insulating base, a concave portion whose inner peripheral surface is inclined so as to expand outward toward the upper side and whose shape in plan view is long in one direction is formed, and in the center of the bottom surface of the concave portion, A light emitting element housing package in which a mounting portion on which a light emitting element is mounted is formed, and a wiring layer to which an electrode of the light emitting element is connected is formed adjacent to the mounting portion, wherein the recess is A light-emitting element housing package, wherein an inclination angle of a portion of the peripheral surface facing in the one direction is smaller than an inclination angle of a portion facing in the direction orthogonal to the one direction.

2. A light-emitting element storage package according to claim 1, comprising a light-emitting element mounted on the mounting portion and having an electrode electrically connected to the wiring layer, and a transparent resin covering the light-emitting element. A light emitting device characterized by the above-mentioned.