【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24が形成されている略直方体の絶縁基体の凹部24の底面の発光素子23搭載される部位に導体層から成る搭載部22が設けられた基体21と、基体21の搭載部22およびその周辺から基体21の下面に形成され、搭載部22に一方が電気的に接続された一対の配線層25とから主に構成されている。
【０００３】
そして、搭載部22上に発光素子23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23の電極と一対の配線層25の他方とをボンディングワイヤ26を介して電気的に接続し、しかる後、基体21の凹部24内に図示しない樹脂を充填して発光素子23を封止することによって、発光装置が作製される。
【０００４】
また、凹部24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24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27を被着させていることもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開2002−232017号公報
【０００６】
【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、発光素子23が発する熱により、凹部24内に充填された樹脂が、基体21、搭載部22、配線層25、金属層27または発光素子23から剥がれてしまい、凹部24から樹脂が脱落しやすく、発光素子23およびボンディングワイヤ26が露出したり、露出後に発光素子23やボンディングワイヤ26がその接合部から剥がれてしまったり、また、樹脂が凹部24から脱落した際に、発光素子23やボンディングワイヤ26が引き剥がされてしまうというという問題点を有していた。
【０００７】
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、樹脂をパッケージの凹部に強固に取着することができる発光素子収納用パッケージを提供することにある。
【０００８】
【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発光素子収納用パッケージであって、前記凹部の底面で前記発光素子が搭載される部位と前記配線層の部位とを除いた部位に、樹脂が充填される、内周面に段差が形成された貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の発光素子収納用パッケージによれば、凹部の底面で発光素子が搭載される部位と配線層の部位とを除いた部位に、樹脂が充填される、内周面に段差が形成された貫通孔が設けられていることから、凹部内に発光素子を覆うように樹脂を充填した際に、貫通孔にも樹脂が強固に充填されることとなり、凹部内に充填された樹脂が凹部内の各部材から剥れるのを有効に抑制することができる。また、樹脂が、基体、搭載部、配線層、金属層、ボンディングワイヤまたは発光素子から剥がれたとしても、貫通孔の段差によって樹脂が貫通孔から抜けるのが有効に防止されるので、樹脂とともに発光素子やボンディングワイヤが接続部より剥がれて電気的接続が破壊されるのを有効に防止することができる。
【００１０】
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発光素子収納用パッケージであって、前記凹部の底面で前記発光素子が搭載される部位と前記配線層の部位とを除いた部位に、樹脂が充填される、内寸法が上側よりも下側が大きい貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の発光素子収納用パッケージによれば、凹部の底面で発光素子が搭載される部位と配線層の部位とを除いた部位に、樹脂が充填される、内寸法が上側よりも下側が大きい貫通孔が設けられていることから、凹部内に発光素子を覆うように樹脂を充填した際に、貫通孔にも樹脂が強固に充填されることとなり、凹部内に充填された樹脂が凹部内の各部材から剥れるのをより有効に抑制することができる。また、樹脂が、基体、搭載部、配線層、金属層、ボンディングワイヤまたは発光素子から剥がれたとしても、貫通孔の段差によって樹脂が貫通孔から抜けるのが有効に防止されるので、樹脂とともに発光素子やボンディングワイヤが接続部より剥がれて電気的接続が破壊されるのを有効に防止することができる。
【００１２】
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るとともに前記配線層に電気的に接続された発光素子と、該発光素子を覆う前記樹脂とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光装置は、上記の構成により、樹脂の接着性に優れた信頼性の高いものとなる。
【００１４】
【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。
【００１５】
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いるものであって、凹部４の底面で発光素子３が搭載される部位と配線層５ａ，５ｂの部位とを除いた部位に、樹脂が充填される、内周面に段差８ａが形成された貫通孔８が設けられている。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明の絶縁基体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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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８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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
そして、本発明においては、貫通孔８は、凹部４の底面で搭載部２の部位と配線層５ａ，５ｂの部位とを除いた部位に形成されており、その内周面に段差８ａを有している。図１の例では、貫通孔８の段差８ａは、凹部４側よりも絶縁基体１の下面側でその内寸法が大きくなっている。即ち、貫通孔８の内寸法が上側よりも下側が大きくなっており、また一つの段差８ａが形成されている。
【００２８】
貫通孔８の内周面に形成された段差８ａにより、凹部４に充填された樹脂は凹部４に強固に接着される。また、樹脂が絶縁基体１、搭載部２、配線層５ａ，５ｂ、ボンディングワイヤ６、金属層７または発光素子３から剥がれたとしても、貫通孔８の段差８ａによって樹脂が貫通孔８から抜けるのが有効に防止されるので、樹脂が凹部４より脱落するのを有効に防止し、樹脂とともに発光素子３やボンディングワイヤ６が接続部より剥がれて電気的接続が破壊されるのをより有効に防止することができる。
【００２９】
このような貫通孔８は、例えば、複数のグリーンシートに異なる内寸法の貫通孔を打ち抜き、これらのグリーンシートを積層することで形成される。例えば、図１の場合、凹部４の底面から下のグリーンシートのうち上側のグリーンシート１ａに貫通孔を形成し、下側のグリーンシート１ｂに上側のグリーンシート１ａよりも内寸法の小さな貫通孔を形成して、これらを積層することで、内周面に段差８ａを有する貫通孔８を形成することができる。
【００３０】
また、図２，図３に本発明の実施の形態の他の例を示す。図２にパッケージの断面図で示すように、その断面形状が複数の凹凸を成すような段差９ａを有する貫通孔９とすることができる。また、図３にパッケージの断面図で示すように、その断面形状が傾斜面を有する襞状の段差10ａを有する貫通孔10とすることができる。この場合、段差10ａの傾斜面は絶縁基体１の上面側に向かって広がるように形成されていることが好ましい。
【００３１】
上記構成の貫通孔９，10とすることで、貫通孔９，10の段差９ａ，10ａによって樹脂が貫通孔９，10から抜けるのが有効に防止されるので、樹脂が凹部４より脱落するのを有効に防止し、樹脂をパッケージの凹部４に強固に接着することができる。
【００３２】
また、本発明の実施の形態の他の例を図４に示す。図４はパッケージの断面図であり、この場合、内寸法が上側よりも下側が漸次大きくなるように内周面が傾斜した貫通孔11が形成されている。この貫通孔11は、搭載部２と配線層５ｂとを除いた部位に、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、内寸法が上側よりも下側が大きく形成されている。貫通孔11は、内寸法が上側よりも下側が大きく形成されていることから、凹部４内に発光素子３を覆うように樹脂を充填した際に、貫通孔11にも樹脂が充填されることとなり、凹部４内に充填された樹脂は、凹部４に充填された樹脂は凹部４に強固に接着される。また、樹脂が基体１や搭載部２、配線層５ａ，５ｂ、ボンディングワイヤ６、金属層７または発光素子３から剥がれたとしても、内寸法が上側よりも下側が大きい貫通孔11によって樹脂が貫通孔11から抜けるのが有効に防止されるので、樹脂とともに発光素子３やボンディングワイヤ６が接続部より剥がれて電気的接続が破壊されるのをより有効に防止することができる。
【００３３】
このような貫通孔11は、グリーンシートに貫通孔11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。このセラミックグリーンシートを凹部４を形成するためのセラミック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11を形成することもできる。
【００３４】
なお、図１に示した貫通孔８は、内周面に段差８ａを有するとともにその内寸法が上側よりも下側が大きいものの例である。
【００３５】
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。例えば、図１〜図４の貫通孔を組み合わせてもよい。図５はそのような貫通孔の拡大断面図であり、図５（ａ）は階段状の段差12ａを有する貫通孔12、図５（ｂ）は内周面に複数の凹凸が形成されているとともに内寸法が上側よりも下側で大きくなっている段差13ａを有する貫通孔13である。また、図５（ｃ）は傾斜面を有する襞部が複数形成されているとともに内寸法が上側よりも下側で大きくなっている段差14ａを有する貫通孔14、図５（ｄ）は内寸法が上側よりも下側で漸次大きくなっているとともに内周面の途中に一つの段差15ａを有する貫通孔15である。
【００３６】
【発明の効果】
半発明の発光素子収納用パッケージは、基体の凹部の底面で発光素子が搭載される部位と配線層の部位とを除いた部位に、樹脂が充填される、内周面に段差が形成された貫通孔が設けられていることにより、凹部内に発光素子を覆うように樹脂を充填した際に、貫通孔にも樹脂が強固に充填されることとなり、凹部内に充填された樹脂が凹部内の各部材から剥れるのを有効に抑制することができる。また、樹脂が、基体、搭載部、配線層、金属層、ボンディングワイヤまたは発光素子から剥がれたとしても、貫通孔の段差によって樹脂が貫通孔から抜けるのが有効に防止されるので、樹脂とともに接続部より剥がれて電気的接続が破壊されるのを有効に防止することができる。
【００３７】
また、本発明の発光素子収納用パッケージは、凹部の底面で発光素子が搭載される部位と配線層の部位とを除いた部位に、樹脂が充填される、内寸法が上側よりも下側が大きい貫通孔が設けられていることにより、凹部内に発光素子を覆うように樹脂を充填した際に、貫通孔にも樹脂が強固に充填されることとなり、凹部内に充填された樹脂が凹部内の各部材から剥れるのをより有効に抑制することができる。また、樹脂が、基体、搭載部、配線層、金属層、ボンディングワイヤまたは発光素子から剥がれたとしても、貫通孔の段差によって樹脂が貫通孔から抜けるのが有効に防止されるので、樹脂とともに接続部より剥がれて電気的接続が破壊されるのををより有効に防止することができる。
【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、凹部に収容され搭載されるとともに配線層に電気的に接続された発光素子と、発光素子を覆う樹脂とを具備したことにより、樹脂の接着性に優れた信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光素子収納用パッケージについて実施の形態の一例を示す断面図である。
【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】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断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は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各種例を示し、それぞれ貫通孔の拡大断面図である。
【図６】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：基体
２：搭載部
３：発光素子
４：凹部
５ａ，５ｂ：配線層
８：貫通孔
８ａ：段差[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 24 formed on the upper surface. A base 21 provided with a mounting portion 22 made of a conductive layer; and a pair of wiring layers 25 formed on the lower surface of the base 21 from the mounting portion 22 of the base 21 and the periphery thereof, and one of which is electrically connected to the mounting portion 22. It is mainly composed of
[0003]
Then, the light emitting element 23 is mounted and fixed on the mounting portion 22 via a conductive adhesive, solder, or the like, and the electrode of the light emitting element 23 and the other of the pair of wiring layers 25 are electrically connected via the bonding wire 26. After that, a resin (not shown) is filled in the concave portion 24 of the base 21 to seal the light emitting element 23, whereby a light emitting device is manufactured.
[0004]
Further, in order to reflect the light of the light emitting element 23 on the inner surface of the concave portion 24 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 24 is provided. In some cases, a metal layer 27 composed of a layer is applied.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-232017 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional package, the resin filled in the concave portion 24 is peeled off from the base 21, the mounting portion 22, the wiring layer 25, the metal layer 27, or the light emitting element 23 due to the heat generated by the light emitting element 23, When the resin easily falls off from the concave portion 24, the light emitting element 23 and the bonding wire 26 are exposed, the light emitting element 23 and the bonding wire 26 are peeled off from the joint portion after the exposure, and when the resin falls from the concave portion 24. In addition, there is a problem that the light emitting element 23 and the bonding wire 26 are peeled off.
[0007]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a light emitting element housing package capable of firmly attaching a resin to a concave portion of the package.
[0008]
[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. Is a light emitting element housing package formed from the bottom surface to the lower surface of the concave portion, and a resin is filled in a portion of the bottom surface of the concave portion excluding a portion where the light emitting element is mounted and a portion of the wiring layer. In this case, a through hole having a step is provided on the inner peripheral surface.
[0009]
According to the light emitting element housing package of the present invention, a resin is filled in a portion except for a portion where the light emitting device is mounted and a portion of the wiring layer on the bottom surface of the concave portion, and a step is formed on the inner peripheral surface. Since the through hole is provided, when the resin is filled so as to cover the light emitting element in the recess, the resin is also firmly filled in the through hole, and the resin filled in the recess is filled in the recess. From each member can be effectively suppressed. Further, even if the resin is peeled off from the base, the mounting portion, the wiring layer, the metal layer, the bonding wire or the light emitting element, the step of the through hole effectively prevents the resin from coming out of the through hole, so that the light is emitted together with the resin. It is possible to effectively prevent the element and the bonding wire from being peeled off from the connection portion and breaking the electrical connection.
[0010]
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. Is a light emitting element housing package formed from the bottom surface to the lower surface of the concave portion, and a resin is filled in a portion of the bottom surface of the concave portion excluding a portion where the light emitting element is mounted and a portion of the wiring layer. In this case, a through hole whose inner dimension is larger on the lower side than on the upper side is provided.
[0011]
According to the light emitting element storage package of the present invention, the resin is filled in the bottom surface of the concave portion except for the light emitting element mounting portion and the wiring layer portion, and the inner dimension is larger than the upper side. Since the through hole is provided, when the resin is filled so as to cover the light emitting element in the recess, the resin is also firmly filled in the through hole, and the resin filled in the recess is filled in the recess. From each member can be more effectively suppressed. Further, even if the resin is peeled off from the base, the mounting portion, the wiring layer, the metal layer, the bonding wire or the light emitting element, the step of the through hole effectively prevents the resin from coming out of the through hole, so that the light is emitted together with the resin. It is possible to effectively prevent the element and the bonding wire from being peeled off from the connection portion and breaking the electrical connection.
[0012]
The 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 electrically connected to the wiring layer, and the resin covering the light emitting element. It is characterized by having done.
[0013]
With the above configuration, the light emitting device of the present invention has high reliability and excellent resin adhesion.
[0014]
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.
[0015]
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 of the concave portion 4 to the lower surface thereof, and the resin is filled in the bottom surface of the concave portion 4 excluding the portion where the light emitting element 3 is mounted and the portions of the wiring layers 5a and 5b. , An inner peripheral surface is provided with a through hole 8 having a step 8a formed therein.
[0016]
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.
[0017]
The insulating substrate 1 of the present invention is made of ceramic or resin. When made of ceramic, for example, aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), aluminum nitride sintered body, mullite sintered body, glass ceramic sintered body, etc. It has a substantially rectangular parallelepiped box shape formed by laminating a plurality of insulating layers made of ceramics, and a concave portion 4 for accommodating the light emitting element 3 is formed at the center of the upper surface.
[0018]
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.).
[0019]
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.
[0020]
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 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 5b via the bonding wire 6. Then, the wiring layers 5 a and 5 b on the lower surface of the base 1 are electrically connected to the respective electrodes of the light emitting element 3 by being connected to the wiring conductors of the external electric circuit board, and power and a driving signal are supplied to the light emitting element 3. . Further, the light emitting element 3 may be connected to the mounting section 2 and the wiring layer 5b by flip chip mounting.
[0021]
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.
[0022]
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.
[0023]
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 8 is formed, for example, by applying 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 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.
[0024]
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.
[0025]
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 Ra of 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.
[0026]
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.
[0027]
In the present invention, the through hole 8 is formed at the bottom of the recess 4 except for the portion of the mounting portion 2 and the portions of the wiring layers 5a and 5b, and has a step 8a on its inner peripheral surface. are doing. In the example of FIG. 1, the step 8a of the through hole 8 has a larger inner dimension on the lower surface side of the insulating base 1 than on the concave portion 4 side. That is, the inner dimension of the through hole 8 is larger on the lower side than on the upper side, and one step 8a is formed.
[0028]
The resin filled in the concave portion 4 is firmly bonded to the concave portion 4 by the step 8 a formed on the inner peripheral surface of the through hole 8. Further, even if the resin is peeled off from the insulating base 1, the mounting portion 2, the wiring layers 5a and 5b, the bonding wires 6, the metal layer 7, or the light emitting element 3, the resin is removed from the through hole 8 by the step 8a of the through hole 8. Is effectively prevented, so that the resin is effectively prevented from dropping out of the concave portion 4, and the light emitting element 3 and the bonding wire 6 are more effectively prevented from peeling off from the connection portion together with the resin to break the electrical connection. can do.
[0029]
Such a through-hole 8 is formed, for example, by punching through-holes having different internal dimensions in a plurality of green sheets and laminating these green sheets. For example, in the case of FIG. 1, a through hole is formed in the upper green sheet 1a of the lower green sheet from the bottom surface of the concave portion 4, and the lower green sheet 1b has a smaller through hole than the upper green sheet 1a. Are formed, and by laminating them, a through hole 8 having a step 8a on the inner peripheral surface can be formed.
[0030]
2 and 3 show another example of the embodiment of the present invention. As shown in the sectional view of the package in FIG. 2, a through hole 9 having a step 9a whose sectional shape forms a plurality of irregularities can be provided. Further, as shown in the cross-sectional view of the package in FIG. 3, the cross-sectional shape can be a through hole 10 having a fold-like step 10a having an inclined surface. In this case, it is preferable that the inclined surface of the step 10a is formed so as to expand toward the upper surface of the insulating base 1.
[0031]
By forming the through holes 9 and 10 having the above configuration, the resin is effectively prevented from falling out of the through holes 9 and 10 by the steps 9 a and 10 a of the through holes 9 and 10. Can be effectively prevented, and the resin can be firmly bonded to the concave portion 4 of the package.
[0032]
FIG. 4 shows another example of the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of the package. In this case, a through-hole 11 whose inner peripheral surface is inclined is formed such that the inner dimension is gradually larger on the lower side than on the upper side. The through-hole 11 is formed from the bottom surface of the concave portion 4 to the lower surface of the insulating base 1 in a portion excluding the mounting portion 2 and the wiring layer 5b, and the inner dimension is formed larger on the lower side than on the upper side. Since the through hole 11 is formed such that the inner dimension is larger on the lower side than on the upper side, when the resin is filled in the recess 4 so as to cover the light emitting element 3, the resin is also filled in the through hole 11. The resin filled in the recess 4 is firmly adhered to the recess 4 with the resin filled in the recess 4. Even if the resin is separated from the base 1, the mounting portion 2, the wiring layers 5a and 5b, the bonding wires 6, the metal layer 7, and the light emitting element 3, the resin penetrates through the through hole 11 whose inner dimension is larger than the upper side. Since it is effectively prevented that the light emitting element 3 and the bonding wire 6 are removed from the connection portion together with the resin, the electrical connection can be more effectively prevented from being broken.
[0033]
Such a through hole 11 is formed by punching using a punching die for forming the through hole 11 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 the ceramic green sheet and the ceramic 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 11 whose inner dimension is larger than the upper side can be formed. .
[0034]
The through-hole 8 shown in FIG. 1 is an example in which a step 8a is formed on the inner peripheral surface and the inner dimension is larger on the lower side than on the upper side.
[0035]
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. For example, the through holes in FIGS. 1 to 4 may be combined. FIG. 5 is an enlarged sectional view of such a through-hole. FIG. 5A shows a through-hole 12 having a step-like step 12a, and FIG. 5B shows a plurality of irregularities formed on the inner peripheral surface. Further, the through hole 13 has a step 13a whose inner dimension is larger on the lower side than on the upper side. FIG. 5C shows a through hole 14 having a plurality of folds having an inclined surface and a step 14a whose inner dimension is larger on the lower side than on the upper side, and FIG. Is a through hole 15 that is gradually larger on the lower side than on the upper side and has one step 15a in the middle of the inner peripheral surface.
[0036]
【The invention's effect】
The light-emitting element housing package of the semi-invention has a resin-filled portion except for a portion where the light-emitting device is mounted and a portion of the wiring layer on the bottom surface of the concave portion of the base, and a step is formed on the inner peripheral surface. By providing the through hole, when the resin is filled so as to cover the light emitting element in the recess, the resin is also firmly filled in the through hole, and the resin filled in the recess is filled in the recess. From each member can be effectively suppressed. Also, even if the resin is peeled off from the base, the mounting portion, the wiring layer, the metal layer, the bonding wire or the light emitting element, the resin is effectively prevented from coming out of the through hole due to the step of the through hole, so that the resin is connected together with the resin. It is possible to effectively prevent the electrical connection from being broken by being peeled off from the portion.
[0037]
Further, in the light emitting element housing package of the present invention, the resin is filled in a portion excluding a portion where the light emitting device is mounted and a portion of the wiring layer on the bottom surface of the concave portion, and the inner dimension is larger than the upper side. By providing the through hole, when the resin is filled so as to cover the light emitting element in the recess, the resin is also firmly filled in the through hole, and the resin filled in the recess is filled in the recess. From each member can be more effectively suppressed. Also, even if the resin is peeled off from the base, the mounting portion, the wiring layer, the metal layer, the bonding wire or the light emitting element, the resin is effectively prevented from coming out of the through hole due to the step of the through hole, so that the resin is connected together with the resin. It is possible to more effectively prevent the electrical connection from being broken by being peeled off from the portion.
[0038]
The light-emitting device of the present invention includes the light-emitting element housing package of the present invention, a light-emitting element housed in the recess and mounted and electrically connected to the wiring layer, and a resin that covers the light-emitting element. High reliability with excellent resin adhesion.
[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 showing another example of the embodiment of the light emitting element housing package of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element housing package of the present invention.
FIGS. 5A to 5D show various examples of the embodiment of the light emitting element housing package of the present invention, and are enlarged cross-sectional views of through holes, respectively.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional light emitting element storage package.
[Explanation of symbols]
1: base 2: mounting part 3: light emitting element 4: concave parts 5a, 5b: wiring layer 8: through hole 8a: step