JP2005210056A - LED ceramic package - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、LED素子からの発光光束を外部に反射するための良質な光反射面を有し、製造が容易であり、輝度や視野角の製造バラツキが小さいLED用セラミックパッケージを提供することを目的とする。
【解決手段】 上記課題を解決するため、本発明のLED用セラミックパッケージでは、パッケージの一方の主面に開口を有し、底面16の略中央がLED素子1の実装領域25とされるキャビティ3と、実装領域25を取り囲むように、キャビティの底面及び側面に形成されたメタライズ層7a,7bと、パッケージを構成するセラミックの焼成温度よりも低融点の金属材からなり、メタライズ層7a,7b上に形成されたフィレット5と、を備えるとともに、当該フィレット5が、LED素子1からの発光光束を所定の方向に反射する光反射面6を有することを特徴とする。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic package for LED which has a high-quality light reflecting surface for reflecting a luminous flux from an LED element to the outside, is easy to manufacture, and has small manufacturing variations in luminance and viewing angle. The purpose is to do.
In order to solve the above-described problems, in an LED ceramic package of the present invention, a cavity 3 having an opening on one main surface of the package and a substantially center of the bottom surface 16 serving as a mounting region 25 of the LED element 1 is provided. And metallization layers 7a and 7b formed on the bottom and side surfaces of the cavity so as to surround the mounting region 25, and a metal material having a melting point lower than the firing temperature of the ceramic constituting the package, and on the metallization layers 7a and 7b. The fillet 5 includes a light reflecting surface 6 that reflects the emitted light flux from the LED element 1 in a predetermined direction.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、LED用セラミックパッケージに関するものである。 The present invention relates to an LED ceramic package.
近年、発光ダイオード(Light emission diode:以下、LED素子とも記す)が注目されている。特に高輝度の青色発光ダイオードが製造可能となってから、赤、緑、青のLED素子を用いて高輝度の白色光が得られるようになり、これらのLED素子を電球や車のヘッドライトとして使用するための開発が進められている。LED素子は電力の消費量が少ないので、車のヘッドライトとして使用した場合、バッテリーの負荷が減る。また、長寿命であるので、室内に使用する蛍光灯や電球もLED素子に置換わりつつある。これらLED素子は、使用者の要求を満たすために、発光輝度やスペクトルなどの、光の特性を向上させるべく開発が進められている。 In recent years, attention has been focused on light emission diodes (hereinafter also referred to as LED elements). In particular, since high-intensity blue light-emitting diodes can be manufactured, high-intensity white light can be obtained using red, green and blue LED elements, and these LED elements can be used as light bulbs and car headlights. Development for use is underway. Since the LED element consumes less electric power, the battery load is reduced when used as a car headlight. In addition, since it has a long life, fluorescent lamps and light bulbs used indoors are being replaced by LED elements. These LED elements are being developed in order to improve light characteristics such as light emission luminance and spectrum in order to satisfy the user's requirements.
上記発光スペクトルや輝度などの特性は主に、LED素子を構成する化合物半導体により決定される。しかし輝度や視野角などの特性は、LED素子を実装するパッケージからも大きな影響を受ける。そのため、使用者の望む輝度や視野角を得るための手段としてLED用セラミックパッケージが注目されている。セラミックパッケージは、例えばオーガニックパッケージと比較して、耐久性、耐熱性、耐食性に優れるとともに、放熱性も良好であるといった利点を有する。このようなLED用セラミックパッケージとしては、従来からセラミック基板に実装するものが用いられている。その一例を図6に示す。LED素子1は第一セラミック基板20上に載置されており、金属配線23a,23bと電気的に接続されている。また、LED素子1を収容するキャビティ24ができている。キャビティ24は、第二セラミック基板21を貫通するように形成されており、第一セラミック基板20および第二セラミック基板21は接着されている。LED用セラミックパッケージの大きさは数ミリ程度で、多数集めることで所望の光量を得ることができる。キャビティ24の内周面には金属層22が形成されており、LED素子1からの発光光束を反射する構成となっている。
The characteristics such as the emission spectrum and the luminance are mainly determined by the compound semiconductor constituting the LED element. However, characteristics such as luminance and viewing angle are greatly affected by the package on which the LED element is mounted. Therefore, LED ceramic packages are attracting attention as a means for obtaining the brightness and viewing angle desired by the user. A ceramic package has advantages such as excellent durability, heat resistance, and corrosion resistance and good heat dissipation as compared with, for example, an organic package. As such a ceramic package for LED, what is conventionally mounted on a ceramic substrate is used. An example is shown in FIG. The
上記LED用セラミックパッケージは、例えばグリーンシート積層法により製造される。第一セラミック基板20となるべきセラミックグリーンシートに、金属配線23a,23bとなるメタライズペーストを塗布するとともに、第二セラミック基板21を打ち抜いてキャビティ24を形成し、該キャビティ24の内周面に金属層22となるメタライズペーストを塗布する。その後、各セラミック基板20,21を接着し、高温で焼結して、各セラミック基板20,21が一体となった焼結体を得る。そして、金属層22上にニッケルメッキ層や金メッキ層などを、周知の無電解メッキ法や電解メッキ法で被着させる。
The ceramic package for LED is manufactured by, for example, a green sheet lamination method. A metallized paste to be the
ところが上記キャビティ24は、第二セラミック基板21を打ち抜いて形成するために角度θが直角になり、LED素子1からの発光光束が外部に放出されず、望ましい視野角と輝度が得られない問題があった。そこで下記特許文献1などのように、角度θが55°〜70°となるように穿孔し、且つ金属層の中心線平均粗さRaを1〜3μm、光反射率を80%以上とすることで、高い発光効率が得られるLED用セラミックパッケージが提案されている。
However, since the
ところが、角度θが常に一定の角度となるように穿孔するのは難しく、量産すると角度θにバラツキが生じてしまう問題があった。また、メタライズペーストをグリーンシートに塗布して、セラミックとの同時焼成によって金属層を形成すると、表面に屈曲が生じ易く、良質の光反射面を形成するのが難しい。そのため、輝度や視野角のバラツキが大きくなるという問題があった。 However, it is difficult to perforate so that the angle θ is always a constant angle, and there is a problem that the angle θ varies when it is mass-produced. Further, when a metallized paste is applied to a green sheet and a metal layer is formed by simultaneous firing with ceramic, the surface is likely to be bent, and it is difficult to form a high-quality light reflecting surface. Therefore, there has been a problem that variations in luminance and viewing angle become large.
本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたものであって、特に、LED素子からの発光光束を外部に反射するための良質な光反射面を有し、製造が容易であり、輝度や視野角の製造バラツキが小さいLED用セラミックパッケージを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in particular, has a high-quality light reflecting surface for reflecting the emitted light beam from the LED element to the outside, is easy to manufacture, has a brightness and a visual field. An object of the present invention is to provide a ceramic package for an LED having small manufacturing variations.
上記課題を解決するため、本発明のLED用セラミックパッケージでは、パッケージの一方の主面に開口を有し、底面の略中央がLED素子の実装領域とされるキャビティと、実装領域を取り囲むように、キャビティの底面及び側面に形成されたメタライズ層と、パッケージを構成するセラミックの焼成温度よりも低融点の金属材からなり、メタライズ層上に形成されたフィレットと、を備えるとともに、当該フィレットが、LED素子からの発光光束を所定の方向に反射する光反射面を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, in the LED ceramic package of the present invention, an opening is formed on one main surface of the package, and a substantially central portion of the bottom surface surrounds a cavity that is an LED element mounting region and the mounting region. The metallization layer formed on the bottom and side surfaces of the cavity, and a fillet made of a metal material having a melting point lower than the firing temperature of the ceramic constituting the package, and the fillet formed on the metallization layer, It has the light reflection surface which reflects the emitted light beam from an LED element in a predetermined direction, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明のLED用セラミックパッケージの製造方法では、上記LED用セラミックパッケージを製造するために、パッケージを構成するセラミックの焼成温度よりも低融点の金属材を溶融させ、キャビティの底面及び側面に形成されたメタライズ層上を流動させることによりフィレットを形成することを特徴とする。 Further, in the method for manufacturing an LED ceramic package of the present invention, in order to manufacture the LED ceramic package, a metal material having a melting point lower than the firing temperature of the ceramic constituting the package is melted, and the bottom surface and side surfaces of the cavity are formed. A fillet is formed by flowing over the formed metallized layer.
上記本発明によると、キャビティの底面及び側面に形成されたメタライズ層上にフィレットを形成することによって、当該フィレットが有する光反射面によりLED素子からの発光光束を良好に反射させることができる。また、金属材を溶融させてメタライズ層上を流動させることにより、容易にフィレットを形成することができる。かかるフィレットを形成するためには、パッケージを構成するセラミックが変質しないように、セラミックの焼成温度よりも低融点の金属材を用いる必要がある。ここで、パッケージに用いられる代表的なセラミックの焼成温度を例示すると、Al2O3では1550℃程度、AlNでは1750℃程度である。具体的には、フィレットは、融点が780℃〜1080℃の金属材により構成することが望ましい。 According to the present invention, by forming the fillet on the metallized layer formed on the bottom surface and side surface of the cavity, the luminous flux from the LED element can be favorably reflected by the light reflecting surface of the fillet. Moreover, a fillet can be easily formed by melting a metal material and flowing on the metallized layer. In order to form such a fillet, it is necessary to use a metal material having a melting point lower than the firing temperature of the ceramic so that the ceramic constituting the package does not deteriorate. Here, the firing temperature of a typical ceramic used for the package is exemplified by about 1550 ° C. for Al 2 O 3 and about 1750 ° C. for AlN. Specifically, the fillet is preferably composed of a metal material having a melting point of 780 ° C to 1080 ° C.
また、フィレットは、メタライズ層を溶融させてしまわないように、メタライズ層の融点よりも低融点の金属材により構成することが望ましい。また、フィレット形成の際には、キャビティ内に金属材を配置しておき、パッケージごと加熱を行うことで当該金属材を溶融させることが簡便である。 The fillet is preferably made of a metal material having a melting point lower than the melting point of the metallized layer so as not to melt the metallized layer. In forming the fillet, it is convenient to place a metal material in the cavity and melt the metal material by heating the entire package.
次に、メタライズ層の表面にはNiメッキが施されてなるとともに、フィレットは、Niメッキ面に対する濡れ角が30°〜70°である金属材により構成することが望ましい。このような金属材を用いることによって、LED素子からの発光光束を良好に反射することが可能な形状のフィレットを得ることができる。 Next, the surface of the metallized layer is plated with Ni, and the fillet is preferably made of a metal material having a wetting angle of 30 ° to 70 ° with respect to the Ni plated surface. By using such a metal material, a fillet having a shape capable of favorably reflecting the luminous flux from the LED element can be obtained.
具体的には、フィレットは、AgまたはCuを主成分とする金属材から構成することができる。他にAu,Pt,Al,Ni,Zn,Mg等を主成分とする金属材を用いることもできる。また、これらの中でも、Ag系ロウ材またはCu系ロウ材を用いるのが良い。ここで、Ag系ロウ材とは、銀を主成分とし、これに銅、亜鉛、カドミウムなどの金属を加えた合金を指す。また、Cu系ロウ材とは、銅を主成分とし、これに銀、亜鉛、カドミウムなどの金属を加えた合金を指す。 Specifically, the fillet can be composed of a metal material mainly composed of Ag or Cu. In addition, a metal material mainly composed of Au, Pt, Al, Ni, Zn, Mg, or the like can be used. Of these, Ag brazing material or Cu brazing material is preferably used. Here, the Ag-based brazing material refers to an alloy containing silver as a main component and adding a metal such as copper, zinc, cadmium or the like. The Cu-based brazing material refers to an alloy containing copper as a main component and a metal such as silver, zinc, cadmium, etc. added thereto.
次に、上記光反射面について、フィレットの表面を用いることも可能であるが、発光光束に対する反射率をより向上させるため、フィレットの表面に金属メッキが施し、当該金属メッキの表面を光反射面とすることが好ましい。特に、Agメッキは良好な反射率を有するので、当該金属メッキをAgメッキにより構成することがさらに好ましい。 Next, it is possible to use a fillet surface for the light reflecting surface. However, in order to further improve the reflectance with respect to the luminous flux, metal plating is applied to the surface of the fillet, and the surface of the metal plating is applied to the light reflecting surface. It is preferable that In particular, since Ag plating has a good reflectance, it is more preferable that the metal plating is constituted by Ag plating.
また、フィレットと金属メッキの間には、該フィレットの成分が光反射面をなす該金属メッキへ拡散するのを阻止するためのバリア層を介挿させて構成することが好ましい。バリア層には、例えばNiメッキを用いることができる。中でも、光沢Niメッキを用いることで、光反射面の平滑性をより向上させることができる。なお、光沢Niメッキとは、光沢剤を添加したNiメッキ浴を用いて形成するメッキをいう。 Further, it is preferable that a barrier layer is interposed between the fillet and the metal plating to prevent the fillet components from diffusing into the metal plating forming the light reflecting surface. For example, Ni plating can be used for the barrier layer. Among these, the smoothness of the light reflecting surface can be further improved by using glossy Ni plating. The glossy Ni plating refers to plating formed using a Ni plating bath to which a brightener is added.
上記課題を解決するために本発明のLED用セラミックパッケージは、セラミック基板上にLED素子の実装領域が形成され、セラミック基板上にはLED素子を取り囲む経路に沿ってAg系ロウ材からなるフィレット部が形成され、フィレット部に、LED素子からの発光光束を所定の方向に反射する光反射面が形成されたことを主要な特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a ceramic package for LED according to the present invention has a mounting area for an LED element formed on a ceramic substrate, and a fillet portion made of an Ag-based brazing material along a path surrounding the LED element on the ceramic substrate. And a light reflecting surface that reflects the luminous flux from the LED element in a predetermined direction is formed on the fillet portion.
上記フィレット部は、上記セラミック基板の表面に、上記経路に沿って形成されたメタライズ層上に配置されている。また、本発明のLED用セラミックパッケージは、上記セラミック基板の一方の主表面に開口する有底のキャビティが形成され、該キャビティの底面に上記LED素子の実装領域が形成されると共に、上記底面の外周縁部と上記キャビティの内周面とに上記メタライズ層が形成され、それら2つのメタライズ層にまたがるように上記フィレット部が形成されている。 The fillet portion is disposed on the metallized layer formed along the path on the surface of the ceramic substrate. In the LED ceramic package of the present invention, a bottomed cavity is formed on one main surface of the ceramic substrate. A mounting region for the LED element is formed on the bottom surface of the cavity. The metallized layer is formed on the outer peripheral edge and the inner peripheral surface of the cavity, and the fillet is formed so as to straddle the two metallized layers.
上記光反射面は開口方向に広くなるように形成されている。また、上記光反射面には、光反射率を上げるためのAgメッキ層が形成されている。さらに、本発明のLED用セラミックパッケージは、上記LED素子の実装領域は第一のセラミック基板上に形成されると共に、上記キャビティは第二のセラミック基板を貫通するように形成され、上記キャビティが上記LED素子を収容するように、上記第一のセラミック基板および上記第二のセラミック基板が接着されている。 The light reflecting surface is formed to be wide in the opening direction. Further, an Ag plating layer for increasing the light reflectance is formed on the light reflecting surface. Further, in the LED ceramic package of the present invention, the mounting region of the LED element is formed on the first ceramic substrate, the cavity is formed so as to penetrate the second ceramic substrate, and the cavity is formed as described above. The first ceramic substrate and the second ceramic substrate are bonded so as to accommodate the LED element.
また、本発明のLED用セラミックパッケージは、第一、第二、第三のセラミック基板をこの順に積層してなり、第一のセラミック基板上に上記LED素子の実装領域が形成されると共に、第二および第三のセラミック基板に貫通穴が形成され、これら二つの貫通穴が連なって上記キャビティをなし、第二のセラミック基板の一方の主表面に上記LED素子と接続する金属パットが形成され、該金属パッドは上記キャビティから露出している。 The LED ceramic package of the present invention is formed by laminating first, second, and third ceramic substrates in this order, and the LED element mounting region is formed on the first ceramic substrate. Through holes are formed in the second and third ceramic substrates, the two through holes are connected to form the cavity, and a metal pad connected to the LED element is formed on one main surface of the second ceramic substrate, The metal pad is exposed from the cavity.
上記貫通穴は円柱形であり、上記第三のセラミック基板に形成された貫通穴の直径は、上記第二のセラミック基板に形成された貫通穴の直径よりも大きい。上記貫通穴は、上記第二および第三のセラミック基板を垂直に打ち抜いて形成される。 The through hole has a cylindrical shape, and the diameter of the through hole formed in the third ceramic substrate is larger than the diameter of the through hole formed in the second ceramic substrate. The through hole is formed by vertically punching the second and third ceramic substrates.
本発明のLED用セラミックパッケージは、Ag系ロウ材からなるフィレット部に光反射面を形成する。その表面は滑らかなので、LED素子からの発光光束を外部に反射し、高い発光効率が得られる。Ag系ロウ材とは、銀を主成分とし、これに銅、亜鉛、カドミウムなどの金属を加えた合金を指す。後述するように、フィレット部の形状は精度よく製造できるので、本発明のLED用セラミックパッケージは、視野角や輝度のバラツキが小さくなるように量産できる。さらに、上記光反射面の表面に銀メッキ層を形成することもでき、光の反射率をさらに高めることができる。 In the LED ceramic package of the present invention, a light reflecting surface is formed on a fillet portion made of an Ag-based brazing material. Since the surface is smooth, the luminous flux from the LED element is reflected to the outside, and high luminous efficiency is obtained. The Ag-based brazing material refers to an alloy containing silver as a main component and added with a metal such as copper, zinc or cadmium. As will be described later, since the shape of the fillet portion can be manufactured with high accuracy, the ceramic package for LED of the present invention can be mass-produced so that the variation in viewing angle and luminance is reduced. Furthermore, a silver plating layer can be formed on the surface of the light reflecting surface, and the light reflectance can be further increased.
LED素子はキャビティ底面の略中央に載置されており、キャビティ底面の外周縁部およびキャビティ内周面にはメタライズ層が形成されている。フィレット部は、メタライズ層にAg系ロウ材を流し込み、例えば800℃程度の高温処理を施して形成する。高温によってロウ材がリフローして、滑らかな光反射面が形成される。光反射面は開口方向に広くなるように形成されるので、アンテナ型の構造になり、LED素子からの発光光束を効率的に外部に反射する。 The LED element is placed at substantially the center of the bottom surface of the cavity, and a metallized layer is formed on the outer peripheral edge portion of the bottom surface of the cavity and the inner peripheral surface of the cavity. The fillet portion is formed by pouring Ag-based brazing material into the metallized layer and performing a high temperature treatment of about 800 ° C., for example. The brazing material is reflowed by the high temperature, and a smooth light reflecting surface is formed. Since the light reflecting surface is formed so as to be wide in the opening direction, it has an antenna type structure and efficiently reflects the emitted light beam from the LED element to the outside.
フィレット部の構造では、キャビティ底面と光反射部との角度が重要なパラメータである。量産において角度のバラツキが大きいと、視野角が安定しない。従来の技術ではセラミックグリーンシートに角度をつけて打ち抜いていたので、バラツキが大きかった。それに対して本発明では、メタライズ層の形状を精度良く製造できるので、上記角度のバラツキを小さくできる。 In the structure of the fillet part, the angle between the bottom surface of the cavity and the light reflecting part is an important parameter. If the angle variation is large in mass production, the viewing angle is not stable. In the conventional technology, the ceramic green sheet was punched at an angle, so the variation was large. On the other hand, in the present invention, since the shape of the metallized layer can be manufactured with high accuracy, the variation in the angle can be reduced.
以下、本発明のLED用セラミックパッケージに係わる実施形態を、図面を参照して説明する。
図1(a)は本発明のLED用セラミックパッケージの一実施形態を示す要部断面図であり、図1(b)は同じく正面図である。セラミック基板15は例えば酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミック材料からなる略四角平板であり、一方の主表面に有底のキャビティ3を有している。また、キャビティ底面16上にLED素子1の実装領域25を有しており、LED素子1の支持基板として機能する。キャビティ底面16には金属パッド8a,8bが構成されている。LED素子1は、実装領域25に接着されるとともに、ボンディングワイヤ2を介して金属パッド8a,8bと電気的に接続されている。金属パッド8a,8bはセラミック基板15の裏面にある外部端子26a,26bと導通しており、ここからLED素子1の駆動電流を流す。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an LED ceramic package according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig.1 (a) is principal part sectional drawing which shows one Embodiment of the ceramic package for LED of this invention, FIG.1 (b) is a front view similarly. The
キャビティ底面16の外周縁部およびキャビティ内周面4には、例えばMo−Mn、Mo、W、W−Mn等からなるメタライズ層7b,7aが、LED素子1を取り囲む経路に沿って、それぞれ形成されている。これら2つのメタライズ層にまたがるように、Ag系ロウ材からなるフィレット部5が形成されている。このフィレット部5は、Ag系ロウ材のボールを載置し、800℃程度の熱処理をかけてリフローして形成したので、滑らかな光反射面6を有する。この光反射面6が、LED素子1からの発光光束を外部へ反射する。
メタライズ層7bと光反射面6の角度θは、メタライズ層7aの高さAおよび、メタライズ層7bの幅Bによって決定され、視野角および輝度に影響を与える重要なパラメータである。特に量産する場合にθのバラツキが問題になるが、AとBの寸法バラツキは小さくなるように量産できるので、θのバラツキも抑えられる。角度θは、ユーザーの要求する視野角や輝度を満たすように設計される。例えば角度θを30°にしたい場合は、B≒1.73Aの関係を満たすようにAおよびBを決めればよい。
The angle θ between the metallized
光反射面6の表面に電解メッキ法や無電解メッキ法によりニッケルや銀、白金、パラジウム等などのメッキを施すと、光の反射率をより高めることができる。特に、表面に銀メッキを施すと高い反射効率が得られる。
When the surface of the
フィレット部5は、LED素子1を中心とした円周上に配置されていることが望ましい。その理由は、フィレット部が略円形であると、LED素子1からの発光光束を光反射面6が均一に反射して、外部に放出できるからである。
It is desirable that the
次に、別の実施形態について説明する。図2(a)は本発明のLED用セラミックパッケージの、別の実施形態を示す概略断面図であり、図2(b)は同じく正面図である。図2のLED用セラミックパッケージは、第一セラミック基板10、第二セラミック基板11、第三セラミック基板12が積層されてなる。第二セラミック基板11および第三セラミック基板12は板を貫通する穴を有し、それら2つの貫通穴が連なってキャビティ3を構成する。
Next, another embodiment will be described. Fig.2 (a) is a schematic sectional drawing which shows another embodiment of the ceramic package for LED of this invention, FIG.2 (b) is a front view similarly. The LED ceramic package of FIG. 2 is formed by laminating a first
第一セラミック基板10の主表面には、メタライズ層7bおよび金属製の実装領域14が形成されている。これらメタライズ層7bおよび実装領域14は、例えばMo−Mn、Mo、W、W−Mnなどの金属からなる。LED素子1は実装領域14に接着する。
A metallized
第二セラミック基板11の一方の主表面には金属パッド8a,8bおよび、それに連なる金属配線13が形成されている。金属パッド8a,8bはボンディングワイヤ2を介してLED素子1と接続している。LED素子を駆動するための電力は、これら金属パッド8a,8bおよび金属配線13を通して、図示しない外部端子から供給する。また、第三セラミック基板12は金属配線13を覆うように、第二セラミック基板と接着している。また、第三セラミック基板12の貫通穴は、第二セラミック基板11の貫通穴よりも大きく形成されており、金属パッド8a,8bが露出する形態とされている。このようにすると第三セラミック基板12が金属配線13を保護するので、使用中に金属配線13が剥離するなどの不具合を回避できる。
On one main surface of the second
キャビティ内周面4にはメタライズ層7aが形成されており、メタライズ層7aおよび7bが垂直に結合するように、第一セラミック基板10および第二セラミック基板11が接着している。その結果、キャビティ底面16の外周縁部およびキャビティ内周面4に、LED素子1を取り囲む経路に沿って、メタライズ層7a,7bが形成された形態となっている。
A metallized
Ag系ロウ材からなるフィレット部5は、メタライズ層7a,7bにまたがるように形成されている。このフィレット部5は、例えば各セラミック基板10,11,12を接着して焼結体とした後に、Ag系ロウ材の粒子を載置し、800℃程度の熱処理をかけてリフローして形成したものである。光反射面6には図示しないニッケルメッキ層と銀メッキ層が、銀メッキ層が表面になるようにメッキされており、光の反射率を高める工夫がされている。さらに、図2(b)に示すように、フィレット部5はLED素子1を取り囲む円に沿っており、開口方向に広くなるように形成されているため、アンテナ型の構造となり、光を外部に効率的に反射する。
The
本発明のLED用セラミックパッケージは、図3のように複数のLED素子を実装することも可能である。図3の実施形態では、3つのLED素子1a,1b,1cを実装した形態である。各LED素子の一方の端子は、金属パッド8a,8b,8cとボンディングワイヤ2で接続する。他方の端子は共通端子として、金属パッド8dに接続する。赤色、青色、緑色のLED素子を用いれば白色光が得られる。
The LED ceramic package of the present invention can be mounted with a plurality of LED elements as shown in FIG. In the embodiment of FIG. 3, three
次に、本発明のLED用セラミックパッケージの製造方法に係わる一実施形態を、図4および図5を参照して説明する。まず、図4(a)に示すように第一〜第三セラミック基板となるべきグリーンシート10a,11a,12aを用意する。このようなグリーンシートは、セラミック微粉末と有機結合材、可塑剤、溶剤などの混合スリップを、周知のドクタープレード法やカレンダー法で薄板状にすることで作成される。
Next, an embodiment related to a method for manufacturing an LED ceramic package of the present invention will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 4A,
次に図4(b)に示すように、第一セラミック基板用のグリーンシート10a上にメタライズ層7bおよび実装領域14用のメタライズペーストを、スクリーン印刷法により印刷する。メタライズ層7bは実装領域14を取り囲む経路に沿って、略円形に印刷される。さらに第二セラミック基板用のグリーンシート11aに、貫通穴3aを形成し、貫通穴3aの内周面4にメタライズ層7a用のメタライズペーストを印刷するとともに、グリーンシート11の上面に金属パッド8a,8bおよびそれに連なる金属配線13用のメタライズペーストを印刷する。また、第三セラミック基板用のグリーンシート12aにも貫通穴3bを形成する。貫通穴3a,3bは略円柱形であり、各グリーンシートを垂直に打ち抜いて形成される。従来の技術では角度をつけて打ち抜く方法が採用されていたが、本発明では垂直に打ち抜くので、容易に製造できる。
Next, as shown in FIG. 4B, the metallized
その後、図4(c)に示すように、第一〜第三セラミック基板となるべきグリーンシート10a,11a,12aを積層し、接着する。すると貫通穴3aおよび3bは連なって、LED素子を収容するキャビティ3となる。その後、グリーンシートを焼成すると、セラミック基板10〜12が一体化し、キャビティ3を有する焼結体が得られる。
Then, as shown in FIG.4 (c), the
次に、メタライズ層7a,7bの表面に図示しないニッケルメッキ層を周知の電解メッキ法または無電解メッキ法で被膜形成する。ニッケルメッキ層は、Ag系ロウ材との接着性を向上させるために行う。その後、図5(d)に示すように、メタライズ層7a,7bにAg系ロウ材のボール5aを載置する。この工程は例えばボール5aをキャビティ3内に入れ、セラミック基板自体を傾斜させて載置する。その後、例えば800℃程度の高温処理を施すとボール5aがリフローし、図5(e)に示すように、Ag系ロウ材のフィレット部5が、メタライズ層7aおよび7bをまたぐように形成される。リフローによって光反射面6が形成され、LED素子1からの発光光束を効率的に外部へ反射できるようになる。さらに、上記光反射面6上に、図示しないニッケルメッキ層および銀メッキ層をこの順に形成してもよい。表面に銀メッキ層を形成することで、光反射率をさらに高めることができる。
Next, a nickel plating layer (not shown) is formed on the surfaces of the metallized
以下、上述の各実施形態に共通するフィレット部5周辺の詳細な断面構造について説明する。図7に示すように、メタライズ層7a,7bの表面にはNiメッキ層71が形成されている。Ag系ロウ材は、該Niメッキ層71の表面上で濡れ性が良好であり、当該表面上にて溶融・流動させることによりフィレット部5が形成される。
Hereinafter, a detailed cross-sectional structure around the
フィレット部5の表面には、Niメッキ層62及びAgメッキ層61がこの順に形成されており、良好な反射率を有するAgメッキ層61の表面が光反射面6をなしている。また、Niメッキ層62には、光沢Niメッキが用いられているので、その上に形成されたAgメッキ層61の表面(光反射面)は良好な平滑性を有している。
An
また、パッド8a,8bの表面にも、Niメッキ層82及びAgメッキ層81がこの順に形成されている。これにより、ボンディングワイヤ2のボンディング性が良好なものとなっている。ここで、かかるNiメッキ層82及びAgメッキ層81は、フィレット部5の表面に形成されたNiメッキ層62及びAgメッキ層61と同一の組成、すなわち同時に形成することが可能である。
Further, the
その他、上述の実施形態のLED用セラミックパッケージの構成・形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、適宜変更して実施し得るものである。例えば、キャビティ底面16の略中央の実装領域14には、LED素子1のみならず、例えばLED素子1を駆動するための素子等を併せて実装することなども可能である。
In addition, the configuration and form of the LED ceramic package of the above-described embodiment can be variously modified without departing from the gist of the present invention, and can be appropriately modified and implemented. For example, not only the
1 LED素子
3 キャビティ
4 キャビティ内周面
5 フィレット部
6 光反射面
7 メタライズ層
8 金属パッド
13 金属配線
14 実装領域
16 キャビティ底面
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記実装領域を取り囲むように、前記キャビティの底面及び側面に形成されたメタライズ層と、
パッケージを構成するセラミックの焼成温度よりも低融点の金属材からなり、前記メタライズ層上に形成されたフィレットと、
を備えるとともに、
当該フィレットが、LED素子からの発光光束を所定の方向に反射する光反射面を有することを特徴とするLED用セラミックパッケージ。 A cavity having an opening in one main surface of the package, and a substantially center of the bottom surface being a mounting region of the LED element;
A metallization layer formed on the bottom and side surfaces of the cavity so as to surround the mounting region;
A fillet formed of a metal material having a melting point lower than the firing temperature of the ceramic constituting the package, and formed on the metallized layer,
With
The ceramic package for LED, wherein the fillet has a light reflecting surface for reflecting a luminous flux from the LED element in a predetermined direction.
A mounting region of the LED element is formed on the ceramic substrate, a fillet portion made of an Ag-based brazing material is formed on the ceramic substrate along a path surrounding the LED element, and the fillet portion is formed from the LED element. A ceramic package for LED, wherein a light reflecting surface for reflecting a luminous flux in a predetermined direction is formed.
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347375A (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Stem for light emitting element and optical semiconductor device |
| JP2006041179A (en) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ceramic package for LED and manufacturing method thereof |
| JP2006332320A (en) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Light-emitting element mounting wiring board |
| JP2007214514A (en) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ceramic package for light emitting device |
| JP2007258514A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Electroplating Eng Of Japan Co | LED manufacturing method |
| JP2007295540A (en) * | 2006-03-30 | 2007-11-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ultrasonic device, manufacturing method thereof, and bonding method |
| JP2009231847A (en) * | 2006-03-02 | 2009-10-08 | Tokuyama Corp | Support for semiconductor device, and manufacturing method therefor |
| JP2010206034A (en) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Panasonic Corp | Lead frame for optical semiconductor device, package for the optical semiconductor device, the optical semiconductor device, production method of lead frame for optical semiconductor device, production method of package for the optical semiconductor device, and production method of the optical semiconductor device |
| JPWO2011092945A1 (en) * | 2010-01-28 | 2013-05-30 | 旭硝子株式会社 | Light-emitting element mounting substrate, manufacturing method thereof, and light-emitting device |
| JP2020004938A (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 同泰電子科技股▲分▼有限公司 | Wiring board structure for high reflection backlight and manufacturing method thereof |
| CN113571424A (en) * | 2021-07-07 | 2021-10-29 | 上海富乐华半导体科技有限公司 | A kind of preparation method of embedded ceramic substrate |
-
2004
- 2004-07-27 JP JP2004218852A patent/JP2005210056A/en not_active Ceased
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347375A (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Stem for light emitting element and optical semiconductor device |
| JP2006041179A (en) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ceramic package for LED and manufacturing method thereof |
| JP2006332320A (en) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Light-emitting element mounting wiring board |
| JP2007214514A (en) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ceramic package for light emitting device |
| JP2009231847A (en) * | 2006-03-02 | 2009-10-08 | Tokuyama Corp | Support for semiconductor device, and manufacturing method therefor |
| JP2007258514A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Electroplating Eng Of Japan Co | LED manufacturing method |
| JP2007295540A (en) * | 2006-03-30 | 2007-11-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ultrasonic device, manufacturing method thereof, and bonding method |
| JP2010206034A (en) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Panasonic Corp | Lead frame for optical semiconductor device, package for the optical semiconductor device, the optical semiconductor device, production method of lead frame for optical semiconductor device, production method of package for the optical semiconductor device, and production method of the optical semiconductor device |
| JPWO2011092945A1 (en) * | 2010-01-28 | 2013-05-30 | 旭硝子株式会社 | Light-emitting element mounting substrate, manufacturing method thereof, and light-emitting device |
| JP2020004938A (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 同泰電子科技股▲分▼有限公司 | Wiring board structure for high reflection backlight and manufacturing method thereof |
| KR102111205B1 (en) * | 2018-06-29 | 2020-05-15 | 유니플렉스 테크놀로지 인코포레이티드 | Backlight circuit board structure with high reflectivity and method for making thereof |
| CN113571424A (en) * | 2021-07-07 | 2021-10-29 | 上海富乐华半导体科技有限公司 | A kind of preparation method of embedded ceramic substrate |
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