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JP5734090B2 - Light emitting element mounting substrate and light emitting device - Google Patents

Light emitting element mounting substrate and light emitting device Download PDF

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JP5734090B2 JP2011114394A JP2011114394A JP5734090B2 JP 5734090 B2 JP5734090 B2 JP 5734090B2 JP 2011114394 A JP2011114394 A JP 2011114394A JP 2011114394 A JP2011114394 A JP 2011114394A JP 5734090 B2 JP5734090 B2 JP 5734090B2
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Description

本発明は、発光ダイオード等の発光素子を搭載するための発光素子搭載用基板及び発光装置に関するものである。   The present invention relates to a light emitting element mounting substrate and a light emitting device for mounting a light emitting element such as a light emitting diode.

発光素子の一つである発光ダイオード（ＬＥＤ素子）の搭載用基板として、従来からセラミック製の基板が用いられている。そして、従来の発光素子搭載用基板として、図１に示すものが提案されている。（特許文献１）
図１の発光素子搭載用基板１００は、発光素子１２０が搭載される素子搭載部１２１を有するセラミック基体部１１０と、セラミック基体部１１０上に素子搭載部１２１を取り囲むように形成されるセラミック枠部１１１とを備える。
そして、発光素子搭載用基板１００に発光素子１２０を搭載して、発光装置２００として使用する。発光素子１２０は、セラミック基体部１１０の素子搭載部１２１に、導電性接合材により固着される。そして、セラミック基体部１１０に形成された電極パッド１３０と発光素子１２０の電極とが、ボンディングワイヤ１３１を介して電気的に接続される。
また、キャビティには、発光素子１２０を覆うように、封止樹脂１３２が充填される。尚、キャビティとは、発光素子１２０が収納される部分のことで、セラミック基体部１１０とセラミック枠部１１１とで囲まれる部分のことである。
そして、セラミック基体部１１０の下面の外部接続端子が、外部電気回路基板の配線導体に接続されることで、発光素子搭載用基板１００の配線導体を介して、発光素子１２０へ電源電圧が供給される。 Conventionally, a ceramic substrate has been used as a substrate for mounting a light emitting diode (LED element) which is one of the light emitting elements. And what was shown in FIG. 1 as a conventional light emitting element mounting substrate is proposed. (Patent Document 1)
The light emitting element mounting substrate 100 of FIG. 1 includes a ceramic base 110 having an element mounting portion 121 on which the light emitting element 120 is mounted, and a ceramic frame portion formed on the ceramic base 110 so as to surround the element mounting portion 121. 111.
Then, the light emitting element 120 is mounted on the light emitting element mounting substrate 100 and used as the light emitting device 200. The light emitting element 120 is fixed to the element mounting portion 121 of the ceramic base 110 with a conductive bonding material. Then, the electrode pad 130 formed on the ceramic base 110 and the electrode of the light emitting element 120 are electrically connected via the bonding wire 131.
The cavity is filled with a sealing resin 132 so as to cover the light emitting element 120. The cavity is a portion in which the light emitting element 120 is accommodated, and is a portion surrounded by the ceramic base portion 110 and the ceramic frame portion 111.
Then, the external connection terminal on the lower surface of the ceramic base 110 is connected to the wiring conductor of the external electric circuit board, so that the power supply voltage is supplied to the light emitting element 120 via the wiring conductor of the light emitting element mounting board 100. The

また、上記従来の発光素子搭載用基板１００では、セラミック枠部１１１は金属メッキ層より光反射能が高いセラミック焼結体から構成され、当該セラミック焼結体がセラミック枠部１１１の内周面１１２に露出する。   In the conventional light emitting element mounting substrate 100, the ceramic frame portion 111 is formed of a ceramic sintered body having a higher light reflectivity than the metal plating layer, and the ceramic sintered body is the inner peripheral surface 112 of the ceramic frame portion 111. Exposed to.

ＷＯ２００７／０５８３６１号公報WO2007 / 058361

しかし、従来の発光素子搭載用基板では、セラミック枠部の内周面に露出するセラミック焼結体と封止樹脂とが密着し難いため、発光装置を使用する際や発光装置を実装基板に半田付けする際等に、基板から封止樹脂が剥離する虞がある。そして、封止樹脂が剥離すると、発光素子やこれに接続したボンディングワイヤが引き剥がされるといった不具合が生じる。
このように従来の発光素子搭載用基板では、基板とその内側に充填される封止樹脂との密着の点において、改良の余地がある。
また、封止樹脂と密着性に優れるセラミック焼結体で、セラミック枠部を構成した場合、発光素子から発光される光の反射効率が悪くなり、発光素子搭載用基板として好ましくない。 However, in the conventional light emitting element mounting substrate, the ceramic sintered body exposed to the inner peripheral surface of the ceramic frame and the sealing resin are difficult to adhere, so when using the light emitting device or soldering the light emitting device to the mounting substrate. When attaching, etc., there is a possibility that the sealing resin may be peeled from the substrate. And when sealing resin peels, the malfunction that the light emitting element and the bonding wire connected to this will be stripped will arise.
Thus, in the conventional light emitting element mounting substrate, there is room for improvement in the point of adhesion between the substrate and the sealing resin filled therein.
Further, when the ceramic frame portion is formed of a ceramic sintered body having excellent adhesion to the sealing resin, the reflection efficiency of light emitted from the light emitting element is deteriorated, which is not preferable as a light emitting element mounting substrate.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板とその内側に充填される封止樹脂とが強固に密着すると共に、発光素子から発光される光を効率よく反射できる、発光素子搭載用基板及び発光装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to firmly adhere the substrate and the sealing resin filled therein and to efficiently reflect light emitted from the light emitting element. Another object is to provide a light emitting element mounting substrate and a light emitting device.

本発明は、上記課題を解決するため、ガラスがセラミックスに比べ、樹脂と密着し易いという性質に着目してなされたものである。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（４）に記載の事項をその特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been made by paying attention to the property that glass is more easily adhered to a resin than ceramics.
That is, the present invention is characterized by the following items (1) to (4).

（１）発光素子が搭載される素子搭載部を有するセラミック基体部と、前記セラミック基体部上に前記素子搭載部を取り囲むように形成されるともに、セラミック焼結体からなるセラミック枠部と、を備え、前記セラミック枠部の内周面には、前記セラミック焼結体が露出する発光素子搭載用基板において、
前記セラミック焼結体よりガラス成分を多く含むガラス層を、前記セラミック枠部上に、該セラミック枠部の開口を取り囲むように設けたことを特徴とする発光素子搭載用基板。 (1) A ceramic base portion having an element mounting portion on which a light emitting element is mounted, and a ceramic frame portion formed on the ceramic base portion so as to surround the element mounting portion and made of a ceramic sintered body. A light emitting element mounting substrate in which the ceramic sintered body is exposed on the inner peripheral surface of the ceramic frame portion,
A substrate for mounting a light emitting element, wherein a glass layer containing a glass component more than the ceramic sintered body is provided on the ceramic frame portion so as to surround an opening of the ceramic frame portion.

（２）前記ガラス層の内周面の面積は、前記セラミック枠部の内周面の面積より大きいことを特徴とする上記（１）に記載の発光素子搭載用基板。 (2) The light emitting element mounting substrate according to (1), wherein an area of an inner peripheral surface of the glass layer is larger than an area of an inner peripheral surface of the ceramic frame portion.

（３）前記セラミック枠部の厚さは、前記ガラス層の厚さより大きいことを特徴とする上記（２）に記載の発光素子搭載用基板。 (3) The light emitting element mounting substrate according to (2), wherein a thickness of the ceramic frame portion is larger than a thickness of the glass layer.

（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の発光素子搭載用基板と、前記素子搭載部に搭載される発光素子と、前記セラミック基体部と前記セラミック枠部と前記ガラス層とで囲まれる部分に充填され、前記発光素子を封止するシリコーン樹脂からなる封止樹脂と、
を備える発光装置であって、前記ガラス層のガラス成分には、Ｓｉ元素が含有されていることを特徴とする発光装置。 (4) The light emitting element mounting substrate according to any one of (1) to (3), a light emitting element mounted on the element mounting portion, the ceramic base portion, the ceramic frame portion, and the glass layer, A sealing resin made of a silicone resin that is filled in a portion surrounded by and seals the light emitting element;
A light emitting device comprising: a glass component of the glass layer containing Si element.

上記（１）によると、セラミック焼結体よりガラス成分を多く含むガラス層をセラミック枠部上に設けることで、ガラス層に封止樹脂を密着させることができる。そのため、発光素子搭載用基板と封止樹脂との密着力が向上する。
従って、発光装置を使用する際や発光装置を実装基板に半田付けする際でも、発光素子搭載用基板から封止樹脂が剥離し難く、封止樹脂の剥離に起因する、発光素子やボンディングワイヤの引き剥がれといった不具合を防止できる。
また、上記（１）によると、発光素子からの光の主な反射面となる、セラミック枠部の内周面には、光反射能が優れるセラミック焼結体を露出させることができる。そのため、発光素子搭載用基板の光の反射効率を高くすることができる。 According to said (1), sealing resin can be stuck to a glass layer by providing the glass layer which contains more glass components than a ceramic sintered compact on a ceramic frame part. For this reason, the adhesion between the light emitting element mounting substrate and the sealing resin is improved.
Therefore, even when the light emitting device is used or when the light emitting device is soldered to the mounting substrate, it is difficult for the sealing resin to be peeled off from the light emitting element mounting substrate, and the light emitting element or bonding wire caused by the peeling of the sealing resin is difficult. Problems such as peeling off can be prevented.
According to the above (1), the ceramic sintered body having excellent light reflectivity can be exposed on the inner peripheral surface of the ceramic frame portion, which is the main reflection surface of light from the light emitting element. Therefore, the light reflection efficiency of the light emitting element mounting substrate can be increased.

発光素子搭載用基板からの封止樹脂の剥離は、セラミック枠部の内周面から主に発生する。そのため、上記（２）によると、樹脂と密着し易いガラス層の内周面の面積が、樹脂と密着し難いセラミック枠部の内周面の面積より大きくなるため、発光素子搭載用基板と封止樹脂との密着力をより一層向上させることができる。従って、発光素子搭載用基板から封止樹脂が剥離するという不具合をより一層防止できる。   The peeling of the sealing resin from the light emitting element mounting substrate mainly occurs from the inner peripheral surface of the ceramic frame portion. Therefore, according to the above (2), the area of the inner peripheral surface of the glass layer that is in close contact with the resin is larger than the area of the inner peripheral surface of the ceramic frame portion that is difficult to be in close contact with the resin. The adhesion with the stop resin can be further improved. Accordingly, it is possible to further prevent the problem that the sealing resin is peeled off from the light emitting element mounting substrate.

上記（３）によると、発光素子からの光の主な反射面で、且つ光反射能が優れるセラミック枠部の内周面をより大きくすることができるため、発光素子搭載用基板の光の反射効率を高くすることができる。従って、上記（２）の構成に上記（３）の構成を限定することで、発光素子搭載用基板とその内側に充填される封止樹脂とを強固に密着させると共に、発光素子からの光を効率よく反射できる発光素子搭載用基板をより確実に提供される。   According to the above (3), since the inner peripheral surface of the ceramic frame portion that is the main reflection surface of the light from the light emitting element and has excellent light reflectivity can be made larger, the light reflection of the substrate for mounting the light emitting element is possible. Efficiency can be increased. Therefore, by limiting the configuration of (3) to the configuration of (2) above, the light emitting element mounting substrate and the sealing resin filled therein are firmly adhered, and the light from the light emitting element is transmitted. A substrate for mounting a light-emitting element that can be efficiently reflected is more reliably provided.

発光素子を封止する封止樹脂として、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の透明樹脂が挙げられる。シリコーン樹脂はエポキシ樹脂に比べて耐熱性や変色性に優れているため、シリコーン樹脂を封止樹脂として用いた方が発光装置の耐久性が優れる。しかし、シリコーン樹脂はエポキシ樹脂に比べてセラミックスと密着し難いため、シリコーン樹脂を封止樹脂として用いると、基板から封止樹脂が剥離するという不具合が顕在化しやすい。
それに対し、上記（５）によると、ガラス層を構成するガラス組成物のガラス成分にＳｉ元素を含有させることで、封止樹脂にシリコーン樹脂を用いた場合であっても、ガラス層と封止樹脂とをより一層密着させることができる。そのため、耐久性に優れるとともに、発光素子搭載用基板から封止樹脂が剥離し難い発光装置が提供される。 As the sealing resin for sealing the light emitting element, a transparent resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be given. Since the silicone resin is superior in heat resistance and discoloration compared to the epoxy resin, the durability of the light emitting device is superior when the silicone resin is used as the sealing resin. However, since a silicone resin is less likely to adhere to ceramics than an epoxy resin, when the silicone resin is used as a sealing resin, a problem that the sealing resin is peeled off from the substrate tends to become obvious.
On the other hand, according to the above (5), by including Si element in the glass component of the glass composition constituting the glass layer, even when a silicone resin is used as the sealing resin, the glass layer and the sealing are used. The resin can be further adhered. Therefore, a light emitting device that is excellent in durability and in which the sealing resin is difficult to peel from the light emitting element mounting substrate is provided.

本発明によれば、発光素子搭載用基板とその内側に充填される封止樹脂とが強固に密着すると共に、発光素子から発光される光を効率よく反射できる、発光素子搭載用基板及び発光装置を提供される。   According to the present invention, a light-emitting element mounting substrate and a light-emitting device that can firmly reflect the light emitted from the light-emitting element while firmly adhering the light-emitting element mounting substrate and the sealing resin filled therein. Provided.

従来の発光装置の断面図。Sectional drawing of the conventional light-emitting device. 本実施形態の発光素子装置の斜視図。The perspective view of the light emitting element device of this embodiment. 本実施形態の発光素子装置の断面図Sectional drawing of the light emitting element apparatus of this embodiment

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
図２は、本実施形態の発光装置１の斜視図（概略図）である。また、図３は、本実施形態の発光装置１の断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
FIG. 2 is a perspective view (schematic diagram) of the light emitting device 1 of the present embodiment. Moreover, FIG. 3 is sectional drawing of the light-emitting device 1 of this embodiment.

図２に示されるように、本実施形態の発光素子搭載用基板２は、セラミック基体部１０と、セラミック枠部１１と、ガラス層１２と、電極パッド１３と、配線導体１５とを備えるものである。
そして、発光素子搭載用基板２は、発光素子３０を収納する部分であるキャビティ２０を有する。キャビティ２０とは、セラミック基体部１０とセラミック枠部１１とガラス層１２とで囲まれる部分のことで、封止樹脂４０が充填される。 As shown in FIG. 2, the light emitting element mounting substrate 2 of this embodiment includes a ceramic base portion 10, a ceramic frame portion 11, a glass layer 12, an electrode pad 13, and a wiring conductor 15. is there.
The light emitting element mounting substrate 2 has a cavity 20 that is a part for housing the light emitting element 30. The cavity 20 is a portion surrounded by the ceramic base 10, the ceramic frame 11, and the glass layer 12, and is filled with the sealing resin 40.

次に、上記発光装置１と発光素子搭載用基板２の構造を、図３に基づいて説明する。
セラミック基体部１０は、板状（四角平板状）の部位であり、セラミック焼結体からなる。セラミック基体部１０の上面２４の中央部には、発光素子３０が搭載される素子搭載部３１を有する。
因みに、セラミック基体部１０のサイズは、３ｍｍ（縦幅）×２ｍｍ（横幅）×０．６ｍｍ（厚さ）である。 Next, the structure of the light emitting device 1 and the light emitting element mounting substrate 2 will be described with reference to FIG.
The ceramic base portion 10 is a plate-like (square flat plate) portion and is made of a ceramic sintered body. An element mounting portion 31 on which the light emitting element 30 is mounted is provided at the center of the upper surface 24 of the ceramic base portion 10.
Incidentally, the size of the ceramic base 10 is 3 mm (vertical width) × 2 mm (horizontal width) × 0.6 mm (thickness).

セラミック基体部１０を構成するセラミック焼結体には、例えば、主成分としてアルミナを含み、添加成分としてバリウム元素を含むセラミック焼結体を用いる。   As the ceramic sintered body constituting the ceramic base 10, for example, a ceramic sintered body containing alumina as a main component and barium element as an additive component is used.

尚、セラミック基体部１０を構成するセラミック焼結体には、上記セラミック焼結体以外に、アルミナを主成分とするセラミック焼結体、窒化アルミニウムを主成分とするセラミック焼結体、ムライトを主成分とするセラミック焼結体、低温焼成の一種であるガラス−セラミック焼結体等も用いることができる。   In addition to the ceramic sintered body, the ceramic sintered body constituting the ceramic base portion 10 mainly includes a ceramic sintered body mainly composed of alumina, a ceramic sintered body mainly composed of aluminum nitride, and mullite. A ceramic sintered body as a component, a glass-ceramic sintered body which is a kind of low-temperature firing, and the like can also be used.

セラミック枠部１１は、セラミック基体部１０上に、素子搭載部３１を取り囲むように形成された枠状の部位であり、セラミック焼結体からなる。そして、セラミック枠部１１の内周面２３には、上記セラミック焼結体が露出している。
また、セラミック枠部１１の開口２５は、四角形状になっており、セラミック枠部１１の内周面２３は、発光素子３０から放射された光の反射面として作用し、外部に向かって広がる傾斜面となっている。
因みに、セラミック枠部１１のサイズは、３ｍｍ（縦幅）×２ｍｍ（横幅）×０．２ｍｍ（厚さ）である。そして、セラミック枠部１１の内周面２３の傾斜角度θは７５°で、セラミック枠部１１の開口２５のサイズは０．９ｍｍ（縦幅）×０．９ｍｍ（横幅）である。また、セラミック枠部１１の内周面２３の面積は、０．７５ｍｍ２である。 The ceramic frame portion 11 is a frame-shaped portion formed on the ceramic base portion 10 so as to surround the element mounting portion 31, and is made of a ceramic sintered body. The ceramic sintered body is exposed on the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame portion 11.
Further, the opening 25 of the ceramic frame portion 11 has a quadrangular shape, and the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame portion 11 acts as a reflection surface of the light emitted from the light emitting element 30 and is inclined outward. It is a surface.
Incidentally, the size of the ceramic frame portion 11 is 3 mm (vertical width) × 2 mm (horizontal width) × 0.2 mm (thickness). The inclination angle θ of the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame 11 is 75 °, and the size of the opening 25 of the ceramic frame 11 is 0.9 mm (vertical width) × 0.9 mm (horizontal width). Further, the area of the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame portion 11 is 0.75 mm 2 .

また、本実施形態では、セラミック基体部１０とセラミック枠部１１とは一体成形されたもので、単層の厚膜基板（セラミック焼結体）中に、セラミック基体部１０とセラミック枠部１１とが形成されている。そのため、セラミック枠部１１を構成するセラミック焼結体は、セラミック基体部１０と同じセラミック焼結体である。   Moreover, in this embodiment, the ceramic base | substrate part 10 and the ceramic frame part 11 are integrally molded, and in the single layer thick film board | substrate (ceramic sintered body), the ceramic base | substrate part 10, the ceramic frame part 11, and Is formed. Therefore, the ceramic sintered body constituting the ceramic frame portion 11 is the same ceramic sintered body as the ceramic base portion 10.

尚、セラミック基体部１０とセラミック枠部１１とは、積層シート構造の基板中に形成することもできる。その場合、セラミック基体部１０とセラミック枠部１１に対応するセラミックグリーンシートを積層圧着して一体化させた後、焼成して形成する。
また、セラミック基体部１０とセラミック枠部１１とは、別々のセラミック焼結体で形成することもできる。その場合、セラミック基体部１０とセラミック枠部１１に対応したセラミック焼結体を形成した後、それらを銀−銅等のロウ材、樹脂接着剤、低融点ガラス等により固定して形成する。 In addition, the ceramic base | substrate part 10 and the ceramic frame part 11 can also be formed in the board | substrate of a laminated sheet structure. In that case, the ceramic green sheets corresponding to the ceramic base 10 and the ceramic frame 11 are laminated and bonded together, and then fired to form.
Moreover, the ceramic base | substrate part 10 and the ceramic frame part 11 can also be formed with a separate ceramic sintered compact. In that case, after forming a ceramic sintered body corresponding to the ceramic base portion 10 and the ceramic frame portion 11, they are formed by fixing them with a brazing material such as silver-copper, a resin adhesive, a low melting point glass or the like.

尚、セラミック枠部１１を構成するセラミック焼結体には、アルミナを主成分とするセラミック焼結体、窒化アルミニウムを主成分とするセラミック焼結体、ムライトを主成分とするセラミック焼結体、低温焼成の一種であるガラス−セラミック焼結体等を用いることができる。より好ましくは、金属メッキ層より光反射能が優れるセラミック焼結体（例えば、Ｂａ含有アルミナ焼結体）を用いる。   The ceramic sintered body constituting the ceramic frame portion 11 includes a ceramic sintered body mainly composed of alumina, a ceramic sintered body mainly composed of aluminum nitride, a ceramic sintered body mainly composed of mullite, A glass-ceramic sintered body which is a kind of low-temperature firing can be used. More preferably, a ceramic sintered body (for example, Ba-containing alumina sintered body) having light reflectivity superior to that of the metal plating layer is used.

ガラス層１２は、セラミック枠部１１の上面２７上に、セラミック枠部１１の開口２５を離間して取り囲むように形成された枠状の部材であり、ガラス組成物により構成される。そして、ガラス層１２の内周面２６には、上記ガラス組成物が露出している。
また、ガラス層１２の開口２８は、トラック形状（略平行な２本の直線と、それらを繋ぐ２つの曲線とを有する形状）になっており、ガラス層１２の内周面２６は、発光素子３０から放射された光の反射面として作用し、外部に向かって広がる傾斜面となっている。
因みに、ガラス層１２の厚さは、０．１９ｍｍである。そして、ガラス層１２の内周面２６の面積は、１．９６ｍｍ２である。 The glass layer 12 is a frame-like member formed on the upper surface 27 of the ceramic frame portion 11 so as to surround and surround the opening 25 of the ceramic frame portion 11, and is made of a glass composition. The glass composition is exposed on the inner peripheral surface 26 of the glass layer 12.
Moreover, the opening 28 of the glass layer 12 has a track shape (a shape having two substantially parallel straight lines and two curves connecting them), and the inner peripheral surface 26 of the glass layer 12 is a light emitting element. It acts as a reflecting surface for the light emitted from 30 and is an inclined surface that spreads outward.
Incidentally, the thickness of the glass layer 12 is 0.19 mm. And the area of the internal peripheral surface 26 of the glass layer 12 is 1.96 mm < 2 >.

また、本実施形態では、ガラス層１２を構成するガラス組成物には、例えば、ガラス成分（ホウ珪酸ガラス（Ｓｉ元素を含む。））とセラミック粒子（酸化チタンや硫酸バリウム等の光散乱粒子）とを含有するガラス組成物を用いる。
尚、上記ガラス組成物はガラス成分のみとすることもできるが、発光素子搭載用基板の光の反射効率の観点から、ガラス成分とセラミック粒子との混合物を用いることがより好ましい。 In the present embodiment, the glass composition constituting the glass layer 12 includes, for example, a glass component (borosilicate glass (including Si element)) and ceramic particles (light scattering particles such as titanium oxide and barium sulfate). The glass composition containing is used.
In addition, although the said glass composition can also be made only into a glass component, it is more preferable to use the mixture of a glass component and a ceramic particle from a viewpoint of the reflective efficiency of the light of the light emitting element mounting substrate.

また、上記ガラス組成物に含有するガラス成分は、セラミック枠部１１を構成するセラミック焼結体に含まれるガラス成分より多く含まれている。
尚、ガラス層１２のガラス組成物がセラミック基体部１１のセラミック焼結体よりガラス成分を多く含むか否かについては、ガラス層１２とセラミック枠部１１との内周面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影し、その画像におけるガラス（非晶質部分）の占める割合（占有面積）の多寡により判断することができる。 Moreover, the glass component contained in the said glass composition is contained more than the glass component contained in the ceramic sintered compact which comprises the ceramic frame part 11. FIG.
In addition, about whether the glass composition of the glass layer 12 contains more glass components than the ceramic sintered compact of the ceramic base | substrate part 11, the inner peripheral surface of the glass layer 12 and the ceramic frame part 11 is a scanning electron microscope ( SEM) can be used to determine the ratio (occupied area) of the glass (amorphous portion) in the image.

本実施形態では、ガラス層１２の内周面２６の面積（１．９６ｍｍ２）は、セラミック枠部１１の内周面２３の面積（０．７５ｍｍ２）より大きくなっている。
また、本発明において、ガラス層１２の内周面の面積とは、封止樹脂４０とガラス層１２とが接触する部分の面積のことである。
尚、セラミック枠部１１及びガラス層１２の内周面の面積は、３次元測定器を用いて測定することができる。また、図面や測定画像により内周面の形状を特定し、計算にて求めることもできる。 In the present embodiment, the area (1.96 mm 2 ) of the inner peripheral surface 26 of the glass layer 12 is larger than the area (0.75 mm 2 ) of the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame portion 11.
Moreover, in this invention, the area of the internal peripheral surface of the glass layer 12 is an area of the part which the sealing resin 40 and the glass layer 12 contact.
In addition, the area of the internal peripheral surface of the ceramic frame part 11 and the glass layer 12 can be measured using a three-dimensional measuring device. It is also possible to specify the shape of the inner peripheral surface from a drawing or measurement image and obtain it by calculation.

本実施形態では、セラミック枠部１１の厚さ（０．２０ｍｍ）は、ガラス層１２の厚さ（０．１９ｍｍ）より大きくなっている。
また、本発明において、セラミック枠部１１の厚さとは、セラミック基体部１０の上面２４（キャビティ２０の底面）からセラミック枠部１１の上面２７までの距離（高さ）の平均値のことである。そして、ガラス層１２の厚さとは、セラミック枠部１１の上面２７からガラス層１２の上面２９までの距離（高さ）の平均値のことである。 In the present embodiment, the thickness (0.20 mm) of the ceramic frame portion 11 is larger than the thickness (0.19 mm) of the glass layer 12.
In the present invention, the thickness of the ceramic frame portion 11 is an average value of the distance (height) from the upper surface 24 (the bottom surface of the cavity 20) of the ceramic base portion 10 to the upper surface 27 of the ceramic frame portion 11. . The thickness of the glass layer 12 is the average value of the distance (height) from the upper surface 27 of the ceramic frame portion 11 to the upper surface 29 of the glass layer 12.

セラミック枠部１１の上面２７（枠部１１の開口２５からガラス層１２までの部分）には、発光素子３０の電極に電気的に接続される電極パッド１３が形成されている。また、電極パッド１３に連続的に形成される配線導体１５が、セラミック枠部１１の上面２７と側面、セラミック基体部１０の側面と下面に形成されている。   An electrode pad 13 that is electrically connected to the electrode of the light emitting element 30 is formed on the upper surface 27 of the ceramic frame portion 11 (the portion from the opening 25 of the frame portion 11 to the glass layer 12). Further, the wiring conductor 15 continuously formed on the electrode pad 13 is formed on the upper surface 27 and the side surface of the ceramic frame portion 11 and on the side surface and the lower surface of the ceramic base portion 10.

発光素子３０は、セラミック基体部１０の素子搭載部３１に樹脂接着剤により固着される。電極パッド１３と発光素子３０の電極とは、ボンディングワイヤ１４を介して電気的に接続される。
また、キャビティ２０には、発光素子３０を覆うようにシリコーン樹脂からなる封止樹脂４０が設けられる。
そして、セラミック基体部１０の下面の配線導体１５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３０へ電源電圧が供給される。 The light emitting element 30 is fixed to the element mounting portion 31 of the ceramic base portion 10 with a resin adhesive. The electrode pad 13 and the electrode of the light emitting element 30 are electrically connected via the bonding wire 14.
The cavity 20 is provided with a sealing resin 40 made of silicone resin so as to cover the light emitting element 30.
And the power supply voltage is supplied to the light emitting element 30 by connecting the wiring conductor 15 of the lower surface of the ceramic base | substrate part 10 to the wiring conductor of an external electric circuit board | substrate.

尚、上記封止樹脂としてエポキシ樹脂等を用いることもできるが、発光装置の耐久性の観点から、シリコーン樹脂を用いた方がより好ましい。
また、封止樹脂には、蛍光体を含有していてもよい。蛍光体は、発光素子３０から発光される所定の波長の光を受けて他の波長の光を発光可能なもの等である。 In addition, although epoxy resin etc. can also be used as said sealing resin, it is more preferable to use a silicone resin from a durable viewpoint of a light-emitting device.
Moreover, the sealing resin may contain a phosphor. The phosphor is one that can receive light of a predetermined wavelength emitted from the light emitting element 30 and emit light of other wavelengths.

次に、上記構造の発光装置１及び発光素子搭載用基板２を製造する方法について、説明する。
まず、セラミックグリーンシートを準備する準備工程を実施する。具体的には、アルミナ粉末、炭酸バリウム粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を適宜混合してスラリーを作製する。そして、このスラリーを従来周知の手法（例えば、ドクターブレード法やカレンダーロール法）により、シート状に成形して、セラミックグリーンシートを作製する。
尚、セラミックグリーンシートは、原料粉末を成型機に充填して、加圧成形して作製することもできる。 Next, a method for manufacturing the light emitting device 1 and the light emitting element mounting substrate 2 having the above structure will be described.
First, a preparation process for preparing a ceramic green sheet is performed. Specifically, an alumina powder, a barium carbonate powder, an organic binder, a solvent, a plasticizer, and the like are appropriately mixed to prepare a slurry. And this slurry is shape | molded by the conventionally well-known method (For example, a doctor blade method or a calender roll method), and a ceramic green sheet is produced.
The ceramic green sheet can also be produced by filling a raw material powder into a molding machine and press-molding it.

次に、凹部形成工程を実施する。凸部を有する金型を、単層のセラミックグリーンシートに向かって押圧して、セラミックグリーンシートの上面の一部を凹ませて、凹部を有するセラミックグリーンシートを得る。   Next, a recess forming step is performed. A mold having a convex portion is pressed toward a single-layer ceramic green sheet, and a part of the upper surface of the ceramic green sheet is recessed to obtain a ceramic green sheet having a concave portion.

次に、グリーンシート焼成工程を実施する。具体的には、上記セラミックグリーンシートを、アルミナが焼結し得る所定の温度（例えば、１４００℃から１８００℃程度の温度）で焼成する。この焼成により、セラミックグリーンシートを焼結させて、セラミック基体部１０とセラミック枠部１１が一体化した単層のアルミナ焼結体を得る。   Next, a green sheet firing step is performed. Specifically, the ceramic green sheet is fired at a predetermined temperature at which alumina can be sintered (for example, a temperature of about 1400 ° C. to 1800 ° C.). By this firing, the ceramic green sheet is sintered to obtain a single-layer alumina sintered body in which the ceramic base portion 10 and the ceramic frame portion 11 are integrated.

次に、導体部形成工程を実施する。具体的には、金属粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を適宜混合して、導体ペーストを作製する。そして、その導体ペーストを、セラミック枠部１１の上面２７と側面の所定の位置、セラミック基体部１０の側面と下面の所定の位置に印刷する。その後、焼成することで、導体ペーストの印刷層を焼結させて、電極パッド１３と配線導体１５とを形成する。   Next, a conductor portion forming step is performed. Specifically, a metal paste, an organic binder, a solvent, a plasticizer, and the like are mixed as appropriate to produce a conductor paste. Then, the conductor paste is printed at predetermined positions on the upper surface 27 and the side surface of the ceramic frame portion 11 and at predetermined positions on the side surface and the lower surface of the ceramic base portion 10. Thereafter, by firing, the printed layer of the conductor paste is sintered to form the electrode pad 13 and the wiring conductor 15.

次に、ガラス層形成工程を実施する。具体的には、まず、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３等を主成分とするガラス粉末と、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）等の光散乱粒子（セラミック粉末）と有機ビヒクルとを適宜混合して、ガラスペーストを作製する。そして、そのガラスペーストを、セラミック枠部１１の上面２７に、セラミック枠部１１の開口２５を離間して取り囲むように、スクリーン印刷する。その後、焼成することで、ガラスペーストの印刷層を焼結させて、ガラス焼成膜を形成する。そして、そのガラス焼成膜の上に、ガラスペーストをさらに印刷し、焼成する工程を行う。この工程を所定回数行うことで、ガラス焼成膜の積層体からなるガラス層１２を形成する。
尚、ガラス層１２は、ガラスペーストの印刷を複数回行った後、焼成して形成することもできる。また、ガラスペーストを厚く１回印刷した後、焼成して形成することもできる。
以上の工程を経ることで、発光素子搭載用基板２が製造される。 Next, a glass layer forming step is performed. Specifically, first, glass powder mainly composed of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , and light scattering particles (ceramics) such as titanium oxide (TiO 2 ) or barium sulfate (BaSO 4 ). Powder) and an organic vehicle are appropriately mixed to produce a glass paste. Then, the glass paste is screen-printed on the upper surface 27 of the ceramic frame portion 11 so as to surround and surround the opening 25 of the ceramic frame portion 11. Then, by baking, the printed layer of glass paste is sintered and a glass fired film is formed. Then, a glass paste is further printed and fired on the glass fired film. By performing this step a predetermined number of times, the glass layer 12 made of a laminated body of glass fired films is formed.
The glass layer 12 can also be formed by firing after a glass paste is printed a plurality of times. Alternatively, the glass paste can be printed once thickly and then baked.
The light emitting element mounting substrate 2 is manufactured through the above steps.

次に、発光素子３０の実装工程を実施する。具体的には、発光素子３０を、セラミック基体部１０の素子搭載部３１に、樹脂接着剤により固着する。次に、電極パッド１３と発光素子３０の電極とに、ボンディングワイヤ１４を半田付けする。その後、キャビティ２０に、固化前の封止樹脂４０を充填し、ガラス層１２の上面２９と面一になるように固化する。
以上の工程を経ることで、発光装置１が製造される。 Next, a mounting process of the light emitting element 30 is performed. Specifically, the light emitting element 30 is fixed to the element mounting portion 31 of the ceramic base portion 10 with a resin adhesive. Next, the bonding wire 14 is soldered to the electrode pad 13 and the electrode of the light emitting element 30. Thereafter, the cavity 20 is filled with the sealing resin 40 before solidification and solidified so as to be flush with the upper surface 29 of the glass layer 12.
The light emitting device 1 is manufactured through the above steps.

本実施形態の発光装置１及び発光素子搭載用基板２によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）セラミック枠部１１を構成するセラミック焼結体よりガラス成分を多く含むガラス層１２を、セラミック枠部１１上に設けるため、ガラス層１２の内周面２６に封止樹脂４０を密着させることができる。そのため、発光素子搭載用基板２と封止樹脂４０との密着力を向上させることができる。
従って、発光装置１を使用する際や発光装置１を実装基板に半田付けする際でも、発光素子搭載用基板２から封止樹脂４０が剥離し難く、封止樹脂４０の剥離に起因する、発光素子３０やボンディングワイヤ１４の引き剥がれといった不具合を防止できる。
また、発光素子３０からの光の主な反射面となる、セラミック枠部１１の内周面２３には、光反射能が優れるセラミック焼結体を露出させることができる。そのため、発光素子搭載用基板２の光の反射効率を高くすることができる。
（２）本実施形態では、ガラス層１２の内周面２６の面積は、セラミック枠部１１の内周面２３の面積より大きくなっている。尚、発光素子搭載用基板２からの封止樹脂４０の剥離は、セラミック枠部１１の内周面２３から主に発生する。従って、樹脂と密着し易いガラス層１２の内周面２６の面積を、樹脂と密着し難いセラミック枠部１１の内周面２３の面積より大きくすることで、発光素子搭載用基板２と封止樹脂４０との密着力をより一層向上させることができる。
（３）本実施形態では、セラミック枠部１１の厚さはガラス層１２の厚さより大きくなっている。発光素子３０からの光の主な反射面となるセラミック枠部１１の内周面２３を、より大きくすることで、発光素子搭載用基板２の光の反射効率を高くすることができる
（４）本実施形態では、封止樹脂４０はシリコーン樹脂からなり、ガラス層１２を構成するガラス組成物中のガラス成分には、Ｓｉ元素が含有されている。そのため、封止樹脂４０がシリコーン樹脂であっても、封止樹脂４０とガラス層１２とが密着し易い。すなわち、本実施形態の発光装置１は、耐久性に優れると共に、発光素子搭載用基板２からの封止樹脂４０の剥離を防止できる。
（５）本実施形態では、単層の厚膜基板中にセラミック基体部１０とセラミック枠部１１とが形成されている。そのため、セラミック枠部１１の内周面に、光の反射を妨げる接合面やセラミックシートの積層面がないため、発光素子搭載用基板２の光の反射効率を高くすることができる。
（６）本実施形態では、電極パッド１３は、セラミック枠部１１の上面２７の上に形成されている。そのため、素子搭載部３１の周辺面積を小さくすることができ、発光素子搭載用基板２を小型化できる。また、発光素子３０とセラミック枠部１１の内周面２３との距離が狭まるので、発光素子搭載用基板２の光の反射効率を高くすることができる。 According to the light emitting device 1 and the light emitting element mounting substrate 2 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the glass layer 12 containing more glass components than the ceramic sintered body constituting the ceramic frame portion 11 is provided on the ceramic frame portion 11, the sealing resin 40 is brought into close contact with the inner peripheral surface 26 of the glass layer 12. be able to. Therefore, the adhesion between the light emitting element mounting substrate 2 and the sealing resin 40 can be improved.
Therefore, even when the light-emitting device 1 is used or when the light-emitting device 1 is soldered to the mounting substrate, the sealing resin 40 is not easily peeled off from the light-emitting element mounting substrate 2, and light emission caused by the peeling of the sealing resin 40. Problems such as peeling off of the element 30 and the bonding wire 14 can be prevented.
Further, a ceramic sintered body having excellent light reflectivity can be exposed on the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame portion 11 which is a main reflection surface of light from the light emitting element 30. Therefore, the light reflection efficiency of the light emitting element mounting substrate 2 can be increased.
(2) In this embodiment, the area of the inner peripheral surface 26 of the glass layer 12 is larger than the area of the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame portion 11. Note that the peeling of the sealing resin 40 from the light emitting element mounting substrate 2 mainly occurs from the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame portion 11. Therefore, the area of the inner peripheral surface 26 of the glass layer 12 that is easily in close contact with the resin is made larger than the area of the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame portion 11 that is not easily in close contact with the resin, thereby sealing the light emitting element mounting substrate 2. The adhesion strength with the resin 40 can be further improved.
(3) In the present embodiment, the thickness of the ceramic frame portion 11 is larger than the thickness of the glass layer 12. By increasing the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame 11 serving as a main reflection surface of light from the light emitting element 30, the light reflection efficiency of the light emitting element mounting substrate 2 can be increased (4). In this embodiment, the sealing resin 40 is made of a silicone resin, and the glass component in the glass composition constituting the glass layer 12 contains Si element. Therefore, even if the sealing resin 40 is a silicone resin, the sealing resin 40 and the glass layer 12 are likely to be in close contact with each other. That is, the light emitting device 1 of the present embodiment is excellent in durability and can prevent the sealing resin 40 from being peeled off from the light emitting element mounting substrate 2.
(5) In this embodiment, the ceramic base 10 and the ceramic frame 11 are formed in a single-layer thick film substrate. Therefore, since the inner peripheral surface of the ceramic frame portion 11 does not have a joint surface or a ceramic sheet laminated surface that prevents light reflection, the light reflection efficiency of the light emitting element mounting substrate 2 can be increased.
(6) In the present embodiment, the electrode pad 13 is formed on the upper surface 27 of the ceramic frame portion 11. Therefore, the peripheral area of the element mounting portion 31 can be reduced, and the light emitting element mounting substrate 2 can be reduced in size. Moreover, since the distance between the light emitting element 30 and the inner peripheral surface 23 of the ceramic frame portion 11 is narrowed, the light reflection efficiency of the light emitting element mounting substrate 2 can be increased.

本発明によれば、発光素子搭載用基板とその内側に充填される封止樹脂とが強固に密着すると共に、発光素子から発光される光を効率よく反射できる、発光素子搭載用基板及び発光装置を提供される。   According to the present invention, a light-emitting element mounting substrate and a light-emitting device that can firmly reflect the light emitted from the light-emitting element while firmly adhering the light-emitting element mounting substrate and the sealing resin filled therein. Provided.

１ ・・・発光装置
２ ・・・発光素子搭載用基板
１０・・・セラミック基体部
１１・・・セラミック枠部
１２・・・ガラス層
１３・・・電極パッド
１４・・・ボンディングワイヤ
１５・・・配線導体
２０・・・キャビティ
２３・・・セラミック枠部の内周面
２４・・・セラミック基体部の上面
２５・・・セラミック枠部の開口
２６・・・ガラス層の内周面
２７・・・セラミック枠部の上面
２８・・・ガラス層の開口
２９・・・ガラス層の上面
３０・・・発光素子
３１・・・素子搭載部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light-emitting device 2 ... Light emitting element mounting substrate 10 ... Ceramic base | substrate part 11 ... Ceramic frame part 12 ... Glass layer 13 ... Electrode pad 14 ... Bonding wire 15 ... · Wiring conductor 20 · · · cavity 23 · · · inner peripheral surface 24 of the ceramic frame portion · · · upper surface 25 of the ceramic base portion · · · opening 26 of the ceramic frame portion · · · inner peripheral surface 27 of the glass layer The upper surface 28 of the ceramic frame part ... The opening 29 of the glass layer ... The upper surface 30 of the glass layer ... The light emitting element 31 ... The element mounting part

Claims (3)

発光素子が搭載される素子搭載部を有するセラミック基体部と、
前記セラミック基体部上に前記素子搭載部を取り囲むように形成されるともに、セラミック焼結体からなるセラミック枠部と、を備え、
前記セラミック枠部の内周面には、前記セラミック焼結体が露出する発光素子搭載用基板において、
前記セラミック焼結体よりガラス成分を多く含むガラス層を、前記セラミック枠部上に、該セラミック枠部の開口を取り囲むように設け、
前記ガラス層の内周面の面積は、前記セラミック枠部の内周面の面積より大きく、
前記ガラス層が設けられた前記セラミック枠部の上面のうち前記ガラス層で囲まれる部分に、前記発光素子の電極と電気的に接続するための電極パッドを設けたことを特徴とする発光素子搭載用基板。 A ceramic base portion having an element mounting portion on which the light emitting element is mounted;
A ceramic frame portion formed of a ceramic sintered body and formed so as to surround the element mounting portion on the ceramic base portion;
On the inner peripheral surface of the ceramic frame portion, in the light emitting element mounting substrate where the ceramic sintered body is exposed,
The glass layer containing a large amount of glass component than the ceramic sintered body, on the ceramic frame unit, set to surround the opening of the ceramic frame portion,
The area of the inner peripheral surface of the glass layer is larger than the area of the inner peripheral surface of the ceramic frame portion,
The light emitting element mounting characterized by providing the electrode pad for electrically connecting with the electrode of the said light emitting element in the part enclosed by the said glass layer among the upper surfaces of the said ceramic frame part in which the said glass layer was provided Substrate. 前記セラミック枠部の厚さは、前記ガラス層の厚さより大きいことを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用基板。 The light emitting element mounting substrate according to claim 1 , wherein a thickness of the ceramic frame portion is larger than a thickness of the glass layer. 請求項１又は請求項２に記載の発光素子搭載用基板と、
前記素子搭載部に搭載される発光素子と、
前記セラミック基体部と前記セラミック枠部と前記ガラス層とで囲まれる部分に充填され、前記発光素子を封止するシリコーン樹脂からなる封止樹脂と、
を備える発光装置であって、
前記ガラス層のガラス成分には、Ｓｉ元素が含有されていることを特徴とする発光装置。 The light emitting element mounting substrate according to claim 1 or 2 ,
A light emitting element mounted on the element mounting portion;
A sealing resin made of a silicone resin that fills a portion surrounded by the ceramic base portion, the ceramic frame portion, and the glass layer, and seals the light emitting element;
A light emitting device comprising:
The light-emitting device, wherein the glass component of the glass layer contains Si element.
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