特開 2024-79722 発光素子搭載用パッケージおよび発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024079722

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】発光素子搭載用パッケージおよび発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/373 20060101AFI20240604BHJP

   H01L 33/64 20100101ALI20240604BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20240604BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20240604BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

H01L23/36 M

H01L33/64

H01L23/36 C

H01L23/12 J

H01L33/62

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024040521

(22)【出願日】2024-03-14

(62)【分割の表示】P 2022143862の分割

【原出願日】2018-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古久保 洋二

(57)【要約】

【課題】放熱性の高い発光素子搭載用パッケージを提供する。
【解決手段】発光素子搭載用パッケージは、発光素子を搭載するための第１素子用端子、第２素子用端子、第１電源用端子及び第２電源用端子を有する平板状の搭載部と、搭載部において第１素子用端子、第２素子用端子、第１電源用端子及び第２電源用端子が設けられるおもて面とは反対側に設けられ、発光素子から発生する熱を放熱する放熱部と、を備え、搭載部と放熱部とはセラミックスで一体的に形成されている。搭載部の内部に、第１ビア導体、第１配線導体、第２ビア導体、第３ビア導体、第２配線導体及び第４ビア導体を有する。第１素子用端子、第１ビア導体、第１配線導体、第２ビア導体及び第１電源用端子がこの順に連結されて形成される第１配線部と、第２素子用端子、第３ビア導体、第２配線導体、第４ビア導体及び第２電源用端子がこの順に連結されて形成される第２配線部とは同じ配線長である。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子を搭載するための第１素子用端子、第２素子用端子、第１電源用端子および第２電源用端子を有する平板状の搭載部と、
前記搭載部において前記第１素子用端子、前記第２素子用端子、前記第１電源用端子および前記第２電源用端子が設けられるおもて面とは反対側に設けられ、前記発光素子から発生する熱を放熱する放熱部と、
を備え、
前記搭載部と前記放熱部とはセラミックスで一体的に形成されており、
前記搭載部の内部に、第１ビア導体、第１配線導体、第２ビア導体、第３ビア導体、第２配線導体および第４ビア導体を有し、
前記第１素子用端子、前記第１ビア導体、前記第１配線導体、前記第２ビア導体および前記第１電源用端子がこの順に連結されて第１配線部が形成されており、
前記第２素子用端子、前記第３ビア導体、前記第２配線導体、前記第４ビア導体および前記第２電源用端子がこの順に連結されて第２配線部が形成されており、
前記第１配線部と前記第２配線部とは同じ配線長である、
発光素子搭載用パッケージ。

【請求項2】

前記搭載部の前記おもて面の前記第１素子用端子および前記第２素子用端子の周囲に、封止用金属膜を有する、請求項１に記載の発光素子搭載用パッケージ。

【請求項3】

前記第１電源用端子および前記第２電源用端子は、前記搭載部の側面に配置される、請求項１に記載の発光素子搭載用パッケージ。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一つに記載の発光素子搭載用パッケージと、
前記発光素子搭載用パッケージの前記第１素子用端子に搭載される発光素子と、
を備える発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、発光素子搭載用パッケージおよび発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気素子を搭載するための電気素子搭載用パッケージとして、外部に熱を放出するメタルベースと、メタルベース上にハンダなどの接合材で固着されたセラミックス製のサブマウントとを有し、サブマウント上に電気素子が搭載されたパッケージが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１１６５１４号公報

【発明の概要】

【0004】

実施形態の一態様に係る発光素子搭載用パッケージは、発光素子を搭載するための第１素子用端子、第２素子用端子、第１電源用端子および第２電源用端子を有する平板状の搭載部と、前記搭載部において前記第１素子用端子、前記第２素子用端子、前記第１電源用端子および前記第２電源用端子が設けられるおもて面とは反対側に設けられ、前記発光素子から発生する熱を放熱する放熱部と、を備え、前記搭載部と前記放熱部とはセラミックスで一体的に形成されている。前記搭載部の内部に、第１ビア導体、第１配線導体、第２ビア導体、第３ビア導体、第２配線導体および第４ビア導体を有する。前記第１素子用端子、前記第１ビア導体、前記第１配線導体、前記第２ビア導体および前記第１電源用端子がこの順に連結されて第１配線部が形成されている。前記第２素子用端子、前記第３ビア導体、前記第２配線導体、前記第４ビア導体および前記第２電源用端子がこの順に連結されて第２配線部が形成されている。前記第１配線部と前記第２配線部とは同じ配線長である。

【0005】

また、実施形態の一態様に係る発光装置は、上記に記載の発光素子搭載用パッケージと、前記発光素子搭載用パッケージの前記第１素子用端子に搭載される発光素子と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1A】図１Ａは、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージの斜視図である。

【図1B】図１Ｂは、図１Ａに示すＡ－Ａ線の矢視断面図である。

【図2A】図２Ａは、実施形態の他の態様１に係る電気素子搭載用パッケージの断面図である。

【図2B】図２Ｂは、図２Ａに示すＢ－Ｂ線の矢視断面図である。

【図3A】図３Ａは、実施形態の他の態様２に係る電気素子搭載用パッケージの断面図である。

【図3B】図３Ｂは、図３Ａに示すＣ－Ｃ線の矢視断面図である。

【図4A】図４Ａは、実施形態の他の態様３に係る電気素子搭載用パッケージの断面図である。

【図4B】図４Ｂは、図４Ａに示すＤ－Ｄ線の矢視断面図である。

【図5A】図５Ａは、実施形態の他の態様４に係る電気素子搭載用パッケージの断面図である。

【図5B】図５Ｂは、図５Ａに示すＥ－Ｅ線の矢視断面図である。

【図6A】図６Ａは、実施形態の他の態様５に係る電気素子搭載用パッケージの断面図である。

【図6B】図６Ｂは、図６Ａに示すＦ－Ｆ線の矢視断面図である。

【図7】図７は、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージの一製造工程を示す平面図である。

【図8】図８は、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージの別の一製造工程を示す平面図である。

【図9】図９は、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージの別の一製造工程を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する電気素子搭載用パッケージおよび電気装置の実施形態について説明する。なお、以下には、電気素子搭載用パッケージおよび電気装置の例として、電気素子に発光素子を適用した形態（以下、発光素子搭載用パッケージ、発光装置と表記する。）を示すが、この発明は発光素子に限定されるものではなく、発熱性を有する電気素子全般に適用できることは言うまでもない。

【0008】

ここで、発熱性を有する電気素子としては、大規模集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、電荷結合素子（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）および発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などを挙げることができる。以下に示す実施形態は、とりわけレーザダイオード用として有用なものとなる。

【0009】

＜実施形態＞
最初に、実施形態に係る発光素子搭載用パッケージＡ１の概要について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。

【0010】

図１Ａなどに示すように、実施形態に係る発光素子搭載用パッケージＡ１は、平板状の搭載部１０と、かかる搭載部１０の裏側に設けられる放熱部２０とを備える。また、搭載部１０のおもて面１０ａには素子用端子１１ａが設けられ、かかる素子用端子１１ａに発光素子３０が搭載される。

【0011】

ここで、実施形態に係る発光素子搭載用パッケージＡ１は、搭載部１０と放熱部２０とがセラミックスで一体的に形成されている。すなわち、発光素子搭載用パッケージＡ１には、発光素子３０が搭載される搭載部１０と、外部に熱を放出する機能を有する放熱部２０との間に、異種材料同士で構成され大きな熱抵抗を生じさせる界面が設けられていない。

【0012】

これにより、搭載部１０と放熱部２０との間の熱抵抗を小さくすることができることから、搭載部１０から放熱部２０に効率よく熱を伝えることができる。したがって、放熱性の高い発光素子搭載用パッケージＡ１を実現することができる。

【0013】

また、発光素子搭載用パッケージＡ１は、搭載部１０と放熱部２０との間を接合する工程が不要となるとともに、ハンダなどの接合材も不要となる。したがって、製造コストの低い発光素子搭載用パッケージＡ１を実現することができる。

【0014】

さらに、発光素子搭載用パッケージＡ１は、搭載部１０と放熱部２０とが同じ材料で構成されていることから、搭載部１０と放熱部２０との熱膨張係数およびヤング率を揃えることができる。したがって、熱変動による歪みを小さくすることができることから、耐熱衝撃性が高い発光素子搭載用パッケージＡ１を実現することができる。

【0015】

たとえば、特許文献１に開示されているような従来の電気素子搭載用パッケージは、メタルベースとサブマウントとが異種材料であり、また、メタルベースとサブマウントとの間に接合材が用いられている。このため、サブマウントからメタルベースに熱が効率よく伝わり難い。

【0016】

また、発光素子搭載用パッケージＡ１は、放熱部２０に複数のフィン２１を有し、隣接するフィン２１同士の間に溝２２が形成されている。かかる複数のフィン２１は、たとえば、放熱部２０において搭載部１０に接する側とは反対側に形成される。

【0017】

これにより、放熱部２０の表面積を増加させ、放熱性を向上させることができることから、さらに放熱性の高い発光素子搭載用パッケージＡ１を実現することができる。なお、実施形態では、フィン２１の形状が台形状である場合について示しているが、フィン２１の形状は台形状に限られない。

【0018】

引き続き、図１Ａおよび図１Ｂを参照しながら、発光素子搭載用パッケージＡ１の詳細な構成について説明する。

【0019】

搭載部１０および放熱部２０は、セラミックスにより形成されている。かかるセラミックスとしては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コージエライト、フォルステライト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素またはガラスセラミックスなどが適している。そして、搭載部１０および放熱部２０は、熱伝導率が高く、かつ熱膨張率が発光素子３０に近いという点から、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分として含んでいることが好ましい。

【0020】

ここで、「窒化アルミニウムを主成分として含んでいる」とは、搭載部１０および放熱部２０が窒化アルミニウムを８０質量％以上含んでいることをいう。搭載部１０および放熱部２０に含まれる窒化アルミニウムが８０質量％以上の場合、発光素子搭載用パッケージＡ１の熱伝導率が高くなり、放熱性を向上させることができる。

【0021】

さらに、搭載部１０および放熱部２０は、窒化アルミニウムを９０質量％以上含んでいることが好ましい。窒化アルミニウムの含有量を９０質量％以上とすることにより、搭載部１０および放熱部２０の熱伝導率を１５０Ｗ／ｍＫ以上にすることができることから、放熱性に優れた発光素子搭載用パッケージＡ１を実現することができる。

【0022】

図１Ａに示すように、搭載部１０のおもて面１０ａには、金属で構成される素子用端子１１ａ、１１ｂが設けられる。また、搭載部１０には、電源用端子１２ａ、１２ｂが設けられる。ここで、「金属で構成される」とは、一部に金属以外のたとえばセラミックスが含まれてもよいという意味であり、以下も同様の意味である。

【0023】

素子用端子１１ａは、発光素子３０が搭載される端子である。素子用端子１１ｂは、素子用端子１１ａに搭載された発光素子３０がボンディングワイヤなどにより接続される端子である。電源用端子１２ａ、１２ｂは、図示しない外部電源が接続される端子である。

【0024】

素子用端子１１ａ、１１ｂおよび電源用端子１２ａ、１２ｂは、金属粉末を焼結させたメタライズ膜で形成すればよい。このメタライズ膜は、搭載部１０を構成するセラミックスの表面に高い強度で接着させることができることから、信頼性の高い発光素子搭載用パッケージＡ１を実現することができる。

【0025】

また、かかるメタライズ膜の表面にＮｉなどのめっき膜を形成してもよい。さらに、かかるめっき膜の表面に、ハンダやＡｕ－Ｓｎめっき膜を設けてもよい。

【0026】

図１Ｂに示すように、素子用端子１１ａは、搭載部１０の内部に形成される金属製の第１ビア導体１４ａと、配線導体１５ａと、第２ビア導体１６ａとを経由して、電源用端子１２ａに電気的に接続される。

【0027】

なお、図示していないが、素子用端子１１ｂも同様に、第１ビア導体と、配線導体と、第２ビア導体とを経由して、電源用端子１２ｂに電気的に接続される。また、第１ビア導体１４ａと、配線導体１５ａと、第２ビア導体１６ａとは、金属粉末を焼成させたメタライズ膜であるのがよい。

【0028】

図１Ａに示すように、搭載部１０のおもて面１０ａには、素子用端子１１ａ、１１ｂを取り巻くように封止用金属膜１３が設けられている。封止用金属膜１３は、素子用端子１１ａに搭載された発光素子３０を覆うようにキャップ４０を設けるときに、かかるキャップ４０が接合される部位である。

【0029】

ここまで説明した発光素子搭載用パッケージＡ１上に、発光素子３０とキャップ４０とが搭載されて、発光装置が構成される。

【0030】

発光素子３０は、例えば、レーザダイオード（半導体レーザともいう）などを用いることができる。発光素子３０は、一端面に設けられる放射面３０ａが、発光素子搭載用パッケージＡ１の所定の方向に向かうように配置される。

【0031】

発光素子３０は、搭載部１０上の素子用端子１１ａにハンダなどの導電性接合材を用いて接合される。この際に、かかる導電性接合材により、発光素子３０の下面に設けられる第１電極（不図示）と、素子用端子１１ａとが電気的に接続される。

【0032】

さらに、発光素子３０の上面に設けられる第２電極（不図示）と、素子用端子１１ａに隣接する素子用端子１１ｂとが、ボンディングワイヤ（不図示）などを用いて電気的に接続される。

【0033】

キャップ４０は、発光素子３０などの封止用金属膜１３で囲まれる領域を気密封止するための部材である。キャップ４０は、金属材料やセラミックスなどから構成することができ、例えば、耐熱性および放熱性が高いという点からコバール（Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金）で構成すればよい。

【0034】

キャップ４０には、側面に横窓４１が設けられており、横窓４１には透明なガラスがはめ込まれている。キャップ４０は、横窓４１が発光素子３０の放射面３０ａと同じ方向に向かうように配置される。そして、放射面３０ａから放射される光は、横窓４１を通過して外部に放射される。

【0035】

キャップ４０と封止用金属膜１３との接合には、ロウ材を用いるのがよい。接合材にロウ材を用いることにより、キャップ４０で封止される領域の気密性を高めることができることから、発光装置の信頼性を向上させることができる。

【0036】

＜他の態様＞
次に、実施形態の各種他の態様について、図２Ａ～図６Ｂを参照しながら説明する。なお、以降の説明においては、上述の実施形態と共通の構成については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

【0037】

図２Ａおよび図２Ｂに示す発光素子搭載用パッケージＡ２は、実施形態の他の態様１である。かかる他の態様１では、放熱部２０の構成が実施形態と異なる。

【0038】

他の態様１の放熱部２０は、厚みの異なるフィンがそれぞれ形成された第１フィン部２３および第２フィン部２４を有する。第１フィン部２３には、複数の第１フィン２１ａが並んで形成され、第２フィン部２４には、複数の第２フィン２１ｂが並んで形成される。なお、第１フィン２１ａおよび第２フィン２１ｂは、上述したフィン２１の別の一例である。

【0039】

また、第１フィン部２３は搭載部１０の素子用端子１１ａ、１１ｂ側に設けられ、第２フィン部２４は搭載部１０の電源用端子１２ａ、１２ｂ側に設けられる。すなわち、第１フィン部２３は、第２フィン部２４より素子用端子１１ａ、１１ｂに近接して設けられる。

【0040】

そして、図２Ｂに示すように、第１フィン２１ａの厚みＴ１は第２フィン２１ｂの厚みＴ２より薄く、第１フィン２１ａのピッチＰ１は第２フィン２１ｂのピッチＰ２より小さい。すなわち、第１フィン部２３は、第２フィン部２４より単位長さ当たりのフィンの数が多い。

【0041】

このように、他の態様１では、単位長さ当たりのフィンの数が多く、より表面積の大きい第１フィン部２３が素子用端子１１ａ、１１ｂに近接して設けられている。これにより、発光素子３０が搭載される素子用端子１１ａ、１１ｂ側の放熱性をさらに向上させることができる。

【0042】

たとえば、他の態様１では、第１フィン２１ａの厚みＴ１が第２フィン２１ｂの厚みＴ２の１／５以上かつ２／３以下であるとよい。また、他の態様１では、第１フィン２１ａのピッチＰ１が第２フィン２１ｂのピッチＰ２の１／５以上かつ２／３以下であるとよい。

【0043】

図３Ａおよび図３Ｂに示す発光素子搭載用パッケージＡ３は、実施形態の他の態様２である。かかる他の態様２では、放熱部２０の幅が搭載部１０の幅より狭く、搭載部１０と放熱部２０との間に段差２５が形成される。そして、図３Ｂに示すように、かかる段差２５を用いて、放熱部２０を支持板５０に挿入した状態で発光素子搭載用パッケージＡ３を固定することができる。

【0044】

これにより、搭載部１０と放熱部２０とが支持板５０によって空間を遮断した状態にすることができることから、放熱部２０から外部に放出された熱が搭載部１０に回り込みにくくなる。したがって、他の態様２によれば、搭載部１０の放熱性を向上させることができる。

【0045】

図４Ａおよび図４Ｂに示す発光素子搭載用パッケージＡ４は、実施形態の他の態様３である。かかる他の態様３では、放熱部２０の幅が搭載部１０の幅より広く、搭載部１０と放熱部２０との間に段差２６が形成される。

【0046】

そして、図４Ｂに示すように、かかる段差２６を用いて、搭載部１０を支持板５０に挿入した状態で発光素子搭載用パッケージＡ４を固定することにより、搭載部１０と放熱部２０とが支持板５０によって空間を遮断した状態にすることができる。

【0047】

したがって、他の態様３によれば、放熱部２０から外部に放出された熱が搭載部１０に回り込みにくくなることから、搭載部１０の放熱性を向上させることができる。

【0048】

なお、他の態様２および他の態様３では、搭載部１０における長辺方向の幅および短辺方向の幅がいずれも異なっているが、支持板５０を保持可能であれば、搭載部１０における長辺方向の幅および短辺方向の幅のうち一方だけが異なっていてもよい。

【0049】

またこの場合、搭載部１０と放熱部２０との間で幅の異なる位置は、対向する側面同士あるいは端面同士であることが好ましい。

【0050】

図５Ａおよび図５Ｂに示す発光素子搭載用パッケージＡ５は、実施形態の他の態様４である。かかる他の態様４では、放熱部２０の構成が他の態様１と異なる。

【0051】

他の態様４の放熱部２０には、複数の第３フィン２１ｃが並んで形成されるはみ出しフィン部２７を有する。かかるはみ出しフィン部２７は、搭載部１０において素子用端子１１ａ、１１ｂが設けられる側からはみ出して設けられる。

【0052】

これにより、素子用端子１１ａ、１１ｂが搭載部１０の一方側に偏って配置された構造であっても、発光素子３０から発する熱をかかるはみ出しフィン部２７により十分に放熱することができる。したがって、他の態様４によれば、発光素子３０が搭載される素子用端子１１ａ、１１ｂ側の放熱性をさらに向上させることができる。

【0053】

なお、はみ出しフィン部２７に設けられる第３フィン２１ｃの厚みＴ３は第２フィン２１ｂの厚みＴ２より薄くするとよく、第３フィン２１ｃのピッチＰ３は第２フィン２１ｂのピッチＰ２より小さくするとよい。すなわち、はみ出しフィン部２７は、第２フィン部２４より単位長さ当たりのフィンの数を多くするとよい。

【0054】

これにより、はみ出しフィン部２７の表面積を大きくすることができることから、発光素子３０が搭載される素子用端子１１ａ、１１ｂ側の放熱性をさらに向上させることができる。

【0055】

たとえば、他の態様４では、第３フィン２１ｃの厚みＴ３が第２フィン２１ｂの厚みＴ２の１／５以上かつ２／３以下であるとよい。また、他の態様４では、第３フィン２１ｃのピッチＰ３が第２フィン２１ｂのピッチＰ２の１／５以上かつ２／３以下であるとよい。

【0056】

なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、放熱部２０に異なる第１フィン２１ａ、第２フィン２１ｂおよび第３フィン２１ｃが設けられた例について示したが、実施形態に示したように同じフィン２１を放熱部２０に並べて設けてもよい。

【0057】

また、他の態様４では、はみ出しフィン部２７の上面２７ａが、搭載部１０と放熱部２０との境界面２８を基準にした場合に、俯角の方向（すなわち、下向き）に傾斜するとよい。

【0058】

これにより、はみ出しフィン部２７がはみ出す方向に向かって発光素子３０の放射面３０ａから光を放射する場合に、放射された光がかかる上面２７ａで反射することを抑制することができる。したがって、他の態様４によれば、発光素子３０から安定して発光させることができる。

【0059】

そのような場合、第３フィン２１ｃの溝の深さはすべて同じにしてもよいし、搭載部１０から離れるにしたがって浅くなるようにしてもよい。搭載部１０から離れるにしたがって浅くなるようにすれば、はみ出しフィン部２７の残部の厚さが厚くなり、強度を強くできる。

【0060】

図６Ａおよび図６Ｂに示す発光素子搭載用パッケージＡ６は、実施形態の他の態様５である。かかる他の態様５では、搭載部１０の構成が実施形態と異なる。

【0061】

他の態様５の搭載部１０は、おもて面１０ａから上方に突出する台座１７が設けられており、かかる台座１７の上面に素子用端子１１ａが設けられている。すなわち、台座１７の上面に発光素子３０が搭載される。

【0062】

これにより、台座１７に搭載された発光素子３０から放射された光がおもて面１０ａで反射することを抑制することができる。したがって、他の態様５によれば、発光素子３０から安定して発光させることができる。

【0063】

また、他の態様５では、搭載部１０と台座１７とがセラミックスで一体的に形成されているとよい。これにより、搭載部１０と台座１７との間の熱抵抗を小さくすることができることから、台座１７から搭載部１０を経由して放熱部２０に効率よく熱を伝えることができる。したがって、放熱性の高い発光素子搭載用パッケージＡ６を実現することができる。

【0064】

また、図示してはいないが、他の態様５では、台座１７の上面が、搭載される発光素子３０の放射面３０ａ側が低くなるように傾斜していてもよい。これにより、発光素子３０の放射面３０ａから放射された光が台座１７の上面で反射することを抑制することができることから、発光素子３０から安定して発光させることができる。

【0065】

＜発光素子搭載用パッケージの製造方法＞
次に、実施形態に係る発光素子搭載用パッケージＡ１の製造方法について、図７～図９を参照しながら説明する。なお、図７および図８は、前半の各工程をそれぞれ上方から見た平面図であり、図９は、後半の各工程をそれぞれ側面から断面視した断面図である。

【0066】

発光素子搭載用パッケージＡ１は、２枚のグリーンシートにそれぞれ所定の加工を施した後、２枚のグリーンシートを積層して、最後に積層された成形体を焼成して形成される。

【0067】

以下においては、２枚のグリーンシートのうち、上層のグリーンシート６０の前半の各工程を平面視した図７に基づいて説明し、下層のグリーンシート７０の前半の各工程を平面視した図８に基づいて説明する。最後に、グリーンシート６０、７０の後半の各工程を断面視した図９に基づいて説明する。

【0068】

図７の（ａ）に示すように、あらかじめ所定の形状に加工したグリーンシート６０を用意する。次に、グリーンシート６０の所定の４カ所を平面視で円状に打ち抜いて、打ち抜いた４個の孔部をそれぞれビア導体６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄで埋める（図７の（ｂ））。

【0069】

次に、図７の（ｃ）に示すように、グリーンシート６０の上面に、ビア導体６１ａとつながるように導体パターン６２ａを印刷し、ビア導体６１ｂとつながるように導体パターン６２ｂを印刷する。また同時に、ビア導体６１ｃとつながるように導体パターン６２ｃを印刷し、ビア導体６１ｄとつながるように導体パターン６２ｄを印刷する。さらに同時に、導体パターン６２ａ、６２ｂを取り巻くように、枠形状の導体パターン６２ｅを印刷する。

【0070】

また、図８の（ａ）に示すように、あらかじめ所定の形状に加工したグリーンシート７０を用意する。次に、図８の（ｂ）に示すように、グリーンシート７０の上面に、導体パターン７１ａ、７１ｂを印刷する。なお、導体パターン７１ａは、グリーンシート６０に設けられたビア導体６１ａ、６１ｃに対応する位置に形成され、導体パターン７１ｂは、グリーンシート６０に設けられたビア導体６１ｂ、６１ｄに対応する位置に形成される。

【0071】

以後の工程を示す図９は、図７の（ｃ）に示すＧ－Ｇ線の矢視断面図である。図９の（ａ）に示すように、上から順にグリーンシート６０およびグリーンシート７０を積層する。そして、平板状の上金型１０１と、所定の凹部１０２ａが形成された下金型１０２とで挟み込んだかかる積層体に加熱加圧を行い、積層成形体８０を形成する（図９の（ｂ））。

【0072】

ここで、導体パターン６２ａ、６２ｃ、６２ｅは、それぞれ発光素子搭載用パッケージＡ１の素子用端子１１ａ、電源用端子１２ａ、封止用金属膜１３に対応する部位であり、ビア導体６１ａ、６１ｃは、それぞれ発光素子搭載用パッケージＡ１の第１ビア導体１４ａ、第２ビア導体１６ａに対応する部位である。

【0073】

また、導体パターン７１ａは発光素子搭載用パッケージＡ１の配線導体１５ａに対応する部位であり、下金型１０２の凹部１０２ａにより形成される凸部７２は発光素子搭載用パッケージＡ１のフィン２１に対応する部位である。

【0074】

なお、図９には図示していないが、導体パターン６２ｂ、６２ｄは、それぞれ発光素子搭載用パッケージＡ１の素子用端子１１ｂ、電源用端子１２ｂに対応する部位であり、ビア導体６１ｂ、６１ｄは、それぞれ発光素子搭載用パッケージＡ１の素子用端子１１ｂと電源用端子１２ｂとを接続する第１ビア導体および第２ビア導体に対応する部位である。

【0075】

また、導体パターン７１ｂは、発光素子搭載用パッケージＡ１の素子用端子１１ｂと電源用端子１２ｂとを接続する配線導体に対応する部位である。

【0076】

そして、製造工程の最後に、図９の（ｂ）のように形成された積層成形体８０を高温（１７００℃～２０００℃）で焼成して、発光素子搭載用パッケージＡ１が完成する。

【0077】

上述の製造工程に用いられるグリーンシート６０、７０は、例えば、主原料である窒化アルミニウムの粉体に、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）、カルシア（ＣａＯ）、エルビア（Ｅｒ_２Ｏ_３）などからなる粉体を焼結助剤として混合した無機粉体を基本構成とする。そして、かかる無機粉体に有機ビヒクルを添加混合して泥漿状となすとともに、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を用いることにより、グリーンシート６０、７０が形成される。

【0078】

また、導体パターン６２ａ～６２ｅ、７１ａ、７１ｂや、ビア導体６１ａ～６１ｄは、例えば、主原料である高融点金属のモリブデン（Ｍｏ）やタングステン（Ｗ）に、窒化アルミニウム、有機バインダー、溶剤などを共剤として混合したペーストで形成される。なお、セラミックスの焼成温度によっては、上記の高融点金属に銅などの低融点金属を含ませたものを用いてもよい。

【0079】

また、上述した発光素子搭載用パッケージＡ２～Ａ６についても、上金型１０１および下金型１０２の形状等を変更することで同様に作製することができる。

【0080】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上述の実施形態では、電源用端子１２ａ、１２ｂが搭載部１０のおもて面１０ａに設けられた例について示したが、電源用端子１２ａ、１２ｂが設けられる位置は搭載部１０のおもて面１０ａに限られず、搭載部１０の端面や側面など、搭載部１０の表面上に設けられればよい。

【0081】

また、上述の実施形態では、キャップ４０を用いて発光素子３０などを気密封止していたが、気密封止する部材はキャップ４０に限られない。例えば、所定の位置に横窓が設けられた枠形状のシールリング（封止部材）と、板形状の蓋体とを組み合わせて、発光素子３０などを気密封止してもよい。

【0082】

以上のように、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ１～Ａ６）は、電気素子（発光素子３０）を搭載するための素子用端子１１ａを有する平板状の搭載部１０と、搭載部１０において素子用端子１１ａが設けられる面（おもて面１０ａ）とは反対側に設けられ、電気素子（発光素子３０）から発生する熱を放熱する放熱部２０と、を備える。そして、搭載部１０と放熱部２０とはセラミックスで一体的に形成されている。これにより、放熱性の高い電気素子搭載用パッケージを実現することができる。

【0083】

また、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ１、Ａ６）において、放熱部２０は、搭載部１０とは反対側に設けられる複数のフィン２１を有する。これにより、放熱部２０の表面積を増加させ、放熱性を向上させることができる。

【0084】

また、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ２～Ａ５）において、放熱部２０は、複数の第１フィン２１ａが並んで設けられる第１フィン部２３と、複数の第２フィン２１ｂが並んで設けられる第２フィン部２４とを有し、第１フィン２１ａは第２フィン２１ｂより厚みが薄い。これにより、第１フィン部２３の表面積を増加させ、放熱性を向上させることができる。

【0085】

また、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ２～Ａ５）において、第１フィン部２３は、第２フィン部２４より素子用端子１１ａに近接して設けられる。これにより、発光素子３０が搭載される素子用端子１１ａ、１１ｂ側の放熱性をさらに向上させることができる。

【0086】

また、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ２～Ａ５）において、第１フィン部２３における単位長さあたりの第１フィン２１ａの数は、第２フィン部２４における単位長さあたりの第２フィン２１ｂの数より多い。これにより、第１フィン部２３の表面積を増加させ、放熱性を向上させることができる。

【0087】

また、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ５）において、放熱部２０は、搭載部１０に対して素子用端子１１ａ側からはみ出して設けられるはみ出しフィン部２７を有する。これにより、素子用端子１１ａ、１１ｂが搭載部１０の一方側に偏って配置された構造であっても、発光素子３０から発する熱をかかるはみ出しフィン部２７により十分に放熱することができる。

【0088】

また、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ５）において、はみ出しフィン部２７は、搭載部１０側に設けられる上面２７ａを有し、上面２７ａは、搭載部１０と放熱部２０との境界面２８を基準にした場合に、俯角の方向に傾斜する。これにより、はみ出しフィン部２７がはみ出す方向に向かって発光素子３０の放射面３０ａから光を放射する場合に、放射された光がかかる上面２７ａで反射することを抑制することができる。

【0089】

また、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ３）において、放熱部２０の幅は、搭載部１０の幅より狭い。これにより、搭載部１０の放熱性を向上させることができる。

【0090】

また、実施形態に係る電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ４）において、放熱部２０の幅は、搭載部１０の幅より広い。これにより、搭載部１０の放熱性を向上させることができる。

【0091】

また、実施形態に係る電気装置は、上述の電気素子搭載用パッケージ（発光素子搭載用パッケージＡ１～Ａ６）と、電気素子搭載用パッケージの素子用端子１１ａに搭載される電気素子（発光素子３０）と、を備える。これにより、放熱性の高い電気装置を実現することができる。

【0092】

さらなる効果や他の態様は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0093】

Ａ１～Ａ６ 発光素子搭載用パッケージ
１０ 搭載部
１０ａ おもて面
１１ａ、１１ｂ 素子用端子
２０ 放熱部
２１ フィン
２１ａ 第１フィン
２１ｂ 第２フィン
２１ｃ 第３フィン
２２ 溝
２３ 第１フィン部
２４ 第２フィン部
２５、２６ 段差
２７ はみ出しフィン部
３０ 発光素子
３０ａ 放射面

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】