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(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】P2025006830
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】光素子搭載用パッケージ及び発光装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/02315 20210101AFI20250109BHJP
【ＦＩ】
H01S5/02315
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023107841
(22)【出願日】2023-06-30
(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】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(74)【代理人】
【識別番号】100093045
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 良男
(72)【発明者】
【氏名】新納 範高
(72)【発明者】
【氏名】明石 朋義
【テーマコード（参考）】
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F173MC12
5F173MC15
5F173MD07
5F173MD59
5F173MD64
5F173ME03
5F173ME22
(57)【要約】
【課題】光学特性の低下を低減させた光素子搭載用パッケージ及び発光装置を提供する。
【解決手段】光素子搭載用パッケージの本体（１０）は、絶縁性の枠体（１１）と、枠体（１１）の下端を塞いで位置し、枠体（１１）よりも熱伝導率の高い基体（１２）と、枠体（１１）及び基体（１２）に囲まれた凹部（１０ａ）に対して基体（１２）の上面（１２ａ）から突出する突出部（１２１）と、を備える。枠体（１１）は、下端とは反対の上面（１１ａ）の側に透光性の平板（３２）を有する蓋体（３０）が接合可能な搭載面を有する。突出部（１２１）は、上面（１２ａ）と交差しており、端面発光型の光素子（５０）を搭載可能な搭載面（１２１ａ）を有する。
【選択図】図２
【解決手段】光素子搭載用パッケージの本体（１０）は、絶縁性の枠体（１１）と、枠体（１１）の下端を塞いで位置し、枠体（１１）よりも熱伝導率の高い基体（１２）と、枠体（１１）及び基体（１２）に囲まれた凹部（１０ａ）に対して基体（１２）の上面（１２ａ）から突出する突出部（１２１）と、を備える。枠体（１１）は、下端とは反対の上面（１１ａ）の側に透光性の平板（３２）を有する蓋体（３０）が接合可能な搭載面を有する。突出部（１２１）は、上面（１２ａ）と交差しており、端面発光型の光素子（５０）を搭載可能な搭載面（１２１ａ）を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁性の枠体と、
前記枠体の第１端を塞いで位置し、前記枠体よりも熱伝導率の高い伝熱体と、
前記枠体及び前記伝熱体に囲まれた空間に対して前記伝熱体の第１面から突出する突出部と、
を備え、
前記枠体は、前記第１端とは反対の第２端側に透光部分を有する蓋体が接合可能な第１搭載面を有し、
前記突出部は、前記第１面と交差しており、端面発光型の光素子を搭載可能な第２搭載面を有する、
光素子搭載用パッケージ。
前記枠体の第１端を塞いで位置し、前記枠体よりも熱伝導率の高い伝熱体と、
前記枠体及び前記伝熱体に囲まれた空間に対して前記伝熱体の第１面から突出する突出部と、
を備え、
前記枠体は、前記第１端とは反対の第２端側に透光部分を有する蓋体が接合可能な第１搭載面を有し、
前記突出部は、前記第１面と交差しており、端面発光型の光素子を搭載可能な第２搭載面を有する、
光素子搭載用パッケージ。
【請求項2】
前記突出部は、前記伝熱体の少なくとも一部と一体構造であり、前記少なくとも一部は、前記伝熱体を貫通している、請求項１記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項3】
前記第２搭載面は、前記第１面に対して４５度以上９０度以下の範囲で交差している、請求項１記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項4】
前記第２搭載面には、複数の光素子が搭載可能である、請求項１記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項5】
前記枠体は、前記光素子と外部とを接続する配線導体を有する、請求項１記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項6】
前記枠体は、前記配線導体と電気的につながっている電極が露出されており、
前記電極を含む面は、前記第２搭載面に沿った方向である、請求項５記載の光素子搭載用パッケージ。
前記電極を含む面は、前記第２搭載面に沿った方向である、請求項５記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項7】
前記第２搭載面に正対する側から見た場合に、前記第２搭載面と前記電極とが同時に視認可能であり、かつ、前記枠体のうち前記突出部に対して前記電極のある側とは反対側の前記第１面からの高さは、前記突出部の前記第１面からの高さよりも低い、請求項６記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項8】
前記伝熱体は、アルミニウム若しくは銅、又はこれらのうち少なくともいずれかを含む合金である、請求項１記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項9】
前記枠体は、セラミックである、請求項１記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項10】
前記セラミックはアルミナである、請求項９記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項11】
前記光素子の発する光が透過する透光部分を有し、前記第１搭載面に接合可能な蓋体を備える請求項１記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項12】
前記透光部分はレンズ構造を有する、請求項１１記載の光素子搭載用パッケージ。
【請求項13】
請求項１～１０のいずれか一項に記載の光素子搭載用パッケージと、
前記第２搭載面に搭載される光素子と、
前記光素子の発する光が透過する透光部分を有し、前記第１搭載面に接合可能な蓋体と、
を備え、
前記光素子は、前記透光部分を介して前記光素子搭載用パッケージの外へ光を出射する向きで、前記第２搭載面に搭載される
発光装置。
前記第２搭載面に搭載される光素子と、
前記光素子の発する光が透過する透光部分を有し、前記第１搭載面に接合可能な蓋体と、
を備え、
前記光素子は、前記透光部分を介して前記光素子搭載用パッケージの外へ光を出射する向きで、前記第２搭載面に搭載される
発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光素子搭載用パッケージ及び発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザー光源を内側に収容し、当該レーザー光源の発した光を出射するパッケージがある。特許文献１では、光源がパッケージの底面に沿った方向へ発する光をミラーで上向きに反射して出射させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０２０／１７５３０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、反射によりパッケージ内での光路長が長くなると、光学特性が低下するという課題がある。
【0005】
そこで、光学特性の低下を低減させた光素子搭載用パッケージ及び発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一の態様は、
［１］絶縁性の枠体と、前記枠体の第１端を塞いで位置し、前記枠体よりも熱伝導率の高い伝熱体と、前記枠体及び前記伝熱体に囲まれた空間に対して前記伝熱体の第１面から突出する突出部と、を備え、前記枠体は、前記第１端とは反対の第２端側に透光部分を有する蓋体が接合可能な第１搭載面を有し、前記突出部は、前記第１面と交差しており、端面発光型の光素子を搭載可能な第２搭載面を有する、光素子搭載用パッケージ。
［２］前記突出部は、前記伝熱体の少なくとも一部と一体構造であり、前記少なくとも一部は、前記伝熱体を貫通している、［１］の光素子搭載用パッケージ。
［３］前記第２搭載面は、前記第１面に対して４５度以上９０度以下の範囲で交差している、［１］又は［２］の光素子搭載用パッケージ。
［４］前記第２搭載面には、複数の光素子が搭載可能である、［１］～［３］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［５］前記枠体は、前記光素子と外部とを接続する配線導体を有する、［１］～［４］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［６］前記枠体は、前記配線導体と電気的につながっている電極が露出されており、前記電極を含む面は、前記第２搭載面に沿った方向である、［５］の光素子搭載用パッケージ。
［７］前記第２搭載面に正対する側から見た場合に、前記第２搭載面と前記電極とが同時に視認可能であり、かつ、前記枠体のうち前記突出部に対して前記電極のある側とは反対側の前記第１面からの高さは、前記突出部の前記第１面からの高さよりも低い、［６］の光素子搭載用パッケージ。
［８］前記伝熱体は、アルミニウム若しくは銅、又はこれらのうち少なくともいずれかを含む合金である、［１］～［７］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［９］前記枠体は、セラミックである、［１］～［８］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［１０］前記セラミックはアルミナである、［９］の光素子搭載用パッケージ。
［１１］前記光素子の発する光が透過する透光部分を有し、前記第１搭載面に接合可能な蓋体を備える［１］～［９］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［１２］前記透光部分はレンズ構造を有する、［１１］の光素子搭載用パッケージ。
［１３］［１］～［１０］のいずれかの光素子搭載用パッケージと、前記第２搭載面に搭載される光素子と、前記光素子の発する光が透過する透光部分を有し、前記第１搭載面に接合可能な蓋体と、を備え、前記光素子は、前記透光部分を介して前記光素子搭載用パッケージの外へ光を出射する向きで、前記第２搭載面に搭載される、発光装置。
［１］絶縁性の枠体と、前記枠体の第１端を塞いで位置し、前記枠体よりも熱伝導率の高い伝熱体と、前記枠体及び前記伝熱体に囲まれた空間に対して前記伝熱体の第１面から突出する突出部と、を備え、前記枠体は、前記第１端とは反対の第２端側に透光部分を有する蓋体が接合可能な第１搭載面を有し、前記突出部は、前記第１面と交差しており、端面発光型の光素子を搭載可能な第２搭載面を有する、光素子搭載用パッケージ。
［２］前記突出部は、前記伝熱体の少なくとも一部と一体構造であり、前記少なくとも一部は、前記伝熱体を貫通している、［１］の光素子搭載用パッケージ。
［３］前記第２搭載面は、前記第１面に対して４５度以上９０度以下の範囲で交差している、［１］又は［２］の光素子搭載用パッケージ。
［４］前記第２搭載面には、複数の光素子が搭載可能である、［１］～［３］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［５］前記枠体は、前記光素子と外部とを接続する配線導体を有する、［１］～［４］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［６］前記枠体は、前記配線導体と電気的につながっている電極が露出されており、前記電極を含む面は、前記第２搭載面に沿った方向である、［５］の光素子搭載用パッケージ。
［７］前記第２搭載面に正対する側から見た場合に、前記第２搭載面と前記電極とが同時に視認可能であり、かつ、前記枠体のうち前記突出部に対して前記電極のある側とは反対側の前記第１面からの高さは、前記突出部の前記第１面からの高さよりも低い、［６］の光素子搭載用パッケージ。
［８］前記伝熱体は、アルミニウム若しくは銅、又はこれらのうち少なくともいずれかを含む合金である、［１］～［７］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［９］前記枠体は、セラミックである、［１］～［８］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［１０］前記セラミックはアルミナである、［９］の光素子搭載用パッケージ。
［１１］前記光素子の発する光が透過する透光部分を有し、前記第１搭載面に接合可能な蓋体を備える［１］～［９］のいずれか一つの光素子搭載用パッケージ。
［１２］前記透光部分はレンズ構造を有する、［１１］の光素子搭載用パッケージ。
［１３］［１］～［１０］のいずれかの光素子搭載用パッケージと、前記第２搭載面に搭載される光素子と、前記光素子の発する光が透過する透光部分を有し、前記第１搭載面に接合可能な蓋体と、を備え、前記光素子は、前記透光部分を介して前記光素子搭載用パッケージの外へ光を出射する向きで、前記第２搭載面に搭載される、発光装置。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、発光装置における光学特性の低下を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態の発光装置の全体斜視図である。
【図2】発光装置の本体と蓋体とを分解した斜視図である。
【図3】本体の断面図である。
【図4】第２実施形態の本体を示す斜視図及び断面図である。
【図5】第３実施形態の発光装置を示す斜視図、及び発光装置の蓋体及び本体を分離して示す分解斜視図である。
【図6】第４、第５実施形態の発光装置を示す斜視図である。
【図7】第６実施形態の本体を示す斜視図及び断面図である。
【図8】第７実施形態の本体を示す断面図である。
【図9】発光装置を回路基板上に複数配置した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の発光装置１の全体斜視図である。図２は、発光装置１の本体１０と蓋体３０とを分解した斜視図である。
発光装置１は、本体１０と、蓋体３０と、光素子５０などを備える。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の発光装置１の全体斜視図である。図２は、発光装置１の本体１０と蓋体３０とを分解した斜視図である。
発光装置１は、本体１０と、蓋体３０と、光素子５０などを備える。
【0010】
本体１０は、光素子５０を内部に収容する光素子搭載用パッケージの筐体である。蓋体３０は、本体１０の内部の光素子５０を封止する。蓋体３０は、枠体３１の上面に光透過性の平板３２が位置しており、ここでは、平板３２を介して本体１０内部の光素子５０から光が出射可能となっている。蓋体３０は、光素子搭載用パッケージに含まれていてもよいし、本体１０のみの光素子搭載用パッケージとは独立して頒布されるものであってもよい。
【0011】
本体１０は、枠体１１と基体１２とを有する。基体１２は、上下が開放された枠体１１の下端（第１端）側を塞いで枠体１１の内部に位置している。基体１２は、伝熱体であり、枠体１１よりも熱伝導率が高い。例えば、基体１２は、銅若しくはアルミニウム、又はこれらのうち少なくともいずれかを含む合金などの金属部材である。あるいは、基体１２は、セラミック材であってもよい。また、単結晶性の無機物が基体１２に好適に用いられてもよい。さらに、基体１２は、無機物と金属との複合物により高熱伝導率が得られるものであってもよい。すなわち、基体１２の電気伝導性の有無は問われない。
【0012】
枠体１１は、絶縁性を有する。枠体１１は、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ジルコニア、樹脂などである。したがって、枠体１１の主成分としてセラミック、特に、アルミナが用いられる場合には、セラミック以外が用いられる場合と比べて、枠体１１の気密性が高くなる。また、枠体１１の主成分としてセラミックが用いられる場合には、基体１２との熱膨張率の差をセラミック以外が用いられる場合と比べて小さくできる。枠体１１は、複数の層が積層された構造であってもよい。各層には、枠体１１を厚さ方向に貫くビア導体１１８が位置して、互いに接続している。
【0013】
枠体１１は、内側面から内側に向けて環状の突起部１１１を有する。突起部１１１は、枠体１１と一体構造であり、かつ同一の材質である。突起部１１１の下面側に基体１２の上面１２ａの周縁部分が接合されている。
【0014】
枠体１１の内側面と基体１２の上面１２ａ（第１面）とにより囲まれて凹部１０ａ（空間）が位置する。基体１２の上面１２ａから凹部１０ａに対して、突出部１２１が突出している。突出部１２１は、例えば、直方体形状である。突出部１２１の上面１２ａからの高さは、上面１２ａから枠体１１の上端までの高さよりも高い。突出部１２１は、基体１２と一体構造かつ同一の材質である。突出部１２１の周囲は、上面と上記突起部１１１とにより段状になっている。
【0015】
突出部１２１のうち上面１２ａと交差する、すなわち直交する側面の一面は、光素子５０の搭載面１２１ａ（第２搭載面）である。搭載面１２１ａは、突出部１２１のうち凹部１０ａの中心に向いた面とされている。搭載面１２１ａには、１又は複数個の光素子５０を接着、搭載することができる。例えば、搭載面１２１ａには、３個の光素子５０が位置している。光素子５０は、端面発光型のレーザーダイオード（ＬＤ）である。光素子５０は、その長辺に沿って突出部１２１と接触している。これにより、光素子５０は、動作時に蓋体３０を通って外向きに光を出射するとともに、生じた熱が速やかに伝熱体である突出部１２１を経て基体１２へ伝えられる。
【0016】
ここでは、光素子５０は、上面１２ａに対して垂直上向き（上面１２ａとは反対向き）に光を出射するように位置しているが、これに限られない。光素子５０は、上面１２ａに対して多少斜めの向きで光を出射するのであってもよい。
【0017】
３個の光素子５０は、直列に接続され、両端が電極１１５ａ、１１５ｂに接続されている。光素子５０間及び光素子５０と電極１１５ａ、１１５ｂとの間は、ボンディングワイヤにより接続されている。ボンディングワイヤは、例えば、４組が並列に電極１１５ａ、光素子５０及び電極１１５ｂの間を接続している。複数組のボンディングワイヤにより接続されることで、１組が断線しても他の組のボンディングワイヤにより光素子５０を発光動作させることができる。
【0018】
電極１１５ａ、１１５ｂは、突起部１１１上に位置する支持台１１２の側面に露出している。支持台１１２は、突出部１２１の搭載面１２１ａとは反対側の面と、枠体１１の内側面との間に位置する。支持台１１２は、枠体１１とは別体であってもよい。すなわち、支持台１１２は、枠体１１に対して接合されている。接合は、シンタリングペーストなどにより行われ得る。支持台１１２は、内部に電極１１５ａ、１１５ｂにそれぞれつながる配線構造を有する。支持台１１２の配線構造以外の部分は、絶縁材であり、例えば、枠体１１と同一であってもよい。
【0019】
このとき、電極１１５ａ、１１５ｂは、搭載面１２１ａと正対する側から見た平面視で、搭載面１２１ａ及び光素子５０と同時に視認可能な位置にある。特に、電極１１５ａ、１１５ｂを含む面は、搭載面１２１ａに沿った方向であるのが好ましい。沿った方向とは、互いに平行であるか、又は平行方向から若干ずれた範囲内であることを意味する。具体的には、２つの面のなす角度が±３０度以下、より好ましくは±２０度以下、更に好ましくは±１０度以下である。配線構造は、後述のように枠体１１の配線構造と接続されて、枠体１１の下面に位置する外部電極と電気的につながっている。
【0020】
枠体１１の上面１１ａ（第２端）は、蓋体３０が接合可能な第１搭載面となっている。別個の本体１０及び蓋体３０は、搭載面１２１ａに光素子５０が搭載されて、ボンディングワイヤＷにより光素子５０と電極１１５ａ、１１５ｂとが接続された後に接合される。これにより、光素子５０を含む凹部１０ａが封止される。このとき、凹部１０ａ内には、乾燥空気又は不活性ガスが充填されてもよい。
【0021】
蓋体３０は、上述のように、枠体３１と、平板３２とを有する。枠体３１は、本体１０の枠体１１と同一の部材であってもよく、すなわち、例えばアルミナである。枠体３１の外周形状は、枠体１１の外周形状と同一である。枠体３１の内周形状は、枠体１１の内周形状と同一でなくてもよい。枠体３１の高さは、蓋体３０により凹部１０ａを封止した際に、突出部１２１の上面及び光素子５０の発光端と平板３２の下面とが接触しない範囲でこれらの幅が十分に小さくなるように定められている。これにより、光素子５０が発した光は、蓋体３０の厚さに応じた光路長となる。光路長、特に凹部１０ａの内部における光路長が短いことで、出射光の拡散が抑えられる。これに応じて、突出部１２１がなく、上面１２ａ付近から出射された光の凹部１０ａの内部における光路長が本実施形態の光路長よりも長い場合に比して、各出射光の間で干渉が生じにくくなる。したがって、搭載面１２１ａに搭載される複数の光素子５０の間隔を狭くすることができる。光素子５０の間隔に応じて、光素子搭載用パッケージの平面視サイズも小型化され得る。
【0022】
平板３２は、気密性を有する光透過性の部材であり（透光部分）、例えば、ホウケイ酸ガラス又はサファイアガラスである。平板３２の表面は、反射防止コーティング（ＡＲコート）されていてもよい。平板３２は、例えば、フリットガラスを用いて枠体３１と接合されている。
【0023】
本体１０と蓋体３０とは、接合部材４０を介して接合され得る。接合部材４０には、例えば、金すずなどが用いられる。金すずは、例えば、各枠体１１、３１よりも幅の狭い環状のプリフォームがシールリングとして用いられ得る。
【0024】
あるいは、接合には、フリットガラスなどが用いられてもよい。この場合、接合時に上記蓋体３０における枠体３１と平板３２との接合面が再溶融しないように、蓋体３０のフリットガラスよりも低融点のものが用いられる。低融点のフリットガラスは、例えば、金属としてテリリウム、ビスマス、バナジウムなどの混合物を含む。
【0025】
図３は、断面線ＡＡにおける本体１０の断面図である。
電極１１５ａを含むこの断面図では、電極１１５ａと枠体１１の底面に位置する外部接続電極１１７との間で配線部材がつながっている。
電極１１５ａを含むこの断面図では、電極１１５ａと枠体１１の底面に位置する外部接続電極１１７との間で配線部材がつながっている。
【0026】
具体的には、枠体１１内には、複数のビア導体１１８が重なっており、突起部１１１の上面に位置する接続配線１１９につながっている。電極１１５ａは、支持台１１２の内部を伸びる配線部材１１６（配線導体）と接続している。配線部材１１６は、支持台１１２の下端から露出して接続配線１１９と接続されている。すなわち、配線部材１１６、外部接続電極１１７、ビア導体１１８及び接続配線１１９を含む配線導体が、ボンディングワイヤＷにより電極１１５ａに接続された光素子５０を外部と接続する。
【0027】
このように、光素子５０からの放熱経路は、主に基体１２であるのに対し、光素子５０との電気的な経路は、枠体１１である。すなわち、放熱経路と電気的な経路は分離されている。この結果、電気的な経路が大きな温度変化を生じづらく、これに伴って電気的な経路の抵抗値などの変化が抑えられる。一方、上記のように、放熱経路は、幅が広く、かつ熱伝導率が顕著に高い。したがって、速やかに光素子５０から放熱される。
【0028】
［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の本体１０１を示す斜視図（図４（ａ））と、断面線ＡＡにおける断面図（図４（ｂ））である。
本体１０１は、支持台１１２を有さない。本体１０１は、電極１１５ａ、１１５ｂの代わりに単独で直立する電極柱（ピラー１１５ｃ、１１５ｄ）を有する。ピラー１１５ｃ、１１５ｄの突起部１１１との接触部分は、安定性のために太くなっていてもよい。ピラー１１５ｃ、１１５ｄの形状は、任意である。しかしながら、ボンディングワイヤＷの接合部分が部分的に平面かつ搭載面１２１ａと略平行であることで、ワイヤボンディングの作業が容易になる。
図４は、第２実施形態の本体１０１を示す斜視図（図４（ａ））と、断面線ＡＡにおける断面図（図４（ｂ））である。
本体１０１は、支持台１１２を有さない。本体１０１は、電極１１５ａ、１１５ｂの代わりに単独で直立する電極柱（ピラー１１５ｃ、１１５ｄ）を有する。ピラー１１５ｃ、１１５ｄの突起部１１１との接触部分は、安定性のために太くなっていてもよい。ピラー１１５ｃ、１１５ｄの形状は、任意である。しかしながら、ボンディングワイヤＷの接合部分が部分的に平面かつ搭載面１２１ａと略平行であることで、ワイヤボンディングの作業が容易になる。
【0029】
ピラー１１５ｃ、１１５ｄは、例えば、銀ろうなどのろう材を用いて接続配線１１９と電気的に接続された状態で固定されればよい。
【0030】
【0031】
この発光装置１ｂは、蓋体３０２がキャップ形状の筐体３１２と、筐体３１２の上面に空いた開口を封止する平板３２２とを有する。平板３２２は、図示のように開口の外側に接合されていてもよいし、開口の内側に接合されていてもよい。あるいは、平板３２２は、開口の縁に沿って嵌め込まれていてもよい。開口のサイズは、光素子５０の出射光が妨げられずに出射可能な範囲であればよい。このような３次元形状を有する筐体３１２は、例えば、絞り加工により金属部材が成型されて得られてもよい。
【0032】
本体１０２は、枠体１１の上端面に環状の金属枠材１３が位置している点を除き、上記第１実施形態の本体１０と同一である。同一の構成には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。金属枠材１３は、例えば、低抵抗なもの、例えば、コバール（登録商標）である。金属枠材１３は、平面視で筐体３１２の下端が本体１０２に接する位置と重なっており、すなわち、筐体３１２の下端と金属枠材１３とが接合される。筐体３１２及び金属枠材１３がいずれも低抵抗金属であるので、これらは、シーム溶接により接合されてもよい。
【0033】
［第４、第５実施形態］
図６は、第４、第５実施形態の発光装置１ｃ、１ｄを示す斜視図である。なお、ここでは、発光装置１ｃにおける凹部１０ａ内の構成の表記を省略している。
図６（ａ）に示す第４実施形態の発光装置１ｃは、上記第１実施形態の発光装置１における蓋体３０の平板３２上にレンズ構造３３が位置している。図６（ｂ）に示す第５実施形態の発光装置１ｄは、第３実施形態の発光装置１ｂにおける蓋体３０２の平板３２２の上部にレンズ構造３３ｄが位置している。
図６は、第４、第５実施形態の発光装置１ｃ、１ｄを示す斜視図である。なお、ここでは、発光装置１ｃにおける凹部１０ａ内の構成の表記を省略している。
図６（ａ）に示す第４実施形態の発光装置１ｃは、上記第１実施形態の発光装置１における蓋体３０の平板３２上にレンズ構造３３が位置している。図６（ｂ）に示す第５実施形態の発光装置１ｄは、第３実施形態の発光装置１ｂにおける蓋体３０２の平板３２２の上部にレンズ構造３３ｄが位置している。
【0034】
レンズ構造３３、３３ｄは、光素子５０から各々出射された光の拡散を低減し、更に平行光としたり、収束させたりするコリメートレンズ構造を有する。レンズ構造３３は、平板３２（透光部分）と別個のものが平板３２に接合されたものであるが、平板３２と一体的に構成されていてもよい。レンズ構造３３ｄは、平板３２２と一体的に構成されているものであるが、平板３２２とは別個の構成が、当該平板３２２に接合されてもよい。なお、レンズ構造３３、３３ｄの収束率は、ある軸方向とこれに垂直な軸方向とで異なっていてもよい。ここでは、レンズ構造３３、３３ｄは、主に発光装置１ｃ、１ｄの長辺方向について出射光を収束させているが、これに限られない。
【0035】
［第６実施形態］
図７は、第６実施形態の本体１０３を示す斜視図及び断面図である。
図７（ｂ）は、図７（ａ）における断面線ＢＢにおける断面図である。また、この図７（ｂ）には、発光装置１が取り付けられる回路基板７の断面が併せて示されている。
図７（ａ）に示すように、光素子５０の一端は、ボンディングワイヤを介さずに直接突出部１２１と導通している。上記のように、突出部１２１を含む基体１２は、銅など電気伝導性を有するものであってもよい。
図７は、第６実施形態の本体１０３を示す斜視図及び断面図である。
図７（ｂ）は、図７（ａ）における断面線ＢＢにおける断面図である。また、この図７（ｂ）には、発光装置１が取り付けられる回路基板７の断面が併せて示されている。
図７（ａ）に示すように、光素子５０の一端は、ボンディングワイヤを介さずに直接突出部１２１と導通している。上記のように、突出部１２１を含む基体１２は、銅など電気伝導性を有するものであってもよい。
【0036】
図７（ｂ）に示すように、基体１２の下面には、外部電極１２４が位置していてもよい。外部電極１２４は、回路基板７の電極パッド又は接地面などの導体層７１と接続され得る。導体層７１は、例えば、銅である。回路基板７は、例えば、メタルコア印刷配線板（ＭＣＰＣＢ）であってもよい。ＭＣＰＣＢの導体層７１は、基体１２の下面と接する突起部を有する。この突起部上面には、酸化防止膜としてのめっき層が位置していてもよい。めっきは、例えば、Ｎｉめっき又はＡｕめっきなどである。ＭＣＰＣＢの導体層７１は、絶縁体７２により上下方向に分離されている。絶縁体７２は、例えば、高い熱伝導率を有する絶縁性フィラーを含有する有機接着剤などである。したがって、熱は、絶縁体７２を貫通して更に下方に流れ得る。下層の導体層７１は、ヒートシンクとなる。一方導体層７１に沿った電流は、回路基板７の上面側の導体層７１に限られて流れる。すなわち、上層の導体層７１は、配線層である。配線のパターンエッジは、ソルダーレジストで覆われていてもよい。図７（ｂ）の断面外にある外部接続電極１１７に接続する回路基板７上の配線導体は、絶縁体７３によって導体層７１と離隔している。
【0037】
この第６実施形態の本体１０３のように、発光装置１からの放熱経路と、一方の電気経路とが部分的に共通していてもよい。
【0038】
【0039】
本体１０４は、第１実施形態の本体１０における基体１２が突出部１２１の代わりに突出部１２１１を有する。その他の構成及び構造は同一である。突出部１２１１は、光素子５０の搭載面１２１ａが上面１２ａに対して傾斜している。傾斜角度は、光素子５０からの出射光が蓋体３０の外側に至るまでの光路が大きく延長されない範囲であればよく、例えば、４５度以上９０度以下である。ここでいう傾斜角度は、搭載面１２１ａが上面１２ａに対してなす２つの角度のうち小さい方であってもよい。
【0040】
図９は、発光装置１ｃを回路基板７上に複数配置した例を示す図である。
上記のように、発光装置１ｃ自体が従来よりも小型化され得るので、全体として必要な発光量、すなわち発光装置１ｃの数に比して、回路基板７のサイズが小型化され得る。また、回路基板７上で複数の発光装置１ｃが密に配置され得る。
上記のように、発光装置１ｃ自体が従来よりも小型化され得るので、全体として必要な発光量、すなわち発光装置１ｃの数に比して、回路基板７のサイズが小型化され得る。また、回路基板７上で複数の発光装置１ｃが密に配置され得る。
【0041】
以上のように、本実施形態の光素子搭載用パッケージの本体１０は、絶縁性の枠体１１と、枠体１１の下端を塞いで位置し、枠体１１よりも熱伝導率の高い基体１２と、枠体１１及び基体１２に囲まれた凹部１０ａに対して基体１２の上面１２ａから突出する突出部１２１と、を備える。枠体１１は、その下端とは反対の上端側に透光部分を有する蓋体３０が接合可能な上面１１ａを有する。突出部１２１は、上面１２ａと交差しており、端面発光型の光素子５０を搭載可能な搭載面１２１ａを有する。
このように、光素子搭載用パッケージの本体１０は、上面発光型などと比較して発光効率が高く発光強度を得られる端面発光型の光素子５０を蓋体３０に直接向くように搭載可能なので、当該パッケージの外へ出射された直後の出射光の拡散が進まない。したがって、鏡面により光素子５０の発した光を蓋体３０の方向に反射させて外部に出射させる場合に比して、この光素子搭載用パッケージを用いた発光装置１における発光特性の低下が抑えられる。特に、複数の発光装置１からの出射光間で干渉しにくくなるので、複数の光素子搭載用パッケージが従来よりも近接配置され得る。また、このような向きの光素子５０が突出部１２１の側面である搭載面１２１ａに接して位置するので、光素子５０が安定して支持される。さらに、突出部１２１により、光素子５０と搭載面１２１ａとの接触面積が大きくなるので、本体１０は、光素子５０の発した熱を速やかに突出部１２１へ逃がすことができる。よって、本体１０は、光素子５０の過熱による劣化や故障を低減させることができる。
このように、光素子搭載用パッケージの本体１０は、上面発光型などと比較して発光効率が高く発光強度を得られる端面発光型の光素子５０を蓋体３０に直接向くように搭載可能なので、当該パッケージの外へ出射された直後の出射光の拡散が進まない。したがって、鏡面により光素子５０の発した光を蓋体３０の方向に反射させて外部に出射させる場合に比して、この光素子搭載用パッケージを用いた発光装置１における発光特性の低下が抑えられる。特に、複数の発光装置１からの出射光間で干渉しにくくなるので、複数の光素子搭載用パッケージが従来よりも近接配置され得る。また、このような向きの光素子５０が突出部１２１の側面である搭載面１２１ａに接して位置するので、光素子５０が安定して支持される。さらに、突出部１２１により、光素子５０と搭載面１２１ａとの接触面積が大きくなるので、本体１０は、光素子５０の発した熱を速やかに突出部１２１へ逃がすことができる。よって、本体１０は、光素子５０の過熱による劣化や故障を低減させることができる。
【0042】
また、突出部１２１は、基体１２の少なくとも一部と一体構造であり、この一体構造部分は、基体１２の上下面にわたって貫通している。これにより、光素子搭載用パッケージの本体１０は、光素子５０が発した熱を突出部１２１を含む基体１２を経て速やかに基体１２の下面側から放出することができる。
【0043】
また、前記搭載面１２１ａは、上面１２ａに対して４５度以上９０度以下の範囲で交差していてもよい。すなわち、光素子５０は、上面１２ａの法線方向、すなわち直上に光を出射する場合に限られない。これにより、本体１０は、用途などに応じて柔軟な向きに光を出射させることができる。一方で、傾斜角が小さくなりすぎないことで、光素子５０において端面発光した光が蓋体３０を通過する光路長が著しく長くならない範囲に留められる。したがって、この本体１０は、発光装置１における発光特性の低下が抑えられる。
【0044】
また、搭載面１２１ａには、複数の光素子５０が搭載可能であってもよい。光素子５０の出射光が蓋体３０を通過するまでの光路長が短いことで、出射光の拡散が進まず、互いに干渉するのが避けられる。したがって、この本体１０は、光素子５０の搭載位置の間隔を従来よりも小さくすることができる。すなわち、本体１０は、搭載可能な光素子５０の数に比して小型化され得る。
【0045】
また、枠体１１は、光素子５０と外部とを接続する配線導体として、配線部材１１６、外部接続電極１１７、ビア導体１１８及び接続配線１１９を有する。すなわち、電気信号や供給電力は、枠体１１内を通って外部から供給される。したがって、突出部１２１を含む基体１２を主に伝わる熱流と経路が分離され、電気信号が熱の影響を直接受けにくくなる。
【0046】
また、枠体１１は、配線導体と電気的につながっている電極１１５ａ、１１５ｂが露出されている。電極１１５ａ、１１５ｂを含む面は、搭載面１２１ａに沿った方向である。このように、ボンディングワイヤＷにより接続される電極１１５ａ、１１５ｂと、搭載面１２１ａ上の光素子５０の端子とが、略同一方向を向いていることで、ワイヤボンディングの際にキャピラリが二次元的な動作で済む。したがって、ワイヤボンディングが容易になり、手間やコストの低減が図られる。
【0047】
特に、搭載面１２１ａに正対する側から見た場合に、搭載面１２１ａと電極１１５ａ、１１５ｂとが同時に視認可能であり、かつ、枠体１１のうち突出部１２１に対して電極１１５ａ、１１５ｂのある側とは反対側の上面１１ａの上面１２ａからの高さは、突出部１２１の上面１２ａからの高さよりも低い。これにより、ワイヤボンディングの際にキャピラリの本体１０の外から中への移動も二次元的な移動で留めることができる。よって、この本体１０は、より容易なワイヤボンディングにより低コストで得られる。
【0048】
また、基体１２は、アルミニウム若しくは銅、又はこれらのうち少なくともいずれかを含む合金であってもよい。すなわち、基体１２は、熱伝導率が高く、かつ低コストであるものが好ましい。これにより、本体１０は、光素子５０の発する熱を速やかに外部へ放出することができる。
【0049】
また、枠体１１は、セラミックであるとよい。枠体１１は、絶縁体であるとともに、気密性の高い材質であることが好ましい。よって、枠体１１がセラミックであることで、高い気密性を得ることができる。
【0050】
さらに、セラミックはアルミナであってもよい。熱伝導率の高い基体１２は、熱膨張率も高いことが多い。この熱膨張率に対して、枠体１１の熱膨張率の差が大きいと、枠体１１と基体１２との間で大きな歪みが生じやすくなり、本体１０の劣化が促される。したがって、安価なセラミックとしては比較的熱膨張率の大きいアルミナが枠体１１に用いられることで、本体１０の劣化を低減させることができる。
【0051】
また、光素子搭載用パッケージは、光素子５０の発する光が透過する透光部分である平板３２を有し、上面１１ａに接合可能な蓋体３０を備えていてもよい。光素子搭載用パッケージとして本体１０及び蓋体３０をセットで頒布することで、光素子５０を本体１０に搭載した後に好適な組み合わせの蓋体３０により、光素子５０が封止される。
【0052】
また、平板３２上にレンズ構造が位置していたり、平板３２の代わりにレンズ構造を有する光透過性部材が用いられたりしてもよい。初めから光素子搭載用パッケージの出射光を平行光などに変換するレンズ構造を有することで、出射光に対する公的なレンズの選択、取得、及び取付時の光軸調整などが不要になる。したがって、この光素子搭載用パッケージにより、ユーザの利便性が向上する。
【0053】
また、本実施形態の発光装置１は、上記の光素子搭載用パッケージとしての本体１０と、搭載面１２１ａに搭載される光素子５０と、光素子５０の発する光が透過する平板３２を有し、上面１１ａに接合可能な蓋体３０と、を備える。光素子５０は、平板３２を介して光素子搭載用パッケージの外へ光を出射する向きで、搭載面１２１ａに搭載される。
このように、本実施形態の発光装置１は、端面発光の光素子５０を直接上方に出射させることができる。したがって、光素子５０の発した光が蓋体３０の外に出射されるまでの光路長を短くすることができる。その結果、発光装置１は、光学特性の低下が抑えられる。
このように、本実施形態の発光装置１は、端面発光の光素子５０を直接上方に出射させることができる。したがって、光素子５０の発した光が蓋体３０の外に出射されるまでの光路長を短くすることができる。その結果、発光装置１は、光学特性の低下が抑えられる。
【0054】
なお、上記実施の形態は例示であって、様々な変更が可能である。
例えば、突出部１２１は、必ずしも基体１２と一体構造ではなくてもよい。これらが別体である場合には、両者の間は、熱伝導率の高いろう材、はんだ、シンタリング材などにより接合され得る。また、この場合、突出部１２１は、基体１２上に載っているものではなくてもよい。基体１２の上面１２ａに位置する孔内に半分埋め込まれた形状などであってもよい。この孔は、基体１２を貫通していてもよい。
例えば、突出部１２１は、必ずしも基体１２と一体構造ではなくてもよい。これらが別体である場合には、両者の間は、熱伝導率の高いろう材、はんだ、シンタリング材などにより接合され得る。また、この場合、突出部１２１は、基体１２上に載っているものではなくてもよい。基体１２の上面１２ａに位置する孔内に半分埋め込まれた形状などであってもよい。この孔は、基体１２を貫通していてもよい。
【0055】
また、この場合、突出部１２１は、基体１２とは異なる材質であってもよい。この場合であっても、突出部１２１と基体１２との間で高い熱伝導率で熱が伝わることがより好ましい。
【0056】
また、上記では、二次元的なワイヤボンディングを考慮して電極１１５ａ、１１５ｂやピラー１１５ｃ、１１５ｄの位置や形状が定められた。しかしながら、二次元的なワイヤボンディングに限らなければ、電極１１５ａ、１１５ｂ及びピラー１１５ｃ、１１５ｄの位置や形状は、上記に限られない。
【0057】
また、上記では、４本のボンディングワイヤＷが並列に接続されるものとして説明したが、これに限られない。他の本数であってもよい。あるいは、ワイヤの代わりに帯状（リボン状）の導体がボンディングされて電極及び端子間が接続されてもよい。
【0058】
また、第６実施形態では、一本の信号経路のみが導体である基体１２を通るものとして説明したが、これに限られない。絶縁体の基体１２に２本の信号経路が通っており、ボンディングワイヤＷが全く用いられず、枠体１１が配線経路を有さなくてもよい。この場合には、逆に、枠体１１が電気伝導性の材質であってもよい。
【0059】
また、ビア導体１１８に加えて又は代えてキャスタレーションや側面電極などが用いられてもよい。
【0060】
また、突出部１２１の搭載面１２１ａ及び支持台１１２の電極１１５ａ、１１５ｂを含む面以外の形状は、上記の実施の形態で示したものに限られない。これらは、他の形状を有していてもよい。
【0061】
また、ある光素子搭載用パッケージに搭載される複数の光素子５０には、互いに異なる波長の光を発光するものが含まれていてもよい。例えば、赤色発光のＬＤと青色発光のＬＤとが同一の光素子搭載用パッケージに搭載されていてもよい。
【0062】
また、第３実施形態及び第５実施形態の光素子搭載用パッケージでは、蓋体３０における平板３２２が筐体３１２の略中央に位置したが、これに限られない。光素子５０の搭載位置に応じて偏った位置にあってもよい。
その他、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係、材質などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲とその均等の範囲を含む。
その他、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係、材質などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲とその均等の範囲を含む。
【符号の説明】
【0063】
１、１ｂ～１ｄ 発光装置
１０、１０１～１０４ 本体
１０ａ 凹部
１１ 枠体
１１ａ 上面
１１１ 突起部
１１２ 支持台
１１５ａ、１１５ｂ 電極
１１５ｃ、１１５ｄ ピラー
１１６ 配線部材
１１７ 外部接続電極
１１８ ビア導体
１１９ 接続配線
１２ 基体
１２ａ 上面
１２１、１２１１ 突出部
１２１ａ 搭載面
１２４ 外部電極
１３ 金属枠材
３０、３０２ 蓋体
３１ 枠体
３１２ 筐体
３２、３２２ 平板
３３、３３ｄ レンズ構造
４０ 接合部材
５０ 光素子
７ 回路基板
７１ 導体層
７２、７３ 絶縁体
Ｗ ボンディングワイヤ
１０、１０１～１０４ 本体
１０ａ 凹部
１１ 枠体
１１ａ 上面
１１１ 突起部
１１２ 支持台
１１５ａ、１１５ｂ 電極
１１５ｃ、１１５ｄ ピラー
１１６ 配線部材
１１７ 外部接続電極
１１８ ビア導体
１１９ 接続配線
１２ 基体
１２ａ 上面
１２１、１２１１ 突出部
１２１ａ 搭載面
１２４ 外部電極
１３ 金属枠材
３０、３０２ 蓋体
３１ 枠体
３１２ 筐体
３２、３２２ 平板
３３、３３ｄ レンズ構造
４０ 接合部材
５０ 光素子
７ 回路基板
７１ 導体層
７２、７３ 絶縁体
Ｗ ボンディングワイヤ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】