(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】P2025099276
(43)【公開日】2025-07-03
(54)【発明の名称】半導体発光装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/0239 20210101AFI20250626BHJP
【FI】
H01S5/0239
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023215810
(22)【出願日】2023-12-21
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】坂本 晃輝
【テーマコード(参考)】
5F173
【Fターム(参考)】
5F173MA10
5F173MD35
5F173MD44
5F173MD64
(57)【要約】
【課題】半導体発光装置に搭載可能な半導体発光素子の数を増大させること。
【解決手段】半導体発光装置10は、基板20と、基板20上に設けられ、端面発光素子により各々構成された複数の半導体発光素子30と、基板20上に設けられ、複数の半導体発光素子30のうちの一つ以上を各々駆動する複数の駆動回路40A~40Hと、基板20上に設けられ、複数の半導体発光素子30から出射された光を基板20に交差する方向に反射する光反射素子50とを備える。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板上に設けられ、端面発光素子により各々構成された複数の半導体発光素子と、
前記基板上に設けられ、前記複数の半導体発光素子のうちの一つ以上を各々駆動する複数の駆動回路と、
前記基板上に設けられ、前記複数の半導体発光素子から出射された光を前記基板に交差する方向に反射する光反射素子と、
を備える半導体発光装置。
【請求項2】
前記複数の半導体発光素子は、
前記基板に平行な第1方向に光を出射するように配向された第1の半導体発光素子と、
前記第1方向とは反対方向の第2方向に光を出射するように配向された第2の半導体発光素子と、を含み、
前記光反射素子は、前記第1の半導体発光素子と前記第2の半導体発光素子との間に位置して前記第1および第2の半導体発光素子の各々から出射された光を反射するように構成されている、請求項1に記載の半導体発光装置。
【請求項3】
前記光反射素子は、第1の光入射面と、前記第1の光入射面と反対側の第2の光入射面とを含み、
前記第1の半導体発光素子は、前記第1の光入射面に沿って設けられた複数の第1の半導体発光素子のうちの一つであり、
前記第2の半導体発光素子は、前記第2の光入射面に沿って設けられた複数の第2の半導体発光素子のうちの一つである、請求項2に記載の半導体発光装置。
【請求項4】
前記複数の半導体発光素子は、
前記基板に平行かつ前記第1および第2方向と直交する第3方向に光を出射するように配向された第3の半導体発光素子と、
前記第3方向と反対方向の第4方向に光を出射するように配向された第4の半導体発光素子と、をさらに含み、
前記第1の半導体発光素子、前記第2の半導体発光素子、前記第3の半導体発光素子、および前記第4の半導体発光素子は、前記光反射素子の四方に隣接して位置し、
前記光反射素子は、前記第1~第4の半導体発光素子の各々から出射された光を反射するように構成されている、請求項2に記載の半導体発光装置。
【請求項5】
前記光反射素子は、第1の光入射面と、前記第1の光入射面と反対側の第2の光入射面と、前記第1および第2の光入射面に連なる第3の光入射面と、前記第1および第2の光入射面に連なりかつ前記第3の光入射面と反対側の第4の光入射面と、を含み、
前記第1の半導体発光素子は、前記第1の光入射面に沿って設けられた複数の第1の半導体発光素子のうちの一つであり、
前記第2の半導体発光素子は、前記第2の光入射面に沿って設けられた複数の第2の半導体発光素子のうちの一つであり、
前記第3の半導体発光素子は、前記第3の光入射面に沿って設けられた複数の第3の半導体発光素子のうちの一つであり、
前記第4の半導体発光素子は、前記第4の光入射面に沿って設けられた複数の第4の半導体発光素子のうちの一つである、請求項4に記載の半導体発光装置。
【請求項6】
前記光反射素子は、前記複数の半導体発光素子から出射された光を前記基板に交差する方向において同じ方向に反射するように構成されている、請求項1に記載の半導体発光装置。
【請求項7】
前記光反射素子は、ミラーまたは回折格子である、請求項1に記載の半導体発光装置。
【請求項8】
前記複数の駆動回路は各々、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記一つ以上を制御するスイッチング素子と、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記一つ以上に電流を供給するキャパシタと、を含む、請求項1に記載の半導体発光装置。
【請求項9】
前記キャパシタは、前記複数の駆動回路の各々に設けられた複数のキャパシタのうちの1つである、請求項8に記載の半導体発光装置。
【請求項10】
前記キャパシタは、セラミックキャパシタまたはシリコンキャパシタである、請求項8に記載の半導体発光装置。
【請求項11】
前記スイッチング素子は、MOSFETまたは窒化物半導体トランジスタである、請求項8に記載の半導体発光装置。
【請求項12】
前記スイッチング素子は、前記複数の半導体発光素子のうちの前記一つ以上の各々と複数本のワイヤで接続されている、請求項8に記載の半導体発光装置。
【請求項13】
前記複数の駆動回路のうちの一つにおける前記スイッチング素子を各々駆動する複数のゲートドライバをさらに備える請求項8に記載の半導体発光装置。
【請求項14】
前記複数の半導体発光素子のうちの前記一つ以上に逆並列に各々接続された複数の保護ダイオードをさらに備える請求項1に記載の半導体発光装置。
【請求項15】
前記複数の半導体発光素子および前記複数の駆動回路に電流を供給する電源入力部と前記複数の駆動回路のうちの一つとの間に各々設けられた複数の逆流防止ダイオードをさらに備える請求項1に記載の半導体発光装置。
【請求項16】
前記基板は、ガラスエポキシ樹脂、セラミック、およびシリコンのうちのいずれか一つによって形成されている、請求項1に記載の半導体発光装置。
【請求項17】
前記基板の主面に位置する表面電極層と、
前記基板の裏面に位置する裏面電極層と、
前記基板の厚さ方向において前記表面電極層と前記裏面電極層との間に位置する中間電極層と、
前記基板内に設けられ、前記表面電極層、前記裏面電極層、および前記中間電極層を電気的に接続する複数のビアと、
を備え、
前記複数の半導体発光素子および前記複数の駆動回路は、前記表面電極層上に実装されており、
前記複数の駆動回路の各々と、各前記駆動回路による駆動対象の前記複数の半導体発光素子のうちの前記一つ以上とに流れる電流の電流経路は、前記表面電極層と、前記中間電極層と、前記複数のビアのいくつかとによって構成されている、請求項1~16のうちのいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体発光装置の一つに、半導体レーザ素子を光源として備える半導体レーザ装置がある。半導体レーザ装置は、様々な電子機器に搭載される光源装置として広く採用されている。特許文献1は、半導体レーザ装置の一例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【0004】
[概要]
近年、半導体発光装置のさらなる性能向上が求められている。一例として、3次元距離計測を利用するLiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)などのレーザシステムに半導体発光装置を適用する場合、視野角の拡大および解像度の向上などが求められる。このような要求に対し、半導体発光装置に搭載可能とする半導体発光素子の数をさらに増大することが求められている。
【0005】
本開示の一態様による半導体発光装置は、基板と、前記基板上に設けられ、端面発光素子により各々構成された複数の半導体発光素子と、前記基板上に設けられ、前記複数の半導体発光素子のうちの一つ以上を各々駆動する複数の駆動回路と、前記基板上に設けられ、前記複数の半導体発光素子から出射された光を前記基板に交差する方向に反射する光反射素子とを備える。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【
図1】
図1は、第1実施形態に係る例示的な半導体発光装置の概略平面図である。
【
図2】
図2は、
図1の半導体発光装置の中央領域部分を拡大して示す概略平面図である。
【
図3】
図3は、
図1の半導体発光装置の周辺領域の一部を拡大して示す概略平面図である。
【
図4】
図4は、
図1の半導体発光装置の周辺領域の一部を拡大して示す概略平面図である。
【
図5】
図5は、
図1の半導体発光装置の周辺領域の一部を拡大して示す概略平面図である。
【
図6】
図6は、
図1の半導体発光装置の周辺領域の一部を拡大して示す概略平面図である。
【
図7】
図7は、
図3のF7-F7線に沿った半導体発光装置の概略断面図である。
【
図8】
図8は、
図2のF8-F8線に沿った半導体発光装置の概略断面図である。
【
図9】
図9は、
図1の半導体発光装置の裏面電極層の概略平面図である。
【
図12】
図12は、
図1の半導体発光装置を含む例示的な発光システムの概略回路図である。
【
図13】
図13は、第2実施形態に係る例示的な半導体発光装置の概略平面図である。
【
図15】
図15は、
図13の半導体発光装置の表面電極層の一部を拡大して示す概略平面図である。
【
図16】
図16は、
図13の半導体発光装置の表面電極層の一部を拡大して示す概略平面図である。
【
図17】
図17は、
図13の半導体発光装置の表面電極層の一部を拡大して示す概略平面図である。
【
図18】
図18は、
図13の半導体発光装置の表面電極層の一部を拡大して示す概略平面図である。
【
図23】
図23は、別例の半導体発光装置を示す概略平面図である。
【0007】
[詳細な説明]
以下、添付図面を参照して本開示における半導体発光装置のいくつかの実施形態を説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される構成要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするために、断面図ではハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するものに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
【0008】
以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図しない。
【0009】
[第1実施形態]
図1~
図12を参照して第1実施形態の半導体発光装置10について説明する。
図1は、半導体発光装置10の概略平面構造を示す。
図2は、半導体発光装置10の中央部分の概略平面構造を示す。
図3~
図6は、半導体発光装置10の周辺領域の4つの異なる部分の概略平面構造を示す。
図7は、
図3のF7-F7線に沿った概略断面構造を示し、
図8は、
図2のF8-F8線に沿った概略断面構造を示す。
図9は、半導体発光装置10の概略的な裏面電極構造を示し、
図10は、半導体発光装置10の概略的な中間電極構造を示す。
図11は、半導体発光装置10の電流経路を説明する図であり、
図12は、半導体発光装置10を含む発光システム200の概略回路を示す。
【0010】
なお、本開示では、図中に示された互いに直交するXYZ軸に基づいて構成部材を説明する場合がある。本開示において使用される「平面視」という用語は、Z軸方向に半導体発光装置10を視ることをいう。本開示では、説明を目的として、Y軸に沿った一方向(例えば、
図1において下側から上側に向かう方向)を第1方向D1と定義し、Y軸に沿った他方向、すなわち第1方向D1と反対の方向を第2方向D2と定義する。また、X軸に沿った一方向(例えば、
図1において左側から右側に向かう方向)を第3方向D3と定義し、X軸に沿った他方向、すなわち第3方向D3と反対の方向を第4方向D4と定義する。ただし、第1~第4方向D1~D4はここで定義する方向に限定されない。
【0011】
[1-1.半導体発光装置の全体構造]
図1に示すように、半導体発光装置10は、基板20と、複数(
図1では例えば16個)の半導体発光素子30と、複数(
図1では例えば8個)の駆動回路40A~40Hと、光反射素子50とを含む。なお、以下の説明において、駆動回路40A~40Hを互いに区別しない場合は、駆動回路40A~40Hを駆動回路40(または各駆動回路40)と記載する。
【0012】
複数の半導体発光素子30、複数の駆動回路40、および光反射素子50は、基板20上に設けられている。半導体発光装置10は、複数の駆動回路40によって複数の半導体発光素子30を駆動するマルチチャンネル(
図1の例では8チャンネル)駆動型の発光モジュールとして具現化されている。なお、半導体発光素子30の数および駆動回路40の数は、チャンネル数に応じて適宜変更可能である。
【0013】
基板20は平面視矩形状を有している。
図1の例では、基板20は正方形状であるが、任意の平面視形状を有し得る。なお、平面視とは、基板20の厚さ方向(
図1にて紙面に垂直な方向)に半導体発光装置10を視ることと同義である。基板20は、主面21と、その反対側の裏面22(
図7参照)と、第1~第4側面23~26とを含む。第1および第2側面23,24は、Y軸方向における基板20の両端面に相当する。
図1の例では、第1側面23は紙面下側に位置し、第2側面24は紙面上側に位置する。第3および第4側面25,26は、X軸方向における基板20の両端面に相当する。
図1の例では、第3側面25は紙面左側に位置し、第4側面26は紙面右側に位置する。
【0014】
図7に示すように、基板20には、例えば多層基板が使用されている。
図7の例では、基板20は4層基板であり、第1~第4電極層28A~28Dと、第1~第4電極層28A~28Dの間に位置する第1~第3基材27A~27Cとを含む。第1~第4電極層28A~28Dは、例えば、Ti(チタン)、TiN(窒化チタン)、Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、およびW(タングステン)を含む群から選択された一つまたは複数の材料によって形成されている。
【0015】
第1~第3基材27A~27Cは、例えば絶縁材料で形成されている。絶縁材料の一例はエポキシ樹脂を含む材料であり、例えばガラスエポキシ樹脂が使用され得る。絶縁材料の他の例はセラミックを含む材料である。セラミックを含む材料としては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)またはアルミナ(Al2O3)が使用され得る。セラミックを含む材料を使用すると第1~第3基材27A~27Cの放熱性能が高まることで、半導体発光装置10における過度の温度上昇が抑制される。
【0016】
第1基材27Aは、基板20の主面21を含む。第2基材27Bは、基板20の裏面22を含む。言い換えれば、第1基材27Aの主面は、基板20の主面21に対応し、第2基材27Aの裏面は、基板20の裏面22に対応する。第3基材27Cは、第1基材27Aと第2基材27Bとの間の中間に位置している。第1~第3基材27A~27Cの各々の4つの側面は、基板20の第1~第4側面23~26に対応している。
【0017】
基板20の主面21は、主面レジスト層29Aによって覆われており、基板20の裏面22は、裏面レジスト層29Bによって覆われている。主面レジスト層29Aおよび裏面レジスト層29Bは、例えば、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂などの絶縁材料で形成されている。主面レジスト層29Aおよび裏面レジスト層29Bは、シリカまたはアルミナなどのフィラーを含んでもよい。
【0018】
なお、基板20の第1~第4側面23~26(
図7における右端面は第1側面23を示している)に、第1~第4電極層28A~28Dの端部は露出していない。
図7に示すように、基板20の主面21に位置する第1電極層28Aの端部は、主面レジスト層29Aによって覆われており、基板20の裏面22に位置する第2電極層28Bの端部は、裏面レジスト層29Bによって覆われている。第1~第3基材27A~27Cの間に位置する第2および第3電極層28C,28Dの端部は、第1~第3基材27A~27Cによって覆われている。なお、
図7では、説明を目的として、第1~第3基材27A~27Cの間の界面を実線で区別して示しているが、これらの界面は実際には明確でない場合がある。
【0019】
[1-2.半導体発光素子]
複数の半導体発光素子30は各々、端面発光素子で構成されており、半導体発光装置10の光源として機能する。各半導体発光素子30は、基板20(主面21)に平行な方向に光を出射するように構成されている。例えば、各半導体発光素子30は、所定の波長帯のレーザ光を出力する端面発光型レーザ(Edge Emitting Laser:EEL)素子で構成されている。各半導体発光素子30の構成は同じである。レーザ光は、可視光線であってもよいし、赤外線などの可視光線よりも波長が長いレーザ光であってもよい。
【0020】
図1に示すように、各半導体発光素子30は平面視矩形状であり、Y軸方向に沿った2つの長辺と、X軸方向に沿った2つの短辺とを含む。半導体発光素子30は、光反射素子50に近接する位置にて光反射素子50の周囲に配置されている。
図1の例では、16個の半導体発光素子30のうちの8個が、平面視で光反射素子50の一つの光入射面51Aに沿って列状に配置されている。また、残りの8個の半導体発光素子30が、平面視で光反射素子50の他の光入射面51Bに沿って列状に配置されている。なお、光反射素子50の構成については後述する。各光入射面51A,51Bに沿って一列に並ぶ半導体発光素子30は長辺同士を隣り合わせて互いに離間しており、対応する光入射面51A,51Bに光を出射するように配向されている。
【0021】
図7に示すように、各半導体発光素子30は、素子表面31と、その反対側の素子裏面32とを含む。素子表面31には表面電極34が設けられている。素子裏面32には裏面電極35が設けられている。裏面電極35は、例えば素子裏面32の全面にわたって形成されている。表面電極34はアノード電極に対応し、裏面電極35はカソード電極に対応する。
【0022】
[1-3.半導体発光装置の駆動回路]
図1に示すように、駆動回路40A~40Hは、半導体発光装置10に搭載されている複数(
図1では16個)の半導体発光素子30を駆動するために設けられている。これら駆動回路40A~40Hは各々、複数の半導体発光素子30のうちの一つ以上を駆動するように構成されている。
図1の例では、1チャンネル(各駆動回路40)当たり2個の半導体発光素子30が設けられており、駆動回路40A~40Hは各々、隣接して配置された2個の半導体発光素子30を駆動する。なお、各駆動回路40の構成は同じであるため、以下では、駆動回路40Aについて説明し、駆動回路40B~40Hについての詳細な説明を省略する。
【0023】
駆動回路40Aは、スイッチング素子411と、一つまたは複数のキャパシタ421とを含む。スイッチング素子411は、複数の半導体発光素子30のうちの一つ以上を制御するように構成されている。
図1の例では、スイッチング素子411は、隣接して配置された2個の半導体発光素子30を制御するように構成されている。スイッチング素子411は、その制御対象の2個の半導体発光素子30の近傍に設けられている。
図1の例では、スイッチング素子411は、2個の半導体発光素子30とY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0024】
スイッチング素子411は、平面視矩形状を有している。
図1の例では、スイッチング素子411は正方形状であるが、任意の平面視形状を有し得る。スイッチング素子411には、例えば縦型トランジスタが用いられている。このような縦型トランジスタの例としては、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、バイポーラトランジスタなどが挙げられる。第1実施形態では、スイッチング素子411として例えばn型のMOSFETが用いられている。
【0025】
図7に示すように、スイッチング素子411は、素子表面41Aと、その反対側の素子裏面41Bとを含む。素子表面41Aには、ソース電極41Sとゲート電極41G(
図3参照)とが設けられている。ソース電極41Sは、例えば素子表面41Aの大部分にわたって配置されている。ゲート電極41Gは、例えば素子表面41Aの一つの角部付近に配置されている。
図7に示すように、素子裏面41Bにはドレイン電極41Dが設けられている。ドレイン電極41Dは、例えば素子裏面41Bの全面にわたって配置されている。
【0026】
図1に戻り、キャパシタ421は、複数の半導体発光素子30のうちの一つ以上に電流を供給するように構成されている。
図1の例では、駆動回路40Aは、並列接続された4個のキャパシタ421を含み、これら4個のキャパシタ421は、スイッチング素子411による制御対象の2個の半導体発光素子30に電流を供給するように構成されている。4個のキャパシタ421は、スイッチング素子411の近傍に設けられている。
図1の例では、4個のキャパシタ421は、スイッチング素子411とY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。4個のキャパシタ421は、Y軸方向においてスイッチング素子411よりも基板20の第1側面23寄りに設けられている。
【0027】
キャパシタ421には、例えばセラミックキャパシタが用いられている。各キャパシタ421は平面視矩形状であり、Y軸方向に沿った2つの長辺と、X軸方向に沿った2つの短辺とを含む。4個のキャパシタ421は、互いに離間しつつ長辺同士を隣り合わせてX軸方向に一列に並んでいる。
図7に示すように、各キャパシタ421は、第1電極42Aと第2電極42Bとを含む。第1電極42Aはキャパシタ421のY軸方向の一端に位置し、第2電極42Bはキャパシタ421のY軸方向の他端に位置している。
【0028】
なお、駆動回路40Aと同様、駆動回路40B~40Hも、スイッチング素子411と同様に構成されたスイッチング素子412~418と、キャパシタ421と同様に構成されたキャパシタ422~428をそれぞれ含む。また、駆動回路40Aと同様、駆動回路40Bのキャパシタ422の数も例えば4個であり、これは他の駆動回路40C~40Hのキャパシタ423~428についても同様である。
【0029】
[1-4.半導体発光装置の光反射素子]
光反射素子50は、半導体発光素子30から出射された光を基板20に交差する方向に反射するように構成されている。光反射素子50の一例は、光を入射方向に対して所定の角度で反射するように構成された光反射型ミラーである。第1実施形態では、例えば、45°の反射角を有し、光を入射方向に対して垂直方向に反射するように構成されたミラーが光反射素子50として用いられている。
【0030】
なお、光反射素子50はミラーのみに限定されない。光反射素子50の他の例は、光を入射方向に対して所定の角度で回折するように構成された回折格子である。この場合、回折格子は反射型または透過型のいずれであってもよい。反射型の場合は、ミラーの場合と同様、回折格子は光を入射方向に対して垂直方向に反射するように構成され得る。透過型の場合、回折格子は、光の屈折によって光の入射方向に対して回折光を垂直方向に出射するように構成され得る。
【0031】
図1に示すように、光反射素子50は、複数(
図1では例えば2つ)の光入射面51A,51Bを含む。第1実施形態では、例えば16個の半導体発光素子30のうちの8個が光入射面51Aに沿ってX軸方向に列状に配置され、残りの8個の半導体発光素子30が光入射面51Bに沿ってX軸方向に列状に配置されている。
【0032】
ここで、光入射面51Aは、第1の光入射面の一例であり、光入射面51Bは、第2の光入射面の一例である。また、光入射面51Aに沿って設けられた複数(
図1の例では8個)の半導体発光素子30の各々は、第1の半導体発光素子の一例であり、光入射面51Bに沿って設けられた複数(
図1の例では8個)の半導体発光素子30の各々は、第2の半導体発光素子の一例である。以下では、説明の便宜上、光入射面51Aに沿って設けられた各半導体発光素子30を「第1の半導体発光素子30」という場合があり、光入射面51Bに沿って設けられた各半導体発光素子30を「第2の半導体発光素子30」という場合がある。
【0033】
光反射素子50は、平面視矩形状を有しており、X軸方向に沿った2つの長辺と、Y軸方向に沿った2つの短辺とを含む。光入射面51Aは、光反射素子50の一方側の長辺に位置し、光入射面51Bは、他方側の長辺に(すなわち、光入射面51Aとは反対側に)位置している。光反射素子50は、Y軸方向において8個の第1の半導体発光素子30と8個の第2の半導体発光素子30との間に位置している。光反射素子50は、第1および第2の半導体発光素子30の各々から出射された光を、基板20に交差する方向において同じ方向に反射するように構成されている。
【0034】
図1の例では、8個の第1の半導体発光素子30は、基板20の主面21に平行な第1方向D1に光を出射するように配向されている。光入射面51Aは、それら8個の第1の半導体発光素子30の各々から出射されて第1方向D1に伝搬する光を、基板20に交差する方向に反射する。入射面51AのX軸方向の長さは、光入射面51Aに沿ってX軸方向に一列に並ぶ8個全ての第1の半導体発光素子30の光出射面をカバーする寸法値を有している。したがって、光入射面51Aは、8個全ての第1の半導体発光素子30から出射された光を反射する。
【0035】
一方、8個の第2の半導体発光素子30は、第1方向D1とは反対の方向の第2方向D2に光を出射するように配向されている。光入射面51Bは、それら8個の第2の半導体発光素子30の各々から出射されて第2方向D2に伝搬する光を、基板20に交差する方向に反射する。光入射面51BのX軸方向の長さは、光入射面51Bに沿ってX軸方向に一列に並ぶ8個全ての第2の半導体発光素子30の光出射面をカバーする寸法値を有している。したがって、光入射面51Bは、8個全ての第2の半導体発光素子30から出射された光を反射する。
【0036】
図8に示すように、各光入射面51A,51Bは、各半導体発光素子30からの光L1の入射方向(基板20に平行な方向)に対して例えば45°の傾斜角で傾いている。したがって、光反射素子50は、基板20に平行に伝搬して各光入射面51A,51Bに入射した光L1を、基板20に垂直な方向に伝搬する反射光L2として反射する。
【0037】
[1-5.保護ダイオード]
図1に示すように、半導体発光装置10は、上述した複数の半導体発光素子30、複数の駆動回路40、および光反射素子50に加えて、半導体発光装置10に搭載されている半導体発光素子30を保護する複数(
図1では例えば8個)の保護ダイオード70A~70Hを含む。保護ダイオード70A~70Hは、例えばチャンネル(駆動回路40)毎に設けられている。なお、各保護ダイオード70A~70Hの構成は同じであるため、以下では、保護ダイオード70Aについて説明し、保護ダイオード70B~70Hについての詳細な説明を省略する。
【0038】
図12に示すように、保護ダイオード70Aは、スイッチング素子411(駆動回路40A)による制御対象の2個の半導体発光素子30に逆並列に接続されている。ただし、保護ダイオード70Aに接続される半導体発光素子30の数は2個に限定されない。保護ダイオード70Aは、1チャンネル(各駆動回路40)当たりに設けられている一つ以上の半導体発光素子30に対して逆並列に接続され得る。なお、
図12では、図示を明瞭にするために、駆動回路40A,40B,40G,40Hおよびそれに関連する回路素子のみが示されており、駆動回路40C,40D,40E,40Fおよびそれに関連する回路素子の図示は省略されている。また、各駆動回路40による駆動対象の2個の半導体発光素子30を纏めて一つのダイオード素子記号として示している。
【0039】
[1-6.基板の電極層]
次に、基板20の複数の電極層、すなわち第1~第4電極層28A~28Dの構成について説明する。
図7に示すように、第1電極層28Aは、基板20の主面21に位置する表面電極層として設けられている。第2電極層28Bは、基板20の裏面22に位置する裏面電極層として設けられている。第3および第4電極層28C,28Dは各々、基板20の厚さ方向において第1および第2電極層28A,28B間に位置する中間電極層として設けられている。このうち、第3電極層28Cは、第1電極層28A(表面電極層)寄りに位置する表面側中間電極層、第4電極層28Dは、第2電極層28B(裏面電極層)寄りに位置する裏面側中間電極層として設けられている。第1実施形態では、第3および第4電極層28C,28Dは、例えば同一の構造を有している。
【0040】
[1-6A.第1電極層(表面電極層)]
図1~
図6に示すように、基板20の主面21に位置する第1電極層28A(表面電極層)は、互いに離間した複数の表面電極(パターン電極)を含む。第1実施形態では、第1電極層28Aは、第1表面電極61A~61H、第2表面電極62A~62H、第3表面電極63A~63H、第4表面電極64A~64D、第5表面電極65A~65H、および第6表面電極66を含む。
【0041】
第1表面電極61A~61Hは、複数の半導体発光素子30の実装に用いられる。第1実施形態では、第1表面電極61A~61Hの各々に、2個の半導体発光素子30が実装されている。第2表面電極62A~62H、第3表面電極63A~63H、第4表面電極64A~64D、および第5表面電極65A~65Hは、駆動回路40A~40Hの実装に用いられる。第6表面電極66は、光反射素子50の実装に用いられる。
【0042】
図2に示すように、第6表面電極66は、平面視矩形状を有しており、X軸方向に沿った2つの長辺と、Y軸方向に沿った2つの短辺とを含む。第6表面電極66は、基板20の中央領域ACに位置している。したがって、光反射素子50は、中央領域ACに実装されている。
図8に示すように、光反射素子50は、導電性接合材SDにより第6表面電極66に実装されている。
図3~
図6に示すように、第6表面電極66以外の他の表面電極、すなわち、第1表面電極61A~61H、第2表面電極62A~62H、第3表面電極63A~63H、第4表面電極64A~64D、および第5表面電極65A~65Hは、平面視において第6表面電極66よりも外側である基板20の周辺領域APに位置している。
【0043】
図2に示すように、第1表面電極61A~61Hは、第6表面電極66に近接する位置において第6表面電極66の周辺に配置されている。第1表面電極61A~61Hは、第6表面電極66の2つの長辺に沿って、すなわち、光反射素子50の2つの光入射面51A,51Bに沿ってX軸方向に列状に配置されている。第1実施形態では、光入射面51Aに沿って第1表面電極61A~61DがX軸方向に一列に並び、光入射面51Bに沿って第1表面電極61E~61HがX軸方向に一列に並んでいる。したがって、16個の半導体発光素子30は、光反射素子50が位置する中央領域ACの近傍位置に集約配置されている。
【0044】
第1表面電極61A~61H、第2表面電極62A~62H、第3表面電極63A~63H、第4表面電極64A~64D、および第5表面電極65A~65Hは、基板20の周辺領域APにおいて対称関係を有するように配置されている。第1実施形態では、周辺領域APに位置するこれらの表面電極は、X軸方向における基板20の中央位置にてY軸方向に延びる仮想中心線VCに対して線対称の関係で配置されている。また、周辺領域APに位置するこれらの表面電極は、Y軸方向における基板20の中央位置にてX軸方向に延びる仮想中心線HCに対しても線対称の関係で配置されている。
【0045】
ここで、基板20の周辺領域APは、上述した2つの仮想中心線VC,HCに基づいて区分される4つの配線(電極)配置領域として、
図1において基板20の右下領域、左下領域、右上領域、および左上領域にそれぞれ対応する第1配置領域AP1、第2配置領域AP2、第3配置領域AP3、および第4配置領域AP4を含む。以下、第1~第4配置領域AP1~AP4内の表面電極レイアウトについて説明する。
【0046】
図3に示すように、第1配置領域AP1(
図1において右下領域)は、第1表面電極61A,61B、第2表面電極62A,62B、第3表面電極63A,63B、第4表面電極64A、および第5表面電極65A,65Bの配置に用いられている。
【0047】
第1表面電極61A,61Bは各々、上述したように2個の半導体発光素子30の実装に用いられる。第2~第5表面電極62A,63A,64A,65Aは、駆動回路40Aの実装に用いられる。第4および第5表面電極64A,65Aはさらに、保護ダイオード70Aの実装に用いられる。第2~第5表面電極62B,63B,64A,65Bは、駆動回路40Bの実装に用いられる。第4および第5表面電極64A,65Bはさらに、保護ダイオード70Bの実装に用いられる。
【0048】
したがって、第4表面電極64Aは、駆動回路40A,40Bの実装に共用されるとともに、保護ダイオード70A,70Bの実装に共用されている。このように、基板20の第1配置領域AP1(
図1において右下領域)は、4個の半導体発光素子30と、2個の駆動回路40A,40Bと、2個の保護ダイオード70A,70Bの実装に割り当てられている。
【0049】
駆動回路40Aのスイッチング素子411は、第2表面電極62Aに実装されている。第2表面電極62Aは、第1表面電極61AとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。スイッチング素子411のソース電極41Sは、第1表面電極61Aに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34にワイヤW1で接続されている。なお、第1表面電極61Aに実装された各半導体発光素子30の裏面電極35(
図7参照)は、導電性接合材SD(
図7参照)により第1表面電極61Aに接合されている。
【0050】
スイッチング素子411のソース電極41Sはさらに、第4表面電極64AにワイヤW2で接続されている。スイッチング素子411のゲート電極41Gは、第3表面電極63AにワイヤW3で接続されている。第3および第4表面電極63A,64Aは各々、第2表面電極62A(スイッチング素子411の実装領域)とX軸方向に隣接または近接する部分を含む。スイッチング素子411のドレイン電極41D(
図7参照)は、導電性接合材SD(
図7参照)により第2表面電極62Aに接合されている。
【0051】
ワイヤW1~W3は、ワイヤボンディング装置によって形成されたボンディングワイヤであり、例えば、Au、Al、またはCuなどの導体が用いられている。ワイヤW1~W3の各々の数は特に限定されず、1本以上であればよい。第1実施形態では、例えば回路全体の配線インダクタンスを低減する観点などから、スイッチング素子411と各半導体発光素子30との間の電流経路上に位置するワイヤW1の数は複数本(例えば4本以上)とされている。
【0052】
駆動回路40Aの4個のキャパシタ421は、第2および第5表面電極62A,65Aの双方にわたって実装されている。各キャパシタ421の第1電極42Aは、導電性接合材SD(
図7参照)により第2表面電極62Aに接合されており、各キャパシタ421の第2電極42Bは、導電性接合材SD(
図7参照)により第5表面電極65Aに接合されている。
【0053】
また、断面図は省略するが、保護ダイオード70Aは、第4および第5表面電極64A,65Aの双方にわたって実装されている。保護ダイオード70Aはアノード電極71およびカソード電極72を含み、アノード電極71は導電性接合材により第5表面電極65Aに接合されており、カソード電極72は導電性接合材により第4表面電極64Aに接合されている。
【0054】
駆動回路40Bのスイッチング素子412は、第2表面電極62Bに実装されている。第2表面電極62Bは、第1表面電極61BとX軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。スイッチング素子412のソース電極41Sは、第1表面電極61Bに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34にワイヤW1で接続されている。なお、断面図は省略するが、第1表面電極61Bに実装された各半導体発光素子30の裏面電極35は、導電性接合材により第1表面電極61Bに接合されている。
【0055】
スイッチング素子412のソース電極41Sはさらに、第4表面電極64AにワイヤW2で接続されている。スイッチング素子412のゲート電極41Gは、第3表面電極63BにワイヤW3で接続されている。第3および第4表面電極63B,64Aは各々、第2表面電極62B(スイッチング素子412の実装領域)とY軸方向に隣接または近接する部分を含む。なお、断面図は省略するが、スイッチング素子412のドレイン電極41Dは、導電性接合材により第2表面電極62Bに接合されている。
【0056】
ここで、スイッチング素子411と同様、例えば回路全体の配線インダクタンスを低減する観点などから、スイッチング素子412と各半導体発光素子30との間の電流経路上に位置するワイヤW1の数は複数本(例えば4本以上)とされている。
【0057】
駆動回路40Bの4個のキャパシタ422は、第2および第5表面電極62B,65Bの双方にわたって実装されている。断面図は省略するが、各キャパシタ422の第1電極42Aは、導電性接合材により第2表面電極62Bに接合されており、各キャパシタ422の第2電極42Bは、導電性接合材により第5表面電極65Bに接合されている。
【0058】
また、断面図は省略するが、保護ダイオード70Bは、第4および第5表面電極64A,65Bの双方にわたって実装されている。保護ダイオード70Bのアノード電極71は導電性接合材により第5表面電極65Bに接合されており、保護ダイオード70Bのカソード電極72は導電性接合材により第4表面電極64Aに接合されている。
【0059】
図4に示すように、第2配置領域AP2(
図1において左下領域)は、第1表面電極61C,61D、第2表面電極62C,62D、第3表面電極63C,63D、第4表面電極64B、および第5表面電極65C,65Dの配置に用いられている。
【0060】
第1表面電極61C,61Dは各々、上述したように2個の半導体発光素子30の実装に用いられる。第2~第5表面電極62C,63C,64B,65Cは、駆動回路40Cの実装に用いられる。第4および第5表面電極64B,65Cはさらに、保護ダイオード70Cの実装に用いられる。第2~第5表面電極62D,63D,64B,65Dは、駆動回路40Dの実装に用いられる。第4および第5表面電極64B,65Dはさらに、保護ダイオード70Dの実装に用いられる。したがって、第4表面電極64Bは、駆動回路40C,40Dの実装に共用されるとともに、保護ダイオード70C,70Dの実装に共用されている。このように、基板20の第2配置領域AP2(
図1において左下領域)は、4個の半導体発光素子30と、2個の駆動回路40C,40Dと、2個の保護ダイオード70C,70Dの実装に割り当てられている。
【0061】
第2配置領域AP2内に配置された表面電極(およびそれらに実装された素子)と、第1配置領域AP1内に配置された表面電極(およびそれらに実装された素子)とは、仮想中心線VCに対して線対称の関係で配置されている。このため、第1表面電極61C,61D、第2表面電極62C,62D、第3表面電極63C,63D、第4表面電極64B、および第5表面電極65C,65D、ならびにそれら表面電極に実装された半導体発光素子30、駆動回路40C,40D(スイッチング素子413,414およびキャパシタ423,424)、および保護ダイオード70C,70Dの配置についての詳細な説明は省略する。
【0062】
図5に示すように、第3配置領域AP3(
図1において右上領域)は、第1表面電極61E,61F、第2表面電極62E,62F、第3表面電極63E,63F、第4表面電極64C、および第5表面電極65E,65Fの配置に用いられている。
【0063】
第1表面電極61E,61Fは各々、上述したように2個の半導体発光素子30の実装に用いられる。第2~第5表面電極62E,63E,64C,65Eは、駆動回路40Eの実装に用いられる。第4および第5表面電極64C,65Eはさらに、保護ダイオード70Eの実装に用いられる。第2~第5表面電極62F,63F,64C,65Fは、駆動回路40Fの実装に用いられる。第4および第5表面電極64C,65Fはさらに、保護ダイオード70Fの実装に用いられる。したがって、第4表面電極64Cは、駆動回路40E,40Fの実装に共用されるとともに、保護ダイオード70E,70Fの実装に共用されている。このように、基板20の第3配置領域AP3(
図1において右上領域)は、4個の半導体発光素子30と、2個の駆動回路40E,40Fと、2個の保護ダイオード70E,70Fの実装に割り当てられている。
【0064】
第3配置領域AP3内に配置された表面電極(およびそれらに実装された素子)と、第1配置領域AP1内に配置された表面電極(およびそれらに実装された素子)とは、仮想中心線HCに対して線対称の関係で配置されている。このため、第1表面電極61E,61F、第2表面電極62E,62F、第3表面電極63E,63F、第4表面電極64C、および第5表面電極65E,65F、ならびにそれら表面電極に実装された半導体発光素子30、駆動回路40E,40F(スイッチング素子415,416およびキャパシタ425,426)、および保護ダイオード70E,70Fの配置についての詳細な説明は省略する。
【0065】
図6に示すように、第4配置領域AP4(
図1において左上領域)は、第1表面電極61G,61H、第2表面電極62G,62H、第3表面電極63G,63H、第4表面電極64D、および第5表面電極65G,65Hの配置に用いられている。
【0066】
第1表面電極61G,61Hは各々、上述したように2個の半導体発光素子30の実装に用いられる。第2~第5表面電極62G,63G,64D,65Gは、駆動回路40Gの実装に用いられる。第4および第5表面電極64D,65Gはさらに、保護ダイオード70Gの実装に用いられる。第2~第5表面電極62H,63H,64D,65Hは、駆動回路40Hの実装に用いられる。第4および第5表面電極64D,65Hはさらに、保護ダイオード70Hの実装に用いられる。したがって、第4表面電極64Dは、駆動回路40G,40Hの実装に共用されるとともに、保護ダイオード70G,70Hの実装に共用されている。このように、基板20の第4配置領域AP4(
図1において左上領域)は、4個の半導体発光素子30と、2個の駆動回路40G,40Hと、2個の保護ダイオード70G,70Hの実装に割り当てられている。
【0067】
第4配置領域AP4内に配置された表面電極(およびそれらに実装された素子)と、第2配置領域AP2内に配置された表面電極(およびそれらに実装された素子)とは、仮想中心線HCに対して線対称の関係で配置されている。また、第4配置領域AP4内に配置された表面電極(およびそれらに実装された素子)と、第3配置領域AP3内に配置された表面電極(およびそれらに実装された素子)とは、仮想中心線VCに対して線対称の関係で配置されている。このため、第1表面電極61G,61H、第2表面電極62G,62H、第3表面電極63G,63H、第4表面電極64D、および第5表面電極65G,65H、ならびにそれら表面電極に実装された半導体発光素子30、駆動回路40G,40H(スイッチング素子417,418およびキャパシタ427,428)、および保護ダイオード70G,70Hの配置についての詳細な説明は省略する。
【0068】
図7に示すように、主面レジスト層29Aは、第1電極層28Aの一部を露出する複数の開口部を含む。複数の半導体発光素子30、駆動回路40A~40Hの各々の構成部品、および保護ダイオード70A~70Hは、主面レジスト層29Aの開口部によって露出された第1電極層28Aの部分に実装されている。なお、
図1~
図6では、主面レジスト層29Aの開口部が二点鎖線によって示されている。
【0069】
[1-6B.第2電極層(裏面電極層)]
図9に示すように、基板20の裏面22に位置する第2電極層28B(裏面電極層)は、互いに離間した複数の裏面電極(パターン電極)を含む。これらの裏面電極は、図示しない回路基板に対する半導体発光装置10の実装時にその回路基板に電気的に接続される外部電極端子として機能する。第1実施形態では、第2電極層28Bは、第1裏面電極81A~81H、第2裏面電極82A~82H、第3裏面電極83A~83H、および第4裏面電極84A~84Dを含む。
【0070】
第1裏面電極81A~81H、第2裏面電極82A~82H、第3裏面電極83A~83H、および第4裏面電極84A~84Dは、基板20の周辺領域APに位置するとともに、2つの仮想中心線VC,HCの各々に対して線対称の関係で配置されている。上述したように、周辺領域APは、仮想中心線VC,HCに基づいて区分される4つの配線配置領域として第1~第4配置領域AP1~AP4を含む。基板20を裏面22から視た場合には、第1配置領域AP1、第2配置領域AP2、第3配置領域AP3、および第4配置領域AP4は、
図9において基板20の左下領域、右下領域、左上領域、および右上領域にそれぞれ対応する。以下、第1~第4配置領域AP1~AP4内の裏面電極レイアウトについて説明する。
【0071】
第1配置領域AP1(
図9において左下領域)は、第1裏面電極81A,81B、第2裏面電極82A,82B、第3裏面電極83A,83B、および第4裏面電極84Aの配置に用いられている。
【0072】
第1~第4裏面電極81A,82A,83A,84Aは、駆動回路40A(スイッチング素子411およびキャパシタ421)と、駆動回路40Aによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Aとの電気的接続用に設けられている。
【0073】
第1裏面電極81Aは、平面視で第1および第5表面電極61A,65A(それぞれ
図3参照)と重なる位置に配置されている。第1裏面電極81Aは、例えばY軸方向に延在する帯状に形成されている。第2裏面電極82Aは、平面視で第2表面電極62A(
図3参照)と重なる位置に配置されている。第2裏面電極82Aは、例えば、第1裏面電極81AよりもY軸方向に短い寸法で帯状に形成されるとともに、第1裏面電極81AとX軸方向に隣接または近接して設けられている。
【0074】
第3裏面電極83Aは、平面視で第3表面電極63A(
図3参照)と重なる位置に配置されている。第3裏面電極83Aは、例えば、第1裏面電極81AよりもY軸方向に短くかつ第2裏面電極82AよりもY軸方向に長い寸法で、屈曲した帯状に形成されるとともに、第2裏面電極82AとX軸方向に隣接または近接して設けられている。第4裏面電極84Aは、平面視で第4表面電極64A(
図3参照)と重なる位置に配置されている。第4裏面電極84Aは、例えば矩形状であり、第3裏面電極83AとX軸方向に隣接または近接して設けられている。
【0075】
第1~第4裏面電極81B,82B,83B,84Aは、駆動回路40B(スイッチング素子412およびキャパシタ422)と、駆動回路40Bによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Bとの電気的接続用に設けられている。
【0076】
第1裏面電極81Bは、平面視で第1表面電極61Bおよび第5表面電極65B(それぞれ
図3参照)と重なる位置に配置されている。第1裏面電極81Bは、例えばX軸方向に延在する帯状に形成されている。第2裏面電極82Bは、平面視で第2表面電極62B(
図3参照)と重なる位置に配置されている。第2裏面電極82Bは、例えば、第1裏面電極81BよりもX軸方向に短い寸法で帯状に形成されるとともに、第1裏面電極81BとY軸方向に隣接または近接して設けられている。
【0077】
第3裏面電極83Bは、平面視で第3表面電極63B(
図3参照)と重なる位置に配置されている。第3裏面電極83Bは、例えば、第1裏面電極81BよりもX軸方向に短くかつ第2裏面電極82BよりもX軸方向に長い寸法で、屈曲した帯状に形成されるとともに、第2裏面電極82BとY軸方向に隣接または近接して設けられている。第4裏面電極84Aは、上述したように、平面視で第4表面電極64A(
図3参照)と重なる位置に配置されている。第4裏面電極84Aは、第3裏面電極83AとX軸方向に隣接または近接しつつ、第3裏面電極83BとY軸方向に隣接または近接して設けられている。
【0078】
第2配置領域AP2(
図9において右下領域)は、第1裏面電極81C,81D、第2裏面電極82C,82D、第3裏面電極83C,83D、および第4裏面電極84Bの配置に用いられている。
【0079】
第1~第4裏面電極81C,82C,83C,84Bは、駆動回路40C(スイッチング素子413およびキャパシタ423)と、駆動回路40Cによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Cとの電気的接続用に設けられている。第1~第4裏面電極81D,82D,83D,84Bは、駆動回路40D(スイッチング素子414およびキャパシタ424)と、駆動回路40Dによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Dとの電気的接続用に設けられている。
【0080】
第2配置領域AP2内に配置された裏面電極と、第1配置領域AP1内に配置された裏面電極とは、仮想中心線VCに対して線対称の関係で配置されている。このため、第1裏面電極81C,81D、第2裏面電極82C,82D、第3裏面電極83C,83D、および第4裏面電極84Bの配置についての詳細な説明は省略する。
【0081】
第3配置領域AP3(
図9において左上領域)は、第1裏面電極81E,81F、第2裏面電極82E,82F、第3裏面電極83E,83F、および第4裏面電極84Cの配置に用いられている。
【0082】
第1~第4裏面電極81E,82E,83E,84Cは、駆動回路40E(スイッチング素子415およびキャパシタ425)と、駆動回路40Eによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Eとの電気的接続用に設けられている。第1~第4裏面電極81F,82F,83F,84Cは、駆動回路40F(スイッチング素子416およびキャパシタ426)と、駆動回路40Fによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Fとの電気的接続用に設けられている。
【0083】
第3配置領域AP3内に配置された裏面電極と、第1配置領域AP1内に配置された裏面電極とは、仮想中心線HCに対して線対称の関係で配置されている。このため、第1裏面電極81E,81F、第2裏面電極82E,82F、第3裏面電極83E,83F、および第4裏面電極84Cの配置についての詳細な説明は省略する。
【0084】
第4配置領域AP4(
図9において右上領域)は、第1裏面電極81G,81H、第2裏面電極82G,82H、第3裏面電極83G,83H、および第4裏面電極84Dの配置に用いられている。
【0085】
第1~第4裏面電極81G,82G,83G,84Dは、駆動回路40G(スイッチング素子417およびキャパシタ427)と、駆動回路40Gによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Gとの電気的接続用に設けられている。第1~第4裏面電極81H,82H,83H,84Dは、駆動回路40H(スイッチング素子418およびキャパシタ428)と、駆動回路40Hによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Hとの電気的接続用に設けられている。
【0086】
第4配置領域AP4内に配置された裏面電極と、第2配置領域AP2内に配置された裏面電極とは、仮想中心線HCに対して線対称の関係で配置されている。また、第4配置領域AP4内に配置された裏面電極と、第3配置領域AP3内に配置された裏面電極とは、仮想中心線VCに対して線対称の関係で配置されている。このため、第1裏面電極81G,81H、第2裏面電極82G,82H、第3裏面電極83G,83H、および第4裏面電極84Dの配置についての詳細な説明は省略する。
【0087】
図7に示すように、裏面レジスト層29Bは、第2電極層28Bの一部を露出する複数の開口部を含む。半導体発光装置10は、裏面レジスト層29Bの開口部によって露出された第2電極層28Bの部分によって、図示しない回路基板に実装される。したがって、半導体発光装置10は、回路基板上に実装される表面実装型デバイスということができる。なお、
図9では、裏面レジスト層29Bの開口部が二点鎖線によって示されている。
【0088】
[1-6C.第3および第4電極層(中間電極層)]
図7に示すように、各々中間電極層である第3および第4電極層28C,28Dは基板20内に埋設されている。表面側中間電極層として設けられた第3電極層28Cは、基板20の主面21を含む第1基材27Aと、基板20の厚さ方向の中間に位置する第3基材27Cとの間に位置している。一方、裏面側中間電極層として設けられた第4電極層28Dは、基板20の裏面22を含む第2基材27Bと、第3基材27Cとの間に位置している。第1実施形態において、第3電極層28C(表面側中間電極層)および第4電極層28D(裏面側中間電極層)は同一の構造を有している。したがって、以下では、第3電極層28Cについて説明し、第4電極層28Dについての詳細な説明を省略する。
【0089】
図10に示すように、第3電極層28Cは、互いに離間した複数の中間電極(パターン電極)を含む。第1実施形態では、第3電極層28Cは、第1中間電極91A~91H、第2中間電極92A~92H、第3中間電極93A~93H、および第4中間電極94A~94Dを含む。
【0090】
第1中間電極91A~91H、第2中間電極92A~92H、第3中間電極93A~93H、および第4中間電極94A~94Dは、基板20の周辺領域APに位置するとともに、2つの仮想中心線VC,HCの各々に対して線対称の関係で配置されている。上述したように、周辺領域APは、仮想中心線VC,HCに基づいて区分される4つの配線配置領域として第1~第4配置領域AP1~AP4を含む。第1配置領域AP1、第2配置領域AP2、第3配置領域AP3、および第4配置領域AP4は、
図10において基板20の右下領域、左下領域、右上領域、および左上領域にそれぞれ対応する。以下、第1~第4配置領域AP1~AP4内の中間電極レイアウトについて説明する。
【0091】
第1配置領域AP1(
図10において右下領域)は、第1中間電極91A,91B、第2中間電極92A,92B、第3中間電極93A,93B、および第4中間電極94Aの配置に用いられている。
【0092】
第1~第4中間電極91A,92A,93A,94Aは、駆動回路40A(スイッチング素子411およびキャパシタ421)と、駆動回路40Aによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Aとの電気的接続用に設けられている。
【0093】
第1中間電極91Aは、Y軸方向に長尺状に形成されており、平面視で第1および第5表面電極61A,65A(
図3参照)と重なるとともに第1裏面電極81A(
図9参照)とも重なる位置に配置されている。第1中間電極91Aは、例えば、長円形状の第1開口部と、円形状の第2開口部とを含む。第2中間電極92Aは、第1開口部に配置されており、平面視で第2表面電極62A(
図3参照)および第2裏面電極82A(
図9参照)と重なっている。第3中間電極93Aは、第2開口部に配置されており、平面視で第3表面電極63A(
図3参照)および第3裏面電極83A(
図9参照)と重なっている。第4中間電極94Aは、平面視で第4表面電極64A(
図3参照)および第4裏面電極84A(
図9参照)と重なっている。
【0094】
第1~第4中間電極91B,92B,93B,94Aは、駆動回路40B(スイッチング素子412およびキャパシタ422)と、駆動回路40Bによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Bとの電気的接続用に設けられている。
【0095】
第1中間電極91Bは、X軸方向に長尺状に形成されており、平面視で第1および第5表面電極61B,65B(
図1参照)と重なるとともに第1裏面電極81B(
図9参照)とも重なる位置に配置されている。第1中間電極91Bは、例えば、長円形状の第1開口部と、円形状の第2開口部とを含む。第2中間電極92Bは、第1開口部に配置されており、平面視で第2表面電極62B(
図3参照)および第2裏面電極82B(
図9参照)と重なっている。第3中間電極93Bは、第2開口部に配置されており、平面視で第3表面電極63B(
図3参照)および第3裏面電極83B(
図9参照)と重なっている。
【0096】
第2配置領域AP2(
図10において左下領域)は、第1中間電極91C,91D、第2中間電極92C,92D、第3中間電極93C,93D、および第4中間電極94Bの配置に用いられている。
【0097】
第1~第4中間電極91C,92C,93C,94Bは、駆動回路40C(スイッチング素子413およびキャパシタ423)と、駆動回路40Cによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Cとの電気的接続用に設けられている。第1中間電極91D,92D,93D,94Bは、駆動回路40D(スイッチング素子414およびキャパシタ424)と、駆動回路40Dによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Dとの電気的接続用に設けられている。
【0098】
第2配置領域AP2内に配置された中間電極と、第1配置領域AP1内に配置された中間電極とは、仮想中心線VCに対して線対称の関係で配置されている。このため、第1中間電極91C,91D、第2中間電極92C,92D、第3中間電極93C,93D、および第4中間電極94Bの配置についての詳細な説明は省略する。
【0099】
第3配置領域AP3(
図10において右上領域)は、第1中間電極91E,91F、第2中間電極92E,92F、第3中間電極93E,93F、および第4中間電極94Cの配置に用いられている。
【0100】
第1~第4中間電極91E,92E,93E,94Cは、駆動回路40E(スイッチング素子415およびキャパシタ425)と、駆動回路40Eによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Eとの電気的接続用に設けられている。第1~第4中間電極91F,92F,93F,94Cは、駆動回路40F(スイッチング素子416およびキャパシタ426)と、駆動回路40Fによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Fとの電気的接続用に設けられている。
【0101】
第3配置領域AP3内に配置された中間電極と、第1配置領域AP1内に配置された中間電極とは、仮想中心線HCに対して線対称の関係で配置されている。このため、第1中間電極91E,91F、第2中間電極92E,92F、第3中間電極93E,93F、および第4中間電極94Cの配置についての詳細な説明は省略する。
【0102】
第4配置領域AP4(
図10において左上領域)は、第1中間電極91G,91H、第2中間電極92G,92H、第3中間電極93G,93H、および第4中間電極94Dの配置に用いられている。
【0103】
第1~第4中間電極91G,92G,93G,94Dは、駆動回路40G(スイッチング素子417およびキャパシタ427)と、駆動回路40Gによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Gとの電気的接続用に設けられている。第1~第4中間電極91H,92H,93H,94Dは、駆動回路40H(スイッチング素子418およびキャパシタ428)と、駆動回路40Hによる駆動対象の2個の半導体発光素子30と、保護ダイオード70Hとの電気的接続用に設けられている。
【0104】
第4配置領域AP4内に配置された中間電極と、第2配置領域AP2内に配置された中間電極とは、仮想中心線HCに対して線対称の関係で配置されている。また、第4配置領域AP4内に配置された中間電極と、第3配置領域AP3内に配置された中間電極とは、仮想中心線VCに対して線対称の関係で配置されている。このため、第1中間電極91G,91H、第2中間電極92G,92H、第3中間電極93G,93H、および第4中間電極94Dの配置についての詳細な説明は省略する。
【0105】
[1-7.電極層間の接続構造]
基板20は、第1電極層28A(表面電極層)、第2電極層28B(裏面電極層)、ならびに第3および第4電極層28C,28D(各々中間電極層)を電気的に接続する複数のビア(接続導体)を含む。例えば、
図3~
図10に示すように、基板20は、基板20の厚さ方向に第1~第3基材27A~27Cならびに第3および第4電極層28C,28Dを各々貫通する第1ビア101A~101H、第2ビア102A~102H、第3ビア103A~103H、第4ビア104A~104D、および第5ビア105A~105Hを含む。なお、これら複数のビアは、第1および第2電極層28A,28Bを貫通していてもよい。これら複数のビアは、例えば、Ti、TiN、Au、Ag、Cu、Al、およびWを含む群から選択された一つまたは複数の材料によって形成されている。
【0106】
図3~
図6、
図9、および
図10に示すように、第1ビア101A~101H、第2ビア102A~102H、第3ビア103A~103H、第4ビア104A~104D、および第5ビア105A~105Hは、基板20の周辺領域APに位置するとともに、2つの仮想中心線VC,HCの各々に対して線対称の関係で配置されている。上述したように、周辺領域APは、仮想中心線VC,HCに基づいて区分される第1~第4配置領域AP1~AP4を含む。以下、第1~第4配置領域AP1~AP4内における複数のビアのレイアウトについて説明する。
【0107】
第1配置領域AP1は、第1ビア101A,101B、第2ビア102A,102B、第3ビア103A,103B、第4ビア104A、および第5ビア105A,105Bを含む。
【0108】
第1ビア101Aは、第1電極層28Aの第1表面電極61Aと、第2電極層28Bの第1裏面電極81Aと、第3および第4電極層28C,28Dの第1中間電極91Aとを電気的に接続している。第1ビア101Aの数は特に限定されず、例えば、1個の半導体発光素子30当たり1個以上、すなわち、第1表面電極61Aと第1裏面電極81Aと2つの第1中間電極91Aとが重なる位置に2個以上であってよい。
【0109】
第2ビア102Aは、第1電極層28Aの第2表面電極62Aと、第2電極層28Bの第2裏面電極82Aと、第3および第4電極層28C,28Dの第2中間電極92Aとを電気的に接続している。第2ビア102Aの数は特に限定されず、例えば、第2表面電極62Aと第2裏面電極82Aと2つの第2中間電極92Aとが重なる位置に1個以上であってよい。
【0110】
第3ビア103Aは、第1電極層28Aの第3表面電極63Aと、第2電極層28Bの第3裏面電極83Aと、第3および第4電極層28C,28Dの第3中間電極93Aとを電気的に接続している。第3ビア103Aの数は特に限定されず、例えば、第3表面電極63Aと第3裏面電極83Aと2つの第3中間電極93Aとが重なる位置に1個以上であってよい。
【0111】
第4ビア104Aは、第1電極層28Aの第4表面電極64Aと、第2電極層28Bの第4裏面電極84Aと、第3および第4電極層28C,28Dの第4中間電極94Aとを電気的に接続している。第4ビア104Aの数は特に限定されず、例えば、第4表面電極64Aと第4裏面電極84Aと2つの第4中間電極94Aとが重なる位置に1個以上であってよい。第1実施形態では、例えば、第4ビア104Aの配置に利用可能な電極重なり部分のほぼ全領域を使用して多数の第4ビア104Aが行列状(例えば5×9個)に配置されている。
【0112】
第5ビア105Aは、第1電極層28Aの第5表面電極65Aと、第2電極層28Bの第1裏面電極81Aと、第3および第4電極層28C,28Dの第1中間電極91Aとを電気的に接続している。第5ビア105Aの数は特に限定されず、例えば、第5表面電極65Aと第1裏面電極81Aと2つの第1中間電極91Aとが重なる位置に1個以上であってよい。第1実施形態では、例えば、第5ビア105Aの配置に利用可能な電極重なり部分の領域を使用して多数の第5ビア105Aが行列状(例えば3×3個)に配置されている。
【0113】
第1配置領域AP1において、第1~第3ビア101B,102B,103Bおよび第5ビア105Bは、上述した第1~第3ビア101A,102A,103Aおよび第5ビア105Aと同様に配置されている。したがって、第1~第3ビア101B,102B,103Bおよび第5ビア105Bについての詳細な説明は省略する。
【0114】
第2配置領域AP2は、第1ビア101C,101D、第2ビア102C,102D、第3ビア103C,103D、第4ビア104B、および第5ビア105C,105Dを含む。第3配置領域AP3は、第1ビア101E,101F、第2ビア102E,102F、第3ビア103E,103F、第4ビア104C、および第5ビア105E,105Fを含む。第4配置領域AP4は、第1ビア101G,101H、第2ビア102G,102H、第3ビア103G,103H、第4ビア104D、および第5ビア105G,105Hを含む。第2~第4配置領域AP2,AP3,AP4におけるこれらのビアの配置は、上述した第1配置領域AP1におけるビアの配置と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【0115】
[1-8.半導体発光装置の電流経路]
半導体発光装置10は、複数の駆動回路40が各々一つ以上(第1実施形態では2個)の半導体発光素子30を駆動するマルチチャンネル駆動型の発光モジュールとして具現化されている。上述したように、半導体発光装置10において、駆動回路40は半導体発光素子30と共に基板20に搭載されている。したがって、各駆動回路40とその駆動対象の半導体発光素子30との間の電流経路は基板20内に形成される。
【0116】
図11は、駆動回路40A(スイッチング素子411およびキャパシタ421)と、その駆動回路40Aによる駆動対象の半導体発光素子30とに流れる電流の電流経路CP(矢印によって示される経路)を示している。
【0117】
電流経路CPは、キャパシタ421の第1電極42A、第1電極層28A(表面電極層)の第2表面電極62A、スイッチング素子411のドレイン電極41D、スイッチング素子411のソース電極41S、ワイヤW1、半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)、裏面電極35(カソード電極)、第1電極層28Aの第1表面電極61A、第1ビア101A、第3電極層28C(表面側中間電極層)の第1中間電極91A、第5ビア105A、第1電極層28Aの第5表面電極65A、およびキャパシタ421の第2電極42Bの順に電流が流れるループ状に構成される。
【0118】
ここで、保護ダイオード70A(
図3参照)は、第4および第5表面電極64A,65A間を跨ぐように配置されている。保護ダイオード70Aのアノード電極71は第5表面電極65Aに実装され、カソード電極72は第4表面電極64Aに実装されている。したがって、保護ダイオード70Aのアノード電極71は、第5表面電極65Aによってキャパシタ421の第2電極42Bに電気的に接続されている。また、保護ダイオード70Aのアノード電極71およびキャパシタ421の第2電極42Bは、半導体発光素子30の裏面電極35(カソード電極)に電気的に接続されている。第4表面電極64Aはグランド配線として設けられ、第4裏面電極84Aはグランド端子として設けられている。したがって、保護ダイオード70Aのカソード電極72(およびスイッチング素子411のソース電極41S)は、グランドに接続されている。
【0119】
なお、ここでは詳細な説明を省略するが、他の駆動回路40B~40Hの各々についても、駆動回路40Aと同様な電気的接続が実現されており、上述した電流経路CPと同様なループ状の電流経路が個別に構成される。また、他の保護ダイオード70B~70Hの各々についても、保護ダイオード70Aと同様な電気的接続が実現されている。
【0120】
[1-9.半導体発光装置の回路構成]
図12に示すように、半導体発光装置10を含む発光システム200は、直流電源201と、直流電源201と並列に接続されるキャパシタ202と、電流制限抵抗203と、逆流防止用ダイオード204A~204Hと、ゲートドライバ205A~205Hと、パルスジェネレータ206A~206Hと、制御電源207A~207Hとを含む。なお、図示を明瞭にするために、
図12においては、駆動回路40C~40F、駆動回路40C~40Fによる駆動対象の半導体発光素子30、保護ダイオード70C~70F、逆流防止用ダイオード204C~204F、ゲートドライバ205C~205F、パルスジェネレータ206C~206F、および制御電源207C~207Fの図示は省略されている。逆流防止用ダイオード204A~204H、ゲートドライバ205A~205H、パルスジェネレータ206A~206H、および制御電源207A~207Hは、駆動回路40A~40Hにそれぞれ対応して設けられている。
【0121】
直流電源201、キャパシタ202、および電流制限抵抗203は、複数の半導体発光素子30および駆動回路40A~40Hに電流を供給するように構成されている。直流電源201、キャパシタ202、および電流制限抵抗203は、電源入力部の一例である。電流制限抵抗203の第1端子は、直流電源201の正極に電気的に接続されている。
【0122】
逆流防止用ダイオード204A~204Hのアノードは、電流制限抵抗203の第2端子に電気的に接続されている。逆流防止用ダイオード204A~204Hのカソードは、第2裏面電極82A~82Hを介して、スイッチング素子411~418のドレイン電極41Dおよびキャパシタ421~428の第1電極42Aに電気的に接続されている。
【0123】
ゲートドライバ205A~205Hは、駆動回路40A~40Hのスイッチング素子411~418のゲート電極41Gにそれぞれ電気的に接続されている。第1実施形態では、ゲートドライバ205A~205Hは、スイッチング素子411~418のゲート電極41Gに電気的に接続された第3裏面電極83A~83Hにそれぞれ電気的に接続されている。ゲートドライバ205A~205Hは、スイッチング素子411~418のゲート電極41Gにゲート電圧信号をそれぞれ印加することで、スイッチング素子411~418を個別に駆動するように構成されている。
【0124】
パルスジェネレータ206A~206Hおよび制御電源207A~207Hは、ゲートドライバ205A~205Hにそれぞれ電気的に接続されている。パルスジェネレータ206A~206Hは、スイッチング素子411~418を制御するためのパルス信号をゲートドライバ205A~205Hにそれぞれ出力するように構成されている。制御電源207A~207Hは、ゲートドライバ205A~205Hに動作電圧をそれぞれ印加するように構成されている。
【0125】
直流電源201の負極、キャパシタ202、パルスジェネレータ206A~206H、および制御電源207A~207Hの負極は、グランド端子として機能する第4裏面電極84A~84Dに電気的に接続されている。
【0126】
スイッチング素子411~418のソース電極41Sは、制御対象とする対応する2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)と、保護ダイオード70A~70Hのカソード電極72とにそれぞれ電気的に接続されている。キャパシタ421~428の第2電極42Bおよび保護ダイオード70A~70Hのアノード電極71は、対応する2個の半導体発光素子30の裏面電極35(カソード電極)にそれぞれ電気的に接続されている。
【0127】
スイッチング素子411~418のソース電極41Sおよび保護ダイオード70A~70Hのカソード電極72は、グランド配線(第1電極層28Aの第4表面電極64A~64D、ならびに第3および第4電極層28C,28Dの第4中間電極94A~94D)を介してグランド端子(第2電極層28Bの第4裏面電極84A~84D)に電気的に接続されている。グランド端子として設けられた第4裏面電極84A~84Dは、グランドに接続されている。
【0128】
上記のように構成された半導体発光装置10では、駆動回路40A~40Hのスイッチング素子411~418がオフ状態のとき、直流電源201によってキャパシタ421~428が充電される。そして、スイッチング素子411~418がオフ状態からオン状態に切り替わると、スイッチング素子411~418を介してキャパシタ421~428から制御対象の各半導体発光素子30に電流が流れる。これにより、半導体発光素子30からパルス発光されたレーザ光が出射される。このように、各駆動回路40A~40Hは、複数の半導体発光素子30のうちの一つ以上(第1実施形態では2個)を個別に駆動するように構成されている。
【0129】
一例として、駆動回路40A~40Hは、駆動対象の半導体発光素子30を順次に駆動する。この場合、例えば1つの半導体発光素子のみを備える半導体発光装置と比較して、半導体発光装置10から出射されるレーザ光のパルス間隔が短くなるように各半導体発光素子30のパルス発光を調整することができる。したがって、単位時間当たりのパルス数の増加を図ることができる。また、駆動回路40A~40Hによる駆動対象の半導体発光素子30が順番に発光することによって、1つの半導体発光素子のみを備える半導体発光装置と比較して、各半導体発光素子30の発熱を抑制することができる。
【0130】
次に、第1実施形態の半導体発光装置10の作用を説明する。
近年、半導体発光装置の高出力化がますます要求されている。例えば、LiDARなどのレーザシステムに半導体発光装置を適用する場合、視野角の拡大および解像度の向上などが求められる。このような要求に応えるべく、第1実施形態の半導体発光装置10は、複数(第1実施形態では8個)の駆動回路40A~40Hによって複数の半導体発光素子30を駆動するマルチチャンネル(第1実施形態では8チャンネル)駆動型の発光モジュールとして具現化されている。
【0131】
ここで、第1実施形態では、基板20の中央領域ACに光反射素子50が配置されるとともに、その周囲に複数(第1実施形態では16個)の半導体発光素子30が配置されている。この構成では、半導体発光素子30に端面発光素子を採用しつつ、半導体発光素子30から出射された光を基板20に交差する方向(例えば基板20に垂直な方向)に反射させることができる。このため、端面発光素子により構成された複数の半導体発光素子30を基板20の端に配置する場合に比べて、より多くの半導体発光素子30を半導体発光装置10に搭載することができる。これにより、チャンネル数を増大させて例えばLiDARで求められるような視野角の拡大および解像度の向上を図ることができる。
【0132】
第1実施形態の半導体発光装置10は、以下の利点を有する。
(1-1)半導体発光装置10は、基板20の中央領域ACに配置された光反射素子50を備える。光反射素子50は、端面発光素子により構成された複数の半導体発光素子30からの光を、基板20に交差する方向に反射する。これにより、半導体発光素子30を基板20の端に配置する場合に比べて、より多くの半導体発光素子30を半導体発光装置10に搭載することができる。
【0133】
(1-2)複数の半導体発光素子30が光反射素子50の周囲において基板20の中央付近に集約配置されるため、複数の半導体発光素子30を駆動する駆動回路40A~40Hおよびそれに関連する回路素子の配線設計の自由度が向上する。結果として、チャンネル数をより増大させることが可能となる。
【0134】
(1-3)光反射素子50が基板20の中央領域ACに配置されることで、光反射素子50の両側に複数の半導体発光素子30を配置することができる。これにより、より多くの半導体発光素子30を半導体発光装置10に搭載可能となるだけでなく、光反射素子50を中心に駆動回路40A~40Hを基板20上に対称配置することが可能となる。これにより、チャンネル数を増大させつつ配線設計を容易化することができる。
【0135】
(1-4)光反射素子50には、例えば45°の反射角を有する光反射型ミラーを採用することができる。したがって、光反射素子50を簡易な構成としつつ、半導体発光素子30の数を増大させることができる。
【0136】
(1-5)半導体発光装置10は、複数の半導体発光素子30とともに、複数の半導体発光素子30を駆動する駆動回路40A~40Hを含む。この構成では、各駆動回路40とその駆動対象の半導体発光素子30とに流れる電流の電流経路CPが基板20に形成されるため、駆動回路40A~40Hが半導体発光装置10の外部に設けられる場合と比べて電流経路CPが短くなる。これにより、電流経路CPの長さに起因するインダクタンスを低減することができるとともに各電流経路CPのインダクタンスのばらつきを低減することができる。その結果、各半導体発光素子30が出射するレーザ光のパルス幅の短パルス化を図り、パルス幅のばらつきを低減することができる。
【0137】
(1-6)各駆動回路40は、並列接続された複数のキャパシタを含む。例えば、駆動回路40Aは、並列接続された4個のキャパシタ421を含み、他の駆動回路40B~40Hにおいても、同数のキャパシタが設けられている。この構成では、各駆動回路40が単一のキャパシタを含む場合に比べて、インダクタンスを低減することができる。
【0138】
(1-7)半導体発光装置10は、各チャンネルに設けられた一つ以上(第1実施形態では2個)の半導体発光素子30に各々逆並列に接続される保護ダイオード70A~70Hを備える。この構成では、半導体発光素子30に過大な逆バイアスが加わることを抑制して、各半導体発光素子30のピーク光出力を高めることができる。
【0139】
(1-8)各駆動回路40のスイッチング素子(例えば、駆動回路40Aのスイッチング素子411)とその制御対象の半導体発光素子30との間の電流経路CP上に位置するワイヤW1の数が複数本(第1実施形態では例えば4本以上)とされている。この構成では、半導体発光装置10全体におけるインダクタンスを低減することができる。
【0140】
[第2実施形態]
次に、
図13~
図22を参照して、第2実施形態の半導体発光装置10について説明する。第2実施形態の半導体発光装置10は、駆動回路40A~40Hの構成が変更されている点で、第1実施形態の半導体発光装置10と主に異なる。以下では、第1実施形態の半導体発光装置10との相違点を中心に第2実施形態を説明し、第1実施形態と共通する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0141】
図13は、第2実施形態の半導体発光装置10の概略平面構造を示す。
図14は、
図13の半導体発光装置10の中央部の概略平面構造を示す。
図15~
図18は、
図13の半導体発光装置10の周辺領域の4つの異なる部分の概略平面構造を示す。
図19は、
図13の半導体発光装置10の概略的な裏面電極構造を示す。
図20は、
図13の半導体発光装置10の概略的な表面側中間電極構造を示し、
図21は、
図13の半導体発光装置10の概略的な裏面側中間電極構造を示す。
図22は、
図13の半導体発光装置10を含む発光システム200の概略回路を示す。なお、
図13~
図18では、主面レジスト層29Aの開口部が二点鎖線によって示されており、
図19では、裏面レジスト層29Bの開口部が二点鎖線によって示されている。
【0142】
[2-1.第2実施形態の半導体発光装置の全体構造]
図13に示すように、第2実施形態の半導体発光装置10は、複数(
図13では例えば16個)の半導体発光素子30と、複数(
図13では例えば8個)の駆動回路40A~40Dと、光反射素子50とを含む。なお、以下の説明において、駆動回路40A~40Hを互いに区別しない場合は、駆動回路40A~40Hを駆動回路40(または各駆動回路40)と記載する。
【0143】
複数の半導体発光素子30、複数の駆動回路40、および光反射素子50は、基板20上に設けられている。半導体発光装置10は、複数の駆動回路40によって複数の半導体発光素子30を駆動するマルチチャンネル(
図13の例では8チャンネル)駆動型の発光モジュールとして具現化されている。なお、半導体発光素子30の数および駆動回路40の数は、チャンネル数に応じて適宜変更可能である。
【0144】
半導体発光装置10はさらに、ゲートドライバ205A~205Hと、キャパシタ208A~208Hとを含む。なお、第2実施形態の半導体発光装置10は、第1実施形態で基板20に搭載されていた保護ダイオード70A~70H(
図1参照)を含んでいない。第2実施形態では、このような保護ダイオード70A~70Hは、例えば半導体発光装置10が実装される回路基板(図示略)に搭載され得る。
【0145】
第2実施形態の半導体発光装置10では、第1実施形態と異なり、駆動回路40A~40Hのスイッチング素子411~418に横型トランジスタが用いられている。このような横型トランジスタの一例は、窒化物半導体(例えば、窒化ガリウム(GaN))を用いた窒化物半導体トランジスタである。第2実施形態では、例えば、窒化物半導体を用いた高電子移動度トランジスタ(HEMT)が用いられている。なお、横型トランジスタであれば、スイッチング素子411~418にMOSFETが用いられてもよい。
【0146】
図15~
図18に示すように、ゲートドライバ205A~205Hは、駆動回路40A~40Hのスイッチング素子411~418のゲート電極41Gにそれぞれ電気的に接続されている。ゲートドライバ205A~205Hは、スイッチング素子411~418のゲート電極41Gにゲート電圧信号をそれぞれ印加することで、スイッチング素子411~418を個別に駆動するように構成されている。キャパシタ208A~208Hは、ゲートドライバ205A~205Hとそれぞれ電気的に接続されている。
【0147】
[2-2.基板の電極層]
次に、基板20の第1~第4電極層28A~28Dの構成について説明する。第2実施形態では、第1~第4電極層28A~28Dの構成は互いに異なっている。
【0148】
[2-2A.第1電極層(表面電極層)]
図13~
図18に示すように、基板20の主面21に位置する第1電極層28A(表面電極層)は、互いに離間した複数の表面電極(パターン電極)を含む。第2実施形態では、第1電極層28Aは、第1表面電極301A~301H、第2表面電極302A~302H、第3表面電極303、第4表面電極304A~304H、第5表面電極305A~305H、第6表面電極306A~306H、第7表面電極307A~307H、第8表面電極308A~308D、第9表面電極309A~309D、第10表面電極310A~310D、および第11表面電極311を含む。
【0149】
第1表面電極301A~301Hは、複数の半導体発光素子30の実装に用いられる。第2実施形態では、第1表面電極301A~301Hの各々に、2個の半導体発光素子30が実装されている。第2表面電極302A~302H、第3表面電極303、第4表面電極304A~304H、および第5表面電極305A~305Hは、駆動回路40A~40Hの実装に用いられる。第5表面電極305A~305H、第6表面電極306A~306H、および第7表面電極307A~307Hは、ゲートドライバ205A~205Hの実装に用いられる。
【0150】
第8表面電極308A~308Dおよび第9表面電極309A~309Dは、半導体発光装置10の外部に位置するパルスジェネレータ206A~206H(
図22参照)との電気的接続用に設けられている。第8表面電極308A~308Dおよび第9表面電極309A~309Dは各々、第2~第4電極層28B~28Dを用いた導通経路を介して第7表面電極307A~307Hのうちの一つと電気的に接続されている。
【0151】
第10表面電極310A~310Dは、半導体発光装置10の外部に位置する制御電源207A~207H(
図22参照)との電気的接続用に設けられている。第10表面電極310A~310Dは各々、第2~第4電極層28B~28Dを用いた導通経路を介して第6表面電極306A~306Hのうちの2つと電気的に接続されている。
【0152】
第11表面電極311は、光反射素子50の実装に用いられる。第11表面電極311は、第1実施形態の第6表面電極66と同様に構成されている。第1実施形態と同様に、第11表面電極66は、平面視矩形状を有しており、X軸方向に沿った2つの長辺と、Y軸方向に沿った2つの短辺とを含む。第11表面電極66は、基板20の中央領域ACに位置している。したがって、光反射素子50は、中央領域ACに実装されている。
【0153】
図13および
図15~
図18に示すように、第11表面電極311以外の他の表面電極、すなわち、第1表面電極301A~301H、第2表面電極302A~302H、第3表面電極303、第4表面電極304A~304H、第5表面電極305A~305H、第6表面電極306A~306H、第7表面電極307A~307H、第8表面電極308A~308D、第9表面電極309A~309D、および第10表面電極310A~310Dは、平面視において第11表面電極311よりも外側である基板20の周辺領域APに位置している。
【0154】
図14に示すように、第1表面電極301A~301Hは、第11表面電極311に近接する位置において第11表面電極311の周辺に配置されている。第1表面電極301A~301Hは、第11表面電極311の2つの長辺に沿って、すなわち、光反射素子50の2つの光入射面51A,51Bに沿ってX軸方向に列状に配置されている。第2実施形態では、光入射面51Aに沿って第1表面電極301A~301DがX軸方向に一列に並び、光入射面51Bに沿って第1表面電極301E~301HがX軸方向に一列に並んでいる。したがって、16個の半導体発光素子30は、光反射素子50が位置する中央領域ACの近傍位置に集約配置されている。
【0155】
第1表面電極301A~301Hおよび第2表面電極302A~302Hは、基板20の周辺領域APにおいて対称関係を有するように配置されている。第2実施形態では、第1表面電極301A~301Hおよび第2表面電極302A~302Hは、2つの仮想中心線VC,HCの各々に対して線対称の関係で配置されている。
【0156】
第3表面電極303は、平面視において第2表面電極302A~302Hを囲む矩形枠状に形成されている。第3表面電極303は、基板20の中央に中央開口部を含み、この中央開口部に、第1表面電極301A~301H、第2表面電極302A~302H、および第11表面電極311が配置されている。
【0157】
第1実施形態と同様、基板20の周辺領域APは、2つの仮想中心線VC,HCに基づいて区分される4つの配線(電極)配置領域として、
図13において基板20の右下領域、左下領域、右上領域、および左上領域にそれぞれ対応する第1配置領域AP1、第2配置領域AP2、第3配置領域AP3、および第4配置領域AP4を含む。以下、第1~第4配置領域AP1~AP4内の表面電極レイアウトについて説明する。
【0158】
図13および
図15に示すように、第1配置領域AP1(
図13において右下領域)は、第1表面電極301A,301B、第2表面電極302A,302B、第4表面電極304A,304B、第5表面電極305A,305B、第6表面電極306A,306B、第7表面電極307A,307B、第8表面電極308A、第9表面電極309A、および第10表面電極310Aの配置に用いられている。第1配置領域AP1は、第3表面電極303の一部(
図13において右下領域)も含む。
【0159】
第1表面電極301A,301Bは各々、上述したように2個の半導体発光素子30の実装に用いられる。第2~第5表面電極302A,303,304A,305Aは、駆動回路40Aの実装に用いられ、第3表面電極303および第5~第7表面電極305A,306A,307Aは、ゲートドライバ205Aの実装に用いられる。また、第3および第6表面電極303,306Aは、キャパシタ208Aの実装に用いられる。
【0160】
同様に、第2~第5表面電極302B,303,304B,305Bは、駆動回路40Bの実装に用いられ、第3表面電極303および第5~第7表面電極305B,306B,307Bは、ゲートドライバ205Bの実装に用いられる。また、第3および第6表面電極303,306Bは、キャパシタ208Bの実装に用いられる。
【0161】
第8表面電極308Aは、パルスジェネレータ206A(
図22参照)との電気的接続用に設けられており、第9表面電極309Aは、パルスジェネレータ206B(
図22参照)との電気的接続用に設けられている。第10表面電極310Aは、制御電源207A,207Bとの電気的接続用に設けられている。
【0162】
したがって、第3表面電極303は、駆動回路40A,40B、ゲートドライバ205A,205B、およびキャパシタ208A,208Bの実装に共用されている。基板20の第1配置領域AP1は、4個の半導体発光素子30と、2個の駆動回路40A,40Bと、2個のゲートドライバ205A,205Bと、2個のキャパシタ208A,208Bとの実装に割り当てられている。
【0163】
第1表面電極301Aは、第1配置領域AP1内で仮想中心線VC寄りに配置されている。第1表面電極301Aに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)は各々、第2表面電極302AにワイヤW4で接続されている。第2表面電極302Aは、第1表面電極301AとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。なお、ワイヤW4の数は特に限定されず、1本以上であればよい。第2実施形態では、例えば回路全体の配線インダクタンスを低減する観点などから、ワイヤW4の数は複数本(例えば4本以上)とされている。
【0164】
駆動回路40Aの4個のキャパシタ421は、第2および第3表面電極302A,303の双方にわたって実装されている。各キャパシタ421の第1電極42Aは、導電性接合材により第2表面電極302Aに接合されており、各キャパシタ421の第2電極42Bは、導電性接合材により第3表面電極303に接合されている。4個のキャパシタ421は、互いに離間しつつ長辺同士を隣り合わせてX軸方向に一列に並んでいる。なお、第1実施形態と同様、各キャパシタ421は、例えばセラミックキャパシタであってよい。
【0165】
駆動回路40Aのスイッチング素子411は、第3~第5表面電極303,304A,305Aにわたって実装されている。第3表面電極303は、第1配置領域AP1内に2つの周辺開口部を含み、一方の周辺開口部に第4~第7表面電極304A,305A,306A,307Aが配置され、他方の周辺開口部に第4~第7表面電極304B,305B,306B,307Bが配置されている。第4表面電極304Aは、Y軸方向に延びる長円形状を有し、第5表面電極305Aは、X軸方向に延びる矩形状を有している。第5表面電極305Aは、第4表面電極304AとX軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0166】
スイッチング素子411のソース電極41Sは、導電性接合材により第3表面電極303に実装されており、スイッチング素子411のドレイン電極41Dは、導電性接合材により第4表面電極304Aに実装されている。スイッチング素子411のゲート電極41Gは、導電性接合材により第5表面電極305Aに実装されている。スイッチング素子411は、4個のキャパシタ421とY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。スイッチング素子411は、Y軸方向においてキャパシタ421よりも基板20の第1側面23寄りに設けられている。
【0167】
ゲートドライバ205Aは、第3表面電極303および第5~7表面電極305A,306A,307Aにわたって実装されている。第6および第7表面電極306A,307Aは、第5表面電極305AとX軸方向に隣接または近接して設けられている。第3表面電極303は、第6および第7表面電極306A,307Aの間に位置する延出部分を含み、第6および第7表面電極306A,307Aは、第3表面電極303の延出部分を間に挟んでY軸方向に互いに近接して設けられている。ゲートドライバ205Aは、第3表面電極303および第5~7表面電極305A,306A,307Aと個別に実装されるとともに電気的に接続される複数の端子205Pを含む。
【0168】
ゲートドライバ205Aは、第5表面電極305Aを介してスイッチング素子411のゲート電極41Gと電気的に接続されている。後述するように、ゲートドライバ205Aには、第6および第10表面電極306A,310Aと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、制御電源207A(
図22参照)からの電力が供給される。また、ゲートドライバ205Aは、第7および第8表面電極307A,308Aと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、パルスジェネレータ206A(
図22参照)に電気的に接続される。
【0169】
キャパシタ208Aは、第3および第6表面電極303,306Aの双方にわたって実装されている。キャパシタ208Aは、ゲートドライバ205AとX軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。ゲートドライバ205Aは、X軸方向においてスイッチング素子411とキャパシタ208Aとの間に位置している。キャパシタ208Aは、第6表面電極306Aと電気的に接続される第1電極208Pと、第3表面電極303と電気的に接続される第2電極208Qとを含む。したがって、キャパシタ208Aは、ゲートドライバ205Aと電気的に接続されている。
【0170】
第2表面電極302Bは、第1配置領域AP1内で第1表面電極301AとX軸方向に隣接して配置されている。第2表面電極302Bに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)は各々、第2表面電極302BにワイヤW4で接続されている。第2表面電極302Bは、第1表面電極301BとX軸方向およびY軸方向の双方に隣接または近接する位置に設けられている。
【0171】
駆動回路40Bの4個のキャパシタ422は、第2および第3表面電極302B,303の双方にわたって実装されている。各キャパシタ422の第1電極42Aは、導電性接合材により第2表面電極302Bに接合されており、各キャパシタ422の第2電極42Bは、導電性接合材により第3表面電極303に接合されている。4個のキャパシタ422は、互いに離間しつつ長辺同士を隣り合わせてY軸方向に一列に並んでいる。なお、第1実施形態と同様、各キャパシタ422は、例えばセラミックキャパシタであってよい。
【0172】
駆動回路40Bのスイッチング素子412は、第3~第5表面電極303,304B,305Bにわたって実装されている。第4表面電極304Bは、X軸方向に延びる長円形状を有し、第5表面電極305Bは、Y軸方向に延びる矩形状を有している。第5表面電極305Bは、第4表面電極304BとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0173】
スイッチング素子412のソース電極41Sは、導電性接合材により第3表面電極303に実装されており、スイッチング素子412のドレイン電極41Dは、導電性接合材により第4表面電極304Bに実装されている。スイッチング素子412のゲート電極41Gは、導電性接合材により第5表面電極305Bに実装されている。スイッチング素子412は、4個のキャパシタ422とX軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。スイッチング素子412は、X軸方向においてキャパシタ422よりも基板20の第4側面26寄りに設けられている。
【0174】
ゲートドライバ205Bは、第3表面電極303および第5~7表面電極305B,306B,307Bにわたって実装されている。第6および第7表面電極306B,307Bは、第5表面電極305BとY軸方向に隣接または近接して設けられている。第3表面電極303は、第6および第7表面電極306B,307Bの間に位置する延出部分を含み、第6および第7表面電極306B,307Bは、第3表面電極303の延出部分を間に挟んでX軸方向に互いに近接して設けられている。ゲートドライバ205Bは、第3表面電極303および第5~7表面電極305A,306A,307Aと個別に実装されるとともに電気的に接続される複数の端子205Pを含む。
【0175】
ゲートドライバ205Bは、第5表面電極305Bを介してスイッチング素子412のゲート電極41Gと電気的に接続されている。後述するように、ゲートドライバ205Bには、第6および第10表面電極306B,310Aと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、制御電源207B(
図22参照)からの電力が供給される。また、ゲートドライバ205Bは、第7および第9表面電極307B,309Aと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、パルスジェネレータ206B(
図22参照)に電気的に接続される。
【0176】
キャパシタ208Bは、第3および第6表面電極303,306Bの双方にわたって実装されている。キャパシタ208Bは、ゲートドライバ205BとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。ゲートドライバ205Bは、X軸方向においてスイッチング素子412とキャパシタ208Bとの間に位置している。キャパシタ208Bは、第6表面電極306Bと電気的に接続される第1電極208Pと、第3表面電極303と電気的に接続される第2電極208Qとを含む。したがって、キャパシタ208Bは、ゲートドライバ205Bと電気的に接続されている。
【0177】
図13および
図16に示すように、第2配置領域AP2(
図13において左下領域)は、第1表面電極301C,301D、第2表面電極302C,302D、第4表面電極304C,304D、第5表面電極305C,305D、第6表面電極306C,306D、第7表面電極307C,307D、第8表面電極308B、第9表面電極309B、および第10表面電極310Bの配置に用いられている。第2配置領域AP2は、第3表面電極303の一部(
図13において左下領域)も含む。
【0178】
第1表面電極301C,301Dは各々、上述したように2個の半導体発光素子30の実装に用いられる。第2~第5表面電極302C,303,304C,305Cは、駆動回路40Cの実装に用いられ、第3表面電極303および第5~第7表面電極305C,306C,307Cは、ゲートドライバ205Cの実装に用いられる。また、第3および第6表面電極303,306Cは、キャパシタ208Cの実装に用いられる。
【0179】
同様に、第2~第5表面電極302D,303,304D,305Dは、駆動回路40Dの実装に用いられ、第3表面電極303および第5~第7表面電極305D,306D,307Dは、ゲートドライバ205Dの実装に用いられる。また、第3および第6表面電極303,306Dは、キャパシタ208Dの実装に用いられる。
【0180】
第8表面電極308Bは、パルスジェネレータ206C(
図22参照)との電気的接続用に設けられており、第9表面電極309Bは、パルスジェネレータ206D(
図22参照)との電気的接続用に設けられている。第10表面電極310Bは、制御電源207C,207Dとの電気的接続用に設けられている。
【0181】
したがって、第3表面電極303は、駆動回路40C,40D、ゲートドライバ205C,205D、およびキャパシタ208C,208Dの実装に共用されている。基板20の第2配置領域AP2は、4個の半導体発光素子30と、2個の駆動回路40C,40Dと、2個のゲートドライバ205C,205Dと、2個のキャパシタ208C,208Dとの実装に割り当てられている。
【0182】
第1表面電極301Cは、第2配置領域AP2内で仮想中心線VC寄りに配置されている。第1表面電極301Cに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)は各々、第2表面電極302CにワイヤW4で接続されている。第2表面電極302Cは、第1表面電極301CとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0183】
第1表面電極301Dは、第2配置領域AP2内で第1表面電極301CとX軸方向に隣接して配置されている。第1表面電極301Dに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)は各々、第2表面電極302DにワイヤW4で接続されている。第2表面電極302Dは、第1表面電極301DとX軸方向およびY軸方向の双方に隣接または近接する位置に設けられている。
【0184】
第2配置領域AP2内に位置するいくつかの表面電極(およびそれらに実装された素子)のレイアウトは、第1配置領域AP1内に位置するいくつかの対応する表面電極(およびそれらに実装された素子)のレイアウトを平面視で時計回りに90°回転させたものに相当する。
【0185】
例えば、第2配置領域AP2内の第4~第7表面電極304C,305C,306C,307Cのレイアウトは、第1配置領域AP1内の第4~第7表面電極304B,305B,306B,307Bのレイアウトを時計回りに90°回転させたものに相当する。したがって、第2配置領域AP2内における駆動回路40C(キャパシタ423およびスイッチング素子413)、ゲートドライバ205C、およびキャパシタ208Cのレイアウトは、第1配置領域AP1内における駆動回路40B(キャパシタ422およびスイッチング素子412)、ゲートドライバ205B、およびキャパシタ208Bのレイアウトを時計回りに90°回転させたものに相当する。このため、第4~第7表面電極304C,305C,306C,307Cの配置、ならびに駆動回路40C(キャパシタ423およびスイッチング素子413)、ゲートドライバ205C、およびキャパシタ208Cの配置についての詳細な説明は省略する。
【0186】
同様に、第2配置領域AP2内の第4~第7表面電極304D,305D,306D,307Dのレイアウトは、第1配置領域AP1内の第4~第7表面電極304A,305A,306A,307Aのレイアウトを時計回りに90°回転させたものに相当する。したがって、第2配置領域AP2内における駆動回路40D(キャパシタ424およびスイッチング素子414)、ゲートドライバ205D、およびキャパシタ208Dのレイアウトは、第1配置領域AP1内における駆動回路40A(キャパシタ421およびスイッチング素子411)、ゲートドライバ205A、およびキャパシタ208Aのレイアウトを時計回りに90°回転させたものに相当する。このため、第4~第7表面電極304D,305D,306D,307Dの配置、ならびに駆動回路40D(キャパシタ424およびスイッチング素子414)、ゲートドライバ205D、およびキャパシタ208Dの配置についての詳細な説明は省略する。
【0187】
なお、ゲートドライバ205Cには、第6および第10表面電極306C,310Bと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、制御電源207C(
図22参照)からの電力が供給される。また、ゲートドライバ205Cは、第7および第8表面電極307C,308Bと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、パルスジェネレータ206C(
図22参照)に電気的に接続される。
【0188】
また、ゲートドライバ205Dには、第6および第10表面電極306D,310Bと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、制御電源207D(
図22参照)からの電力が供給される。また、ゲートドライバ205Dは、第7および第9表面電極307D,309Bと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、パルスジェネレータ206D(
図22参照)に電気的に接続される。
【0189】
図13および
図17に示すように、第3配置領域AP3(
図13において右上領域)は、第1表面電極301E,301F、第2表面電極302E,302F、第4表面電極304E,304F、第5表面電極305E,305F、第6表面電極306E,306F、第7表面電極307E,307F、第8表面電極308C、第9表面電極309C、および第10表面電極310Cの配置に用いられている。第3配置領域AP3は、第3表面電極303の一部(
図13において右上領域)も含む。
【0190】
第1表面電極301E,301Fは各々、上述したように2個の半導体発光素子30の実装に用いられる。第2~第5表面電極302E,303,304E,305Eは、駆動回路40Eの実装に用いられ、第3表面電極303および第5~第7表面電極305E,306E,307Eは、ゲートドライバ205Eの実装に用いられる。また、第3および第6表面電極303,306Eは、キャパシタ208Eの実装に用いられる。
【0191】
同様に、第2~第5表面電極302F,303,304F,305Fは、駆動回路40Fの実装に用いられ、第3表面電極303および第5~第7表面電極305F,306F,307Fは、ゲートドライバ205Fの実装に用いられる。また、第3および第6表面電極303,306Fは、キャパシタ208Fの実装に用いられる。
【0192】
第8表面電極308Cは、パルスジェネレータ206E(
図22参照)との電気的接続用に設けられており、第9表面電極309Cは、パルスジェネレータ206F(
図22参照)との電気的接続用に設けられている。第10表面電極310Cは、制御電源207E,207Fとの電気的接続用に設けられている。
【0193】
したがって、第3表面電極303は、駆動回路40E,40F、ゲートドライバ205E,205F、およびキャパシタ208E,208Fの実装に共用されている。基板20の第3配置領域AP3は、4個の半導体発光素子30と、2個の駆動回路40E,40Fと、2個のゲートドライバ205E,205Fと、2個のキャパシタ208E,208Fとの実装に割り当てられている。
【0194】
第1表面電極301Eは、第3配置領域AP3内で仮想中心線VC寄りに配置されている。第1表面電極301Eに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)は各々、第2表面電極302EにワイヤW4で接続されている。第2表面電極302Eは、第1表面電極301EとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0195】
第1表面電極301Fは、第3配置領域AP2内で第1表面電極301EとX軸方向に隣接して配置されている。第1表面電極301Fに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)は各々、第2表面電極302FにワイヤW4で接続されている。第2表面電極302Fは、第1表面電極301FとX軸方向およびY軸方向の双方に隣接または近接する位置に設けられている。
【0196】
第3配置領域AP3内に位置するいくつかの表面電極(およびそれらに実装された素子)のレイアウトは、第1配置領域AP1内に位置するいくつかの対応する表面電極(およびそれらに実装された素子)のレイアウトを平面視で反時計回りに90°回転させたものに相当する。
【0197】
例えば、第3配置領域AP3内の第4~第7表面電極304E,305E,306E,307Eのレイアウトは、第1配置領域AP1内の第4~第7表面電極304B,305B,306B,307Bのレイアウトを反時計回りに90°回転させたものに相当する。したがって、第3配置領域AP3内における駆動回路40E(キャパシタ425およびスイッチング素子415)、ゲートドライバ205E、およびキャパシタ208Eのレイアウトは、第1配置領域AP1内における駆動回路40B(キャパシタ422およびスイッチング素子412)、ゲートドライバ205B、およびキャパシタ208Bのレイアウトを反時計回りに90°回転させたものに相当する。このため、第4~第7表面電極304E,305E,306E,307Eの配置、ならびに駆動回路40E(キャパシタ425およびスイッチング素子415)、ゲートドライバ205E、およびキャパシタ208Eの配置についての詳細な説明は省略する。
【0198】
同様に、第3配置領域AP3内の第4~第7表面電極304F,305F,306F,307Fのレイアウトは、第1配置領域AP1内の第4~第7表面電極304A,305A,306A,307Aのレイアウトを反時計回りに90°回転させたものに相当する。したがって、第3配置領域AP3内における駆動回路40F(キャパシタ426およびスイッチング素子416)、ゲートドライバ205F、およびキャパシタ208Fのレイアウトは、第1配置領域AP1内における駆動回路40A(キャパシタ421およびスイッチング素子411)、ゲートドライバ205A、およびキャパシタ208Aのレイアウトを反時計回りに90°回転させたものに相当する。このため、第4~第7表面電極304F,305F,306F,307Fの配置、ならびに駆動回路40F(キャパシタ426およびスイッチング素子416)、ゲートドライバ205F、およびキャパシタ208Fの配置についての詳細な説明は省略する。
【0199】
なお、ゲートドライバ205Eには、第6および第10表面電極306E,310Cと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、制御電源207E(
図22参照)からの電力が供給される。また、ゲートドライバ205Eは、第7および第8表面電極307E,308Cと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、パルスジェネレータ206E(
図22参照)に電気的に接続される。
【0200】
また、ゲートドライバ205Fには、第6および第10表面電極306F,310Cと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、制御電源207F(
図22参照)からの電力が供給される。また、ゲートドライバ205Fは、第7および第9表面電極307F,309Cと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、パルスジェネレータ206F(
図22参照)に電気的に接続される。
【0201】
図13および
図18に示すように、第4配置領域AP4(
図13において左上領域)は、第1表面電極301G,301H、第2表面電極302G,302H、第4表面電極304G,304H、第5表面電極305G,305H、第6表面電極306G,306H、第7表面電極307G,307H、第8表面電極308D、第9表面電極309D、および第10表面電極310Dの配置に用いられている。第4配置領域AP4は、第3表面電極303の一部(
図13において左上領域)も含む。
【0202】
第1表面電極301G,301Hは各々、上述したように2個の半導体発光素子30の実装に用いられる。第2~第5表面電極302G,303,304G,305Gは、駆動回路40Gの実装に用いられ、第3表面電極303および第5~第7表面電極305G,306G,307Gは、ゲートドライバ205Gの実装に用いられる。また、第3および第6表面電極303,306Gは、キャパシタ208Gの実装に用いられる。
【0203】
同様に、第2~第5表面電極302H,303,304H,305Hは、駆動回路40Hの実装に用いられ、第3表面電極303および第5~第7表面電極305H,306H,307Hは、ゲートドライバ205Hの実装に用いられる。また、第3および第6表面電極303,306Hは、キャパシタ208Hの実装に用いられる。
【0204】
第8表面電極308Dは、パルスジェネレータ206G(
図22参照)との電気的接続用に設けられており、第9表面電極309Dは、パルスジェネレータ206H(
図22参照)との電気的接続用に設けられている。第10表面電極310Dは、制御電源207G,207Hとの電気的接続用に設けられている。
【0205】
したがって、第3表面電極303は、駆動回路40G,40H、ゲートドライバ205G,205H、およびキャパシタ208G,208Hの実装に共用されている。基板20の第4配置領域AP4は、4個の半導体発光素子30と、2個の駆動回路40G,40Hと、2個のゲートドライバ205G,205Hと、2個のキャパシタ208G,208Hとの実装に割り当てられている。
【0206】
第1表面電極301Gは、第4配置領域AP4内で仮想中心線VC寄りに配置されている。第1表面電極301Gに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)は各々、第2表面電極302GにワイヤW4で接続されている。第2表面電極302Gは、第1表面電極301GとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0207】
第1表面電極301Hは、第4配置領域AP4内で第1表面電極301GとX軸方向に隣接して配置されている。第1表面電極301Hに実装された2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)は各々、第2表面電極302HにワイヤW4で接続されている。第2表面電極302Hは、第1表面電極301HとX軸方向およびY軸方向の双方に隣接または近接する位置に設けられている。
【0208】
第4配置領域AP4内に位置するいくつかの表面電極(およびそれらに実装された素子)のレイアウトは、第2配置領域AP2内に位置するいくつかの対応する表面電極(およびそれらに実装された素子)のレイアウトを平面視で時計回りに90°回転させたものに相当する。言い換えれば、第4配置領域AP4内に位置するいくつかの表面電極(およびそれらに実装された素子)のレイアウトは、第3配置領域AP3内に位置するいくつかの対応する表面電極(およびそれらに実装された素子)のレイアウトを反時計回りに90°回転させたものに相当する。
【0209】
例えば、第4配置領域AP4内の第4~第7表面電極304G,305G,306G,307Gのレイアウトは、第2配置領域AP2内の第4~第7表面電極304D,305D,306D,307Dのレイアウトを時計回りに90°回転させたものに相当する。したがって、第4配置領域AP4内における駆動回路40G(キャパシタ427およびスイッチング素子417)、ゲートドライバ205G、およびキャパシタ208Gのレイアウトは、第2配置領域AP2内における駆動回路40D(キャパシタ424およびスイッチング素子414)、ゲートドライバ205D、およびキャパシタ208Dのレイアウトを時計回りに90°回転させたものに相当する。このため、第4~第7表面電極304G,305G,306G,307Gの配置、ならびに駆動回路40G(キャパシタ427およびスイッチング素子417)、ゲートドライバ205G、およびキャパシタ208Gの配置についての詳細な説明は省略する。
【0210】
同様に、第4配置領域AP4内の第4~第7表面電極304H,305H,306H,307Hのレイアウトは、第2配置領域AP2内の第4~第7表面電極304C,305C,306C,307Cのレイアウトを時計回りに90°回転させたものに相当する。したがって、第4配置領域AP4内における駆動回路40H(キャパシタ428およびスイッチング素子418)、ゲートドライバ205H、およびキャパシタ208Hのレイアウトは、第2配置領域AP2内における駆動回路40C(キャパシタ423およびスイッチング素子413)、ゲートドライバ205C、およびキャパシタ208Cのレイアウトを時計回りに90°回転させたものに相当する。このため、第4~第7表面電極304H,305H,306H,307Hの配置、ならびに駆動回路40H(キャパシタ428およびスイッチング素子418)、ゲートドライバ205H、およびキャパシタ208Hの配置についての詳細な説明は省略する。
【0211】
なお、ゲートドライバ205Gには、第6および第10表面電極306G,310Dと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、制御電源207G(
図22参照)からの電力が供給される。また、ゲートドライバ205Gは、第7および第8表面電極307G,308Dと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、パルスジェネレータ206G(
図22参照)に電気的に接続される。
【0212】
また、ゲートドライバ205Hには、第6および第10表面電極306H,310Dと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、制御電源207H(
図22参照)からの電力が供給される。また、ゲートドライバ205Hは、第7および第9表面電極307H,309Dと第2~第4電極層28B~28Dとによる導通経路を介して、パルスジェネレータ206H(
図22参照)に電気的に接続される。
【0213】
[2-2B.第2電極層(裏面電極層)]
図19に示すように、基板20の裏面22に位置する第2電極層28B(裏面電極層)は、互いに離間した複数の裏面電極(パターン電極)を含む。第2実施形態では、第2電極層28Bは、第1裏面電極321A~321H、第2裏面電極322A~322H、第3裏面電極323A~323C、第4裏面電極324A~324H、第5裏面電極325A~325H、第6裏面電極326A~326D、第7裏面電極327A~327D、第8裏面電極328A~328D、および第9裏面電極329A~329Dを含む。
【0214】
第2裏面電極322A~322H、第3裏面電極323A~323C、第7裏面電極327A~327D、第8裏面電極328A~328D、および第9裏面電極329A~329Dは、図示しない回路基板への半導体発光装置10の実装時にその回路基板に電気的に接続される外部電極端子として機能する。第1裏面電極321A~321Hは、半導体発光装置10の外部に放熱するための放熱用電極としても機能する。なお、第4裏面電極324A~324H、第5裏面電極325A~325H、および第6裏面電極326A~326Dは裏面レジスト層29B(
図7参照)によって覆われているため、外部電極端子を構成していない。
【0215】
第1配置領域AP1(
図19において左下領域)は、第1裏面電極321A,321B、第2裏面電極322A,322B、第3裏面電極323A,323Bの各々一部、第4裏面電極324A,324B、第5裏面電極325A,325B、第6裏面電極326A、第7裏面電極327A、第8裏面電極328A、および第9裏面電極329Aの配置に用いられている。
【0216】
第1裏面電極321Aは、第1および第4表面電極301A,304A(ともに
図15参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第1および第4表面電極301A,304Aと重なる部分を含む。第1裏面電極321Aは、Y軸方向に延びる長尺状に形成されている。第1裏面電極321Bは、第1および第4表面電極301B,304B(ともに
図15参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第1および第4表面電極301B,304Bと重なる部分を含む。第1裏面電極321Bは、X軸方向に延びる長尺状に形成されている。
【0217】
第2裏面電極322Aは、第2表面電極302A(
図15参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第2表面電極302Aと重なる部分を含む。第2裏面電極322Aは、第1裏面電極321AとX軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。第2裏面電極322Bは、第2表面電極302B(
図15参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第2表面電極302Bと重なる部分を含む。第2裏面電極322Bは、第1裏面電極321BとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0218】
第3裏面電極323A,323Bは、第3表面電極203(
図15参照)との電気的接続用に設けられている。第3裏面電極323Aは、平面視において略U字状に形成されている。第3裏面電極323Aの半分に相当する第1部分323A1と、第3裏面電極323Aの残りの半分に相当する第2部分323A2とを含む。第1部分323A1は、第1配置領域AP1に配置されており、第2部分323A2は、第1配置領域AP1に隣接する第2配置領域AP2に配置されている。第1部分323A1と第2部分323A2とは、仮想中心線VCに対して線対称の形状を有している。
【0219】
第3裏面電極323Bは、平面視において略H字状に形成されている。第3裏面電極323Bは、第1~第4配置領域AP1~AP4にわたって配置されている。第3裏面電極323Bは、第1配置領域AP1内に位置する第1部分323B1を含む。第1部分323B1は、第3裏面電極323Aの第2部分323A2を時計周りに90°回転した形状に類似している。
【0220】
第4裏面電極324Aは、第6表面電極306A(
図15参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第6表面電極306Aと重なる部分を含む。第4裏面電極324Bは、第6表面電極306B(
図15参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第6表面電極306Bと重なる部分を含む。第4裏面電極324A,324Bは、例えば円形状に形成されており、第6裏面電極326Aに形成された円形開口部内にそれぞれ配置されている。
【0221】
第5裏面電極325Aは、第7表面電極307A(
図15参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第7表面電極307Aと重なる部分を含む。第5裏面電極325Bは、第7表面電極307B(
図15参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第7表面電極307Bと重なる部分を含む。第5裏面電極325A,325Bは、例えば円形状に形成されており、第6裏面電極326Aに形成された円形開口部内にそれぞれ配置されている。
【0222】
第6裏面電極326Aは、第3表面電極303(
図15参照)との電気的接続用に設けられている。第6裏面電極326Aは、略矩形状を有し、第2裏面電極322A,322Bの双方に隣接して設けられている。第7裏面電極327Aは、第8表面電極308A(
図15参照)との電気的接続用に設けられている。第8裏面電極328Aは、第9表面電極309A(
図15参照)との電気的接続用に設けられている。第9裏面電極329Aは、第10表面電極310A(
図15参照)との電気的接続用に設けられている。第7~第9裏面電極327A,328A,329Aは、X軸方向に列状に並んでいる。
【0223】
第2配置領域AP2(
図19において右下領域)は、第1裏面電極321C,321D、第2裏面電極322C,322D、第3裏面電極323A,323Bの各々一部、第4裏面電極324C,324D、第5裏面電極325C,325D、第6裏面電極326B、第7裏面電極327B、第8裏面電極328B、および第9裏面電極329Bの配置に用いられている。
【0224】
第1裏面電極321Cは、第1および第4表面電極301C,304C(ともに
図16参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第1および第4表面電極301C,304Cと重なる部分を含む。第1裏面電極321Cは、Y軸方向に延びる長尺状に形成されている。第1裏面電極321Dは、第1および第4表面電極301D,304D(ともに
図16参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第1および第4表面電極301D,304Dと重なる部分を含む。第1裏面電極321Dは、X軸方向に延びる長尺状に形成されている。
【0225】
第2裏面電極322Cは、第2表面電極302C(
図16参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第2表面電極302Cと重なる部分を含む。第2裏面電極322Cは、第1裏面電極321CとX軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。第2裏面電極322Dは、第2表面電極302D(
図16参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第2表面電極302Dと重なる部分を含む。第2裏面電極322Dは、第1裏面電極321DとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0226】
第3裏面電極323Aは、上述したように、第2配置領域AP2内に位置する第2部分323A2を含む。第3裏面電極323Bは、第2配置領域AP2内に位置する第2部分323B2を含む。この第2部分323B2は、第3裏面電極323Aの第1部分323A1を反時計周りに90°回転した形状に類似している。
【0227】
第4裏面電極324Cは、第6表面電極306C(
図16参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第6表面電極306Cと重なる部分を含む。第4裏面電極324Dは、第6表面電極306D(
図16参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第6表面電極306Dと重なる部分を含む。第4裏面電極324C,324Dは、例えば円形状に形成されており、第6裏面電極326Bに形成された円形開口部内にそれぞれ配置されている。
【0228】
第5裏面電極325Cは、第7表面電極307C(
図16参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第7表面電極307Cと重なる部分を含む。第5裏面電極325Dは、第7表面電極307D(
図16参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第7表面電極307Dと重なる部分を含む。第5裏面電極325C,325Dは、例えば円形状に形成されており、第6裏面電極326Bに形成された円形開口部内にそれぞれ配置されている。
【0229】
第6裏面電極326Bは、第3表面電極303(
図16参照)との電気的接続用に設けられている。第6裏面電極326Bは、略矩形状を有し、第2裏面電極322C,322Dの双方に隣接して設けられている。第7裏面電極327Bは、第8表面電極308B(
図16参照)との電気的接続用に設けられている。第8裏面電極328Bは、第9表面電極309B(
図16参照)との電気的接続用に設けられている。第9裏面電極329Bは、第10表面電極310B(
図16参照)との電気的接続用に設けられている。第7~第9裏面電極327B,328B,329Bは、X軸方向に列状に並んでいる。
【0230】
第3配置領域AP3(
図19において左上領域)は、第1裏面電極321E,321F、第2裏面電極322E,322F、第3裏面電極323B,323Cの各々一部、第4裏面電極324E,324F、第5裏面電極325E,325F、第6裏面電極326C、第7裏面電極327C、第8裏面電極328C、および第9裏面電極329Cの配置に用いられている。
【0231】
第1裏面電極321Eは、第1および第4表面電極301E,304E(ともに
図17参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第1および第4表面電極301E,304Eと重なる部分を含む。第1裏面電極321Eは、Y軸方向に延びる長尺状に形成されている。第1裏面電極321Fは、第1および第4表面電極301F,304F(ともに
図17参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第1および第4表面電極301F,304Fと重なる部分を含む。第1裏面電極321Fは、X軸方向に延びる長尺状に形成されている。
【0232】
第2裏面電極322Eは、第2表面電極302E(
図17参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第2表面電極302Eと重なる部分を含む。第2裏面電極322Eは、第1裏面電極321EとX軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。第2裏面電極322Fは、第2表面電極302F(
図17参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第2表面電極302Fと重なる部分を含む。第2裏面電極322Fは、第1裏面電極321FとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0233】
第3裏面電極323Cは、第3表面電極203(
図17参照)との電気的接続用に設けられている。第3裏面電極323Cは、平面視において略U字状に形成されている。第3裏面電極323Cの半分に相当する第1部分323C1と、第3裏面電極323Cの残りの半分に相当する第2部分323C2とを含む。第1部分323C1は、第3配置領域AP3に配置されており、第2部分323C2は、第3配置領域AP3に隣接する第4配置領域AP4に配置されている。第1部分323C1と第2部分323C2とは、仮想中心線VCに対して線対称の形状を有している。
【0234】
第3裏面電極323Bは、第3配置領域AP3内に位置する第3部分323B3を含む。この第3部分323B3は、第3裏面電極323Cの第2部分323C2を反時計周りに90°回転した形状に類似している。
【0235】
第4裏面電極324Eは、第6表面電極306E(
図17参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第6表面電極306Eと重なる部分を含む。第4裏面電極324Fは、第6表面電極306F(
図17参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第6表面電極306Fと重なる部分を含む。第4裏面電極324E,324Fは、例えば円形状に形成されており、第6裏面電極326Cに形成された円形開口部内にそれぞれ配置されている。
【0236】
第5裏面電極325Eは、第7表面電極307E(
図17参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第7表面電極307Eと重なる部分を含む。第5裏面電極325Fは、第7表面電極307F(
図17参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第7表面電極307Fと重なる部分を含む。第5裏面電極325E,325Fは、例えば円形状に形成されており、第6裏面電極326Cに形成された円形開口部内にそれぞれ配置されている。
【0237】
第6裏面電極326Cは、第3表面電極303(
図17参照)との電気的接続用に設けられている。第6裏面電極326Cは、略矩形状を有し、第2裏面電極322E,322Fの双方に隣接して設けられている。第7裏面電極327Cは、第8表面電極308C(
図17参照)との電気的接続用に設けられている。第8裏面電極328Cは、第9表面電極309C(
図17参照)との電気的接続用に設けられている。第9裏面電極329Cは、第10表面電極310C(
図17参照)との電気的接続用に設けられている。第7~第9裏面電極327C,328C,329Cは、X軸方向に列状に並んでいる。
【0238】
第4配置領域AP4(
図19において右上領域)は、第1裏面電極321G,321H、第2裏面電極322G,322H、第3裏面電極323B,323Cの各々一部、第4裏面電極324G,324H、第5裏面電極325G,325H、第6裏面電極326D、第7裏面電極327D、第8裏面電極328D、および第9裏面電極329Dの配置に用いられている。
【0239】
第1裏面電極321Gは、第1および第4表面電極301G,304G(ともに
図18参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第1および第4表面電極301G,304Gと重なる部分を含む。第1裏面電極321Gは、Y軸方向に延びる長尺状に形成されている。第1裏面電極321Hは、第1および第4表面電極301H,304H(ともに
図18参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第1および第4表面電極301H,304Hと重なる部分を含む。第1裏面電極321Hは、X軸方向に延びる長尺状に形成されている。
【0240】
第2裏面電極322Gは、第2表面電極302G(
図18参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第2表面電極302Gと重なる部分を含む。第2裏面電極322Gは、第1裏面電極321GとX軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。第2裏面電極322Hは、第2表面電極302H(
図18参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第2表面電極302Hと重なる部分を含む。第2裏面電極322Hは、第1裏面電極321HとY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
【0241】
第3裏面電極323Cは、上述したように、第4配置領域AP4内に位置する第2部分323C2を含む。第3裏面電極323Bは、第4配置領域AP4内に位置する第4部分323B4を含む。この第2部分323B4は、第3裏面電極323Cの第1部分323C1を時計周りに90°回転した形状に類似している。
【0242】
第4裏面電極324Gは、第6表面電極306G(
図18参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第6表面電極306Gと重なる部分を含む。第4裏面電極324Hは、第6表面電極306H(
図18参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第6表面電極306Hと重なる部分を含む。第4裏面電極324G,324Hは、例えば円形状に形成されており、第6裏面電極326Dに形成された円形開口部内にそれぞれ配置されている。
【0243】
第5裏面電極325Gは、第7表面電極307G(
図18参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第7表面電極307Gと重なる部分を含む。第5裏面電極325Hは、第7表面電極307H(
図18参照)との電気的接続用に設けられており、平面視で第7表面電極307Hと重なる部分を含む。第5裏面電極325G,325Hは、例えば円形状に形成されており、第6裏面電極326Dに形成された円形開口部内にそれぞれ配置されている。
【0244】
第6裏面電極326Dは、第3表面電極303(
図18参照)との電気的接続用に設けられている。第6裏面電極326Dは、略矩形状を有し、第2裏面電極322G,322Hの双方に隣接して設けられている。第7裏面電極327Dは、第8表面電極308D(
図18参照)との電気的接続用に設けられている。第8裏面電極328Dは、第9表面電極309D(
図18参照)との電気的接続用に設けられている。第9裏面電極329Dは、第10表面電極310D(
図18参照)との電気的接続用に設けられている。第7~第9裏面電極327D,328D,329Dは、X軸方向に列状に並んでいる。
【0245】
[2-2C.第3電極層(表面側中間電極層)]
図20に示すように、第3電極層28C(表面側中間電極層)は、互いに離間した複数の中間電極(パターン電極)を含む。第2実施形態では、第3電極層28Cは、第1中間電極331A~331H、第2中間電極332A~332H、第3中間電極333、第4中間電極334A~334H、第5中間電極335A~335D、第6中間電極336A~336D、および第7中間電極337A~337Dを含む。
【0246】
図20の例では、第3中間電極333は平面視略矩形状を有しており、第1~第4配置領域AP1~AP4にわたって配置されている。第3中間電極333は2つのT字開口部を含み、一方のT字開口部に、第1中間電極331A~331Dおよび第2中間電極332A~332Dが配置され、他方のT字開口部に、第1中間電極331E~331Hおよび第2中間電極332E~332Hが配置されている。また、第3中間電極333は8つの円形開口部を含み、これら8つの円形開口部に第4中間電極334A~334Hが配置されている。また、第3中間電極333は、平面視において基板20の4つの角部に対応する箇所に、第5中間電極335A~335D、第6中間電極336A~336D、および第7中間電極337A~337Dをそれぞれ配置するための4つの切り欠きを有している。
【0247】
第1配置領域AP1(
図20において右下領域)は、第1中間電極331A,331B、第2中間電極332A,332B、第3中間電極333の一部(
図20において右下領域)、第4中間電極334A,334B、第5中間電極335A、第6中間電極336A、および第7中間電極337Aの配置に用いられている。
【0248】
第1中間電極331A,331Bの形状、サイズ、および配置は、第1裏面電極321A,321B(
図19参照)と同じである。第1中間電極331Aは、第1および第4表面電極301A,304A(ともに
図15参照)と第1裏面電極321Aとの電気的接続用に設けられている。第1中間電極331Bは、第1および第4表面電極301B,304B(ともに
図15参照)と第1裏面電極321Bとの電気的接続用に設けられている。
【0249】
第2中間電極332Aは、第2表面電極302Aおよび第2裏面電極322Aとの電気的接続用に設けられている。第2中間電極332Aは長円形状であり、X軸方向において第1中間電極331Aに隣接または近接する位置に設けられている。第2中間電極332Bは、第2表面電極302Bおよび第2裏面電極322Bとの電気的接続用に設けられている。第2中間電極332Bは長円形状であり、Y軸方向において第1中間電極331Bに隣接または近接する位置に設けられている。
【0250】
第3中間電極333は、第3表面電極303(
図15参照)、第3裏面電極323A~323C(
図19参照)、および第6裏面電極326A~326D(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。
【0251】
第4中間電極334Aは、第7表面電極307A(
図15参照)および第5裏面電極325A(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極334Bは、第7表面電極307B(
図15参照)および第5裏面電極325B(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極334A,334Bは円形状であり、第1配置領域AP1内の2つの円形開口部内に配置されている。
【0252】
第5中間電極335Aは、第8表面電極308A(
図15参照)および第7裏面電極327A(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第6中間電極336Aは、第9表面電極309A(
図15参照)および第8裏面電極328A(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第5および第6中間電極335A,336Aは矩形状であり、X軸方向に並んで設けられている。
【0253】
第7中間電極337Aは、第6表面電極306A、第6表面電極306B、第10表面電極310A(それぞれ
図15参照)、第4裏面電極324A、第4裏面電極324B、および第9裏面電極329A(それぞれ
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第7中間電極337Aは、第6中間電極336Aに隣接して設けられる矩形状の基部337A1と、基部337A1に一体に形成された第1および第2分岐配線337A2,337A3とを含む。基部337A1は、平面視において第10表面電極310Aおよび第9裏面電極329Aと重なる位置に設けられている。第1分岐配線337A2は、平面視において第6表面電極306Aおよび第4裏面電極324Aと重なる位置に設けられている。第2分岐配線337A3は、平面視において第6表面電極306Bおよび第4裏面電極324Bと重なる位置に設けられている。
【0254】
第2配置領域AP2(
図20において左下領域)は、第1中間電極331C,331D、第2中間電極332C,332D、第3中間電極333の一部(
図20において左下領域)、第4中間電極334C,334D、第5中間電極335B、第6中間電極336B、および第7中間電極337Bの配置に用いられている。
【0255】
第1中間電極331C,331Dの形状、サイズ、および配置は、第1裏面電極321C,321D(
図19参照)と同じである。第1中間電極331Cは、第1および第4表面電極301C,304C(ともに
図16参照)と第1裏面電極321Cとの電気的接続用に設けられている。第1中間電極331Dは、第1および第4表面電極301D,304D(ともに
図16参照)ならびに第1裏面電極321Dとの電気的接続用に設けられている。
【0256】
第2中間電極332Cは、第2表面電極302Cおよび第2裏面電極322Cとの電気的接続用に設けられている。第2中間電極332Cは長円形状であり、X軸方向において第1中間電極331Cに隣接または近接する位置に設けられている。第2中間電極332Dは、第2表面電極302Dおよび第2裏面電極322Dとの電気的接続用に設けられている。第2中間電極332Dは長円形状であり、Y軸方向において第1中間電極331Dに隣接または近接する位置に設けられている。
【0257】
第4中間電極334Cは、第7表面電極307C(
図16参照)および第5裏面電極325C(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極334Dは、第7表面電極307D(
図16参照)および第5裏面電極325D(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極334C,334Dは円形状であり、第2配置領域AP2内の2つの円形開口部内に配置されている。
【0258】
第5中間電極335Bは、第8表面電極308B(
図16参照)および第7裏面電極327B(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第6中間電極336Bは、第9表面電極309B(
図16参照)および第8裏面電極328B(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第5および第6中間電極335B,336Bは矩形状であり、X軸方向に並んで設けられている。
【0259】
第7中間電極337Bは、第6表面電極306C、第6表面電極306D、第10表面電極310B(それぞれ
図16参照)、第4裏面電極324C、第4裏面電極324D、および第9裏面電極329B(それぞれ
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第7中間電極337Bは、第6中間電極336Bに隣接して設けられる矩形状の基部337B1と、基部337B1に一体に形成された第1および第2分岐配線337B2,337B3とを含む。基部337B1は、平面視において第10表面電極310Bおよび第9裏面電極329Bと重なる位置に設けられている。第1分岐配線337B2は、平面視において第6表面電極306Cおよび第4裏面電極324Cと重なる位置に設けられている。第2分岐配線337B3は、平面視において第6表面電極306Dおよび第4裏面電極324Dと重なる位置に設けられている。
【0260】
第3配置領域AP3(
図20において右上領域)は、第1中間電極331E,331F、第2中間電極332E,332F、第3中間電極333の一部(
図20において右上領域)、第4中間電極334E,334F、第5中間電極335C、第6中間電極336C、および第7中間電極337Cの配置に用いられている。
【0261】
第1中間電極331E,331Fの形状、サイズ、および配置は、第1裏面電極321E,321F(
図19参照)と同じである。第1中間電極331Eは、第1および第4表面電極301E,304E(ともに
図17参照)と第1裏面電極321Eとの電気的接続用に設けられている。第1中間電極331Fは、第1および第4表面電極301F,304F(ともに
図17参照)ならびに第1裏面電極321Fとの電気的接続用に設けられている。
【0262】
第2中間電極332Eは、第2表面電極302Eおよび第2裏面電極322Eとの電気的接続用に設けられている。第2中間電極332Eは長円形状であり、X軸方向において第1中間電極331Eに隣接または近接する位置に設けられている。第2中間電極332Fは、第2表面電極302Fおよび第2裏面電極322Fとの電気的接続用に設けられている。第2中間電極332Fは長円形状であり、Y軸方向において第1中間電極331Fに隣接または近接する位置に設けられている。
【0263】
第4中間電極334Eは、第7表面電極307E(
図17参照)および第5裏面電極325E(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極334Fは、第7表面電極307F(
図17参照)および第5裏面電極325F(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極334E,334Fは円形状であり、第3配置領域AP3内の2つの円形開口部内に配置されている。
【0264】
第5中間電極335Cは、第8表面電極308C(
図17参照)および第7裏面電極327C(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第6中間電極336Cは、第9表面電極309C(
図17参照)および第8裏面電極328C(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第5および第6中間電極335C,336Cは矩形状であり、X軸方向に並んで設けられている。
【0265】
第7中間電極337Cは、第6表面電極306E、第6表面電極306F、第10表面電極310C(それぞれ
図17参照)、第4裏面電極324E、第4裏面電極324F、および第9裏面電極329C(それぞれ
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第7中間電極337Cは、第6中間電極336Cに隣接して設けられる矩形状の基部337C1と、基部337C1に一体に形成された第1および第2分岐配線337C2,337C3とを含む。基部337C1は、平面視において第10表面電極310Cおよび第9裏面電極329Cと重なる位置に設けられている。第1分岐配線337C2は、平面視において第6表面電極306Eおよび第4裏面電極324Eと重なる位置に設けられている。第2分岐配線337C3は、平面視において第6表面電極306Fおよび第4裏面電極324Fと重なる位置に設けられている。
【0266】
第4配置領域AP4(
図20において左上領域)は、第1中間電極331G,331H、第2中間電極332G,332H、第3中間電極333の一部(
図20において左上領域)、第4中間電極334G,334H、第5中間電極335D、第6中間電極336D、および第7中間電極337Dの配置に用いられている。
【0267】
第1中間電極331G,331Hの形状、サイズ、および配置は、第1裏面電極321G,321H(
図19参照)と同じである。第1中間電極331Gは、第1および第4表面電極301G,304G(ともに
図18参照)と第1裏面電極321Gとの電気的接続用に設けられている。第1中間電極331Hは、第1および第4表面電極301H,304H(ともに
図18参照)ならびに第1裏面電極321Hとの電気的接続用に設けられている。
【0268】
第2中間電極332Gは、第2表面電極302Gおよび第2裏面電極322Gとの電気的接続用に設けられている。第2中間電極332Gは長円形状であり、X軸方向において第1中間電極331Gに隣接または近接する位置に設けられている。第2中間電極332Hは、第2表面電極302Hおよび第2裏面電極322Hとの電気的接続用に設けられている。第2中間電極332Hは長円形状であり、Y軸方向において第1中間電極331Hに隣接または近接する位置に設けられている。
【0269】
第4中間電極334Gは、第7表面電極307G(
図18参照)および第5裏面電極325G(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極334Hは、第7表面電極307H(
図18参照)および第5裏面電極325H(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極334G,334Hは円形状であり、第4配置領域AP4内の2つの円形開口部内に配置されている。
【0270】
第5中間電極335Dは、第8表面電極308D(
図18参照)および第7裏面電極327D(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第6中間電極336Dは、第9表面電極309D(
図18参照)および第8裏面電極328D(
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第5および第6中間電極335D,336Dは矩形状であり、X軸方向に並んで設けられている。
【0271】
第7中間電極337Dは、第6表面電極306G、第6表面電極306H、第10表面電極310D(それぞれ
図18参照)、第4裏面電極324G、第4裏面電極324H、および第9裏面電極329D(それぞれ
図19参照)との電気的接続用に設けられている。第7中間電極337Dは、第6中間電極336Dに隣接して設けられる矩形状の基部337D1と、基部337D1に一体に形成された第1および第2分岐配線337D2,337D3とを含む。基部337D1は、平面視において第10表面電極310Dおよび第9裏面電極329Dと重なる位置に設けられている。第1分岐配線337D2は、平面視において第6表面電極306Gおよび第4裏面電極324Gと重なる位置に設けられている。第2分岐配線337D3は、平面視において第6表面電極306Hおよび第4裏面電極324Hと重なる位置に設けられている。
【0272】
[2-2D.第4電極層(裏面側中間電極層)]
図21に示すように、第4電極層28D(裏面側中間電極層)は、互いに離間した複数の中間電極(パターン電極)を含む。第2実施形態では、第4電極層28Dは、第1中間電極341A~341H、第2中間電極342A~342H、第3中間電極343、第4中間電極344A~344H、第5中間電極345A~345D、第6中間電極346A~346D、および第7中間電極347A~347Dを含む。
【0273】
図21の例では、第3中間電極343は平面視略矩形状を有しており、第1~第4配置領域AP1~AP4にわたって配置されている。第3中間電極343は2つのT字開口部を含み、一方のT字開口部に、第1中間電極341A~341Dおよび第2中間電極342A~342Dが配置され、他方のT字開口部に、第1中間電極341E~341Hおよび第2中間電極342E~342Hが配置されている。また、第3中間電極343は8つの円形開口部を含み、これら8つの円形開口部に第4中間電極344A~344Hが配置されている。また、第3中間電極333は、平面視において基板20の4つの角部に対応する箇所に、第5中間電極345A~345D、第6中間電極346A~346D、および第7中間電極347A~347Dをそれぞれ配置するための4つの切り欠きを有している。
【0274】
第1配置領域AP1(
図21において右下領域)は、第1中間電極341A,341B、第2中間電極342A,342B、第3中間電極343の一部(
図20において右下領域)、第4中間電極344A,344B、第5中間電極345A、第6中間電極346A、および第7中間電極347Aの配置に用いられている。
【0275】
第1中間電極341A,341Bの形状、サイズ、および配置は、第1中間電極331A,331B(
図20参照)と同じである。第1中間電極341Aは、第1および第4表面電極301A,304A(ともに
図15参照)と第1裏面電極321A(
図19参照)と第1中間電極331A(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第1中間電極341Bは、第1および第4表面電極301B,304B(ともに
図15参照)と第1裏面電極321B(
図19参照)と第1中間電極331B(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0276】
第2中間電極342A,342Bの形状、サイズ、および配置は、第1中間電極331A,331B(
図20参照)と同じである。第2中間電極342Aは、第2表面電極302A(
図15参照)と第2裏面電極322A(
図19参照)と第1中間電極331A(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第2中間電極342Aは長円形状であり、X軸方向において第1中間電極341Aに隣接または近接する位置に設けられている。第2中間電極342Bは、第2表面電極302B(
図15参照)と第2裏面電極322B(
図19参照)と第1中間電極331B(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第2中間電極342Bは長円形状であり、Y軸方向において第1中間電極341Bに隣接または近接する位置に設けられている。
【0277】
第3中間電極343は、第3表面電極303(
図15参照)、第3裏面電極323A~323C(
図19参照)、第6裏面電極326A~326D(
図19参照)、および第3中間電極333(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0278】
第4中間電極344Aは、第6表面電極306A(
図15参照)と第4裏面電極324A(
図19参照)と第7中間電極337A(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極344Bは、第6表面電極306B(
図15参照)と第4裏面電極324B(
図19参照)と第7中間電極337B(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極344A,344Bは円形状であり、第1配置領域AP1内の2つの円形開口部内に配置されている。
【0279】
第5中間電極345Aは、第7表面電極307A(
図15参照)と第8表面電極308A(
図15参照)と第5裏面電極325A(
図19参照)と第7裏面電極327A(
図19参照)と第4中間電極334A(
図20参照)と第5中間電極335A(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0280】
第6中間電極346Aは、第7表面電極307B(
図15参照)と第9表面電極309A(
図15参照)と第5裏面電極325B(
図19参照)と第8裏面電極328A(
図19参照)と第4中間電極334B(
図20参照)と第6中間電極336A(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第7中間電極347Aは、第10表面電極310A(
図15参照)と第9裏面電極329A(
図19参照)と第7中間電極337A(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0281】
第2配置領域AP2(
図21において左下領域)は、第1中間電極341C,341D、第2中間電極342C,342D、第3中間電極343の一部(
図20において左下領域)、第4中間電極344C,344D、第5中間電極345B、第6中間電極346B、および第7中間電極347Bの配置に用いられている。
【0282】
第1中間電極341C,341Dの形状、サイズ、および配置は、第1中間電極331C,331D(
図20参照)と同じである。第1中間電極341Cは、第1および第4表面電極301C,304C(ともに
図16参照)と第1裏面電極321C(
図19参照)と第1中間電極331C(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第1中間電極341Dは、第1および第4表面電極301D,304D(ともに
図16参照)と第1裏面電極321D(
図19参照)と第1中間電極331D(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0283】
第2中間電極342C,342Dの形状、サイズ、および配置は、第1中間電極331C,331D(
図20参照)と同じである。第2中間電極342Cは、第2表面電極302C(
図16参照)と第2裏面電極322C(
図19参照)と第1中間電極331C(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第2中間電極342Cは長円形状であり、X軸方向において第1中間電極341Cに隣接または近接する位置に設けられている。第2中間電極342Dは、第2表面電極302D(
図16参照)と第2裏面電極322D(
図19参照)と第1中間電極331D(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第2中間電極342Dは長円形状であり、Y軸方向において第1中間電極341Dに隣接または近接する位置に設けられている。
【0284】
第4中間電極344Cは、第6表面電極306C(
図16参照)と第4裏面電極324C(
図19参照)と第7中間電極337B(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極344Dは、第6表面電極306D(
図16参照)と第4裏面電極324D(
図19参照)と第7中間電極337B(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極344C,344Dは円形状であり、第2配置領域AP2内の2つの円形開口部内に配置されている。
【0285】
第5中間電極345Bは、第7表面電極307C(
図16参照)と第8表面電極308B(
図16参照)と第5裏面電極325C(
図19参照)と第7裏面電極327B(
図19参照)と第4中間電極334C(
図20参照)と第5中間電極335B(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0286】
第6中間電極346Bは、第7表面電極307D(
図16参照)と第9表面電極309B(
図16参照)と第5裏面電極325D(
図19参照)と第8裏面電極328B(
図19参照)と第4中間電極334D(
図20参照)と第6中間電極336B(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第7中間電極347Bは、第10表面電極310B(
図16参照)と第9裏面電極329B(
図19参照)と第7中間電極337B(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0287】
第3配置領域AP3(
図21において右上領域)は、第1中間電極341E,341F、第2中間電極342E,342F、第3中間電極343の一部(
図21において左下領域)、第4中間電極344E,344F、第5中間電極345C、第6中間電極346C、および第7中間電極347Cの配置に用いられている。
【0288】
第1中間電極341E,341Fの形状、サイズ、および配置は、第1中間電極331E,331F(
図20参照)と同じである。第1中間電極341Eは、第1および第4表面電極301E,304E(ともに
図17参照)と第1裏面電極321E(
図19参照)と第1中間電極331E(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第1中間電極341Fは、第1および第4表面電極301F,304F(ともに
図17参照)と第1裏面電極321F(
図19参照)と第1中間電極331F(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0289】
第2中間電極342E,342Fの形状、サイズ、および配置は、第1中間電極331E,331F(
図20参照)と同じである。第2中間電極342Eは、第2表面電極302E(
図17参照)と第2裏面電極322E(
図19参照)と第1中間電極331E(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第2中間電極342Eは長円形状であり、X軸方向において第1中間電極341Eに隣接または近接する位置に設けられている。第2中間電極342Fは、第2表面電極302F(
図17参照)と第2裏面電極322F(
図19参照)と第1中間電極331F(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第2中間電極342Fは長円形状であり、Y軸方向において第1中間電極341Fに隣接または近接する位置に設けられている。
【0290】
第4中間電極344Eは、第6表面電極306E(
図17参照)と第4裏面電極324E(
図19参照)と第7中間電極337C(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極344Fは、第6表面電極306F(
図17参照)と第4裏面電極324F(
図19参照)と第7中間電極337C(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極344E,344Fは円形状であり、第3配置領域AP3内の2つの円形開口部内に配置されている。
【0291】
第5中間電極345Cは、第7表面電極307E(
図17参照)と第8表面電極308E(
図17参照)と第5裏面電極325E(
図19参照)と第7裏面電極327C(
図19参照)と第4中間電極334E(
図20参照)と第5中間電極335C(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0292】
第6中間電極346Cは、第7表面電極307F(
図17参照)と第9表面電極309F(
図17参照)と第5裏面電極325F(
図19参照)と第8裏面電極328C(
図19参照)と第4中間電極334F(
図20参照)と第6中間電極336C(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第7中間電極347Cは、第10表面電極310C(
図17参照)と第9裏面電極329C(
図19参照)と第7中間電極337C(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0293】
第4配置領域AP4(
図21において左上領域)は、第1中間電極341G,341H、第2中間電極342G,342H、第3中間電極343の一部(
図21において左上領域)、第4中間電極344G,344H、第5中間電極345D、第6中間電極346D、および第7中間電極347Dの配置に用いられている。
【0294】
第1中間電極341G,341Hの形状、サイズ、および配置は、第1中間電極331G,331H(
図20参照)と同じである。第1中間電極341Gは、第1および第4表面電極301G,304G(ともに
図18参照)と第1裏面電極321G(
図19参照)と第1中間電極331G(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第1中間電極341Hは、第1および第4表面電極301H,304H(ともに
図18参照)と第1裏面電極321H(
図19参照)と第1中間電極331H(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0295】
第2中間電極342G,342Hの形状、サイズ、および配置は、第1中間電極331G,331H(
図20参照)と同じである。第2中間電極342Gは、第2表面電極302G(
図18参照)と第2裏面電極322G(
図19参照)と第1中間電極331G(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第2中間電極342Gは長円形状であり、X軸方向において第1中間電極341Gに隣接または近接する位置に設けられている。第2中間電極342Hは、第2表面電極302H(
図18参照)と第2裏面電極322H(
図19参照)と第1中間電極331H(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第2中間電極342Hは長円形状であり、Y軸方向において第1中間電極341Hに隣接または近接する位置に設けられている。
【0296】
第4中間電極344Gは、第6表面電極306G(
図18参照)と第4裏面電極324G(
図19参照)と第7中間電極337D(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極344Hは、第6表面電極306H(
図18参照)と第4裏面電極324H(
図19参照)と第7中間電極337D(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第4中間電極344G,344Hは円形状であり、第4配置領域AP4内の2つの円形開口部内に配置されている。
【0297】
第5中間電極345Dは、第7表面電極307G(
図18参照)と第8表面電極308G(
図18参照)と第5裏面電極325G(
図19参照)と第7裏面電極327D(
図19参照)と第4中間電極334G(
図20参照)と第5中間電極335D(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0298】
第6中間電極346Dは、第7表面電極307H(
図18参照)と第9表面電極309H(
図18参照)と第5裏面電極325H(
図19参照)と第8裏面電極328D(
図19参照)と第4中間電極334H(
図20参照)と第6中間電極336D(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。第7中間電極347Dは、第10表面電極310D(
図18参照)と第9裏面電極329D(
図19参照)と第7中間電極337D(
図20参照)との電気的接続用に設けられている。
【0299】
[2-3.電極層間の接続構造]
基板20は、第1電極層28A(表面電極層)、第2電極層28B(裏面電極層)、ならびに第3および第4電極層28C,28D(各々中間電極層)を電気的に接続する複数のビア(接続導体)を含む。例えば、
図15~
図21に示すように、基板20は、基板20の厚さ方向に第1~第3基材27A~27Cならびに第3および第4電極層28C,28Dを各々貫通する第1ビア401A~401H、第2ビア402A~402H、第3ビア403A~403L、第4ビア404A~404H、第5ビア405A~405H、第6ビア406A~406H、第7ビア407A~407D、第8ビア408A~408D、および第9ビア409A~409Dを含む。なお、これら複数のビアは、第1および第2電極層28A,28Bを貫通していてもよい。これら複数のビアは、例えば、Ti、TiN、Au、Ag、Cu、Al、およびWを含む群から選択された一つまたは複数の材料によって形成されている。
【0300】
第1ビア401Aは、第1表面電極301Aと、第1裏面電極321Aと、第1中間電極331Aと、第1中間電極341Aとを電気的に接続している。第1ビア101Aの数は特に限定されず、例えば、1個の半導体発光素子30当たり1個以上、すなわち、第1表面電極301Aと第1裏面電極321Aと2つの第1中間電極331A,341Aとが重なる位置に2個以上であってよい。
【0301】
第2ビア402Aは、第2表面電極302Aと、第2裏面電極322Aと、第2中間電極332Aと、第2中間電極342Aとを電気的に接続している。第2ビア402Aの数は特に限定されず、例えば、第2表面電極302Aと第2裏面電極322Aと2つの第2中間電極332A,342Aとが重なる位置に1個以上であってよい。
【0302】
第3ビア403Aは、第3表面電極303と、第3裏面電極323Aと、第3中間電極333と、第3中間電極343とを電気的に接続している。第3ビア403Aの数は特に限定されず、例えば、第3表面電極303と第3裏面電極323Aと2つの第3中間電極333,343とが重なる位置に1個以上であってよい。第2実施形態では、例えば、多数の第3ビア403Aが行列状(例えば2×5個)に配置されている。
【0303】
第3ビア403Bは、第3表面電極303と、第3裏面電極323Bと、第3中間電極333と、第3中間電極343とを電気的に接続している。第3ビア403Aの数は特に限定されず、例えば、第3表面電極303と第3裏面電極323Bと2つの第3中間電極333,343とが重なる位置に1個以上であってよい。第2実施形態では、例えば、多数の第3ビア403Bが行列状(例えば2×5個)に配置されている。
【0304】
第3ビア403Cは、第3表面電極303と、第6裏面電極326Aと、第3中間電極333と、第3中間電極343とを電気的に接続している。第3ビア403Cの数は特に限定されず、例えば、第3表面電極303と第6裏面電極326Aと2つの第3中間電極333,343とが重なる位置に1個以上であってよい。
【0305】
第4ビア404Aは、第4表面電極304Aと、第1裏面電極321Aと、第1中間電極331Aと、第1中間電極341Aとを電気的に接続している。第4ビア404Aの数は特に限定されず、例えば、第4表面電極304Aと第1裏面電極321Aと2つの第1中間電極331A,341Aとが重なる位置に1個以上であってよい。
【0306】
第5ビア405Aは、第6表面電極306Aと、第4裏面電極324Aと、第7中間電極337Aと、第4中間電極344Aとを電気的に接続している。第5ビア405Aの数は特に限定されず、例えば、第6表面電極306Aと第4裏面電極324Aと第7中間電極337Aと第4中間電極344Aとが重なる位置に1個以上であってよい。
【0307】
第6ビア406Aは、第7表面電極307Aと、第5裏面電極325Aと、第4中間電極334Aと、第5中間電極345Aとを電気的に接続している。第6ビア406Aの数は特に限定されず、例えば、第7表面電極307Aと第5裏面電極325Aと第4中間電極334Aと第5中間電極345Aとが重なる位置に1個以上であってよい。
【0308】
第7ビア407Aは、第8表面電極308Aと、第7裏面電極327Aと、第5中間電極335Aと、第5中間電極345Aとを電気的に接続している。第7ビア407Aの数は特に限定されず、例えば、第8表面電極308Aと第7裏面電極327Aと2つの第5中間電極335A,345Aとが重なる位置に1個以上であってよい。
【0309】
第8ビア408Aは、第9表面電極309Aと、第8裏面電極328Aと、第6中間電極336Aと、第6中間電極346Aとを電気的に接続している。第8ビア408Aの数は特に限定されず、例えば、第9表面電極309Aと第8裏面電極328Aと2つの第6中間電極336A,346Aとが重なる位置に1個以上であってよい。
【0310】
第9ビア409Aは、第10表面電極310Aと、第9裏面電極329Aと、第7中間電極337Aと、第7中間電極347Aとを電気的に接続している。第9ビア409Aの数は特に限定されず、例えば、第10表面電極310Aと第9裏面電極329Aと2つの第7中間電極337A,347Aとが重なる位置に1個以上であってよい。
【0311】
第1配置領域AP1において、第1、第2、第4、第5、および第6ビア401B,402B,404B,405B,406Bは、上述した第1、第2、第4、第5、および第6ビア401A,402A,404A,405A,406Aと同様に配置されている。したがって、第1、第2、第4、第5、および第6ビア401B,402B,404B,405B,406Bについての詳細な説明は省略する。
【0312】
第2配置領域AP2は、第1ビア401C,401D、第2ビア402C,402D、第3ビア403D~403F、第4ビア404C,404D、第5ビア405C,405D、第6ビア406C,406D、第7ビア407B、第8ビア408B、および第9ビア409Bを含む。第3配置領域AP3は、第1ビア401E,401F、第2ビア402E,402F、第3ビア403G~403I、第4ビア404E,404F、第5ビア405E,405F、第6ビア406E,406F、第7ビア407C、第8ビア408C、および第9ビア409Cを含む。第4配置領域AP4は、第1ビア401G,401H、第2ビア402G,402H、第3ビア403J~403L、第4ビア404G,404H、第5ビア405G,405H、第6ビア406G,406H、第7ビア407D、第8ビア408D、および第9ビア409Dを含む。第2~第4配置領域AP2,AP3,AP4におけるこれらのビアの配置は、上述した第1配置領域AP1におけるビアの配置と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【0313】
[2-4.半導体発光装置の電流経路]
第2実施形態において、駆動回路40Aとその駆動回路40Aによる駆動対象の半導体発光素子30とに流れる電流の電流経路は、キャパシタ421の第1電極42A、第2表面電極302A、ワイヤW4、半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)、半導体発光素子30の裏面電極35(カソード電極)、第1表面電極301A、第1ビア401A、第1中間電極331A、第4ビア404A、第4表面電極304A、スイッチング素子411のドレイン電極41D、スイッチング素子411のソース電極41S、第3表面電極303、およびキャパシタ421の第2電極42Bの順に電流が流れるループ状に構成される。
【0314】
なお、ここでは詳細な説明を省略するが、他の駆動回路40B~40Hの各々についても、駆動回路40Aと同様な電気的接続が実現されており、上述した電流経路と同様なループ状の電流経路が個別に構成される。
【0315】
[2-5.半導体発光装置の回路構成]
次に、
図22を参照して、第2実施形態の半導体発光装置10を含む発光システム200について説明する。なお、図示を明瞭にするために、
図22においては、駆動回路40C~40F、駆動回路40C~40Fによる駆動対象の半導体発光素子30、保護ダイオード70C~70F、逆流防止用ダイオード204C~204F、ゲートドライバ205C~205F、パルスジェネレータ206C~206F、キャパシタ208C~208F、および制御電源207C~207Fの図示は省略されている。また、各駆動回路40による駆動対象の2個の半導体発光素子30を纏めて一つのダイオード素子記号として示している。
【0316】
逆流防止用ダイオード204A~204H、ゲートドライバ205A~205H、パルスジェネレータ206A~206H、キャパシタ208A~208H、および制御電源207A~207Hは、駆動回路40A~40Hにそれぞれ対応して設けられている。以下では、第1実施形態に係る発光システム200(
図12)との相違点を中心に説明する。
【0317】
逆流防止用ダイオード204A~204Hのカソードは、第2裏面電極322A~322Hを介して、キャパシタ421~428の第1電極42A、さらには駆動回路40C~40Fによる駆動対象となる対応する2個の半導体発光素子30の表面電極34(アノード電極)にそれぞれ電気的に接続されている。各半導体発光素子30の裏面電極35(カソード電極)は、対応するスイッチング素子411~418のドレイン電極41Dに電気的に接続されている。スイッチング素子411~418のソース電極41Sは、第3裏面電極323A~323Cをそれぞれ介してグランドに接続されている。半導体発光装置10の外部に設けられた保護ダイオード70A~70Hは各々、対応する半導体発光素子30に逆並列に接続されている。
【0318】
以上説明した第2実施形態の半導体発光装置10は、第1実施形態の半導体発光装置10で得られる利点と同様な利点が得られる。また、第2実施形態では、スイッチング素子411~418に、横型トランジスタとして例えば窒化物半導体を用いたHEMTが採用されている。この構成では、スイッチング素子411~418が小型化されるため、基板20上に(すなわち半導体発光装置10に)ゲートドライバ205A~205Hを一緒に搭載することができる。これにより、発光システム200全体の小型化を図ることができる。
【0319】
[変更例]
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、上記実施形態および以下の各変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0320】
・上記各実施形態では、光反射素子50の両側に複数の半導体発光素子30を配置したが、例えば、
図23に示すように、平面視矩形状の光反射素子50の4辺に沿って複数の半導体発光素子30を配置してもよい。
図23の例では、光反射素子50は、第1~第4の光入射面51A~51Dを含む。複数の半導体発光素子30は、第1の光入射面51Aに沿って設けられた第1の半導体発光素子30と、第2の光入射面51Bに沿って設けられた第2の半導体発光素子30と、第3の光入射面51Cに沿って設けられた第3の半導体発光素子30と、第4の光入射面51Dに沿って設けられた第4の半導体発光素子30とを含む。すなわち、第1の半導体発光素子30は、第1方向D1に光を出射するように配向されており、第2の半導体発光素子30は、第2方向D2に光を出射するように配向されており、第3の半導体発光素子30は、第3方向D3に光を出射するように配向されており、第4の半導体発光素子30は、第4方向D4に光を出射するように配向されている。この構成では、基板20の中央付近にさらにより多くの半導体発光素子30を配置することができる。
【0321】
・上記各実施形態において、各駆動回路40に設けられるキャパシタの数は1つでもよい。また、キャパシタはセラミックキャパシタに限定されず、シリコンキャパシタでもよい。
【0322】
・上記各実施形態において、基板20の内部に設けられる中間電極層の数は2層に限定されず、1層または3層以上でもよい。また、基板20の材料は、ガラスエポキシ樹脂またはセラミックに限定されず、シリコンでもよい。
【0323】
・第1実施形態の基板20上に、第2実施形態のようなゲートドライバ205A~205Hを搭載してもよい。
・第2実施形態の基板20上に、第1実施形態のような保護ダイオード70A~70Hを搭載してもよい。
【0324】
本開示で使用される「~上に」という用語は、文脈によって明らかにそうでないことが示されない限り、「~上に」と「~の上方に」の意味を含む。したがって、例えば、「第1要素が第2要素上に実装される」という表現は、或る実施形態では第1要素が第2要素に接触して第2要素上に直接配置され得るが、他の実施形態では第1要素が第2要素に接触することなく第2要素の上方に配置され得ることが意図される。すなわち、「~上に」という用語は、第1要素と第2要素との間に他の要素が形成される構造を排除しない。
【0325】
本開示で使用されるZ軸方向は必ずしも鉛直方向である必要はなく、鉛直方向に完全に一致している必要もない。したがって、本開示による種々の構造(例えば、
図1に示される構造)は、本明細書で説明されるZ軸方向の「上」および「下」が鉛直方向の「上」および「下」であることに限定されない。例えば、X軸方向が鉛直方向であってもよく、またはY軸方向が鉛直方向であってもよい。
【0326】
[付記]
上記各実施形態および各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、各付記に記載された構成要素に対応する実施形態の構成要素の符号を括弧書きで示す。符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、符号で示される構成要素に限定されるべきではない。
【0327】
(付記1)
基板(20)と、
前記基板(20)上に設けられ、端面発光素子により各々構成された複数の半導体発光素子(30)と、
前記基板(20)上に設けられ、前記複数の半導体発光素子(30)のうちの一つ以上を各々駆動する複数の駆動回路(40A~40H)と、
前記基板(20)上に設けられ、前記複数の半導体発光素子(30)から出射された光を前記基板(20)に交差する方向に反射する光反射素子(50)と、
を備える半導体発光装置(10)。
【0328】
(付記2)
前記複数の半導体発光素子(30)は、
前記基板(20)に平行な第1方向(D1)に光を出射するように配向された第1の半導体発光素子(30)と、
前記第1方向(50)とは反対方向の第2方向(D2)に光を出射するように配向された第2の半導体発光素子(30)と、を含み、
前記光反射素子(50)は、前記第1の半導体発光素子(30)と前記第2の半導体発光素(30)子との間に位置して前記第1および第2の半導体発光素子(30)の各々から出射された光を反射するように構成されている、付記1に記載の半導体発光装置(10)。
【0329】
(付記3)
前記光反射素子(50)は、第1の光入射面(51A)と、前記第1の光入射面(51A)と反対側の第2の光入射面(51B)とを含み、
前記第1の半導体発光素子(30)は、前記第1の光入射面(51A)に沿って設けられた複数の第1の半導体発光素子(30)のうちの一つであり、
前記第2の半導体発光素子(30)は、前記第2の光入射面(51B)に沿って設けられた複数の第2の半導体発光素子(30)のうちの一つである、付記2に記載の半導体発光装置(10)。
【0330】
(付記4)
前記複数の半導体発光素子(30)は、
前記基板(20)に平行かつ前記第1および第2方向(D1,D2)と直交する第3方向(D3)に光を出射するように配向された第3の半導体発光素子(30)と、
前記第3方向(D3)と反対方向の第4方向(D4)に光を出射するように配向された第4の半導体発光素子(30)と、をさらに含み、
前記第1の半導体発光素子(30)、前記第2の半導体発光素子(30)、前記第3の半導体発光素子(30)、および前記第4の半導体発光素子(30)は、前記光反射素子(50)の四方に隣接して位置し、
前記光反射素子(50)は、前記第1~第4の半導体発光素子(30)の各々から出射された光を反射するように構成されている、付記2に記載の半導体発光装置(10)。
【0331】
(付記5)
前記光反射素子(50)は、第1の光入射面(51A)と、前記第1の光入射面(51A)と反対側の第2の光入射面(51B)と、前記第1および第2の光入射面(51A,51B)に連なる第3の光入射面(51C)と、前記第1および第2の光入射面(51A,51B)に連なりかつ前記第3の光入射面(51C)と反対側の第4の光入射面(51D)と、を含み、
前記第1の半導体発光素子(30)は、前記第1の光入射面(51A)に沿って設けられた複数の第1の半導体発光素子(30)のうちの一つであり、
前記第2の半導体発光素子(30)は、前記第2の光入射面(51B)に沿って設けられた複数の第2の半導体発光素子(30)のうちの一つであり、
前記第3の半導体発光素子(30)は、前記第3の光入射面(51C)に沿って設けられた複数の第3の半導体発光素子(30)のうちの一つであり、
前記第4の半導体発光素子(30)は、前記第4の光入射面(51D)に沿って設けられた複数の第4の半導体発光素子(30)のうちの一つである、付記4に記載の半導体発光装置(10)。
【0332】
(付記6)
前記光反射素子(50)は、前記複数の半導体発光素子(30)から出射された光を前記基板(20)に交差する方向において同じ方向に反射するように構成されている、付記1~5のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【0333】
(付記7)
前記光反射素子(50)は、ミラーまたは回折格子である、付記1~6のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【0334】
(付記8)
前記複数の駆動回路(40A~40H)は各々、
前記複数の半導体発光素子(30)のうちの前記一つ以上を制御するスイッチング素子(411~418)と、
前記複数の半導体発光素子(30)のうちの前記一つ以上に電流を供給するキャパシタ(421~428)と、を含む、付記1~7のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【0335】
(付記9)
前記キャパシタは、前記複数の駆動回路(40A~40H)の各々に設けられた複数のキャパシタ(421~428)のうちの1つである、付記8に記載の半導体発光装置(10)。
【0336】
(付記10)
前記キャパシタ(421~428)は、セラミックキャパシタまたはシリコンキャパシタである、付記8または9に記載の半導体発光装置(10)。
【0337】
(付記11)
前記スイッチング素子(411~418)は、MOSFETまたは窒化物半導体トランジスタである、付記8~10のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【0338】
(付記12)
前記スイッチング素子(411~418)は、前記複数の半導体発光素子(30)のうちの前記一つ以上の各々と複数本のワイヤ(W1)で接続されている、付記8~11のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【0339】
(付記13)
前記複数の駆動回路(40A~40H)のうちの一つにおける前記スイッチング素子(411~418)を各々駆動する複数のゲートドライバ(205A~205H)をさらに備える付記8~12のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【0340】
(付記14)
前記複数の半導体発光素子(30)のうちの前記一つ以上に逆並列に各々接続された複数の保護ダイオード(70A~70H)をさらに備える付記1~13のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【0341】
(付記15)
前記複数の半導体発光素子(30)および前記複数の駆動回路(40A~40H)に電流を供給する電源入力部(201,202,203)と前記複数の駆動回路(40A~40H)のうちの一つとの間に各々設けられた複数の逆流防止ダイオード(204A~204H)をさらに備える付記1~14のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【0342】
(付記16)
前記基板(20)は、ガラスエポキシ樹脂、セラミック、およびシリコンのうちのいずれか一つによって形成されている、付記1~15のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【0343】
(付記17)
前記基板(20)の主面(21)に位置する表面電極層(28A)と、
前記基板(20)の裏面(22)に位置する裏面電極層(28B)と、
前記基板(20)の厚さ方向において前記表面電極層(28A)と前記裏面電極層(28B)との間に位置する中間電極層(28C;28D)と、
前記基板(20)内に設けられ、前記表面電極層(28A)、前記裏面電極層(28B)、および前記中間電極層(28C;28D)を電気的に接続する複数のビアと、
を備え、
前記複数の半導体発光素子(30)および前記複数の駆動回路(40A~40H)は、前記表面電極層(28A)上に実装されており、
前記複数の駆動回路(40A~40H)の各々と、各前記駆動回路(40A~40H)による駆動対象の前記複数の半導体発光素子(30)のうちの前記一つ以上とに流れる電流の電流経路(CP)は、前記表面電極層(28A)と、前記中間電極層(28C;28D)と、前記複数のビアのいくつかとによって構成されている、付記1~16のうちのいずれか一つに記載の半導体発光装置(10)。
【符号の説明】
【0344】
10:半導体発光装置
20:基板
21:主面
22:裏面
23~26:第1~第4側面
27A~27C:第1~第3基材
28A:第1電極層(表面電極層)
28B:第2電極層(裏面電極層)
28C:第3電極層(中間電極層;表面側中間電極層)
28D:第4電極層(中間電極層;裏面側中間電極層)
29A:主面レジスト層
29B:裏面レジスト層
30:半導体発光素子
31:素子表面
32:素子裏面
34:表面電極
35:裏面電極
40,40A~40H:駆動回路
411~418:スイッチング素子
41A:素子表面
41B:素子裏面
41S:ソース電極
41G:ゲート電極
41D:ドレイン電極
421~428:キャパシタ
42A:第1電極
42B:第2電極
50:光反射素子
51A~51D:光入射面
70A~70H:保護ダイオード
71:アノード電極
72:カソード電極
200:発光システム
201:直流電源
202:キャパシタ
203:直流制限抵抗
204A~204H:逆流防止用ダイオード
205A~205H:ゲートドライバ
206A~206H:パルスジェネレータ
207A~207H:制御電源
208A~208H:キャパシタ
101A~101H,401A~401H:第1ビア
102A~102H,402A~402H:第2ビア
103A~103H,403A~403L:第3ビア
104A~104D,404A~404H:第4ビア
105A~105H,405A~405H:第5ビア
406A~406H:第6ビア
407A~407D:第7ビア
408A~408D:第8ビア
409A~409D:第9ビア
AC:中央領域
AP:周辺領域
AP1:第1配置領域
AP2:第2配置領域
AP3:第3配置領域
AP4:第4配置領域
CP:電流経路
D1~D4:第1~第4方向
L1:光
L2:反射光
VC,HC:仮想中心線
W1~W4:ワイヤ