发光元件收纳用构件、阵列构件及发光装置的制作方法

文档序号:16360938发布日期:2018-12-22 08:09阅读:125来源:国知局
发光元件收纳用构件、阵列构件及发光装置的制作方法

本公开涉及发光元件收纳用构件、阵列构件及发光装置。

背景技术

近年来,作为在为了投射图像而使用的投影机或头戴式显示器中使用的光源,逐渐开始使用半导体激光器(例如,参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-28273号公报



技术实现要素:

发明的概要

本公开的发光元件收纳用构件具有基体,该基体由陶瓷构成,在内部具有将至少一处设为开口部的深底型的空间部,该空间部的内壁成为发光元件的搭载部。

本公开的发光元件收纳用构件具有基体,该基体具有用于搭载发光元件的搭载部,且具备俯视观察时的形状为矩形形状的底部基材以及在该底部基材上以将所述搭载部呈コ状包围且将至少一处设为开口部的方式设置的壁构件,该基体由陶瓷一体形成。

本公开的阵列构件通过将上述的发光元件收纳用构件连结多个而成。

本公开的发光装置通过在上述的发光元件收纳用构件的搭载部上设置发光元件而成。

附图说明

图1a是表示第一实施方式的发光元件收纳用构件的示意图。

图1b是作为第一实施方式的发光元件收纳用构件的变形例而示出空间部在端面之间贯通的结构的示意图。

图1c是作为第一实施方式的发光元件收纳用构件的变形例而示出基体为圆锥台的形状的情况的示意图。

图1d是作为第一实施方式的发光元件收纳用构件的变形例而示出基体的内壁成为倾斜面且开口部侧的开口的面积比位于其里侧的底部的面积大的情况的示意图。

图1e是作为第一实施方式的发光元件收纳用构件的变形例而示出由于开口部附近的台阶而使开口比里侧变宽的情况的示意图。

图2是表示第二实施方式的发光元件收纳用构件的示意图。

图3a是表示第三实施方式的发光元件收纳用构件的立体图。

图3b是图3a的从开口部侧(图3a所示的箭头的方向)观察时的俯视图。

图4a是表示第一实施方式的发光装置的示意图。

图4b是图4a的从开口部侧(图4a所示的箭头的方向)观察时的俯视图。

图5a是表示第四实施方式的发光元件收纳用构件的立体图。

图5b是图5a的y-y线剖视图。

图6a是表示第二实施方式的发光装置的示意图。

图6b是图6a的从开口部侧(图6a所示的箭头的方向)观察时的俯视图。

图7是表示第五实施方式的发光元件收纳用构件的立体图。

图8a是表示第三实施方式的发光装置的示意图。

图8b是图8a的从开口部侧(图8a所示的箭头的方向)观察时的俯视图。

图8c是作为第二实施方式~第四实施方式的变形例而示出具有从底部基材侧朝向上表面侧变薄的壁构件的发光元件收纳用构件的示意图。

图8d是表示搭载部由激光二极管用的第一搭载部和光电二极管用的第二搭载部构成的发光元件收纳用构件的示意图。

图8e是表示本实施方式的阵列构件的俯视图。

图9是表示第一实施方式、第二实施方式的发光元件收纳用构件的制造方法的剖视示意图。

图10a是表示第三实施方式的发光元件收纳用构件的制造方法的示意图(1)。

图10b是表示第三实施方式的发光元件收纳用构件的制造方法的示意图(2)。

图10c是表示第三实施方式的发光元件收纳用构件的制造方法的示意图(3)。

图10d是表示第三实施方式的发光元件收纳用构件的制造方法的示意图(4)。

图11a是表示第四实施方式的发光元件收纳用构件的制造方法的示意图(1)。

图11b是表示第四实施方式的发光元件收纳用构件的制造方法的示意图(2)。

图11c是表示第四实施方式的发光元件收纳用构件的制造方法的示意图(3)。

图11d是表示第四实施方式的发光元件收纳用构件的制造方法的示意图(4)。

图12是第六实施方式的发光元件收纳用构件的立体图。

图13a是表示关于第六实施方式的基体上设置的定位标记的配置的实施例1的俯视图。

图13b是表示关于第六实施方式的基体上设置的定位标记的配置的实施例2的俯视图。

图13c是表示关于第六实施方式的基体上设置的定位标记的配置的实施例3的俯视图。

图13d是表示关于第六实施方式的基体上设置的定位标记的配置的实施例4的俯视图。

图13e是表示关于第六实施方式的基体上设置的定位标记的配置的实施例5的俯视图。

图13f是表示关于第六实施方式的基体上设置的定位标记的配置的实施例6的俯视图。

图13g是表示关于第六实施方式的基体上设置的定位标记的配置的实施例7的俯视图。

图13h是表示关于第六实施方式的基体上设置的定位标记的配置的实施例8的俯视图。

图14是表示第六实施方式的发光元件收纳用构件的一制造工序的俯视图。

图15是表示第六实施方式的发光元件收纳用构件的另一制造工序的俯视图。

图16是表示第六实施方式的发光元件收纳用构件的另一制造工序的俯视图。

图17是表示第六实施方式的发光元件收纳用构件的另一制造工序的俯视图。

图18a是第七实施方式的发光元件收纳用构件的立体图。

图18b是第七实施方式的发光元件收纳用构件的放大剖视图。

图19a是第七实施方式的变形例1的发光元件收纳用构件的放大剖视图。

图19b是第七实施方式的变形例2的发光元件收纳用构件的放大剖视图。

图19c是第七实施方式的变形例3的发光元件收纳用构件的放大剖视图。

图19d是第七实施方式的变形例4的发光元件收纳用构件的放大剖视图。

图19e是第七实施方式的变形例5的发光元件收纳用构件的放大剖视图。

图19f是第七实施方式的变形例6的发光元件收纳用构件的放大剖视图。

图19g是第七实施方式的变形例7的发光元件收纳用构件的立体图。

图20是表示第七实施方式的发光元件收纳用构件的另一制造工序的俯视图。

图21a是在第四实施方式的发光元件收纳用基板的制造中使用的图案片(1)的俯视示意图。

图21b是在第四实施方式的发光元件收纳用基板的制造中使用的图案片(2)的俯视示意图。

图21c是在第四实施方式的发光元件收纳用基板的制造中使用的图案片(3)的俯视示意图。

图21d是在第四实施方式的发光元件收纳用基板的制造中使用的图案片(4)的俯视示意图。

图21e是在第四实施方式的发光元件收纳用基板的制造中使用的图案片(5)的俯视示意图。

图21f是在第四实施方式的发光元件收纳用基板的制造中使用的多个图案片所形成的层叠体的俯视示意图。

图22是表示第六实施方式及第七实施方式的发光元件收纳用构件的发光元件的定位精度的评价装置的概念图。

图23是表示以往的发光元件收纳用构件的发光元件的定位方法的俯视图。

图24a是表示以往的半导体激光装置的例子的示意图。

图24b是图24a的a-a线剖视图。

具体实施方式

图24a是表示以往的半导体激光装置的例子的示意图,图24b是图24a的a-a线剖视图。图24a及图24b所示的半导体激光装置50是通常称为罐装式(to-can)的结构。在图24a及图24b中,符号50表示半导体激光装置,符号51表示半导体激光器,符号53表示杆基体,符号55表示杆块,符号55a表示杆块的侧面,符号57表示绝缘构件,符号59表示帽,符号61表示玻璃板(窗),符号63表示管脚。

在半导体激光装置50中,半导体激光器51在驱动时成为高温,因此装置整体需要提高散热性的结构。因此,在罐装式中,如图24a及图24b所示,采用如下的结构:在金属制的杆基体53上设置也为金属制的杆块55,在杆块55粘贴由导热系数高的陶瓷构件构成的绝缘构件57。

然而,在图24a及图24b所示的半导体激光装置50的情况下,由于是在杆块55的一侧的侧面55a配置半导体激光器51的结构,因此如果要将半导体激光器51的位置配置于杆基体53的中央,则半导体激光器51所粘接的杆块55的侧面55a侧需要设置空间65,成为尺寸不必要地增大的结构。

因此,本公开目的在于提供一种能够实现高散热性且小型化的发光元件收纳用构件、阵列构件及发光装置。

<第一实施方式及第二实施方式>

以下例示的发光元件收纳用构件不同于将以半导体激光器(也称为激光二极管)为例的发光元件粘接于一面的平板型的形状,包罗有在设置于内部的空间中配置发光元件的类型。因此,以下所示的结构是代表例,本公开没有限定于此。即,在图1a中,作为第一实施方式的发光元件收纳用构件a1而示出外形为圆柱型的形状的结构,但是其外形仅仅是将圆柱型设为基本的形状,表面的形状可以是根据适用的半导体激光装置的规格而在容许特性的下降的范围内使外形变化的形状。例如,在图2中,如作为第二实施方式的发光元件收纳用构件a2所示出的那样,外形可以为长方体状、将具有任意的面积的平面组合多个而成的多面体状。在图1a中,为了便于理解搭载有发光元件9的状态而示出搭载有发光元件9的状态。在图1a所示的发光元件9的情况下,符号9a成为发光面。

图1a所示的第一实施方式的发光元件收纳用构件a1是基体1由陶瓷形成的构件。即,该基体1由陶瓷粒子的烧结体构成。而且,该基体1在内部具有将至少一处设为开口部5的深底型的空间部7,该空间部7的内壁成为发光元件9的搭载部。

详细而言,该基体1是外形形成为具有两个相对的端面3a、3b和与端面3a、3b垂直的侧面4的形状的基体。而且,在该基体1的一端面3a设有开口部5,该开口部5与在基体1的内部设置的空间部7连通。这种情况下,空间部7成为深底型的形状。在此,深底型是指在将开口部5的最长径l1与开口部5至空间部7的最深部为止的距离l2进行对比时,具有l2>l1的关系。l2>l1的关系也同样适用于图2所示的发光元件收纳用构件a2。

换言之,基体1具有将两个端面3a、3b中的一个端面3a设为开口部5的空间部7。空间部7沿着从设置开口部5的一侧的端面3a朝向另一侧的端面3b的方向延伸。这种情况下,空间部7成为具有止于基体1的内部的底部7a的结构,但是也可以如图1b所示的发光元件收纳用构件a1a的结构那样是空间部7在端面3a、3b之间贯通的结构。在形成为空间部7在端面3a、3b之间贯通的结构的情况下,能够使从发光元件9发出的光朝向端面3a及端面3b的两方向放射。在此,空间部7的与侧面4平行的内壁面7b的一部分成为发光元件9的设置面11(以下,有时将设置面称为搭载部11)。空间部7在端面3a、3b之间贯通的结构也同样适用于图2所示的发光元件收纳用构件a2。

需要说明的是,虽然在图1a未示出,但是在空间部7内的发光元件9的设置面11(搭载部11)形成有用于向发光元件9供给电力的导体。该导体例如从搭载部11经由基体1的内部向基体1的侧面4或端面3b导出。

基体1能够适用各种陶瓷,但是从导热系数高且热膨胀率与发光元件9(例如,半导体激光器)接近的点出发而优选氮化铝。在基体1适用了氮化铝的情况下,从能够同时烧成的点出发,导体适合于使用钨(w)、钼(mo)及它们的合金或在其中复合化有铜等的金属材料中的任一种。

根据第一实施方式的发光元件收纳用构件a1,在构成该发光元件收纳用构件a1的基体1的中央配置有发光元件9的情况下,不再需要如图24a及图24b所示的以往的半导体激光装置50那样在半导体激光器51所粘接的杆块55的侧面55a侧设置不必要的空间65。由此能够实现半导体激光装置的小型化。

另外,在第一实施方式的发光元件收纳用构件a1的情况下,发光元件9除了发光面9a侧之外是与基体1接近而被包围的状态,因此能够提高发光元件9的除了发光面9a之外的其他面的散热。因此,空间部7在从与端面3a(或端面3b)垂直的方向观察时,优选设置在端面3a(3b)的中央部c(图1a中由虚线表示的圆柱b的范围)。若为空间部7设置于端面3a(3b)的中央部c的结构,则从空间部7至基体1的侧面4为止的距离在任何方向上都是均等的,因此散热的平衡良好,发光元件9的部位所引起的温度差减小,能够进行稳定的发光。而且,也能够实现基体1的长寿命化。

这种情况下,就基体1而言,从提高散热性的点出发,可以是其侧面4成为凹凸的形状。

另外,在该基体1内设置的空间部7优选形成为使发光元件9除了发光面9a之外的一部分与基体1的内壁面7b相接这种程度的尺寸,或者形成为比该尺寸稍大而使发光元件9与内壁面7b接近这样的尺寸。在此,在使发光元件9与基体1的内壁面7b接近的情况下,可以采用使用兼作为接合材料的填充材料来进行固定的方法。这种情况下,从避免使导热性大幅下降的理由出发而优选接合材料的厚度为50μm以下。

图2所示的发光元件收纳用构件a2也是基体1a2由陶瓷形成的构件,由陶瓷粒子的烧结体构成。而且,基体1a2是其外形呈大致六面体的形状的基体,这种情况下也形成为具有两个相对的端面3aa2、3ba2和与端面3aa2、3ba2垂直的侧面4a2的形状。而且,在该基体1a2中,也是在一端面3aa2设置开口部5a2,该开口部5a2与设置在基体1a2的内部的空间部7a2连通。在基体1a2中,也是空间部7a2沿着从设置开口部5a2的一侧的端面3aa2朝向另一侧的端面3ba2的方向延伸。空间部7a2也成为具有止于基体1a2的内部的底7aa2的结构,但是空间部7a2可以是在端面3aa2、3ba2之间贯通的结构。在该发光元件收纳用构件a2中也能够得到与上述的发光元件收纳用构件a1同样的效果。

需要说明的是,关于上述的发光元件收纳用构件a1a,可以如图1c所示的发光元件收纳用构件a1b那样基体1呈圆锥台的形状。在基体1呈圆锥台的形状的情况下,使发光元件收纳用构件a1b静置时的稳定性提高,在驱动时也能够减小光轴的摇晃。

另外,如图1d所示,在发光元件收纳用构件a1c中,基体1可以是内壁7b成为倾斜面,开口部5侧的开口的面积比位于其里侧的底部7a的面积大。在空间部7的内壁7b的至少一部分成为倾斜面且开口部5侧的开口的面积比位于其里侧的底部7a的面积大时,能够将从发光元件9发出的光向大范围放射,因此能够得到即使发光元件9的个数少也能够覆盖大范围的发光装置。需要说明的是,开口部5侧的开口的面积比位于其里侧的底部7a的面积大的结构也同样能够适用于发光元件收纳用构件a2。

另外,如图1e所示,在发光元件收纳用构件a1d中,基体1可以通过开口部5附近的台阶5a而使开口比里侧变宽。在基体1的开口部5附近设置台阶5a而使端面3a侧的开口比里侧变宽的结构的情况下,在该开口变宽的部分能够嵌入透镜等,因此与透镜放置在端面3a上的情况相比,透镜损伤等的不良情况减少,能够提高发光装置的可靠性。需要说明的是,在基体1的开口部5附近设置台阶5a而使端面3a侧的开口比里侧变宽的结构也同样能够适用于发光元件收纳用构件a2。

<第三实施方式>

图3a是表示第三实施方式的发光元件收纳用构件a3的立体图,图3b是图3a的从开口部侧(图3a所示的箭头的方向)观察时的俯视图。图4a是表示第一实施方式的发光装置b1的示意图,图4b是图4a的从开口部侧(图4a所示的箭头的方向)观察时的俯视图。图4a及图4b所示的第一实施方式的发光装置b1是表示在图3a及图3b所示的第三实施方式的发光元件收纳用构件a3设置盖体28且在内部搭载有发光元件9的状态的立体图。在图4a及图4b中,符号9a是发光面。

图3a及图3b所示的发光元件收纳用构件a3具有呈以下的结构的基体21。该基体21由俯视观察时的形状为矩形形状的底部基材22和配置在底部基材22上的壁构件23构成。其中,壁构件23成为将搭载面25呈コ状包围并将一处设为开口部27(在图3a中由虚线包围的部分)地设置的结构。在此,将搭载面25从底部基材22沿厚度方向加高的部位设为搭载部26。上述底部基材22、壁构件23及搭载部26通过陶瓷而一体形成。

该第三实施方式的发光元件收纳用构件a3的情况从图4a及图4b也可知,通过在基体21的上表面配置盖体28,而在外观上成为发光元件9配置在由底部基材22及壁构件23包围的内侧的空间部24内的状态。关于该第三实施方式的发光元件收纳用构件a3,也不再需要如图24a及图24b所示的以往的半导体激光装置50那样在半导体激光器51所粘接的杆块55的侧面55a侧设置不必要的空间65,因此能够实现发光装置b1的小型化。

另外,发光元件收纳用构件a3由于底部基材22、壁构件23及搭载部26由陶瓷一体形成,因此不再需要如图24a及图24b所示的以往的半导体激光装置50那样在金属制的杆基体53安装半导体激光器51(发光元件9)时在发光元件9与杆基体53之间配置用于使它们之间成为绝缘状态的绝缘构件57。在图24a及图24b所示的以往的半导体激光装置50的情况下,需要在杆基体53与绝缘构件57之间以及半导体激光器51与绝缘构件57之间这两处设置接合材料,但是在发光元件收纳用构件a3中,取代杆基体53的部分本就是高绝缘性的陶瓷,因此不需要绝缘构件57。即,在发光元件收纳用构件a3的情况下,只要向发光元件9与陶瓷制的搭载部26之间赋予接合材料即可。由于损害散热性的接合材料的量减少,因此能够得到表现出更高的散热性的发光装置b1。

另外,在图3a及图3b所示的第三实施方式的发光元件收纳用构件a3的情况下,将发光元件9沿长度方向延长的目的地成为开口部27。发光元件9除了发光面9a之外成为由底部基材22及壁构件23和盖体28包围的状态,因此能够提高发光元件9的除了发光面9a之外的其他面的散热性。

因此,发光元件9的搭载面25优选设置于空间部24的中央部c(在图4b中由虚线框表示的范围)。若为搭载面25设置于空间部24的中央部c的结构,则从空间部24至底部基材22、壁构件23及盖体28的外表面为止的距离在任何方向上都成为相同的距离,因此散热的平衡良好,发光元件9的部位所引起的温度差减小。由此能够进行稳定的发光。而且,这种情况下,也能够实现包含发光元件收纳用构件a3的发光装置b1的长寿命化。设置搭载面25的空间部24的中央部c在从开口部27侧观察时成为壁构件23的高度方向的中央的位置。

另外,在第三实施方式的发光元件收纳用构件a3中,搭载部26的开口部27侧的端面26a优选与搭载面25垂直。此外,搭载面25与端面26a优选经由直角的角部而相连。当搭载面25与端面26a所成的角度为直角时,容易将发光元件9的发光面9a相对于搭载部26的端面26a对位,而且,从发光元件9发出的光难以由端面26a反射,因此能够提高光的指向性及强度。

另外,在该第一实施方式的发光装置b1的情况下,也是发光元件9优选除了发光面9a之外与搭载面25相接,但是如果厚度为50μm以下,则可以经由兼作为接合材料的填充材料来粘接。

另外,作为构成该第一实施方式的发光装置b1的盖体28,从高导热性的点出发,优选陶瓷(例如,氮化铝)或金属(例如,可伐合金)、或陶瓷与金属的复合构件。这种情况下,发光元件9在提高导热性的点上也优选除了发光面9a之外与盖体28相接。需要说明的是,在将发光元件9经由兼作为接合材料的填充材料来粘接的情况下,从散热性的点出发,优选使填充材料的厚度成为50μm以下。

第三实施方式的发光元件收纳用构件a3如上所述底部基材22、壁构件23及搭载部26通过陶瓷而一体形成。

图24b所示的以往的半导体激光装置50由金属制的杆块55及金属制的杆基体53构成。构成图24b所示的以往的半导体激光装置50的杆块55及杆基体53的热膨胀率为7~30×10-6/℃。

构成第三实施方式的发光元件收纳用构件a3的陶瓷的热膨胀率为4~6×10-6/℃。

第三实施方式的发光元件收纳用构件a3与以往的半导体激光装置50相比底部基材22、壁构件23及搭载部26通过热膨胀率小的陶瓷一体形成,因此,即使由于发光元件9的发光等而使底部基材22、壁构件23及搭载部26承受发热、冷却的热循环,该基材等的尺寸的变动也小。由此能够减小发光元件9的光轴的变动。

另外,该第三实施方式的发光元件收纳用构件a3具有将搭载部26沿厚度方向贯通的通孔导体(未图示)。这种情况下,将搭载部26沿厚度方向贯通的方向是与开口部27的端面26a平行的方向。通孔导体用于向在搭载部26设置的发光元件9供给电力。而且,通孔导体也具有作为热通孔的功能,因此也能够提高搭载部26的散热性。

需要说明的是,在底部基材22的背面侧设置散热构件的情况下,通孔导体优选从搭载部26的厚度方向的中途弯折而向壁构件23的开口部27的相反侧导出。在通孔导体是从搭载部26的厚度方向的中途弯折而向壁构件23的开口部27的相反侧导出的结构的情况下,由于能够在底部基材22的背面侧的整体配置散热构件等,因此能够进一步提高散热性。

另外,在第三实施方式的发光元件收纳用构件a3中,在搭载部26仅存在通孔导体或将其覆盖的金属焊盘。当发光元件收纳用构件a3是具有通孔导体的结构时,能够缩短用于进行与发光元件9的电连接的接合线的导体长。由此,能够减少在搭载部26上的空间部24占据的接合线等具有金属光泽的金属构件的量。

这种情况下,底部基材22、壁构件23及搭载部26的色调优选为黑色系。在此,黑色系包括混合有茶色或藏蓝色等的色系在内。当底部基材22、壁构件23及搭载部26的色调为黑色系时,与在搭载部26上的空间占据的接合线等具有金属光泽的金属构件的量少的情况相辅相成而进一步抑制漫反射,由此能够得到发光性能高的发光元件收纳用构件a3。这种情况下,第三实施方式的发光元件收纳用构件a3优选陶瓷的比例相对于整个体积以体积比计为3/4以上。

<第四实施方式>

图5a是表示第四实施方式的发光元件收纳用构件a4的立体图,图5b是图5a的y-y线剖视图。图6a是表示第二实施方式的发光装置b2的示意图,图6b是图6a的从开口部侧(图6a所示的箭头的方向)观察时的俯视图。图6a及图6b所示的第二实施方式的发光装置b2是表示在图5a及图5b所示的第四实施方式的发光元件收纳用构件a4设置盖体28(参照图4a)且在内部搭载有发光元件9的状态的立体图。在图6a及图6b中,符号9a是发光面。

图5a及图5b所示的第四实施方式的发光元件收纳用构件a4与图3a及图3b所示的第三实施方式的发光元件收纳用构件a3的差异是在接近开口部27的壁构件23间设有架桥构件29。这种情况下,架桥构件29从与壁构件23之间提高机械强度的理由出发,优选不经由接合面等而一体地形成的状态。

根据第四实施方式的发光元件收纳用构件a4,除了上述的第三实施方式的发光元件收纳用构件a3的效果之外,能够与架桥构件29的表面积增加这样的设置相应地提高散热性。即,通过在开口部27侧设置架桥构件29,即使在发光元件9进行驱动而发光元件收纳用构件a4发热的情况下,由于通过在第三实施方式的发光元件收纳用构件a3中的仅是作为空间的部分设置架桥构件29而使来自处于隔着开口部27而面对的位置处的壁构件23的热量向架桥构件29侧扩散,因此能够提高基体21整体的散热性。

另外,如图5a及图5b所示,当架桥构件29设置在开口部27侧的夹在壁构件23之间的位置时,即使在基体21受到加热、冷却的温度变化而开口部27侧的壁构件23因热膨胀及热收缩而变得容易挠曲的情况下,也能够减小壁构件23的该部分的挠曲。由此,即使基体21发热也能够减小尺寸变化,能够减小发光元件9的发光方向的轴的偏移或振动。

另外,在图5a及图5b所示的第四实施方式的发光元件收纳用构件a4的情况下,优选搭载部26的端面26a比架桥构件29的搭载面25侧的侧面29a的位置(沿着侧面29a的面而向底部基材22引出垂线的位置)靠内侧。这种情况下,作为搭载部26的端面26a与架桥构件29的侧面29a之间的间隔d,虽然也受基体21的尺寸的影响,但是如果基于后述的具体例的尺寸来说的话,则优选为2mm以下。

<第五实施方式>

图7是表示第五实施方式的发光元件收纳用构件a5的立体图。图8a是表示第三实施方式的发光装置b3的示意图,图8b是图8a的从开口部侧(图8a所示的箭头的方向)观察时的俯视图。图8a及图8b所示的第三实施方式的发光装置b3具有图5a及图5b所示的第四实施方式的发光元件收纳用构件a4中的架桥构件29朝向底部基材22侧呈凸状地弯曲的结构。需要说明的是,在图8a及图8b中,符号9a是发光面。

图7所示的第五实施方式的发光元件收纳用构件a5与第四实施方式的发光元件收纳用构件a4的差异是第四实施方式的发光元件收纳用构件a4的架桥构件29在壁构件23之间为大致笔直的形状,相对于此,第五实施方式的发光元件收纳用构件a5的架桥构件29如上所述为架桥构件29朝向底部基材22侧呈凸状地弯曲的形状。

需要说明的是,在图7、图8a及图8b中,也与图5a、图5b、图6a及图6b的情况同样,架桥构件29优选为与壁构件23之间一体地形成的状态。

根据第五实施方式的发光元件收纳用构件a5,除了上述的第四实施方式的发光元件收纳用构件a4产生的效果之外,架桥构件29相较于图5a、图5b、图6a及图6b所示的架桥构件29而言增长与架桥构件29朝向底部基材22侧呈凸状地弯曲这样的设置相应的长度量。因此,架桥构件29自身的表面积增大,因此能够提高架桥构件29的散热性。而且,如上所述,由于架桥构件29朝向底部基材22侧呈凸状地弯曲,因此能够将呈凸状地弯曲的顶点设为发光元件9的光轴的目标。

另外,作为进一步的效果,虽然也受架桥构件29的材料的弹性模量的影响,但是当架桥构件29为朝向底部基材22侧呈凸状地弯曲的结构时,即使在基体21被加热而壁构件23例如朝向空间部24侧变形的情况下,也容易以架桥构件29中的最弯曲的部位为支点而弯曲。由此,能够减小在基体21(底部基材22及壁构件23)包含有架桥构件29的发光元件收纳用构件a5上产生的热应力。

当基体21具有上述那样的效果时,例如,能够缓和向发光元件收纳用构件a5钎焊盖体28(在图8a中示出省略了的状态)时产生的热应力。由此能够防止发光元件收纳用构件a5的破裂。即,在第三实施方式的发光装置b3中,由于能够减小钎焊盖体28时的热应力,因此能够减薄向发光元件收纳用构件a5钎焊盖体28时的钎料的厚度,能够实现钎料的使用量的削减及发光装置b3的低高度化。

如图8c所示,构成发光元件收纳用构件a3~a5的壁构件23优选为厚度随着从底部基材22侧朝向上表面侧而变薄的形状。当壁构件23为这样的形状时,壁构件23容易挠曲,由此,在钎焊工序等中即使在壁构件23上作用有载荷的情况下,也能够抑制壁构件23的破损等。这种情况下,壁构件23的搭载部26侧的面相对于该搭载部26的表面倾斜,另一方面,壁构件23的与搭载部26相反侧的表面相对于底部基材22(或搭载部26)可以大致垂直。

在此,作为构成上述的基体1、21的各构件的尺寸,在图1a~图1e所示的方式中,优选直径为大约1~2mm,高度为1~2mm,在图2所示的方式中,优选一边的长度为1~2mm。

在图3a~图8b所示的方式中,优选底部基材22的面积为1~10mm2,从底部基材22的底面至壁构件23的上表面为止的高度为0.2~1mm,壁构件23的厚度为0.05~1mm。以下,将图3a~图8b所示的发光元件收纳用构件a3~a5有时称为发光元件收纳用基板。

另外,图7所示的发光元件收纳用构件a5及图8a和图8b所示的发光装置b3中的架桥构件29的变形量优选为,架桥构件29从笔直的状态向底部基材22侧变形10~200μm。

作为构成上述的第一实施方式~第五实施方式的发光元件收纳用构件a1~a5的陶瓷,优选导热系数高的陶瓷材料,但是从热膨胀系数与激光二极管接近的点出发,在各种陶瓷材料之中,更优选氮化铝系材料。

另外,在基体1、21通常形成有用于向发光元件9供电的导体,但是该导体也可以直接担负作为散热构件的作用。这种情况下,例如,在构成基体21的底部基材22形成有将其贯通的导体时,该导体的宽度为发光元件9的宽度的1/4至1/2这种程度,或者将不供电的虚设的导体在搭载部11、26的附近设置多个也是有利的。

并且,当在第一实施方式~第五实施方式的发光元件收纳用构件a1~a5中的任一个形成导体,并在该发光元件收纳用构件a1~a5的开口部5、27装配玻璃窗时,发光元件收纳用构件a1~a5自身就取代杆块及杆基体,能够形成高散热性且小型化的发光装置。

另外,在上述第一实施方式~第五实施方式的发光元件收纳用构件a1~a5中,如图8d所示,可以是将对成为发光元件9的激光二极管进行安装的搭载面25设为第一搭载部25a,将与之相邻而用于设置光电二极管的搭载面25设为第二搭载部25b的结构。这种情况下,用于设置光电二极管的第二搭载部25b可以设置在发光元件收纳用构件a1~a5的与开口部5、27相反侧的第一搭载部25a的后部侧,但是例如图8d所示,如果将用于设置光电二极管的第二搭载部25b与用于安装激光二极管的第一搭载部25a一起朝向开口部27的方向平行地配置,则能够将激光二极管的发光面9a设置在开口部5、27侧及其相反侧,能够得到通用性高的发光装置。这种情况下,发光元件收纳用构件a1~a5成为在位于开口部5、27的相反侧的壁构件23上设有第二开口部的结构。

图8e是表示本实施方式的阵列构件的俯视图。图8e所示的阵列构件c1是将上述的发光元件收纳用构件中的发光元件收纳用构件a3连结多个而成的结构。

根据以上说明的发光元件收纳用构件a1~a5,基体1、21为陶瓷一体型,不像图24a及图24b所示的以往的半导体激光装置50那样为销结构,因此能够实现低高度化及小型化。

上述的发光元件收纳用构件a1~a5即使成为将它们连结而成的结构,也能在维持基体1、21的厚度的状态下实现多芯片化。能够得到集成有多个发光元件9的小型的发光装置。这种情况下,连结的发光元件收纳用构件a1~a5的基体1、21是被烧结而一体化的状态。与发光元件收纳用构件a1~a5的基体1、21彼此通过接合材料等的构成基体1、21的材料以外的材料连结的情况相比,面内的导热性升高,能够得到高散热性且高强度的阵列型的发光装置。

接下来,说明制作上述的发光元件收纳用构件a1~a5及发光装置b1~b3的方法。图9是表示第一实施方式、二实施方式的发光元件收纳用构件a1、a2的制造方法的剖视示意图。这种情况下,在制作第一实施方式的发光元件收纳用构件a1中使用的成形体的情况下,作为下侧的模具31a,使用模具31a的内侧的部分被挖穿成圆柱状的模具。另一方面,在制作第二实施方式的发光元件收纳用构件a2中使用的成形体的情况下,作为下侧的模具31a,使用其内侧的部分被挖穿成六面体的形状的模具。关于上侧的模具31b,只要是具有能够形成所希望的开口部5及空间部7的凸部31c的模具即可。

首先,作为成为基体1、21的陶瓷材料,调制出以氮化铝为主成分且其中含有稀土类元素的氧化物(例如,氧化钇(y2o3)、氧化钙(cao)、氧化铒(er2o3)等)的混合粉末。在此,以氮化铝为主成分是指基体1、21中含有80质量%以上的氮化铝。需要说明的是,从能够使基体1、21的导热系数成为150w/mk以上这点出发,基体1、21所含的氮化铝的含量优选为90质量%以上。基体1、21是这样通过使用氮化铝等陶瓷材料进行烧成而造型的构件,因此成为由陶瓷粒子的烧结体构成的结构。

接下来,使用该混合粉末,制作适用于第一实施方式、第二实施方式的发光元件收纳用构件a1、a2的基体1用的成形体33。在制作成为第一实施方式、第二实施方式的发光元件收纳用构件a1、a2的成形体33的情况下,如图9所示,向上述的混合粉末掺入冲压成型用的蜡,使用规定形状的模具31a、31b并通过冲压成型来制作圆柱形状或六面体形状的成形体33。需要说明的是,作为在基体1形成空间部7的方法,除了如上所述使用呈规定的形状的模具一体地制作成形体的上述的方法之外,也可以采用制作出实心的成形体并进行烧成之后进行切削加工的方法。

图10a~图10d是表示第三实施方式的发光元件收纳用构件a3的制造方法的示意图。

在制作第三实施方式的发光元件收纳用构件a3用的成形体(以下,称为层叠成形体)时,优选使用图10a~图10d所示那样例如将预先加工成规定的形状的多个生片层叠的方法。这种情况下,向上述的混合粉末添加规定的有机载色剂来制作生片,制作在该生片之中形成有成为空间部24的贯通孔的结构(图10a及图10b的图案片),将形成有上述贯通孔的生片和未形成贯通孔的生片(图10c的图案片)层叠,来制作图10d所示的层叠成形体35。

图11a~图11d是表示第四实施方式的发光元件收纳用构件a4的制造方法的示意图。在制作第四实施方式的发光元件收纳用构件a4用的层叠成形体的情况下,如图11a所示,优选使用将贯通孔挖穿成口型的生片。

需要说明的是,在制作第五实施方式的发光元件收纳用构件a5用的层叠成形体的情况下,只要在制作了图11d所示的层叠成形体之后,对成为架桥构件29的部分进行加热而使其朝向下侧进行塑性变形即可。通过图9及图10a~图10d所示的方法,也能够形成将底部基材22及壁构件23、有时还将架桥构件29进行了一体化的基体21。

需要说明的是,虽然在图9~图11d中未图示,但是在上述的成形体33或层叠成形体35中,在成为发光元件9的搭载部11、26的部分或其附近形成用于向发光元件9供给电力的导体,并且该导体穿过成形体33、层叠成形体35的内外而连通至在成形体33、层叠成形体35的外表面形成的成为电极端子的导体。导体如后所述是通孔、内部布线图案、表层布线图案、密封环连接用图案及电极端子等。

接下来,将这样制作出的成形体33、层叠成形体35以规定的烧成条件进行烧成,由此能够得到成为本实施方式的发光元件收纳用构件a1~a5的基体1、21。

需要说明的是,作为制作基体1、21时的烧成条件,在混合粉末使用了以氮化铝为主成分的混合粉末的情况下,在还原气氛中,优选为1700~2000℃。

<第六实施方式>

图12是第六实施方式的发光元件收纳用构件a6的立体图。

第六实施方式的发光元件收纳用构件a6具有基体101。基体101由在俯视观察下为矩形形状的底部基材102和配置在底部基材102上的壁构件103构成,成为在内部具有使来自虚线所示的发光元件130的光通过的空间的箱型的结构。

在底部基材102的上部形成有底座部102a,在上述底座部102a的上表面即搭载面107设有供发光元件130搭载的搭载部120。

另外,发光元件130以设置于一端面的发光面130a朝向基体101的开口部104的方式配置。并且,从发光元件130的发光面130a放射出的光通过内部的空间及开口部104向外部放射。

在此,在构成第六实施方式的发光元件收纳用构件a6的基体101上,在搭载部120的周围设有用于决定发光元件130的搭载位置的定位标记121。并且,通过使用上述的定位标记121将发光元件130定位,能够更高精度地进行搭载部120中的发光元件130的定位。

因此,即使在将半导体激光等具有细长形状的发光元件130搭载于基体101的情况下,也能够容易地使从发光面130a放射的光的光轴对齐。

在此,定位标记121优选为与基体101一体地形成的凹形状或凸形状。通过使用凹形状或凸形状那样立体的形状的标记作为定位标记121,在从上方通过ccd相机等读取定位标记121时,能够鲜明地检测定位标记121的边缘。即,能够更高精度地检测定位标记121的位置,因此能够更高精度地决定基于此而决定的发光元件130的位置。

另外,将定位标记121与基体101一体地并通过相同材料形成,由此通过在后述的基体101的制造工序中实施的冲压加工,能够简便地形成定位标记121。因此,能够抑制基体101的制造成本的上升。

在此,作为定位标记121的立体的形状,从容易识别位置的点出发,优选圆柱、圆锥、棱柱或棱锥中的至少一个的形状。此外,从即使是形状的一部分不鲜明也容易确定部位这样的理由出发,定位标记121的形状优选为圆柱状。

另一方面,在第六实施方式中,定位标记121并不局限于与基体101一体形成的情况,也可以由与基体101不同体的构件构成。此外,定位标记121并不局限于立体的形状,也可以是平面的形状。平面的形状的定位标记121可以通过例如印刷法等形成。

接下来,参照图12,说明基体101的更详细的结构。

基体101由陶瓷形成。在此,基体101可以适用各种陶瓷,但是从导热系数高且热膨胀率接近发光元件130的点出发,优选包含氮化铝(aln)作为主成分。

在此,“包含氮化铝作为主成分”是指基体101包含80质量%以上的氮化铝。在基体101所含的氮化铝小于80质量%时,基体101的导热系数下降,因此将从发光元件130产生的热量向外部放散的热放散性可能会受到妨碍。

此外,基体101优选包含90质量%以上的氮化铝。通过使氮化铝的含量为90质量%以上,能够使基体101的导热系数为150w/mk以上,因此能够实现热放散性优异的发光元件收纳用构件a6。

基体101如上所述由底部基材102和壁构件103构成。并且,在底部基材102的上部设有底座部102a,以将上述底座部102a的三方在俯视观察下呈コ状包围的方式配置壁构件103。此外,以与底座部102a的剩余的一方面对的方式设置上述的开口部104。

与开口部104相接且设置于底部基材102的底面105与上述的底座部102a的搭载面107大致平行,且设置在比搭载面107低一级的位置。而且,底面105设置在开口部104的下部与底座部102a的侧面即ld搭载端面106的下部之间。

与底面105相接的ld搭载端面106与设置开口部104的基体101的侧面大致平行地设置。而且,ld搭载端面106用于发光元件130的定位。具体而言,在俯视观察基体101的情况下,以使发光元件130的发光面130a的位置与ld搭载端面106的位置一致的方式将发光元件130定位。

在底座部102a的上表面即搭载面107上,除了上述的搭载部120和定位标记121之外,还设有第一连接端子108和第二连接端子109。其中,第一连接端子108以与搭载部120的至少一部分重叠的方式配置。

并且,在发光元件130搭载于搭载部120的情况下,第一连接端子108使用焊料等与在发光元件130的下表面设置的第一电极(未图示)电连接。而且,第二连接端子109例如使用接合线(未图示)等而与在发光元件130的上表面设置的第二电极(未图示)电连接。

在底部基材102上的壁构件103设有腔室壁面110和壁部上表面111。在此,腔室壁面110是壁构件103的内侧的侧面,壁部上表面111是壁构件103的上表面。

此外,在基体101的上表面侧以由壁构件103包围的方式设置上面开口部112。通过在基体101设置上面开口部112,由此能够经由上面开口部112而由ccd相机等读取搭载部120或定位标记121等。此外,能够经由上面开口部112向搭载部120输送发光元件130。

需要说明的是,就基体101的尺寸而言,宽度及长度为2~5mm这种程度即可,高度为0.2~1mm这种程度即可。在此“宽度”是水平方向且与光的光轴方向大致垂直的方向上的一边的尺寸,“长度”是水平方向且与光的光轴方向大致平行的方向上的一边的尺寸(需要说明的是,以下的记载也同样)。

<定位标记的配置例>

接下来,参照图13a~图13h,说明第六实施方式的基体101的定位标记121的各种配置的实施例和各个实施例的发光元件130的定位方法的详情。

需要说明的是,在图13a~图13h中,首先示出将定位标记121在搭载部120的周围设置一个的实施例,接下来示出使定位标记121的个数逐渐增加的实施例。

图13a是将定位标记121在搭载部120的周围设置一个的实施例。该实施例的发光元件130(参照图12)的定位方法如下所述。

首先,通过ccd相机等,从基体101的上方读取搭载部120、定位标记121及ld搭载端面106的位置。接下来,以定位标记121的位置为基础,来确定搭载部120内的原点122a的位置。在此,原点122a处于与ld搭载端面106平行且通过定位标记121的直线上,是处于从定位标记121离开了规定的距离的位置处的一点。

接下来,确定定位轴123的位置。在此,定位轴123是与ld搭载端面106垂直且通过原点122a的直线。最后,以使沿着发光元件130的光放射的方向延伸的中心轴与该定位轴123一致,并使发光元件130的发光面130a(参照图12)的位置与ld搭载端面106的位置一致的方式,将发光元件130安装于搭载部120。

这样,使用设置在搭载部120的周围的定位标记121进行发光元件130的定位,由此能够高精度地进行搭载部120中的发光元件130的定位。

接下来,图13b~图13e示出将定位标记121在搭载部120的周围设置两个的实施例。图13b是两个定位标记121a、121b设置在夹着搭载部120的位置的实施例。需要说明的是,在以下的说明中,在将两个以上的定位标记121进行区分的情况下,例如,如符号121a、121b那样记载。

在该实施例中,将定位标记121a、121b的中点设为原点122a。然后与图13a所示的实施例同样,根据原点122a及ld搭载端面106的位置来确定定位轴123,对应于定位轴123及ld搭载端面106的位置而将发光元件130(参照图12)安装于搭载部120。

在图13b所示的实施例中,定位标记121a、121b设置在夹着搭载部120的位置。即,将搭载部120配置在正中央,在上述的搭载部120的两侧配置两个定位标记121。由此,能够容易地将发光元件130配置在基体101的中央部。

此外,通过将定位标记121a、121b设置在夹着搭载部120的位置,能够高精度地确定搭载部120内的原点122a。由此,能够高精度地进行发光元件130的定位。

在图13b中,示出了定位标记121a、121b以夹着搭载部120的ld搭载端面106侧的方式配置的实施例,但是定位标记121a、121b的配置并不局限于上述情况。例如,可以如图13c所示,使定位标记121a、121b从ld搭载端面106离开一定程度,以夹着搭载部120的中央部的方式配置。

在图13c所示的实施例中,也与图13b所示的实施例同样,将定位标记121a、121b的中点设为原点122a,根据上述的原点122a及ld搭载端面106的位置来确定定位轴123。然后,只要对应于定位轴123及ld搭载端面106的位置而将发光元件130(参照图12)安装于搭载部120即可。

需要说明的是,定位标记121a、121b并不局限于以夹着搭载部120的ld搭载端面106侧的方式配置的情况(参照图13b)或以夹着搭载部120的中央部的方式配置的情况(参照图13c),也可以是以夹着搭载部120的与ld搭载端面106相反的一侧的方式配置。

另一方面,如图13b所示的实施例那样,通过将定位标记121a、121b配置在发光元件130放射光的一侧(即,发光元件130的发光面130a(参照图12)侧),能够将成为定位基准的原点122a设定在接近发光面130a的位置。由此,能够更高精度地决定发光元件130的定位时的作为重要要素的发光面130a的位置,因此能够更高精度地进行发光元件130的定位。

图13d是将定位标记121a设置在搭载部120的一侧方且设置在ld搭载端面106的附近,并将另一个定位标记121b设置在搭载部120的另一侧方且使另一个定位标记121b从ld搭载端面106离开设置的实施例。

在该实施例中,确定与ld搭载端面106平行且通过定位标记121a的直线和与ld搭载端面106垂直且通过定位标记121b的直线,将上述的两条直线的交点设为辅助点122b。

接下来,将辅助点122b与定位标记121a的中点设为原点122a。然后,与图13a所示的实施例同样,根据原点122a及ld搭载端面106的位置来确定定位轴123,对应于定位轴123及ld搭载端面106的位置而将发光元件130(参照图12)安装于搭载部120。

在到此为止所示的各实施例中,都以与检测到的ld搭载端面106垂直的方式确定定位轴123,但是定位轴123可以不必与ld搭载端面106垂直。例如,如图13e所示,可以将与连结定位标记121a、121b的直线平行且通过原点122a的直线设为定位轴123。

需要说明的是,在该实施例中,原点122a的位置通过以定位标记121a的位置为基础且与图13a所示的实施例同样的方法来确定即可。

此外,在该图13e所示的实施例中,定位标记121a、121b可以是以将上述定位标记121a、121b连结的直线与在俯视观察下为矩形形状的基体101的一边平行的方式配置。由此,能够使定位轴123与基体101的一边平行。因此,基于基体101的上述一边能够容易地确定从被安装的发光元件130(参照图12)放射的光的方向。

接下来,图13f、图13g示出将定位标记121在搭载部120的周围设置三个的实施例。图13f是在搭载部120的一侧方设置定位标记121a并在搭载部120的另一侧方设置定位标记121b、121c的实施例。

在该实施例中,将定位标记121a、121b的中点设为原点122a。并且,将与连结定位标记121b、121c的直线平行且通过原点122a的直线设为定位轴123。然后,与图13a所示的实施例同样,对应于定位轴123及ld搭载端面106的位置而将发光元件130(参照图12)向搭载部120安装。

需要说明的是,在图13f所示的实施例中,也与图13e所示的实施例同样,定位标记121b、121c可以是以将上述的定位标记121b、121c连结的直线与在俯视观察下为矩形形状的基体101的一边平行的方式配置。

图13g是定位标记121a、121b以夹着搭载部120的ld搭载端面106侧的方式设置,并且定位标记121c以面对ld搭载端面106的相反侧的搭载部120的端部的方式设置的实施例。换言之,定位标记121c在搭载有发光元件130的状态下(参照图12)配置于发光元件130放射光这侧的相反侧。

在该实施例中,将定位标记121a、121b的中点设为原点122a,将通过上述原点122a和定位标记121c的直线设为定位轴123。然后,与图13a所示的实施例同样,对应于定位轴123及ld搭载端面106的位置而将发光元件130(参照图12)向搭载部120安装。

如图13g所示,将多个定位标记121中的至少一个配置在发光元件130放射光这侧的相反侧,由此能够高精度地确定定位轴123。因此,能够高精度地决定从安装的发光元件130放射的光的方向。

此外,如图13g所示,优选不是根据辅助点而是根据定位标记121c来直接确定定位轴123。换言之,优选在搭载有发光元件130的状态下在发光元件130的中心轴上配置定位标记121c。由此,能够更高精度地确定定位轴123,因此能够更高精度地决定从安装的发光元件130放射的光的方向。

在实施例的最后,图13h示出将定位标记121在搭载部120的周围设置四个的实施例。图13h是定位标记121a、121b以夹着搭载部120的ld搭载端面106侧的方式配置,并且定位标记121c、121d配置在ld搭载端面106的相反侧的搭载部120的周围的实施例。

在该实施例中,将定位标记121a、121b的中点设为原点122a,将定位标记121c、121d的中点设为辅助点122b。接下来,将通过上述的原点122a和辅助点122b的直线设为定位轴123。然后,与图13a所示的实施例同样,对应于定位轴123及ld搭载端面106的位置而将发光元件130(参照图12)向搭载部120安装。

到此为止,如图13a~图13h的各实施例所示,定位标记121可以在搭载部120的周围设置一个~四个。此外,定位标记121优选在搭载部120的周围设置两个~四个。通过将定位标记121在基体101设置两个以上而使得发光元件130的定位精度提高。另一方面,将定位标记121在基体101超过必要地设置多个的情况会导致基体101的成本的上升。

需要说明的是,定位标记121的配置并不局限于图13a~图13h所示的各实施例。例如,可以将两个定位标记121以连结上述两个定位标记121的直线与从发光元件130放射的光的放射方向垂直的方式配置。由此,基于两个定位标记121的位置而能够容易地确定从安装的发光元件130(参照图12)放射的光的方向。

另外,在图13a~图13h的各实施例中,定位标记121全部设置于搭载面107,但是定位标记121可以不必设置于搭载面107。例如,可以将定位标记121不设置于搭载面107而设置于底面105。

另一方面,定位标记121优选为从搭载面107突出或埋没的形状。由此,能够使ccd相机等的焦点对到搭载面107上而同时读取搭载部120的位置和定位标记121的位置,因此能够在更短时间内进行发光元件130的定位。

<第六实施方式的制造方法>

接下来,关于构成第六实施方式的发光元件收纳用构件a6的基体101的制造方法,基于图14~图17进行说明。需要说明的是,图14~图17是从上方(仅图16的(e)是从下方)观察各工序的俯视图。

对于三张生片分别实施规定的加工,接下来将各生片按照规定的顺序层叠而进行冲压加工等,最后对层叠成形体进行烧成,从而形成基体101。

以下,在三张生片中,基于图14说明上层的生片140的制造工序,基于图15说明中间层的生片150的制造工序,基于图16说明下层的生片160的制造工序。最后,基于图17说明使各生片140、150、160组合的阶段的制造工序。

如图14的(a)所示,准备预先加工成规定的形状的生片140。接下来,在生片140的上表面的缘部印刷导体图案141(参照图14的(b))。最后,对生片140的内侧进行冲裁,形成俯视观察下为矩形形状的开口部142(参照图14的(c))。

另外,如图15的(a)所示,准备预先加工成规定的形状的生片150。接下来,对生片150的内侧的两处进行冲裁,形成俯视观察下为圆状的孔部151a、151b(参照图15的(b))。接下来,利用通孔导体152a将孔部151a填埋,利用通孔导体152b将孔部151b填埋(参照图15的(c))。最后,在生片150的上表面以与通孔导体152a相连的方式印刷导体图案153a,以与通孔导体152b相连的方式印刷导体图案153b(参照图15的(d))。

此外,如图16的(a)所示,准备预先加工成规定的形状的生片160。接下来,对生片160的内侧的两处进行冲裁,形成俯视观察下为圆状的孔部161a、161b(参照图16的(b))。需要说明的是,孔部161a、161b分别形成在与生片150的孔部151a、151b对应的位置。

接下来,利用通孔导体162a将孔部161a填埋,利用通孔导体162b将孔部161b填埋(参照图16的(c))。接下来,在生片160的上表面,以与通孔导体162a相连的方式印刷导体图案163a,以与通孔导体162b相连的方式印刷导体图案163b(参照图16的(d))。最后,在生片160的下表面,以与通孔导体162a相连的方式印刷导体图案164a,以与通孔导体162b相连的方式印刷导体图案164b(参照图16的(e))。

接下来,将如上所述加工出的生片150及160以生片150成为上侧的方式层叠而进行加热加压,形成局部层叠体170(参照图17的(a))。接下来,使用规定的形状的冲压模具,从局部层叠体170的上方朝向下方进行冲压加工,形成凹部171、底面比凹部171低的凹部172、从凹部171的底面突出的凸部173(参照图17的(b))。

在此,凹部171是与基体101的搭载面107(参照图12)对应的部位,凹部172是与基体101的底面105(参照图12)对应的部位,凸部173是与基体101的定位标记121(参照图12)对应的部位。

接下来,在冲压加工出的局部层叠体170的上表面层叠如上所述加工出的生片140并进行加压加热,形成层叠体180(参照图17的(c))。接下来,沿着从设有凹部172的一侧的端面稍进入内侧的位置的切断面e,将层叠体180沿上下方向切断(参照图17的(d))。通过上述的切断,形成与基体101的开口部104(参照图12)对应的开口部。最后,将如图17的(d)那样形成的层叠成形体190在高温(约1800℃)下进行烧成,完成基体101。

在此,设置于层叠成形体190的导体图案153a是与基体101的第一连接端子108(参照图12)对应的部位,导体图案153b是与基体101的第二连接端子109(参照图12)对应的部位。

另外,在层叠成形体190中,导体图案153a从上侧依次经由通孔导体152a(参照图15的(c))、导体图案163a(参照图16的(d))、通孔导体162a(参照图16的(c)),与设置于下表面的导体图案164a(参照图16的(e))相连。并且,导体图案164a在烧成后成为与第一连接端子108电连接的基体101的第一外部端子(未图示)。

此外,在层叠成形体190中,导体图案153b从上侧依次经由通孔导体152b(参照图15的(c))、导体图案163b(参照图16的(d))、通孔导体162b(参照图16的(c)),与设置于下表面的导体图案164b(参照图16的(e))相连。并且,导体图案164b在烧成后成为与第二连接端子109电连接的基体101的第二外部端子(未图示)。

上述的生片140、150、160以无机粉体为基本结构,该无机粉体例如通过在作为主原料的氮化铝的粉体中混合由氧化钇(y2o3)、氧化钙(cao)、氧化铒(er2o3)等构成的粉体作为烧结助剂而成。然后,向上述的无机粉体添加混合有机粘合剂、溶剂、溶媒而成为泥浆状,并通过使用以往周知的刮刀法或压延辊法而形成生片140、150、160。

另外,上述的导体图案141、153a、153b、163a、163b、164a、164b、通孔导体152a、152b、162a、162b由例如在作为主原料的钨中混合氮化铝、有机粘合剂、溶剂等作为共剂而得到的糊剂来形成。

<第七实施方式>

接下来,使用图18a及图18b说明第七实施方式的发光元件收纳用构件a7的概要。

第七实施方式的发光元件收纳用构件a7具有基体201和搭载部202。基体201由俯视观察下为矩形形状的底部基材201a和配置在底部基材201a上的壁构件201b构成,成为在内部具有使从虚线所示的发光元件230放射的光通过的空间的箱型的结构。

搭载部202以具有从基体201的底部基材201a向上方突出的台阶的方式设置。并且,从底部基材201a突出的突出面是搭载发光元件230的搭载面207,突出部分的侧面是ld搭载端面206。

另外,发光元件230以在一端面设置的发光面230a与面向开口部204的搭载面207的缘部及ld搭载端面206相邻的方式搭载。并且,从发光元件230的发光面230a放射的光通过内部的空间及开口部204向外部射出。

在此,第七实施方式的发光元件收纳用构件a7在与发光面230a相邻的搭载面207的缘部具有倒角部220。如图18b所示,通过上述的倒角部220,将搭载面207的与发光面230a相邻的部分去除,因此能够抑制放射的光被搭载面207反射的情况。因此,能够提高从发光元件收纳用构件a7向外部射出的光的发光效率。设置倒角部220的部位是搭载面207与面向开口部204的ld搭载端面206相交的缘部。

另外,通过设置倒角部220,即使以ld搭载端面206为基准而进行了发光面230a的对位(例如,以ld搭载端面206与发光面230a成为同一面的方式实施对位),也能够抑制搭载面207处的光的反射。因此,能够以ld搭载端面206为基准而进行发光面230a的对位,因此发光元件230的对位精度提高,能够提高向外部射出的光的光轴精度。

接下来,参照图18a及图18b,说明发光元件收纳用构件a7的更详细的结构。

基体201及搭载部202都由陶瓷形成。在此,基体201及搭载部202能够适用各种陶瓷,但是从导热系数高且热膨胀率接近发光元件230的点出发,优选包含氮化铝(a1n)作为主成分。

在基体201及搭载部202所含的氮化铝小于80质量%的情况下,基体201及搭载部202的导热系数下降,因此将从发光元件230产生的热量向外部放散的热放散性可能会受到妨碍。

此外,基体201及搭载部202优选包含90质量%以上的氮化铝。通过使氮化铝的含量为90质量%以上,能够使基体201及搭载部202的导热系数成为150w/mk以上,因此能够实现热放散性优异的发光元件收纳用构件a7。

在此,基体201与搭载部202优选由陶瓷一体形成。通过将基体201与搭载部202一体形成,从而不需要将基体201与搭载部202接合的接合材料。由此,在基体201与搭载部202之间,能够不设置由异种材料彼此构成且会产生大的热阻的界面地形成发光元件收纳用构件a7。

因此,能够减小基体201与搭载部202之间的热阻,能够从搭载部202向基体201高效地传递热量,因此能够实现散热性高的发光元件收纳用构件a7。

另外,通过一体地形成基体201和搭载部202,由此不需要将基体201与搭载部202之间接合的工序,并且也不需要焊料等接合材料。因此,能够实现制造成本低的发光元件收纳用构件a7。另一方面,在第七实施方式中,搭载部202并不局限于与基体201一体形成的情况,也可以由与基体201不同体的构件构成。

如上所述,基体201由底部基材201a和壁构件201b构成。并且,在平板形状的底部基材201a的上部设置搭载部202,以将上述的搭载部202的三方在俯视观察下呈コ状包围的方式配置壁构件201b。此外,以与搭载部202的剩余的一方面对的方式设置上述的开口部204。

与开口部204相接且设置在底部基材201a上的底面205与上述的搭载部202的搭载面207大致平行,且设置在从搭载面207低一级的位置。而且,底面205设置在开口部204的下部与搭载部202的侧面即ld搭载端面206的下部之间。

与底面205相接的ld搭载端面206与设置开口部204的发光元件收纳用构件a7的侧面大致平行地设置。而且,如上所述,ld搭载端面206能够用于发光元件230的定位。

在搭载部202的上表面即搭载面207上设有导电层208和导电层209。并且,在将发光元件230搭载于搭载面207的情况下,导电层208使用焊料等与在发光元件230的下表面设置的第一电极(未图示)电连接。而且,导电层209例如使用接合线(未图示)等与在发光元件230的上表面设置的第二电极(未图示)电连接。

即,导电层208、209作为与发光元件230的第一电极及第二电极电连接的连接端子发挥功能。

在此,发光元件收纳用构件a7优选导电层208由金属化层及镀敷层中的至少一个形成。通过导电层208由金属化层及镀敷层中的至少一个形成,能够更可靠地实施基于焊料等进行的导电层208与发光元件230的接合。

需要说明的是,导电层209也同样优选由金属化层及镀敷层中的至少一个形成。由此,能够通过相同工序同时形成导电层208和导电层209,因此能够实现制造成本低的发光元件收纳用构件a7。

在此,发光元件收纳用构件a7在搭载面207与ld搭载端面206之间设有倒角部220。倒角部220通过将位于搭载面207与ld搭载端面206之间的边整体倒角成平面状而成。在图18a及图18b中,示出倒角部220在边整体设置成平面状的例子,但是倒角部220并不局限于上述结构。关于倒角部220等的其他的结构例在后文叙述。

另外,如图18b等所示,优选将导电层208至少设置到搭载面207与倒角部220的交界部分。通过将导电层208设置到搭载面207与倒角部220的交界部分,能够将发光元件230极力接近开口部204地安装。因此,从发光元件230放射的光在不照射到基体201或搭载部202的内壁上而产生缺失的状态下向外部射出,因此能够实现向外部射出的光的发光效率高的发光元件收纳用构件a7。

需要说明的是,在发光元件收纳用构件a7中,导电层208仅设置于搭载面207,未设置于倒角部220。

关于发光元件收纳用构件a7的其余的部位,在底部基材201a上的壁构件201b设置腔室壁面210和壁部上表面211。在此,腔室壁面210是壁构件201b的内侧的侧面,壁部上表面211是壁构件201b的上表面。

此外,在发光元件收纳用构件a7的上表面侧以由壁构件201b包围的方式设置上面开口部212。通过设置上述的上面开口部212,能够经由上面开口部212向搭载面207输送发光元件230。

需要说明的是,就发光元件收纳用构件a7的尺寸而言,宽度及长度为2~5mm这种程度即可,高度为0.2~1mm这种程度即可。

<第七实施方式的变形例>

接下来,参照图19a~图19g,说明第七实施方式的发光元件收纳用构件的变形例。需要说明的是,图19a~图19f是与上述的图18b对应的剖视图,图19g是与上述的图18a对应的立体图。

图19a是变形例1的发光元件收纳用构件a8的放大剖视图。发光元件收纳用构件a8的倒角部220的形状不是平面状而是曲面状。换言之,对与发光元件230的发光面230a相邻的搭载面207的缘部进行所谓圆角加工。

由此,能够抑制由发光元件230产生的热量在搭载部202蓄积的情况。其原因在于,热量在角部更容易蓄积,但是在发光元件收纳用构件a8中通过使倒角部220为曲面状而减小搭载部202的角部。因此,通过使倒角部220为曲面状而能够实现散热性高的发光元件收纳用构件a8。

图19b所示的发光元件收纳用构件a9的导电层208从搭载面207至倒角部220地设置,这点与上述的发光元件收纳用构件a8不同。

通过将导电层208设为上述结构,在使用金属化层和镀敷层这两方作为导电层208的情况下,能够以均匀的厚度形成镀敷层。其原因在于,如果在形成于曲面状的倒角部220的金属化层上进行电镀,则能够避免在角部容易产生的局部性的电场集中。由此,能够提高搭载面207的平坦性,因此发光元件230能够不倾斜地搭载于搭载面207。因此,能够抑制从发光元件230向外部射出的光的光轴的偏移。

图19c所示的发光元件收纳用构件a10的从搭载面207至倒角部220地设置的导电层208形成为从搭载面207至倒角部220为相同厚度,这点与上述的发光元件收纳用构件a9不同。

通过将导电层208设为上述结构,在将发光元件230接合于导电层208上时,能够在发光元件230与导电层208之间形成弯月面。因此,能够提高发光元件230的安装可靠性。需要说明的是,在此“相同厚度”是指厚度之差为0.01μm以内的情况。

图19d所示的发光元件收纳用构件a11的从搭载面207至倒角部220地设置的导电层208形成为从搭载面207朝向倒角部220而逐渐变薄,这点与上述的发光元件收纳用构件a10不同。

通过使导电层208为上述结构,能够抑制在倒角部220侧的导电层208产生裂纹的情况。其原因在于,金属制的导电层208与陶瓷制的搭载部202的热膨胀系数差大,因此在导电层208厚的情况下,在热循环时在倒角部220侧的导电层208端部的搭载部202侧有时会产生裂纹,但是通过减薄裂纹容易产生的倒角部220侧的导电层208,从而成为缓和热膨胀系数差的结构。

因此,通过从搭载面207朝向倒角部220逐渐减薄导电层208,能够实现可靠性高的发光元件收纳用构件a11。

到此为止,示出了在搭载面207设有导电层208的情况,但是在第七实施方式中,可以不必在搭载面207上设置导电层208。例如,可以如图19e及图19f所示的发光元件收纳用构件a12及a13那样在搭载部202的搭载面207不设置导电层208(参照图18a)而在搭载部202直接搭载发光元件230。

这种情况下,也是通过将平面状的倒角部220(图19e)或曲面状的倒角部220(图19f)设置于搭载面207的缘部而能够抑制从发光元件230的发光面230a放射的光被搭载面207反射的情况。因此,能够提高向外部射出的光的发光效率。此外,在图19f所示的发光元件收纳用构件a13中,通过使倒角部220为曲面状而能够提高散热性。

需要说明的是,在发光元件收纳用构件a12及a13中,在搭载面207与发光元件230的接合中不需要使用焊料等导电接合材料,可以使用绝缘性的粘接剂等。

另外,到此为止,示出了在位于搭载面207与ld搭载端面206之间的边的整体设有倒角部220的情况,但是在第七实施方式中可以不必在上述边的整体设置倒角部220。

例如,可以如图19g所示的发光元件收纳用构件a14那样将倒角部220仅形成在发光元件230与搭载面207的缘部相邻的区域。这种情况下,由于在发光面230a的附近设置倒角部220,因此能够提高向外部射出的光的发光效率。此外,通过将在倒角部220的侧端形成的角部221用作发光元件230的定位标记,能够提高发光元件230的对位精度,因此能够提高射出的光的光轴精度。

需要说明的是,倒角部220或导电层208的形状或配置并不局限于上述的各实施例。例如,倒角部220并不局限于平面状或曲面状,可以是例如多面状。只要以从发光面230a放射的光不会反射的方式进行倒角即可,倒角部220可以为任意的形状。

<第七实施方式的制造方法>

接下来,关于第七实施方式的发光元件收纳用构件a7的制造方法,基于图20进行说明。需要说明的是,图20是从上方观察各工序的俯视图。

对三张生片分别实施规定的加工,接下来将各生片以规定的顺序层叠而进行冲压加工等,最后对层叠成形体进行烧成,从而形成发光元件收纳用构件a7。

并且,在第七实施方式的发光元件收纳用构件a7的制造工序中,生片140、150、160的制造工序与图14~图16所示的第六实施方式的制造工序相同,因此省略说明。

接下来,将如图14~图16所示加工出的生片150及160以生片150成为上侧的方式层叠并进行加热加压,形成局部层叠体170(参照图20的(a))。接下来,使用规定的形状的冲压模具,从局部层叠体170的上方朝向下方进行冲压加工,形成凹部171、底面比凹部171低的凹部172、从凹部171的底面的缘部朝向凹部172倾斜的倾斜部174(参照图20的(b))。

在此,凹部171是与发光元件收纳用构件a7的搭载面207(参照图18a)对应的部位,凹部172是与发光元件收纳用构件a7的底面205(参照图18a)对应的部位。而且,倾斜部174是与发光元件收纳用构件a7的倒角部220(参照图18a)对应的部位,通过变更冲压模具的形状而能够适当变更倒角部220的形状。

接下来,在冲压加工出的局部层叠体170的上表面层叠如上所述加工出的生片140而进行加压加热,形成层叠体180(参照图20的(c))。接下来,沿着从设有凹部172的一侧的端面稍进入内侧的位置的切断面f,将层叠体180沿上下方向切断(参照图20的(d))。通过上述的切断,形成与发光元件收纳用构件a7的开口部204(参照图18a)对应的开口部。最后,将如图20的(d)那样形成的层叠成形体190在高温(约1800℃)下进行烧成,完成发光元件收纳用构件a7。

需要说明的是,关于上述的导体图案141、153a、153b、163a、163b、164a、164b、通孔导体152a、152b、162a、162b的连接状态、生片140、150、160的构成构件等,与第六实施方式相同。

实施例

<第四实施方式的实施例>

以下,具体制作以图5a及图5b所示的第四实施方式的发光元件收纳用构件a4用的基体为基本结构的发光元件收纳用基板,接下来,适用该第四实施方式的发光元件收纳用基板,制作了图6a及图6b所示的发光装置。

首先,作为用于形成生片的混合粉末,调制了相对于94质量%的氮化铝粉末将y2o3粉末以5质量%,将cao粉末以1质量%的比例混合而成的混合粉末。

接下来,相对于100质量部的该混合粉末(固态部分),添加作为有机粘合剂的20质量部的丙烯酸系粘合剂、50质量部的甲苯而调制出浆料,接下来,使用刮刀法,制作出平均厚度为260μm的生片。

另外,在导体的形成中,使用了向100重量部的钨(w)粉末适当添加了20重量部的氮化铝粉末、8重量部的丙烯酸系粘合剂、松油醇而成的导体糊剂。

对于制作出的生片,使用nc冲头,稍后将通孔导体或成为空间部的贯通孔分别形成在规定的部位。

接下来,对形成有贯通孔的生片分别进行加工以成为图21a~图21e所示的图案片:利用丝网印刷填充导体糊剂,接下来,形成成为内部布线图案及表层布线图案的导体图案。需要说明的是,图21a~图21e表示从层叠成形体的下层侧向上层侧依次层叠的图案片。而且,在图21a~图21f中,符号40是生片,符号41是导体(通孔导体),符号42是导体(内部布线图案),符号43是导体(表层布线图案),符号44是导体(密封环连接用图案),符号45是导体(电极端子),符号46是成为贯通孔的部分。

其中,在图21e的图案片上形成的冲裁部位是用于在基体形成空间部的贯通孔。图21f是将图21a~图21e的图案片层叠而形成的层叠体从图21e所示的图案片侧观察的俯视图。

接下来,将这些图案片从下层侧依次层叠,进行加压加热而制作出层叠成形体。需要说明的是,在图21a~图21e中仅示出制作一个层叠成形体的图案片,但是采用预先制作各图案片纵横地并列多个的多串型的图案片并在层叠之后切断成单片的方法,也能够制作出同样的结构的层叠成形体。

接下来,将制作出的层叠成形体在还原气氛中,以最高温度成为1800℃的条件进行了2小时的烧成。制作出的发光元件收纳用构件a4的尺寸按烧成后的形状来说的话为宽度2.5mm×长度4.2mm×厚度1.08mm。

并且,将烧成后的发光元件收纳用基板以图21f所示的切断线c进行切割加工,由此在基体的端面形成了1.4mm×0.43mm的开口部。而且,在图21e的图案片形成的冲裁部位与开口部相连,在基体能够与开口部一起形成空间部(俯视观察时的面积:1.8mm×1.8mm)。

接下来,在烧成后的发光元件收纳用基板中,在形成于上表面的密封环连接用的露出的导体上以约5μm的厚度形成了ni镀敷膜。接下来,在该ni镀敷膜上经由ag-cu焊料而接合了可伐合金制的密封环(厚度0.1mm)。

接下来,在基体的端面的开口部(开口面积:1.4mm×0.43mm)的周围利用低熔点玻璃糊剂来粘接玻璃板而闭塞开口部。玻璃板使用了具有防反射涂层的玻璃板。

接下来,在得到的发光元件收纳用基板的搭载部使用au-sn焊料来粘接发光元件,接下来,使用缝焊法,在密封环上接合可伐合金制的盖体而制作出发光装置。需要说明的是,发光元件适用了与φ9mm(长度10mm)的罐装式所使用的发光元件相同尺寸的1.5kw级的激光二极管。而且,也同样制作了盖体适用与基体相同材质的氮化铝制的烧结体的试样。

就这样制作出的发光装置而言,发光元件收纳用基板的尺寸(这种情况下为外形尺寸)为2.5mm×4.2mm×1.33mm(体积:13.97mm3)。其结果是,即便在使用相同尺寸的激光二极管的情况下,与罐装式的体积(635mm3)相比,也能够将俯视观察时的表观的面积减小83.5%,将表观的体积减小97.8%左右。

这样制作出的发光装置通过与罐装式的情况下的吸热构件相同的吸热构件组合,而能够得到发光强度的变动幅度长期成为3%以内的发光装置。

<第六实施方式的实施例>

接下来,具体制作以图12及图13a~图13h所示的基体101为基本结构的第六实施方式的发光元件收纳用构件a6,接下来,制作了适用上述发光元件收纳用构件a6的发光装置。

首先,作为用于形成生片的混合粉末,调制了相对于94质量%的氮化铝粉末将氧化钇粉末以5质量%、将氧化钙粉末以1质量%的比例混合而成的混合粉末。

接下来,相对于100质量部的该混合粉末(固态部分),添加作为有机粘合剂的20质量部的丙烯酸系粘合剂、50质量部的甲苯而调制出浆料,接下来,使用刮刀法,制作了平均厚度为500μm的生片。

另外,在导体图案、通孔导体等导体的形成中,使用了相对于100质量部的钨粉末适当添加20质量部的氮化铝粉末、8质量部的丙烯酸系粘合剂、松油醇而成的导体糊剂。

然后,使用具有上述的成分的生片及导体,利用图14~图17所示的制造方法制作出层叠成形体190(参照图17的(d))。

接下来,将制作出的层叠成形体190在还原气氛中,以最高温度成为1800℃的条件进行2小时的烧成而制作了基体101。需要说明的是,制作出的基体101的尺寸按烧成后的形状来说的话为宽度2.5mm×长度4.2mm×高度1.08mm。

接下来,在基体101的壁部上表面111(参照图12)形成的导体图案141(参照图17的(d))上以约5μm的厚度形成ni镀敷膜,在上述ni镀敷膜上经由ag-cu钎料接合可伐合金制的密封环(厚度0.1mm)。

接下来,在基体101的开口部104(参照图12)(宽度1.4mm×高度0.43mm)的周围利用低熔点玻璃糊剂来粘接玻璃板(宽度1.7mm×高度0.8mm)而闭塞开口部104。在此,玻璃板使用了具有防反射涂层的玻璃板。

接下来,使用图13a~图13h所示的各自的定位方法,在基体101的搭载部120安装发光元件130,得到了发光元件收纳用构件a6。在此,作为发光元件130,使用振荡波长462nm的半导体激光元件(宽度0.3mm×长度1.2mm×高度0.15mm),发光元件130向搭载部120的接合使用au-sn焊料。

接下来,使用图22所示的评价装置,评价了发光元件收纳用构件a6内部的发光元件130(参照图12)的定位精度。具体而言,将发光元件收纳用构件a6安装于印制布线基板300,基于向从光源离开了50mm的平面301放射的放射光302而评价了定位精度。

在此,试样数对于各结构设为n=20,求出图22所示的x、y、z各方向上的放射光302的位置的标准偏差。此外,求出放射光302的光轴302a相对于将发光元件收纳用构件a6与规定的中心点303连结的直线303a的相对的角度θ的标准偏差。

另外,评价使用的印制布线基板300为宽度10mm×长度10mm×高度3mm的大小,安装发光元件收纳用构件a6的安装面的平坦度为5μm以下,而且拐角的直角度为90±0.3°以下。各结构的定位精度的评价结果如表1所示。

[表1]

*记号表示本公开的范围外的情况

通过未设有定位标记121的试样1与如图13a~图13h所示设有定位标记121的试样2~12的比较可知,第六实施方式的发光元件收纳用构件a6的发光元件130的定位精度优异。

另外,通过设有一个定位标记121的试样2与设有两个以上的定位标记121的试样3~12的比较可知,通过将定位标记121设置两个以上而使发光元件130的定位精度进一步提高。

此外,通过设有平面的形状的定位标记121的试样11与设有立体的形状的定位标记121的试样10的比较可知,通过设置立体的形状的定位标记121而使发光元件130的定位精度进一步提高。

在制造工序的最后,对于评价了发光元件130的定位精度的发光元件收纳用构件a6,使用缝焊法,在上述的密封环接合可伐合金制的盖体而闭塞上面开口部112,制作出发光装置。

就这样制作出的发光装置而言,发光元件收纳用构件a6的俯视观察下的面积为10.5mm2,体积为13.97mm3。该值与搭载有相同规格的发光元件130的以往的to-can封装体(俯视观察下的面积63.6mm2,体积635mm3)相比大幅减小。即,第六实施方式的发光装置与以往的封装体相比能够大幅地小型化。

在此,关于未设有定位标记121的试样1的发光元件130的定位方法,基于图23进行说明。首先,通过ccd相机等读取ld搭载端面106和腔室壁面110中的与ld搭载端面106相接的腔室壁面110a、110b的位置。

接下来,将ld搭载端面106与腔室壁面110a的交点设为辅助点122b,将ld搭载端面106与腔室壁面110b的交点设为辅助点122c,将上述的辅助点122b、122c的中点设为原点122a。然后与图13a所示的实施例同样,根据原点122a及ld搭载端面106的位置来确定定位轴123,对应于定位轴123及ld搭载端面106的位置而将发光元件130(参照图12)安装于搭载部120。

<第七实施方式的实施例>

接下来,具体制作第七实施方式的发光元件收纳用构件a7等,接下来,制作了适用上述发光元件收纳用构件a7等的发光装置。

首先,作为用于形成生片的混合粉末,调制了相对于94质量%的氮化铝粉末将氧化钇粉末以5质量%、将氧化钙粉末以1质量%的比例混合而成的混合粉末。

接下来,相对于100质量部的该混合粉末(固态部分),添加作为有机粘合剂的20质量部的丙烯酸系粘合剂、50质量部的甲苯而调制出浆料,接下来,使用刮刀法,制作出平均厚度为500μm的生片。

另外,在导体图案、通孔导体等导体的形成中,使用了相对于100质量部的钨粉末,适当添加20质量部的氮化铝粉末、8质量部的丙烯酸系粘合剂、松油醇而成的导体糊剂。而且,除了该导体糊剂之外,也使用了向该导体糊剂还添加了0.5质量%的触变剂而成的导体糊剂和向该导体糊剂还添加了1.0质量%的触变剂而成的导体糊剂。

并且,使用具有上述的成分的生片及导体糊剂,利用图14~图16及图20所示的制造方法制作了层叠成形体190(参照图20的(d))。

接下来,将制作出的层叠成形体190在还原气氛中,以最高温度成为1800℃的条件进行2小时的烧成而制作出发光元件收纳用构件a7等。需要说明的是,制作出的发光元件收纳用构件a7等的尺寸按烧成后的形状来说的话为宽度2.5mm×长度4.2mm×高度1.08mm。

接下来,在发光元件收纳用构件a7等的壁部上表面211(参照图18a)形成的导体图案141(参照图20的(d))上以约5μm的厚度形成ni镀敷膜,在上述的ni镀敷膜上经由ag-cu钎料在800℃下接合可伐合金制的密封环(厚度0.1mm)。

接下来,在发光元件收纳用构件a7等的开口部204(参照图18a)(宽度1.4mm×高度0.43mm)的周围利用低熔点玻璃糊剂在430℃下粘接玻璃板(宽度1.7mm×高度0.8mm)而闭塞开口部204。在此,玻璃板使用了具有防反射涂层的玻璃板。

接下来,在发光元件收纳用构件a7等的搭载面207上安装发光元件230。在此,使用振荡波长462nm的半导体激光元件(宽度0.3mm×长度1.2mm×高度0.15mm)作为发光元件230,发光元件230向搭载面207的接合使用了au-sn焊料。

接下来,评价了发光元件收纳用构件a7等的各种特性。此时,关于适用未设置倒角部220的以往的发光元件收纳用构件的试样、使用添加了触变剂的导体糊剂而作成的试样,同时进行了评价。

另外,评价的特性为发光效率、散热性、光轴的精度、可靠性这四个,试样数对于各结构设为n=20。

关于作为第一特性评价的发光效率,在暗室内使用亮度计评价了从发光元件收纳用构件a7等射出的光的亮度。而且,上述的评价结果的值是以适用了未设置倒角部220的以往的发光元件收纳用构件的试样中测定出的亮度为1.0的情况下的相对的值。

关于作为第二特性评价的散热性,通过模拟解析,求出了发光元件230达到80℃时的发热量。此时,使用了对于发光元件收纳用构件a7等接合有散热构件的模型。在此,接合的散热构件设为粘贴在发光元件收纳用构件a7等的背面的整面上的尺寸(宽度2mm×长度3mm×厚度2mm)。

关于作为第三特性评价的光轴的精度,使用图22所示的评价装置进行了评价。关于评价方法的详情,与上述的第六实施方式同样,因此省略详情。

关于作为第四特性评价的可靠性,将从-65℃至150℃的温度范围的热循环试验实施了100循环。而且,利用荧光渗透探伤检查法来评价热循环试验后的试样的裂纹的有无,对于在20个片中产生的裂纹产生数进行了计测。各种特性评价的结果如表2所示。

[表2]

通过未设置倒角部220的试样13与设有倒角部220的试样14、15的比较可知,第七实施方式的发光元件收纳用构件a7等的发光效率提高。

另外,通过倒角部220为平面状的试样14与倒角部220为曲面状的试样15的比较可知,通过使倒角部220为曲面状而使散热性提高。

此外,通过倒角部220为平面状的试样14与倒角部220为曲面状的试样15的比较可知,通过使倒角部220为曲面状而使光轴的精度提高。

此外,通过向导体糊剂未添加触变剂的试样15与向导体糊剂添加了触变剂的试样16、17的比较可知,通过向导体糊剂添加触变剂而使可靠性提高。

通过向导体糊剂添加触变剂而使导体糊剂的流平性提高。由此,试样16以使金属化层的厚度在中央部与缘部大致均等的方式构成(参照表2)。即,试样16如图19c那样成为能够在发光元件230与导电层208之间形成弯月面的结构,因此可靠性提高。

另外,试样17通过添加更多的触变剂而以金属化层的厚度在缘部侧(即倒角部220侧)变薄的方式构成(参照表2)。即,试样17如图19d那样成为缓和搭载部202与导电层208的热膨胀系数差的结构,因此可靠性提高。

在制造工序的最后,对于进行了各种特性评价后的发光元件收纳用构件a7等,使用缝焊法在上述的密封环上接合可伐合金制的盖体而闭塞上面开口部212,制作出发光装置。

就这样制作出的发光装置而言,发光元件收纳用构件a7等的俯视观察下的面积为10.5mm2,体积为13.97mm3。该值与搭载有相同规格的发光元件230的以往的to-can封装体(俯视观察下的面积63.6mm2,体积635mm3)相比大幅减小。即,第七实施方式的发光装置与以往的封装体相比能够大幅地小型化。

以上,说明了本公开的实施方式,但是本公开没有限定为上述实施方式,只要不脱离其主旨就能够进行各种变更。例如,在上述的实施方式中,示出了使用半导体激光器作为发光元件的情况,但是发光元件并不局限于半导体激光器。

如以上所述,实施方式的发光元件收纳用构件a1(a1a~a1d)具有基体1,基体1由陶瓷构成,在内部具有将至少一处设为开口部5的深底型的空间部7,上述的空间部7的内壁(内壁面7b)成为发光元件9的搭载部11。由此,能够实现高散热性及小型化。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a1(a1a、a1c、a1d)中,基体1具有两个相对的端面3a、3b和与上述端面3a、3b垂直的侧面4。由此,能够实现高散热性及小型化。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a1中,在从与端面3a、3b垂直的方向观察时,搭载部11设置于上述端面3a、3b的中央部c。由此,能够进行稳定的发光。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a1b中,基体1呈圆锥台的形状。由此,在驱动时也能够减小光轴的摇晃。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a1c中,基体1的内壁(内壁面7b)的至少一部分成为倾斜面,开口部5侧的开口的面积比位于其里侧的底部7a的面积大。由此,能够得到即使发光元件9的个数少也能够覆盖大范围的发光装置。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a1d中,基体1通过开口部5附近的台阶5a而使开口比里侧变宽。由此,能够提高发光装置的可靠性。

另外,实施方式的发光元件收纳用构件a2(a3~a14)具有基体21,基体21具备俯视观察时的形状为矩形形状的底部基材22(102、201a)、在底部基材22(102、201a)上以将用于搭载发光元件9(130、230)的搭载部26(120、202)呈u字状包围且将至少一处设为开口部27(104、204)的方式设置的壁构件23(103、201b)、在上述壁构件23(103、201b)的内侧的区域设置的搭载部26(120、202),基体21由陶瓷一体形成。由此,能够实现高散热性及小型化。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a3中,搭载部26以从开口部27侧观察时位于壁构件23的高度方向的中央的方式配置。由此,能够进行稳定的发光。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a4(a5)中,在壁构件23间的开口部27设有架桥构件29。由此,能够提高基体21整体的散热性。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a5中,架桥构件29弯曲。由此,能够提高架桥构件29的散热性。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a3(a4、a5)中,壁构件23随着从底部基材22侧朝向上表面侧而厚度变薄。由此,在钎焊工序等中即使在壁构件23上作用有载荷也能够抑制壁构件23发生破损。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a1(a2~a5)中,搭载部11(26)包括激光二极管用的第一搭载部25a和与第一搭载部25a相邻的光电二极管用的第二搭载部25b。由此,能够得到通用性高的发光装置。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a6中,在搭载部120的周围设有决定发光元件130的搭载位置的定位标记121。由此,即使在将半导体激光器等具有细长的形状的发光元件130搭载于基体101的情况下,也能够容易使从发光面130a放射的光的光轴一致。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a6中,定位标记121是与基体101一体形成的凹形状或凸形状。由此,能够更高精度地决定发光元件130的位置,并能够抑制基体101的制造成本的上升。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a6中,定位标记121具有圆柱、圆锥、棱柱及棱锥中的至少一个形状。由此,能够容易识别定位标记121的位置。

另外,在实施方式的发光元件收纳用构件a7(a8~a14)中,搭载部202在面对开口部204的缘部具有倒角部220。由此,能够提高向外部射出的光的发光效率。

另外,实施方式的阵列构件c1通过将多个发光元件收纳用构件a1(a2~a5)连结而成。由此,能够得到阵列型的发光装置。

另外,实施方式的阵列构件c1是将发光元件收纳用构件a1(a2~a5)彼此一体烧结而成的结构。由此,能够得到高散热性且高强度的阵列型的发光装置。

另外,实施方式的发光装置在发光元件收纳用构件a1(a1a~a1d、a2~a14)的搭载部11(26、120、202)上具备发光元件9(130、230)。由此,能够得到高散热性且小型化的发光装置。

另外,实施方式的发光装置具备阵列构件c1和向阵列构件c1的搭载部11(26)搭载的发光元件9。由此,能够得到高散热性且高强度的阵列型的发光装置。

通过本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果或变形例。因此,本公开的更广泛的形态不限定为以上那样表示并记述的特定的详细及代表性的实施方式。因此,不脱离通过技术方案及其等同方案而定义的总括性的发明的概念的主旨或范围而能够进行各种变更。

符号说明

a1、a1a~a1d、a2~a14发光元件收纳用构件

1、21、101、201基体

3a、3b端面

4侧面

5、27、104、204开口部

7、24空间部

7b内壁面

9、130、230发光元件

9a、130a、230a发光面

11、26、120、202搭载部

22、102、201a底部基材

23、103、201b壁构件

28盖体

29架桥构件

50半导体激光装置

51半导体激光

53杆基体

55杆块

57绝缘构件

61玻璃板

63管脚

c1阵列构件

121、121a~121d定位标记

220倒角部

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