(57)【要約】【課題】追って搭載される発光素子に対する投入電力を容易に増大でき、パッケージ内の気密性を確実に維持できる発光素子搭載用パッケージを提供する。【解決手段】表面４と裏面５を有する基板３と、該基板３に支持されるリードピン３０と、基板３の表面４に対向する対向表面１３と、これに対向する対向裏面１４とを有するセラミック板（絶縁部材）１２とを備え、基板３はリードピン３０を貫通させる第１貫通穴１１を有し、セラミック板１２はリードピン３０を貫通させる第２貫通穴１５を有し、リードピン３０は第１・第２貫通穴１１，１５を貫通する軸部３１と、その一端に設けた頭部３３と、軸部３１から径方向に延びた鍔部３４とを有し、該リードピン３０は、鍔部３４を介してセラミック板１２の対向裏面１４における第２貫通穴１５の開口部の周辺に固定され、セラミック板１２は、基板３の表面４における第１貫通穴１１の開口部の周辺に固定されている、発光素子搭載用パッケージ１ａ。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する表面および裏面ならびに前表面側に発光素子の搭載部を有する基板と、該基板に支持されるリードピンと、前記基板の表面または裏面の何れかに対向する対向表面および該対向表面に対向する対向裏面を有する絶縁部材と、を備えた発光素子搭載用パッケージであって、
上記基板の表面と裏面との間には、上記リードピンを貫通させる第１貫通穴が形成され、
上記絶縁部材は、上記対向表面と対向裏面との間を貫通する第２貫通穴を有しており、
上記リードピンは、上記第１貫通穴および第２貫通穴を貫通する軸部と、該軸部から径方向に延びた鍔部と、前記軸部の軸方向の一端に設けられた頭部と、を有し、
上記リードピンの鍔部の直径は、上記軸部の直径よりも大きく、且つ、該リードピンの頭部の直径は、前軸部の直径よりも大きく形成されており、
上記リードピンは、上記鍔部を介して、上記絶縁部材の対向裏面における第２貫通穴の開口部の周辺に固定されていると共に、
上記絶縁部材は、上記基板の表面または裏面における第１貫通穴の開口部の周辺に固定されている、
ことを特徴とする発光素子搭載用パッケージ。
【請求項２】
前記絶縁部材は、セラミック部材である、
ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用パッケージ。
【請求項３】
前記基板と前記セラミック部材との固定は、該セラミック部材の対向表面における前記第２貫通穴の開口部を囲み、且つ該開口部から離間して形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上に沿って配設されたロウ材層と、を介して成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の発光素子搭載用パッケージ。
【請求項４】
前記基板と前記発光素子の搭載部とは、別体であり、該発光素子の搭載部は、前記基板よりも熱伝導率が大きい放熱体に含まれ、上記基板は、前記表面と裏面との間を貫通する第３貫通穴を有し、上記放熱体は、該第３貫通穴に挿入されて固定されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光素子搭載用パッケージ。
【請求項５】
前記第３貫通穴は、平面視で長方形状、正方形状、あるいは円形状であり、前記放熱体は、直方体形状、立方体形状、あるいは円柱体形状を呈し、その底面の周辺に沿って、前記基板の裏面における第３貫通穴の開口部の周辺との接合を可能とするフランジを有している、
ことを特徴とする請求項４に記載の発光素子搭載用パッケージ。
【請求項６】
前記基板と、前記セラミック部材との線膨張係数の差は、５ｐｐｍ（Ｋ-1）以下である、
ことを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の発光素子搭載用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーダイオードなどの発光素子を搭載するための発光素子搭載用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、金属製のベースプレートと、その表面上に接合され金属製で且つ平面視が矩形枠状のフレームと、該フレームの一側壁に形成され、且つ光ファイバーの一端に装着されたホルダーを貫通させるホルダー挿入部と、前記フレームの前記一側壁に隣接し且つ対向する一対の側壁に配置され、該一対の側壁を個別に貫通する一対のセラミック基板と、該セラミック基板ごとを貫通して形成され、且つ上記フレームの内外方向に沿ったタングステンやモリブデンからなる複数の導体部と、該複数の導体部の外端側に個別に接合される複数のリードと、を備えた光通信用パッケージが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、前記光通信用パッケージのように、前記導体部を介して発光素子に電力を投入する場合、タングステンなどからなる前記導体部の電気抵抗が高いため、前記発光素子に投入すべき電力を十分に増加させることができなかった。
更に、前記導体部を有するセラミック基板を、前記フレームの側壁に空けた矩形状の貫通孔に挿入して固着するため、該貫通孔の内寸法と上記セラミック基板の外寸法との寸法公差を厳しく管理しないと、該セラミック基板の挿入が困難となったり、あるいは、該セラミック基板と上記貫通孔との間に隙間が過度に形成され、パッケージ内部の気密性が維持できなくなる、という問題があった。
【０００４】
一方、金属製で且つ直方体状の箱形パッケージにおいて対向する一対の側面に空けた複数の貫通穴に、複数の中継端子を水平姿勢で個別に貫通させ、該中継端子と前記貫通穴との隙間ごとをガラス半田などで封止した半導体レーザポンプモジュールの気密パッケージ構造も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかし、上記気密パッケージ構造によれば、上記箱形パッケージの側面に空けた貫通穴ごとに、挿入した中継端子の周囲にガラス半田個別に充填するための煩雑な工程が必要となり、且つ安定した気密性を保ちにくい、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１２６８４０号公報（第１〜５頁、図１〜５）
【特許文献２】特開平０４−８８４７５号公報（第１〜５頁、図１〜８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、追ってパッケージ内部に搭載される発光素子に対する投入電力を容易に増大でき、且つパッケージ内部の気密性を確実に維持できる発光素子搭載用パッケージを提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、パッケージ本体を構成する基板を貫通する第１貫通孔内にリードピンを貫通させると共に、該リードピンを支持し且つ外部から電気的に絶縁する絶縁部材を、上記第１貫通孔における何れか一方の開口部の周辺に接合する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の発光素子搭載用パッケージ（請求項１）は、対向する表面および裏面ならびに前表面側に発光素子の搭載部を有する基板と、該基板に支持されるリードピンと、前記基板の表面または裏面の何れかに対向する対向表面および該対向表面に対向する対向裏面を有する絶縁部材と、を備えた発光素子搭載用パッケージであって、上記基板の表面と裏面との間には、上記リードピンを貫通させる第１貫通穴が形成され、上記絶縁部材は、上記対向表面と対向裏面との間を貫通する第２貫通穴を有しており、上記リードピンは、上記第１貫通穴および第２貫通穴を貫通する軸部と、該軸部から径方向に延びた鍔部と、前記軸部の軸方向の一端に設けられた頭部と、を有し、該リードピンの鍔部の直径は、上記軸部の直径よりも大きく、且つ、当該リードピンの頭部の直径は、前軸部の直径よりも大きく形成されており、該リードピンは、上記鍔部を介して、上記絶縁部材の対向裏面における第２貫通穴の開口部の周辺に固定されていると共に、上記絶縁部材は、上記基板の表面または裏面における第１貫通穴の開口部の周辺に固定されている、ことを特徴とする。
【０００８】
前記発光素子搭載用パッケージは、以下の効果（１）〜（３）を有している。
（１）前記リードピンは、前記基板に設けた第１貫通穴と、前記絶縁部材に設けた第２貫通穴とを連続して貫通しているので、前記基板の表面側の前記搭載部に追って搭載される発光素子との電気的接続を、ボンディングワイヤーなどを介して直接得ることができる。従って、上記発光素子に投入すべき電力の増加に伴った十分な電流を給電することが可能となる。
（２）前記リードピンは、その径方向に延びた前記鍔部を介して、前記絶縁部材の第２貫通穴における対向裏面側の開口部の周辺に固定され、且つ該絶縁部材は、前記基板に設けた第１貫通穴の周辺に固定されている。そのため、上記リードピンは、上記鍔部とセラミック部材の対向裏面との接合面、および、該絶縁部材の対向表面と前記基板の表面または裏面との接合面、という２つの接合面（平面）を介して前記基板に支持されるので、従来のような厳しい寸法交差の管理をすることなく、パッケージ内部の気密性を確実且つ容易に維持することができる。
（３）前記リードピンの頭部の直径が前記軸部の直径よりも大きく設定されているので、前記搭載部に追って搭載される発光素子との電気的接続をボンディングワイヤーなどで得る際に、該ボンディングワイヤーの接続領域を十分に大きくできることにより、容易で確実な接合が可能となる。
【０００９】
尚、前記基板には、後述するフレームを備えていても良く、該基板とフレームとの両者を接合（ロウ付けや溶接など）した形態のほか、金属製の平板をプレス加工や絞り加工などの塑性加工により一体に成形した一体物であっても良い。あるいは、基板とは別体であり、天井面を一体に有する箱状体のフレームを発光素子の搭載後に接合しても良い。
また、前記発光素子は、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）などが例示される。
更に、発光素子の前記搭載部は、前記フレームの内側面に囲まれた前記基板の表面における任意の位置であるほか、後述する放熱体の本体の上面も含まれる。
また、前記基板、リードピン、および後述するフレームは、例えば、コバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ）、所謂４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）、所謂１９４合金（Ｃｕ−２．３％Ｆｅ−０．０３％Ｐ）などの金属からなる。
【００１０】
更に、前記基板、リードピン、後述するフレーム、および後述する蓋板の表面には、所要の厚みのニッケル膜を介して、所要の厚みの金膜が順次被覆されている。
また、前記第１貫通穴は、上記基板の表面と裏面との間に、複数個が並列状で且つ直線状に形成されている。該第１貫通穴は、円形または矩形（正方形または長方形）状の断面を有する。あるいは、複数のリードピンが貫通可能で、且つ前記絶縁部材の外形よりも小さい単一の長円形または長方形状としても良い、
加えて、前記絶縁部材は、セラミック部材、樹脂部材、あるいは、ガラス部材で構成することができる。
即ち、本発明には、前記絶縁部材は、セラミック部材である、発光素子搭載用パッケージ（請求項２）も含まれる。
更に、前記絶縁部材が前記セラミック部材である場合、該セラミック部材は、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどの高温焼成セラミック、あるいは、ガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックからなる。
また、前記セラミック部材の対向裏面には、複数の第２貫通穴の開口部ごとから離間した位置に該開口部を囲む前記同様のメタライズ層が形成されている。
加えて、前記第２貫通穴は、上記セラミック部材に複数個が並列状で且つ直線状に形成され、円形または矩形状の形状を有していると共に、該第２貫通穴ごとの開口部は、上記メタライズ層から離間している。
【００１１】
また、前記リードピンは、その径方向に延びた前記鍔部を介して、前記セラミック部材の第２貫通穴における対向裏面側の開口部の周辺に固定され、且つ該セラミック部材は、前記メタライズ層を介して、前記基板に設けた第１貫通穴の周辺に固定されている。そのため、上記リードピンは、上記鍔部とセラミック部材の対向裏面との接合面、および、該セラミック部材の対向表面と前記基板の表面または裏面との接合面、という２つの接合面（平面）を介して、前記基板に接合される。従って、従来のような厳しい寸法公差の管理をすることなく、パッケージ内部の気密性を確実且つ容易に維持することができる。
更に、前記絶縁部材が樹脂部材あるいはガラス部材である場合、例えば、ポリイミドやエポキシ系樹脂、あるいは、ホウケイ酸ガラスや石英ガラスなどが用いられる。
加えて、前記リードピンは、その径方向に延びた前記鍔部を介して、前記樹脂部材またはガラス部材の第２貫通穴における対向裏面側の開口部の周辺に固定され、且つ該樹脂部材またはガラス部材は、接着剤を介して、前記基板に設けた第１貫通穴の周辺に固定されている。そのため、上記リードピンは、上記鍔部と上記樹脂部材またはガラス部材の対向裏面との接合面、および、該樹脂部材またはガラス部材の対向表面と前記基板の表面または裏面との接合面、という２つの接合面（平面）を介して、前記基板に接合される。従って、かかる場合にも、従来のような厳しい寸法公差の管理をすることなく、パッケージ内部の気密性を確実且つ容易に維持することができる。尚、上記接着剤には、例えば、樹脂系接着剤やガラス系接着剤などが適用可能である。
【００１２】
また、本発明には、前記基板と前記セラミック部材との固定は、該セラミック部材の対向表面における前記第２貫通穴の開口部を囲み、且つ該開口部から離間して形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上に沿って配設されたロウ材層と、を介して成されている、発光素子搭載用パッケージ（請求項３）も含まれる。
これによれば、上記メタライズ層およびロウ材層を介して、前記基板とセラミック部材とが強固に接合されているので、前記効果（２）と共に、更に以下の効果（４）を得ることも可能となる。
（４）前記セラミック部材の対向表面に形成されたメタライズ層は、該対向表面に開口する第２貫通穴の開口部から離間しているので、上記セラミック部材を前記基板の表面または裏面における第１貫通穴の周辺に固定する際に、上記メタライズ層の上に沿って配設されるロウ材などが前記リードピンに不用意に接触して、短絡などの不具合を生じ難くされている。
尚、前記メタライズ層は、タングステン（以下、単にＷと記載する）やモリブデン（以下、単にＭｏと記載する）などからなる。
また、前記ロウ材層には、銀ロウ（例えば、Ａｇ−Ｃｕ合金）が例示される。
【００１３】
更に、本発明には、前記基板と前記発光素子の搭載部とは、別体であり、該発光素子の搭載部は、前記基板よりも熱伝導率が大きい放熱体に含まれ、上記基板は、前記表面と裏面との間を貫通する第３貫通穴を有し、上記放熱体は、該第３貫通穴に挿入されて固定されている、発光素子搭載用パッケージ（請求項４）も含まれる。
これによれば、発光素子の搭載部を有する前記放熱体は、前記基板よりも熱伝導率が大きく、且つ前記第３貫通穴に挿入され且つ固定されているので、追って上記搭載部に搭載された発光素子が発する熱を、上記放熱体を介して、本パッケージの外部に効果的に放熱することが可能となる（以下、効果（５）という）。
尚、前記放熱体は、例えば、銅または銅合金、あるいはアルミニウム合金などからなる。
【００１４】
また、本発明には、前記第３貫通穴は、平面視で長方形状、正方形状、あるいは円形状であり、前記放熱体は、直方体形状、立方体形状、あるいは円柱体形状を呈し、その底面の周辺に沿って、前記基板の裏面における第３貫通穴の開口部の周辺との接合を可能とするフランジを有している、発光素子搭載用パッケージ（請求項５）も含まれる。
これによれば、前記放熱体は、本体の底面の周辺に沿って一体に有するフランジと、前記基板の裏面における第３貫通穴の開口部の周辺とを、ロウ材などを介して接合されるので、前記効果（２）および（５）を確実に奏することができる。
【００１５】
加えて、本発明には、前記基板と、前記セラミック部材との線膨張係数の差は、５ｐｐｍ（Ｋ-1）以下である、発光素子搭載用パッケージ（請求項６）も含まれる。
これによれば、前記セラミック部材と、前記基板との線膨張係数の差は、５ｐｐｍ（Ｋ-1）以下と比較的小さいため、前記セラミック部材と基板との接合部に対して加えられる熱応力が緩和されるので、前記効果（２）をより確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による一形態の発光素子搭載用パッケージを斜め上方からの視角で示す斜視図。
【図２】上記発光素子搭載用パッケージを斜め下方からの視角で示す斜視図。
【図３】（Ａ）は上記パッケージに用いるセラミック板の対向裏面側を示す斜視図、（Ｂ）は該セラミック板の対向表面側を示す斜視図。
【図４】上記発光素子搭載用パッケージに用いる放熱体を示す斜視図。
【図５】図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った垂直断面図。
【図６】異なる形態の発光素子搭載用パッケージを示す上記同様の垂直断面図。
【図７】（Ａ）は異なる形態のセラミック板の対向裏面側を示す斜視図、（Ｂ）は該セラミック板の対向表面側を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１，図２は、本発明による一形態の発光素子搭載用パッケージ１ａを斜め上方、あるいは、斜め下方からの視角で個別に示す斜視図である。
上記発光素子搭載用パッケージ１ａは、図１，図２に示すように、全体が箱形状のパッケージ本体２と、その内側に配設された一対のセラミック板（セラミック部材、絶縁部材）１２と、該セラミック板１２と前記本体２の基板３とを連続して貫通し、且つ上記パッケージ本体２の内側のキャビティ９内に上端（一端）側が位置する複数のリードピン３０と、を備えている。
【００１８】
前記パッケージ本体２は、上下に対向する表面４および裏面５を有する平板の基板３と、該基板３の表面４側における周辺から立設し、平面視が矩形（正方形または長方形）状を呈する内側面７および外側面８を有するフレーム（枠体）６とからなる。該フレーム６の内側面７に囲まれた上記基板３の表面４は、図示しない発光素子の搭載部を含有している。あるいは、該搭載部は、後述する放熱体に含まれている。
尚、上記基板３とフレーム６とは、例えば、コバールからなり、互いにロウ付けなどにより接合されて、前記パッケージ本体２を形成しており、該パッケージ本体２の全表面には、所要の厚みを有するニッケル膜と金膜とが順次被覆されている。また、上記基板３の表面４とフレーム６の内側面７とに囲まれた内側には、全体が直方体状のキャビティ９が形成されている。
【００１９】
前記基板３には、平面視で対向する一対の辺ごとに沿って、３つずつの第１貫通穴１１が水平に整列し且つ互いに平行に表面４と裏面５との間を貫通している。
また、前記基板３のうち、図１，図２の後方（奥）側には、平面視が長方形状の第３貫通穴１９が前記フレーム６の側壁との間で形成され、該第３貫通穴１９には、放熱体２０の本体２１が基板３の裏面５側から挿入され且つ固定されている。
上記放熱体２０は、例えば、前記基板３よりも熱伝導率が大きい銅などの金属からなり、図４に示すように、直方体状の本体２１と、発光素子の搭載部を一部に含む該本体２１の上面２２と、かかる本体２１の底面の周辺に沿って外側に張り出したフランジ２３とからなり、該フランジ２３を図示しないロウ材を介して、前記基板３の裏面５に接合している。
更に、前記フレーム６において、図１，図２で前方側に位置する側壁の内側面７と外側面８との間には、レーザーなどの光を通過させたり、あるいは図示しない光ファイバーを挿通するための透孔１０が穿設されている。
【００２０】
一方、前記セラミック板（セラミック部材）１２は、例えば、アルミナなどのセラミックからなり、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記基板３の表面４に対向して用いる対向表面１３と、該対向表面１３に対向する対向裏面１４と、これらの間を貫通し且つ丸い断面を有する３つの第２貫通穴１５と、を有している。
上記対向裏面１４には、図３（Ａ）に示すように、第２貫通穴１５ごとの開口部の周囲にアルミナの表面が露出するリング形状の離間部１７と、該離間部１７ごとを個別に囲む矩形状で且つＷまたはＭｏからなる複数のメタライズ層１６とが形成されている。また、上記対向表面１３には、図３（Ｂ）に示すように、第２貫通穴１５ごとの開口部の周囲に位置する上記同様の離間部１７と、該離間部１７を除いた対向表面１３のほぼ全面に配設したメタライズ層１６とが形成されている。即ち、上記メタライズ層１６は、何れも、第２貫通穴１５ごとの開口部から離間して形成されていると共に、隣接する第２貫通穴１５同士の間にも該メタライズ層１６が形成されている。
尚、上記セラミック板１２を構成するアルミナと、前記基板３およびフレーム６を構成するコバールとの線膨張係数の差は、５ｐｐｍ（Ｋ-1）以下である。
【００２１】
また、前記リードピン３０は、例えば、コバールからなり、図１，図２，図５に示すように、丸棒状の軸部３１と、該軸部３１の下端に位置する半球形状の先端部３２と、前記軸部３１の上端（一端）に設けられた円柱形の頭部３３と、該頭部３３に近接する軸部３１から径方向に延びた円盤形状の鍔部３４と、を一体に有している。図５に示ように、上記リードピン３０において、上記鍔部３４の直径Ｄ３は、上記軸部３１の直径Ｄ１よりも大きく、且つ上記頭部３３の直径Ｄ２も、前記軸部３１の直径Ｄ１よりも大きく設定されている。
尚、前記リードピン３０の表面にも、前記同様のニッケル膜と金膜とが順次被覆されている。
【００２２】
図１，図２，図５に示すように、前記基板３における左右３つずつの第１貫通穴１１の表面４側における開口部の周辺には、一対の前記セラミック板１２が、その対向表面１３に形成された前記メタライズ層１６と、該メタライズ層１６の上（図示では下側）に沿って配設されたロウ材層２８とを介して、接合されることで個別に固定されている。
更に、図５に示すように、上記セラミック板１２の第２貫通穴１５ごとの中心部には、前記リードピン３０の軸部３１が貫通するように、該リードピン３０の鍔部３４が、上記セラミック板１２の第２貫通穴１５の開口部ごとの周辺に前記離間部１７を挟んで形成された前記メタライズ層１６と、該メタライズ層１６の上に沿って配設されたロウ材層２８とを介して、上記セラミック板１２の対向裏面１４に接合されて固定されている。
尚、上記ロウ材層２８は、例えば、銀ロウ（Ａｇ−Ｃｕ系合金）からなる。
【００２３】
その結果、複数の前記リードピン３０は、前記基板３の第１貫通穴１１ごとの中心部と、前記セラミック板１２の第２貫通穴１５ごとの中心部とを、連続して貫通した姿勢で、各セラミック板１２を介して、上記基板３に支持されている。
図１，図２，図５に示すように、前記基板３に設けた第３貫通穴１９には、前記放熱体２０の本体２１が該基板３の裏面５側から挿入され、該放熱体２０のフランジ２３と基板３の裏面５との間に配置した前記同様のロウ材（図示せず）を介して、上記放熱体２０が基板３などに固定されている。
【００２４】
更に、図５に示すように、上記発熱体２０の本体２１における上面２２には、追って搭載されるレーザーダイオード（発光素子）２５の搭載部が含まれ、該搭載部に搭載された前記レーザーダイオード２５は、その上面に有する複数の外部電極（図示せず）と、複数の前記リードピン３０の頭部３３との間をボンディングワイヤー２９を介して、各リードピン３０と電気的に接続される。
そして、前記フレーム６の上側の開口部に、コバールなどからなる蓋板３５をロウ付けなどにより接合することで、搭載された上記レーザーダイオード２５を含むパッケージ本体２のキャビティ９内を外部から封止することができる。
【００２５】
図６は、前記パッケージ１ａとは異なる形態の発光素子搭載用パッケージ１ｂを示す前記図５と同様な垂直断面図である。
上記発光素子搭載用パッケージ１ｂは、図６に示すように、前記同様の基板３およびフレーム６からなるパッケージ本体２と、前記基板３の表面４と裏面５との間を前記同様に貫通する複数の第１貫通穴１１と、該第１貫通穴１１の前記基板３における裏面５側の開口部の周辺に前記同様に接合される一対のセラミック板１２と、該セラミック板１２ごとに空けた複数の第２貫通穴１５の中心部と、上記第１貫通穴１１ごとの中心部とを連続して個別に貫通する複数のリードピン３０と、を備えている。
【００２６】
前記リードピン３０は、図６に示すように、前記同様の軸部３１、先端部３２、および頭部３３を有すると共に、前記軸部３１の軸方向の中間に前記同様の鍔部３４を一体に有している。
図６に示すように、前記基板３における左右複数ずつの第１貫通穴１１の裏面５側における開口部の周辺には、一対の前記セラミック板１２が、その対向表面１３に形成された前記メタライズ層１６と、該メタライズ層１６の上に沿って配設されたロウ材層２８とを介して、接合されることで個別に固定されている。
【００２７】
更に、図６に示すように、上記セラミック板１２の第２貫通穴１５ごとの中心部には、前記リードピン３０の軸部３１が貫通するように、該リードピン３０の鍔部３４が、上記セラミック板１２の対向裏面１４における第２貫通穴１５の開口部ごとの周辺に、前記離間部１７を挟んで形成された前記メタライズ層１６と、該メタライズ層１６の上（図示で下側）に沿って配設されたロウ材層２８とを介して、上記セラミック板１２の対向裏面１４に接合されて固定されている。
その結果、複数の前記リードピン３０は、前記基板３の第１貫通穴１１ごとの中心部と、前記セラミック板１２の第２貫通穴１５ごとの中心部とを、連続して貫通した姿勢で、各セラミック板１２を介して、上記基板３に支持されている。
また、図６に示すように、前記基板３に設けた第３貫通穴１９には、前記放熱体２０の本体２１が挿入され、該放熱体２０のフランジ２３と基板３の裏面５との間に配置した前記同様のロウ材を介して、上記放熱体２０が基板３などに固定されている。
【００２８】
更に、図６に示すように、上記放熱体２０の本体２１における上面２２には、追って搭載されるレーザーダイオード２５の搭載部が含まれ、該搭載部に搭載された前記レーザーダイオード２５は、その上面に有する複数の外部電極と、複数の前記リードピン３０の頭部３３との間をボンディングワイヤー２９を介して、各リードピン３０と電気的に接続される。
そして、前記フレーム６の上側の開口部に、コバールなどからなる蓋板３５をロウ付けなどにより接合することで、搭載された上記レーザーダイオード２５を含むパッケージ本体２のキャビティ９内を外部から封止することができる。
【００２９】
前記のような発光素子搭載用パッケージ１ａ，１ｂにおいて、前記リードピン３０は、前記基板３に設けた第１貫通穴１１と、前記セラミック板１２に設けた第２貫通穴１５とを連続して貫通しているので、前記基板３の表面４側に位置する前記放熱体２０の上面２２に含まれる搭載部に追って搭載されるレーザーダイオード２５との電気的接続を、ボンディングワイヤー２９を介して直接得ることができる。従って、上記レーザーダイオード２５に投入すべき電力の増加に伴った十分な電流を給電することができる。
また、前記リードピン３０は、その前記鍔部３４を介して、前記セラミック板１２の第２貫通穴１５における対向裏面１４側の開口部の周辺に固定され、且つ該セラミック板１２は、前記メタライズ層１６およびロウ材層２８を介して、前記基板３に設けた第１貫通穴１１の周辺に固定されている。そのため、上記リードピン３０は、上記鍔部３４とセラミック板１２の対向裏面１４との接合面、および、該セラミック板１２の対向表面１３と前記基板３の表面４または裏面５との接合面、という２つの接合面（平面）を介して前記基板に支持されるので、従来のような厳しい寸法交差の管理をすることなく、パッケージ本体２内の気密性を確実且つ容易に維持することができる。
【００３０】
更に、前記セラミック板１２の対向表面１３に形成されたメタライズ層１６は、該対向表面１３に開口する第２貫通穴１５の開口部から離間部１７を介して離間しているので、上記セラミック板１２を前記基板３の表面４または裏面５における第１貫通１１穴の周辺に固定する際に、上記メタライズ層１６の上に沿って配設されるロウ材層２８が前記リードピン３０に不用意に接触して、短絡などの不具合を生じ難くされている。
また、前記レーザーダイオード２５の搭載部を有する前記放熱体２０は、前記基板３よりも熱伝導率が大きく、且つ前記第３貫通穴１９に挿入され且つ固定されているので、追って上記搭載部に搭載されたレーザーダイオード２５が発する熱を、上記放熱体２０を介して外部に効果的に放熱することが可能となる。
【００３１】
更に、前記セラミック板１２と、前記基板３およびフレーム６との線膨張係数の差は、５ｐｐｍ（Ｋ-1）以下と比較的小さいため、上記セラミック板１２と基板３との接合部に対して加えられる熱応力が緩和され、不用意な隙間が生じにくくなるので、本パッケージａ１，１ｂ内の気密性を確実且つ容易に維持できる。
加えて、前記リードピン３０の頭部３３の直径Ｄ２が、前記軸部３１の直径Ｄ１よりも大きく設定されているので、前記搭載部２２に追って搭載される発光素子２５との電気的接続を前記ボンディングワイヤー２９などで得る際に、該ボンディングワイヤー２９の接続領域を十分に大きくでき、容易で確実な接合が可能となる。
従って、発光素子搭載用パッケージ１ａ，１ｂによれば、前記効果（１）〜（５）を確実に奏することができる。
また、前記発光素子搭載用パッケージ１ａによれば、セラミック板１２が前記キャビティ９内に配置されているため、該セラミック板１２と前記基板３とを面で接合して気密性を確保する本形態においても、当該パッケージ１ａの低背化が可能となる。
【００３２】
図７（Ａ），（Ｂ）は、異なる形態のセラミック板（セラミック部材）１２ａを対向裏面１４側あるいは対向表面１３側からの視角で示す斜視図である。
上記セラミック板１２ａは、前記同様のアルミナなどからなり、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記基板３の表面４に対向して用いる対向表面１３と、該対向表面１３に対向する対向裏面１４と、これらの間を貫通する３つの第２貫通穴１５ａと、を有している。該第２貫通穴１５ａは、平面視が矩形状である。
上記対向裏面１４には、図７（Ａ）に示すように、第２貫通穴１５ａごとの開口部の周囲にアルミナの表面が露出する矩形枠状の離間部１７と、該離間部１７ごとを囲む矩形状で且つＷまたはＭｏからなるメタライズ層１６とが形成されている。また、上記対向表面１３には、図７（Ｂ）に示すように、第２貫通穴１５ａごとの開口部の周囲に位置する上記同様の離間部１７と、該離間部１７を除いた対向表面１３のほぼ全面に配設したメタライズ層１６とが形成されている。
【００３３】
尚、前記セラミック板１２ａを構成するアルミナと、前記基板３およびフレーム６を構成するコバールとの線膨張係数の差は、５ｐｐｍ（Ｋ-1）以下である。
以上のようなセラミック板１２ａを前記セラミック板１２に替えて、前記発光素子搭載用パッケージ１ａ，１ｂに対し前記同様に適用することができると共に、かかるセラミック板１２ａを用いた上記パッケージ１ａ，１ｂによっても、前記効果（１）〜（５）を奏することが可能となる。
【００３４】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記基板３、フレーム６、リードピン３０、および蓋板３５は、４２アロイ、あるいは１９４合金からなるものとしても良い。
また、前記セラミック板１２，１２ａは、窒化アルミニウム、ムライト、またはガラス−セラミックの何れか１つからなるものとしたり、あるいは、樹脂板（樹脂部材）やガラス板（ガラス部材）からなるものとしても良い。該樹脂板やガラス板とした場合、前記メタライズ層１６は、省略される。尚、該樹脂板やガラス板を用いる場合、前記フレーム６やリードピン３０との接合には、樹脂系接着剤やガラス系接着剤を用いて接合される。
更に、前記発光素子搭載用パッケージ１ａ，１ｂにおいて、前記基板３に空ける第１貫通穴は、前記セラミック板１２，１２ａの外形と相似形状となる長方形状の断面を有する単一のものとしても良い。
また、前記フレーム６は、予め、前記蓋板３５と一体とされ、且つその底面側に前記基板３の表面４を囲む開口部を有する箱状体の一部としても良い。
【００３５】
更に、前記発光素子は、発光ダイオードなどとしても良い。
また、前記フレーム６の透孔１０における外側面８側には、前記透孔１０の内径と同じ内径を有する円筒形の光ファイバー保持用のホルダーを突設しても良い。
更に、前記第３貫通穴は、平面視で円形、楕円形、あるいは長円形とし、且つ前記放熱体２０の本体も平面視で前記円形などと相似形の形態としても良い。
また、前記リードピン３０の鍔部３４は、平面視で矩形状を呈する形態としても良い。
加えて、前記ロウ材（接合材）層には、アルミナ、ケイ酸、酸化ボロン、酸化亜鉛、酸化鉛、カルシア、パラジウム、白金、銅、金、または炭素の何れかを用いても良い。
【００３６】
また、前記リードピン３０における頭部３３の直径Ｄ２は、前記鍔部３４の直径Ｄ３よりも小さく設定しても良い。即ち、該リードピン３０の鍔部３４の直径Ｄ３を、最も大きくなるように設定しても良い。これにより、前記鍔部３４の面積を十分に大きくできるので、該鍔部３４と前記セラミック板１２との間での接合を、十分に確保することが可能となり、気密封止をより確実にできる。
更に、前記リードピン３０における頭部３３の直径Ｄ２は、前記鍔部３４の直径Ｄ３よりも大きく設定しても良い。即ち、該リードピン３０の頭部３３の直径Ｄ３を、最も大きくなるように設定しても良い。これよれば、前記頭部３３の面積を十分に大きくできるので、追って搭載される発光素子２５とリードピン３０とを電気的に接続する際に、ボンディングワイヤー２９などの接合が容易になる。
【００３７】
また、前記発光素子搭載用パッケージ１ｂにおいて、前記セラミック板１２の厚み以上の凹部を前記基板３の裏面５側に形成し、該凹部内にセラミック板１２を接合することで、該セラミック板１２と前記基板３とを面で接合して、気密性を確保する形態にした場合、本パッケージ１ｂの低背化が可能となる。しかも、前記セラミック板１２と前記基板３とを面で接合するので、上述の凹部の開口幅をセラミック板１２の幅（長さ）よりも十分に大きく形成することができ、上記凹部の寸法精度を厳しく管理する必要がなくなる。
【００３８】
また、前記実施の形態において、セラミック部材は、板状のセラミック板１２としたが、該セラミック部材は、少なくとも基板３と平面で接合できる板状部を有する構成であれば良い。例えば、セラミック板１２の対向表面１３から立設し、該対向表面１３側の開口部を囲むように形成された筒状部を有するセラミック部材としても良い。かかる形態によれば、前記筒状部が基板３に形成された第１貫通穴１１内に挿入されると共に、該セラミック部材の板状部により基板３と面で接合することで、本パッケージ内部の気密性を確保でき、且つ、第１貫通穴１１を構成する内壁面と、該第１貫通穴１１を貫通するリードピンとの接触による短絡を防ぐこともできる。
【００３９】
また、前記実施の形態において、セラミック部材と基板３との線膨張係数の差を５ｐｐｍ（Ｋ-1）以下としたが、セラミック部材と基板３との接合箇所において、気密性が確保される限りにおいては、これに限るものではない。例えば、セラミック部材と基板３との面での接合部における最大直線長さが５ｍｍ以下である場合には、上記線膨張係数の差が５ｐｐｍ（Ｋ-1）よりも大きくても、気密性を確保した接合が可能となる。
更に、セラミック部材と基板３との面での接合を行う際に、両者の間に応力を緩和する部材を介在させることによって、上記線膨張係数の差を５ｐｐｍ（Ｋ-1）よりも大きくしても、気密性を確保した接合が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によれば、追ってパッケージ内部に搭載される発光素子に対する投入電力を容易に増大でき、且つパッケージ内部の気密性を確実に維持できる発光素子搭載用パッケージを確実に提供することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ａ，１ｂ…発光素子搭載用パッケージ
３…………………基板
４…………………表面
５…………………裏面
１１………………第１貫通穴
１２，１２ａ……セラミック板（セラミック部材、絶縁部材）
１３………………対向表面
１４………………対向裏面
１５，１５ａ……第２貫通穴
１６………………メタライズ層
１７………………離間部
１９………………第３貫通穴
２０………………放熱体
２２………………上面（搭載部）
２３………………フランジ
２８………………ロウ材層
３０………………リードピン
３３………………頭部
３４………………鍔部
Ｄ１〜Ｄ３………直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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