(57)【要約】  発光素子搭載用基板（１）は、基台（１０）と堤部（２０）とを備える。基台（１０）は、主面であるおもて面（１１）および裏面（１２）を有し、おもて面（１１）に発光素子（３０）が搭載可能な搭載部（１１ａ）を有する。堤部（２０）は、搭載部（１１ａ）を囲むようにおもて面（１１）の周縁部（１１ｂ）に配置されている。おもて面（１１）は、裏面（１２）に対して所定の角度（θ０）をなして傾斜する。堤部（２０）には、おもて面（１１）の周縁部（１１ｂ）のうち、おもて面（１１）が傾斜して基台（１０）の厚さが薄くなった部位に開口部（２５）が設けられる。堤部（２０）の開口部（２５）が設けられる部位は、裏面（１２）に対しておもて面（１１）と同じ向きに傾斜する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と堤部とを備え、
前記基台は、主面であるおもて面および裏面を有し、前記おもて面に発光素子が搭載可能な搭載部を有し、
前記堤部は、前記搭載部を囲むように前記おもて面の周縁部に配置されており、
前記おもて面は、前記裏面に対して所定の角度をなして傾斜し、
前記堤部には、前記おもて面の周縁部のうち、前記おもて面が傾斜して前記基台の厚さが薄くなった部位に開口部が設けられ、
前記堤部の前記開口部が設けられる部位は、前記裏面に対して前記おもて面と同じ向きに傾斜する
発光素子搭載用基板。
【請求項２】
前記開口部の内面のうち前記おもて面につながる内面は、前記おもて面と面一である請求項１に記載の発光素子搭載用基板。
【請求項３】
前記基台は、平面視で矩形状であり、
前記堤部は、前記基台の４辺に沿って配置される４つの壁部材を有し、
前記４つの壁部材のうち前記開口部が形成される第１壁部材は、前記裏面に対して前記おもて面と同じ向きに傾斜する請求項１または２に記載の発光素子搭載用基板。
【請求項４】
前記第１壁部材は、当該第１壁部材に向かい合う壁部材である第２壁部材より高さが高い請求項３に記載の発光素子搭載用基板。
【請求項５】
前記第１壁部材の外壁面は、前記第２壁部材の外壁面と平行である請求項４に記載の発光素子搭載用基板。
【請求項６】
前記おもて面に対する前記裏面の角度が１２°±δθであり、
前記おもて面に対する前記第１壁部材の外壁面の角度が９０°±δθである請求項３〜５のいずれか一つに記載の発光素子搭載用基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の発光素子搭載用基板が複数連結されている、アレイ基板。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の発光素子搭載用基板と、
前記発光素子搭載用基板の前記搭載部に搭載される発光素子と、
を備える発光装置。
【請求項９】
請求項７に記載のアレイ基板と、
前記アレイ基板の複数の前記搭載部に搭載される複数の発光素子と、
を備える発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、発光素子搭載用基板、アレイ基板および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に形成された光導波路にレーザ光を導入するための発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７７８３３号公報
【発明の概要】
【０００４】
実施形態の一態様に係る発光素子搭載用基板は、基台と堤部とを備える。前記基台は、主面であるおもて面および裏面を有し、前記おもて面に発光素子が搭載可能な搭載部を有し、前記堤部は、前記搭載部を囲むように前記おもて面の周縁部に配置されている。前記おもて面は、前記裏面に対して所定の角度をなして傾斜する。前記堤部には、前記おもて面の周縁部のうち、前記おもて面が傾斜して前記基台の厚さが薄くなった部位に開口部が設けられる。前記堤部の前記開口部が設けられる部位は、前記裏面に対して前記おもて面と同じ向きに傾斜する。
【０００５】
また、実施形態の一態様に係るアレイ基板は、上記に記載の発光素子搭載用基板が複数連結されている。
【０００６】
また、実施形態の一態様に係る発光装置は、上記に記載の発光素子搭載用基板またはアレイ基板と、前記発光素子搭載用基板またはアレイ基板の前記搭載部に搭載される発光素子と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る発光素子搭載用基板の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すＡ−Ａ線の矢視断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る発光素子搭載用基板が使用される状態を説明するための図である。
【図４】図４は、実施形態に係るアレイ基板の斜視図である。
【図５】図５は、実施形態に係る発光素子搭載用基板の一製造工程を示す斜視図である。
【図６】図６は、図５に示すＢ−Ｂ線の矢視断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係る発光素子搭載用基板の一製造工程を示す平面図である。
【図８】図８は、実施形態に係る発光素子搭載用基板の一製造工程を示す斜視図である。
【図９】図９は、図８に示すＣ−Ｃ線の矢視断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態に係る発光素子搭載用基板の一製造工程を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係る発光素子搭載用基板における光軸精度の評価装置を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
従来の発光装置は、光導波路に光を照射する場合に、光路の伝送損失を低減することについて改善の余地がある。
【０００９】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、光導波路に光を照射する場合に光路の伝送損失を低減することができる発光素子搭載用基板、アレイ基板および発光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する発光素子搭載用基板、アレイ基板および発光装置の実施形態について説明する。
【００１１】
＜発光素子搭載用基板＞
最初に、実施形態に係る発光素子搭載用基板１の概要について、図１〜図３を用いて説明する。図１などに示すように、実施形態に係る発光素子搭載用基板１は、平面視で矩形状であり、基台１０および堤部２０を備える。そして、発光素子搭載用基板１は、基台１０と堤部２０とで一体的に形成されている。
【００１２】
基台１０は、平面視で矩形状であり、２つの主面であるおもて面１１および裏面１２を有する。なお、図１および図２には、説明を分かりやすくするために、裏面１２の法線が向かう方向をＺ軸方向とする３次元の直交座標系を図示している。
【００１３】
おもて面１１は、裏面１２に対して傾斜する。具体的には、裏面１２は、Ｘ軸およびＹ軸のいずれにも平行であるのに対し、おもて面１１は、Ｙ軸には平行である一方でＸ軸に対しては傾斜している。また、裏面１２の法線はＺ軸正方向（またはＺ軸負方向）を向いているのに対し、おもて面１１の法線はＸ軸正方向かつＺ軸正方向（またはＸ軸負方向かつＺ軸負方向）を向いている。
【００１４】
図２に示すように、おもて面１１は、裏面１２（図２では裏面１２と平行な仮想面Ｓ）に対して所定の角度θ０をなして傾斜する。また、おもて面１１は、発光素子３０を搭載可能な中央領域の搭載部１１ａと、かかる搭載部１１ａを取り囲む周縁部１１ｂとを有する。
【００１５】
堤部２０は、平面視で矩形状の枠形状を有し、おもて面１１の周縁部１１ｂに沿って配置される。図１に示すように、基台１０の各辺に沿って設けられる堤部２０は、Ｘ軸正方向側に配置される第１壁部材２１と、Ｘ軸負方向側に配置される第２壁部材２２と、Ｙ軸正方向側に配置される第３壁部材２３と、Ｙ軸負方向側に配置される第４壁部材２４とを有する。
【００１６】
すなわち、第１壁部材２１は、おもて面１１の周縁部１１ｂのうち、おもて面１１が傾斜して、基台１０の厚さが薄くなった部位に配置され、第２壁部材２２は、周縁部１１ｂのうち裏面１２から最も遠い部位に配置される。
【００１７】
第１壁部材２１の外壁面２１ａと基台１０の側面１３とは面一であり、第１壁部材２１の外壁面２１ａと基台１０の側面１３とで発光素子搭載用基板１の側面５を形成する。
【００１８】
第１壁部材２１には、搭載部１１ａと外方との間で貫通する開口部２５が形成される。そして、図２に示すように、搭載部１１ａ上に、開口部２５と発光面３０ａとが向かい合うように発光素子３０が搭載される。そして、発光素子３０の発光面３０ａから放射される光が、開口部２５を通過して外部に放射される。
【００１９】
ここで、実施形態に係る発光素子搭載用基板１は、堤部２０の第１壁部材２１が裏面１２に対して垂直ではなく、おもて面１１と同じ向きに傾斜している。換言すると、第１壁部材２１の外壁面２１ａは、おもて面１１と同様に、Ｙ軸には平行である一方でＸ軸からは傾斜しており、外壁面２１ａの法線は、Ｘ軸正方向かつＺ軸正方向（またはＸ軸負方向かつＺ軸負方向）を向いている。
【００２０】
さらに換言すると、図２に示すＸＺ平面断面図において、おもて面１１および第１壁部材２１の外壁面２１ａは、いずれもＸ軸正方向に進むにしたがい下がるように傾斜している。なお、外壁面２１ａは、裏面１２に対して所定の角度θ１をなして傾斜する。
【００２１】
これにより、開口部２５で最も基台１０から離れた箇所にあり、かつ第１壁部材２１の外壁面２１ａに接する角部２５ａを発光素子３０の発光面３０ａに近づけることができる。
【００２２】
すなわち、図２に破線で示した外壁面２１ａが裏面１２に対して垂直であった場合の開口部２５の角部Ｅと比較して、実施形態の角部２５ａは、発光素子３０の発光面３０ａにより近い位置にある。
【００２３】
これにより、発光面３０ａに対する開口部２５の開口角度をより大きく取ることができることから、発光面３０ａから照射される光が開口部２５に当たる割合を小さくすることができる。
【００２４】
したがって、実施形態によれば、光導波路に光を照射する場合に光路の伝送損失を低減することができる。この場合、図３に示すように、発光素子３０から基板６０に形成される光導波路（図示せず）に光を照射する場合に、かかる光導波路内における光の屈折モードの精度を高めることができることから、光路の伝送損失を小さくすることができる。
【００２５】
また、実施形態では、図２に示すように、開口部２５の内面のうちおもて面１１につながる内面２５ｂが、おもて面１１と面一であるとよい。もし仮に、開口部２５の内面２５ｂが裏面１２と平行な形状であるとすると、おもて面１１と開口部２５の内面２５ｂとの間に屈折部や段差部が形成されることとなる。
【００２６】
この場合、発光面３０ａから照射された光が開口部２５を通過する際に、照射された光がかかる屈折部や段差部で乱反射することから、発光装置の発光効率が低下してしまう。
【００２７】
しかしながら、実施形態では、開口部２５の内面２５ｂが裏面１２と面一であることから、開口部２５内に屈折部や段差部がないため、発光面３０ａから照射された光がこれらの屈折部や段差部で乱反射することがない。したがって、実施形態によれば、発光装置において高い発光効率を維持することができる。
【００２８】
なお、開口部２５において、内面２５ｂと向かい合う内面（すなわち、角部２５ａに接する内面）は、内面２５ｂと略平行な角度から裏面１２と略平行な角度の間の角度となるのがよい。つまり、内面２５ｂおよび裏面１２のいずれとも平行でなくともよい。
【００２９】
また、実施形態では、図２などに示すように、第１壁部材２１が、第２壁部材２２より高さが高いとよい。これにより、第１壁部材２１の上端面と基台１０のおもて面１１との間の空間を大きく取ることができることから、開口部２５を大きく形成することができる。
【００３０】
したがって、実施形態によれば、発光素子３０の発光面３０ａの面積を大きくしても照射される光が第１壁部材２１に当たりにくくなることから、発光装置の発光効率を高くすることができる。
【００３１】
引き続き、図１〜図３を参照しながら、発光素子搭載用基板１の詳細な構成について説明する。
【００３２】
基台１０および堤部２０は、セラミックスにより形成されている。かかるセラミックスとしては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コージエライト、フォルステライト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素またはガラスセラミックスなどが適している。そして、基台１０および堤部２０は、熱伝導率が高く、かつ熱膨張率が発光素子３０に近いという点から、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分として含んでいることが好ましい。
【００３３】
ここで、「窒化アルミニウムを主成分として含んでいる」とは、基台１０および堤部２０が窒化アルミニウムを８０質量％以上含んでいることをいう。基台１０および堤部２０に含まれる窒化アルミニウムが８０質量％以上の場合、発光素子搭載用基板１の熱伝導率が高くなり、放熱性を向上させることができる。
【００３４】
さらに、基台１０および堤部２０は、窒化アルミニウムを９０質量％以上含んでいることが好ましい。窒化アルミニウムの含有量を９０質量％以上とすることにより、基台１０および堤部２０の熱伝導率を１５０Ｗ／ｍＫ以上にすることができることから、放熱性に優れた発光素子搭載用基板１を実現することができる。
【００３５】
実施形態に係る発光素子搭載用基板１は、基台１０と堤部２０とがセラミックスで一体的に形成されている。すなわち、発光素子搭載用基板１には、基台１０と堤部２０との間に、異種材料同士で構成され大きな熱抵抗を生じさせる界面が設けられていない。
【００３６】
これにより、基台１０と堤部２０との間の熱抵抗を小さくすることができることから、基台１０から堤部２０に効率よく熱を伝えることができる。したがって、放熱性の高い発光素子搭載用基板１を実現することができる。
【００３７】
図１に示すように、基台１０のおもて面１１には、金属で構成される素子用端子１５、１６が設けられる。ここで、「金属で構成される」とは、一部に金属以外のたとえばセラミックスが含まれてもよいという意味であり、以下も同様の意味である。
【００３８】
素子用端子１５、１６は、少なくともおもて面１１の搭載部１１ａに形成される。素子用端子１５は、発光素子３０が搭載される端子である。素子用端子１６は、素子用端子１５に搭載された発光素子３０がボンディングワイヤなどによって接続される端子である。
【００３９】
素子用端子１５、１６は、金属粉末を焼結させたメタライズ膜で形成すればよい。このメタライズ膜は、基台１０を構成するセラミックスの表面に高い強度で接着させることができることから、信頼性の高い発光素子搭載用基板１を実現することができる。
【００４０】
また、かかるメタライズ膜の表面にＮｉなどのめっき膜を形成してもよい。さらに、かかるめっき膜の表面に、ハンダやＡｕ−Ｓｎめっき膜を設けてもよい。
【００４１】
図２に示すように、素子用端子１５は、基台１０の内部に形成され裏面１２に延びる金属製のビア導体１７に電気的に接続される。なお、図示していないが、素子用端子１６も同様に、基台１０の内部に形成され裏面１２に延びる金属製のビア導体１７に電気的に接続される。ビア導体１７は、金属粒子がネックおよびまたは粒界を介して焼結した構造となっている。
【００４２】
また、基台１０および堤部２０に窒化アルミニウムを用いた場合、素子用端子１５、１６やビア導体１７に用いられるメタライズ膜は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）およびこれらの合金あるいは銅などを複合化した金属材料を用いるとよい。これにより、基台１０および堤部２０と、素子用端子１５、１６やビア導体１７とを同時に焼成することができる。
【００４３】
実施形態では、かかるビア導体１７が、第１壁部材２１より第２壁部材２２に近い位置に設けられるとよい。また、ビア導体１７が複数設けられる場合、第１壁部材２１より第２壁部材２２に近い位置により多く設けられるとよい。
【００４４】
これにより、ビア導体１７が基台１０より熱伝導率が高い場合に、発光素子３０が搭載されるおもて面１１と、外部に熱を放出する機能を有する裏面１２との間において、厚手で熱抵抗が大きい第２壁部材２２側の部位でビア導体１７により効率よく熱を伝えることができる。
【００４５】
また、ビア導体１７が基台１０より熱伝導率が低い場合には、厚手で熱抵抗が小さい第２壁部材２２側の部位と、薄手で熱抵抗が相対的に大きい第１壁部材２１側の部位とで、ビア導体１７により全体の熱伝導率のバランスを取ることができる。
【００４６】
なお、ビア導体１７は、第２壁部材２２に近い側に配置されるのがよく、かかる第２壁部材２２が接する基台１０の角部に配置されるのがさらによい。なお、この場合、第１壁部材２１側にはビア導体１７が無いほうがよい。ビア導体１７の体積分率を小さくできるという点から、ビア導体１７の直径としては、２００μｍ以下、好ましくは３０〜１００μｍ以下とするのがよい。
【００４７】
また、図２などに示すように、第２壁部材２２の外壁面２２ａと基台１０の別の側面１４とは面一であり、第２壁部材２２の外壁面２２ａと基台１０の側面１４とで発光素子搭載用基板１の側面６を形成する。
【００４８】
そして、実施形態では、かかる側面６が反対側の側面５と平行であるとよい。すなわち、基台１０の側面１３と側面１４とが平行であり、堤部２０の外壁面２１ａと外壁面２２ａとが平行であるとよい。
【００４９】
これにより、図３に示すように、側面５が基板６０の表面６０ａに接するように設けられ、側面６にヒートシンク５０が設けられる場合に、かかるヒートシンク５０を基板６０に平行に設置することができる。
【００５０】
すなわち、ヒートシンク５０などの重量物が側面６に設けられたとしても、かかる重量物をシリコンフォトニクス用の基板６０の表面６０ａに対して平行に安定して配置させることができる。
【００５１】
このことから、発光素子３０が駆動し、発光素子搭載用基板１が発熱して寸法の変化が生じた場合にも、発光素子搭載用基板１における重心位置の変化を小さくすることができる。したがって、実施形態によれば、発光素子３０からの照射角度の変化を小さくすることができる。
【００５２】
なお、「第１壁部材２１の外壁面２１ａと第２壁部材２２の外壁面２２ａとが平行である」とは、第１壁部材２１の外壁面２１ａの全面と第２壁部材２２の外壁面２２ａの全面とが平行である場合に限られず、第１壁部材２１の外壁面２１ａの部分的な領域と、第２壁部材２２の外壁面２２ａの部分的な領域との間が平行である場合も含まれる。
【００５３】
ここで、「部分的な領域」とは、外壁面２１ａ、２２ａの５０％以上であればよく、外壁面２１ａの部分的な領域には開口部２５の面積も含まれる。
【００５４】
また、開口部２５を有する第１壁部材２１において、第２壁部材２２と平行な部分は、開口部２５を中心とした領域であるのがよい。さらに、第２壁部材２２側の平行な部分は、第１壁部材２１を第２壁部材２２側に平行移動させた場合に、開口部２５が形成された領域に対応する部分が平行であればよい。
【００５５】
図３に示すように、基台１０のおもて面１１は、基板６０の表面６０ａ（すなわち、外壁面２１ａおよび側面１３）に対して所定の角度θ２をなして傾斜する。かかる角度θ２の値は、以下の式（１）から求められる。
θ２＝θ１−θ０  ・・・（１）
【００５６】
そして、実施形態では、角度θ０および角度θ１が、以下の式（２）、（３）を満たすとよい。
θ０＝１２°±δθ  ・・・（２）
θ１＝９０°±δθ  ・・・（３）
【００５７】
ここで、式（２）、（３）において、「±」は複合同順の関係になっている。すなわち、おもて面１１が裏面１２に対して１２°の角度から±δθだけ変化した場合に、裏面１２と外壁面２１ａとのなす角度θ１が９０°±δθの角度分だけ変化した形状にするとよい。すなわち、実施形態では、裏面１２に対する外壁面２１ａの角度θ１のずれ量δθが、裏面１２に対するおもて面１１の角度θ０のずれ量δθに連動する形状になっているとよい。
【００５８】
これにより、おもて面１１が裏面１２に対して１２°の角度から±δθだけ変化した場合にも、基板６０の表面６０ａに対する発光素子３０からの光の入射角度（すなわち、角度θ２）のずれを小さくすることができる。
【００５９】
ずれ量δθは、第１壁部材２１の外壁面２１ａと基台１０の裏面１２との間の角度θ１を９０°より大きくする正の角度でもよいし、第１壁部材２１の外壁面２１ａと基台１０の裏面１２との間の角度θ１を９０°より小さくする負の角度でもよい。また、ずれ量δθは、絶対値で１°以下とするのがよい。
【００６０】
また、所定の角度θ０は、例えば、シリコンフォトニクス用の発光装置を構成する発光素子搭載用基板１である場合、５°以上１５°以下、好ましくは１０°以上１３°以下とするのがよい。
【００６１】
ここまで説明した発光素子搭載用基板１に、図３に示す発光素子３０、蓋体４０およびヒートシンク５０が設けられて、発光装置が構成される。
【００６２】
発光素子３０は、例えば、レーザダイオード（半導体レーザともいう）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light  Emitting  Diode）などを用いることができる。実施形態の発光素子搭載用基板１は、とりわけレーザダイオード用の基板として有用なものである。
【００６３】
発光素子３０は、一端面に設けられる発光面３０ａが、発光素子搭載用基板１の開口部２５に向かうように配置される。発光素子３０は、搭載部１１ａ上の素子用端子１５にハンダなどの導電性接合材を用いて接合される。この際に、かかる導電性接合材により、発光素子３０の下面に設けられる第１電極（不図示）と、素子用端子１５とが電気的に接続される。
【００６４】
さらに、発光素子３０の上面に設けられる第２電極（不図示）と、素子用端子１５に隣接する素子用端子１６とが、ボンディングワイヤ（不図示）などを用いて電気的に接続される。
【００６５】
なお、素子用端子１５、１６が設けられる搭載部１１ａを含むおもて面１１は、平坦面であるのがよい。一方で、発光素子３０の第１電極が素子用端子１５に接する状態を確保することができれば、搭載部１１ａを含むおもて面１１は、当該おもて面１１の上方に位置する空間部に向けて凸状に湾曲していてもよい。
【００６６】
搭載部１１ａを含むおもて面１１が当該おもて面１１の上方に位置する空間部に向けて凸状に湾曲している場合、発光素子３０から出射される光がおもて面１１で乱反射することを抑制することができることから、発光装置の発光効率が低下することを抑制することができる。
【００６７】
蓋体４０は、発光素子３０などの堤部２０で囲まれる領域を封止するための部材である。蓋体４０は、堤部２０の上面にメタライズ膜やめっき膜などの金属部材を介して接合される。
【００６８】
蓋体４０の材料としては、高熱伝導性という点から、セラミックス（例えば、窒化アルミニウム）または金属（例えば、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金））、あるいはセラミックスと金属との複合部材が好適なものとなる。
【００６９】
シリコンフォトニクス用の基板６０には、図示しない光導波路が形成される。そして、発光装置の発光素子３０から出射される光が、かかる光導波路内においてコアとクラッドとの間の界面で反射（屈折）しながら進んでゆくことから、発光素子３０から出射される光は、光導波路の延在方向に対して斜めの方向に入射させることが好ましい。
【００７０】
ここで、実施形態の発光素子搭載用基板１は、基板６０に対して発光素子３０を傾斜させた配置にすることができることから、光導波路の延在方向に対して斜めの方向に安定して光を入射させることができる。
【００７１】
＜アレイ基板＞
つづいて、実施形態に係るアレイ基板２について、図４を用いて説明する。図４に示すように、実施形態に係るアレイ基板２は、上述した発光素子搭載用基板１が複数個連結された構造を有する。
【００７２】
すなわち、アレイ基板２は、矩形状の基台１０および堤部２０を有する。そして、基台１０には、発光素子３０（図２参照）を搭載可能な搭載部１１ａが複数（図４では５つ）設けられる。また、堤部２０は、複数の搭載部１１ａを囲むように設けられ、かかる堤部２０には、それぞれの搭載部１１ａに対応する開口部２５が複数（図４では５つ）形成されている。
【００７３】
アレイ基板２の場合も、発光素子搭載用基板１と同様に、裏面１２に対するおもて面１１の角度θ０（図２参照）、第１壁部材２１の外壁面２１ａと基台１０の裏面１２との間の角度θ１（図２参照）、および角度θ０からの角度のずれ量δθは、上述した発光素子搭載用基板１と同様にするのがよい。
【００７４】
実施形態のアレイ基板２では、すべての開口部２５が形成された第１壁部材２１が、裏面１２に対しておもて面１１と同じ向きに傾いていることから、すべての発光素子３０の発光面３０ａ（図２参照）に対する開口部２５の開口角度をより大きく取ることができる。これにより、すべての発光面３０ａから照射される光が開口部２５に当たる割合を小さくすることができる。
【００７５】
したがって、実施形態によれば、複数の発光素子３０から基板６０（図３参照）に形成される複数の光導波路に光を照射する場合に、かかる複数の光導波路内における光の屈折モードの精度を高めることができることから、光路の伝送損失を小さくすることができる。
【００７６】
＜発光素子搭載用基板の製造方法＞
次に、実施形態に係る発光素子搭載用基板１の製造方法について、図５〜図１０を参照しながら説明する。発光素子搭載用基板１は、２枚のグリーンシートにそれぞれ所定の加工を施した後、２枚のグリーンシートを積層して、最後に積層された成形体を焼成して形成される。
【００７７】
以下においては、２枚のグリーンシートのうち、上層のグリーンシート７０の前半の各工程を図５および図６に基づいて説明し、下層のグリーンシート８０の前半の各工程を図７〜図９に基づいて説明する。最後に、グリーンシート７０、８０の後半の各工程を図１０に基づいて説明する。
【００７８】
図５の（ａ）および図６の（ａ）に示すように、あらかじめ所定の形状に加工したグリーンシート７０を用意する。そして、所定の凹部１０１ａが形成された上金型１０１と、所定の凸部１０２ａが形成された下金型１０２とで挟み込むようにグリーンシート７０に加圧加熱を行い、堤部成形体７１を形成する（図５の（ｂ）および図６の（ｂ））。
【００７９】
ここで、上金型１０１に形成される凹部１０１ａは、堤部２０の外壁に対応する形状を有し、下金型１０２に形成される凸部１０２ａは、堤部２０の内壁および開口部２５に対応する形状を有する。これにより、図５の（ｂ）に示すように、堤部成形体７１は堤部２０と同様の形状を有する。
【００８０】
なお、グリーンシート７０を加圧加熱する際には、図６の（ａ）に示すように、上金型１０１および下金型１０２をグリーンシート７０の主面に対して斜め方向に沿って加圧するとよい。
【００８１】
また、形成された堤部成形体７１において、上述した角度θ０が狙った角度θ０からずれていた場合には、上述した角度θ２を成形後に研削加工など施すことによって微調整するとよい。これにより、第１壁部材２１の外壁面２１ａと裏面１２との間の角度θ１を直角からプラスかマイナスにずれた角度にすることができる。
【００８２】
次に、図７の（ａ）に示すように、あらかじめ所定の形状に加工したグリーンシート８０を用意する。次に、グリーンシート８０の所定の２カ所を平面視で円状に打ち抜いて、打ち抜いた２個の孔部をそれぞれビア導体８０ａ、８０ｂで埋める（図７の（ｂ））。
【００８３】
次に、図７の（ｃ）に示すように、グリーンシート８０の上面に、ビア導体８０ａとつながるように導体パターン８０ｃを印刷し、ビア導体８０ｂとつながるように導体パターン８０ｄを印刷する。
【００８４】
そして、図８の（ａ）および図９の（ａ）に示すように、所定の凹部１０３ａが形成された上金型１０３と、平板状の下金型１０４とで挟み込むようにグリーンシート８０に加圧加熱を行い、基台成形体８１を形成する（図８の（ｂ）および図９の（ｂ））。
【００８５】
ここで、上金型１０３に形成される凹部１０３ａは、基台１０の外形に対応する形状を有する。これにより、図８の（ｂ）に示すように、基台成形体８１は基台１０と同様の形状を有する。
【００８６】
また、形成された基台成形体８１において、上述した角度θ０が狙った角度θ０からずれていた場合には、上述した角度θ１を成形後に研削加工など施すことによって微調整するとよい。これにより、第１壁部材２１の外壁面２１ａと裏面１２との間の角度θ１を直角からプラスかマイナスにずれた角度にすることができる。
【００８７】
なお、グリーンシート８０を加圧加熱する際には、図９の（ａ）に示すように、上金型１０３をグリーンシート８０の主面に対して斜め方向に沿って加圧するとよい。
【００８８】
次に、図１０の（ａ）に示すように、上から順に堤部成形体７１および基台成形体８１を積層する。そして、かかる積層体に加熱加圧を行い、積層成形体９０を形成する（図１０の（ｂ））。
【００８９】
ここで、導体パターン８０ｃ、８０ｄは、それぞれ発光素子搭載用基板１の素子用端子１６、１５に対応する部位であり、ビア導体８０ａ、８０ｂは、それぞれ発光素子搭載用基板１の素子用端子１６に接続されるビア導体１７、素子用端子１５に接続されるビア導体１７に対応する部位である。
【００９０】
そして、製造工程の最後に、図１０の（ｂ）のように形成された積層成形体９０を高温（１５００℃〜１９００℃）で焼成して、発光素子搭載用基板１が完成する。
【００９１】
上述の製造工程に用いられるグリーンシート７０、８０は、例えば、主原料である窒化アルミニウムの粉体に、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、カルシア（ＣａＯ）、エルビア（Ｅｒ２Ｏ３）などからなる粉体を焼結助剤として混合した無機粉体を基本構成とする。そして、かかる無機粉体に有機ビヒクルを添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法を用いることにより、グリーンシート７０、８０が形成される。
【００９２】
また、ビア導体８０ａ、８０ｂや導体パターン８０ｃ、８０ｄは、例えば、主原料である高融点金属のモリブデン（Ｍｏ）やタングステン（Ｗ）に、窒化アルミニウム、有機バインダー、溶剤などを共剤として混合したペーストで形成される。なお、セラミックスの焼成温度によっては、上記の高融点金属に銅などの低融点金属を含ませたものを用いてもよい。
【００９３】
また、上述したアレイ基板２についても、上金型１０１、１０３および下金型１０２、１０４の形状等を変更することで同様に作製することができる。
【実施例】
【００９４】
以下、実施形態に係る発光素子搭載用基板１等を具体的に作製し、次いで、かかる発光素子搭載用基板１等を適用した発光装置を作製した。【００９５】
まず、グリーンシートを形成するための混合粉末として、窒化アルミニウム粉末９４質量％に対して、イットリア粉末を５質量％、カルシア粉末を１質量％の割合で混合した混合粉末を調製した。【００９６】
次に、この混合粉末（固形分）１００質量部に対して、有機バインダーとしてアクリル系バインダーを２０質量部、トルエンを５０質量部添加してスラリーを調製し、次に、ドクターブレード法を用いて、平均厚みが５００μｍのグリーンシートを作製した。【００９７】
また、導体パターンやビア導体などの導体の形成には、タングステン粉末１００質量部に対して、窒化アルミニウム粉末を２０質量部、アクリル系バインダーを８質量部、テルピネオールを適宜添加した導体ペーストを用いた。また、この導体ペーストの他に、この導体ペーストにさらにチキソ剤を０．５質量％添加した導体ペーストと、この導体ペーストにさらにチキソ剤を１．０質量％添加した導体ペーストも用いた。【００９８】
そして、上述の成分を有するグリーンシートおよび導体ペーストを用いて、図５〜図１０に示した製造方法で積層成形体９０（図１０の（ｂ）参照）を作製した。【００９９】
次に、作製した積層成形体９０を還元雰囲気中、最高温度が１８００℃となる条件にて２時間の焼成を行って発光素子搭載用基板１等を作製した。なお、作製された発光素子搭載用パッケージＡ１等のサイズは、焼成後の形状で幅２．５ｍｍ×長さ４．２ｍｍ×高さ１．０ｍｍであった。試料数は各１０個とし、表１には平均値を示した。【０１００】
次に、発光素子搭載用基板１等の搭載部１１ａに発光素子３０を実装した。ここで、発光素子３０としては発振波長１０８０ｎｍ、出力３Ｗの半導体レーザ素子（幅０．３ｍｍ×長さ１．８ｍｍ×高さ０．１５ｍｍ）を用い、搭載部１１ａへの発光素子３０の接合にはＡｕ−Ｓｎハンダを用いた。【０１０１】
次に、発光素子搭載用基板１等の光軸の精度について評価した。かかる光軸の精度については、図１１に示すような評価装置を用いて評価した。具体的には、発光素子搭載用基板１等を透明基板１１０に実装し、発光素子３０から３ｍｍ離れた受光器１１１に放射された放射光に基づいて光軸の精度を評価した。【０１０２】
なお、受光器１１１に放射された放射光の受光強度分布等は、かかる受光器１１１に接続されるＰＣ（Personal  Computer）１１２で評価した。評価結果を表１に示す。なお、表１に示すずれ量は、試料１をゼロとした場合の相対値である。【０１０３】
【表１】
2020066780.tif 000003
【０１０４】
角度θ０＝１３°、θ１＝９０°、θ２＝７７°である試料４の発光装置と、角度θ０＝１２°、θ１＝９０°、θ２＝７８°である試料１、角度θ０＝１３°、θ１＝９１°、θ２＝７８°である試料２、角度θ０＝１１°、θ１＝８９°、θ２＝７８°である試料３の発光装置との比較により、角度θ２＝７８°にすることによって光軸の精度が向上していることがわかる。【０１０５】
なお、表１には、角度θ０、θ１およびθ２として、上述のように平均値として一定の値しか示していないが、試料２、３については、作成した複数の試料の中で、角度θ０、θ１およびθ２が−０．５°〜＋０．５°の範囲に入っていた試料は、いずれも表１に示したずれ量と同じ値であった。【０１０６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上述の実施形態では、シリコンフォトニクス用の基板６０に発光素子搭載用基板１を適用した発光装置を設けた例について示したが、発光素子搭載用基板１を適用した発光装置は、シリコンフォトニクス用以外の基板に設けられてもよい。【０１０７】
以上のように、実施形態に係る発光素子搭載用基板１は、主面であるおもて面１１および裏面１２を有し、おもて面１１に発光素子３０が搭載可能な搭載部１１ａを有する基台１０と、搭載部１１ａを囲むようにおもて面１１の周縁部１１ｂに配置される堤部２０と、を備える。おもて面１１は、裏面１２に対して所定の角度θ０をなして傾斜する。堤部２０には、基台１０の傾斜によって厚さが薄くなっている部位（第１壁部材２１）に開口部２５が設けられる。堤部２０の開口部２５が設けられる部位（第１壁部材２１）は、裏面１２に対しておもて面１１と同じ向きに傾斜する。これにより、発光素子３０から基板６０に形成される光導波路に光を照射する場合に、かかる光導波路内における光の屈折モードの精度を高めることができることから、光路の伝送損失を小さくすることができる。【０１０８】
また、実施形態に係る発光素子搭載用基板１において、開口部２５の内面のうちおもて面１１につながる内面２５ｂは、おもて面１１と面一である。これにより、発光装置において高い発光効率を維持することができる。【０１０９】
また、実施形態に係る発光素子搭載用基板１において、基台１０は、平面視で矩形状であり、堤部２０は、基台１０の４辺に沿って配置される４つの壁部材を有し、４つの壁部材のうち開口部２５が形成される第１壁部材２１は、裏面１２に対しておもて面１１と同じ向きに傾斜する。これにより、発光装置の発光効率を高くすることができる。【０１１０】
また、実施形態に係る発光素子搭載用基板１において、第１壁部材２１は、かかる第１壁部材２１に向かい合う壁部材である第２壁部材２２より高さが高い。これにより、発光装置の発光効率を高くすることができる。【０１１１】
また、実施形態に係る発光素子搭載用基板１において、第１壁部材２１の外壁面２１ａは、第２壁部材２２の外壁面２１ｂと平行である。これにより、発光素子３０からの照射角度の変化を小さくすることができる。【０１１２】
また、実施形態に係る発光素子搭載用基板１において、おもて面１１に対する裏面１２の角度θ０が１２°±δθであり、おもて面１１に対する第１壁部材２１の外壁面２１ａの角度θ１が９０°±δθである。これにより、おもて面１１が裏面１２に対して１２°の角度から±δθだけ変化した場合にも、基板６０の表面６０ａに対する発光素子３０からの光の入射角度のずれを小さくすることができる。【０１１３】
また、実施形態に係るアレイ基板２は、上記に記載の発光素子搭載用基板１が複数連結されている。これにより、複数の発光素子３０から基板６０に形成される複数の光導波路に光を照射する場合に、かかる複数の光導波路内における光の屈折モードの精度を高めることができることから、光路の伝送損失を小さくすることができる。【０１１４】
また、実施形態に係る発光装置は、上記に記載の発光素子搭載用基板１またはアレイ基板２と、発光素子搭載用基板１またはアレイ基板２の搭載部１１ａに搭載される発光素子３０と、を備える。これにより、発光素子３０から基板６０に形成される光導波路に光を照射する場合に、かかる光導波路内における光の屈折モードの精度を高めることができることから、光路の伝送損失を小さくすることができる。【０１１５】
さらなる効果や他の態様は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１      発光素子搭載用基板
２      アレイ基板
１０    基台
１１    おもて面
１１ａ  搭載部
１１ｂ  周縁部
１２    裏面
１３、１４  側面
１５、１６  素子用端子
２０    堤部
２１    第１壁部材
２２    第２壁部材
２５    開口部
２５ｂ  内面
３０    発光素子
３０ａ  発光面
４０    蓋体
５０    ヒートシンク
６０    基板
【図１】
2020066780.tif 000004
【図２】
2020066780.tif 000005
【図３】
2020066780.tif 000006
【図４】
2020066780.tif 000007
【図５】
2020066780.tif 000008
【図６】
2020066780.tif 000009
【図７】
2020066780.tif 000010
【図８】
2020066780.tif 000011
【図９】
2020066780.tif 000012
【図１０】
2020066780.tif 000013
【図１１】
2020066780.tif 000014
【国際調査報告】
2020066780.tif 000015
2020066780.tif 000016
2020066780.tif 000017
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