JP2015185611A - Light emission device - Google Patents

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陽光 佐々木
Akihiro Sasaki
陽光 佐々木
下川　一生
Kazuo Shimokawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emission device having high reliability.SOLUTION: A light emission device 1 has a ceramic substrate 10, a housing 50 and a joint layer 60. Metal layers 11, 12 are formed on first and second principal faces 10a and 10b of the ceramic substrate 10 respectively, and a semiconductor light emission element 20 is mounted on the first metal layer 11. The housing 50 is formed of metal and secured to the second principal face 10b side. The joint layer 60 joins the second metal layer 12 at the second principal face 10b side and the housing 50. The joint layer 60 has a first alloy joint layer 61, a second alloy joint layer 62 and a different type metal layer 63. The first alloy joint layer 61 is joined to the second metal layer 12. The second alloy joint layer 62 is joined to the housing 50. The alloy joint layers 61, 62 are formed of alloy containing tin as a main component. The different type metal layer 63 is provided between the alloy joint layers 61, 62 and formed of metal different from both the ceramic substrate 10 and the housing 50.

Description

本発明の実施形態は、発光装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a light emitting device.

例えば、セラミック基板上に半導体発光素子が実装され、半導体発光素子が樹脂で封止された発光装置（Chip On Board）がある。このような発光装置において、信頼性を高めることが望まれる。   For example, there is a light emitting device (Chip On Board) in which a semiconductor light emitting element is mounted on a ceramic substrate and the semiconductor light emitting element is sealed with a resin. In such a light emitting device, it is desired to improve reliability.

特開２０１２−８４７３３号公報JP 2012-84733 A

本発明の実施形態は、高信頼性の発光装置を提供することを目的とする。   An object of the embodiment of the present invention is to provide a highly reliable light-emitting device.

実施形態の発光装置は、セラミック基板と金属部材と接合層を備える。セラミック基板は、第１主面及び第２主面に金属層が形成され、かつ第１主面の金属層に半導体発光素子が実装される。金属部材は、金属で構成されかつ第２主面側に取り付けられる。接合層は、第２主面側の金属層と金属部材とを接合する。接合層は、第１合金接合層と第２合金接合層と異種金属層とを備える。第１合金接合層は、第２主面側の金属層に接合される。第２合金接合層は、金属部材に接合される。第１及び第２合金接合層は、錫を主成分とする合金で構成される。異種金属層は、第１及び第２合金接合層間に設けられかつセラミック基板と金属部材との双方と異なる金属で構成される。   The light emitting device of the embodiment includes a ceramic substrate, a metal member, and a bonding layer. In the ceramic substrate, a metal layer is formed on the first main surface and the second main surface, and a semiconductor light emitting element is mounted on the metal layer on the first main surface. The metal member is made of metal and attached to the second main surface side. The bonding layer bonds the metal layer on the second main surface side and the metal member. The bonding layer includes a first alloy bonding layer, a second alloy bonding layer, and a dissimilar metal layer. The first alloy bonding layer is bonded to the metal layer on the second main surface side. The second alloy bonding layer is bonded to the metal member. The first and second alloy bonding layers are made of an alloy containing tin as a main component. The dissimilar metal layer is formed of a metal that is provided between the first and second alloy bonding layers and is different from both the ceramic substrate and the metal member.

本発明の実施形態によれば、高信頼性の発光装置を提供することができる。   According to the embodiment of the present invention, a highly reliable light-emitting device can be provided.

図１は、実施形態１に係る発光装置の模式平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of the light emitting device according to the first embodiment. 図２は、実施形態１に係る発光装置のセラミック基板の模式背面図である。FIG. 2 is a schematic rear view of the ceramic substrate of the light emitting device according to the first embodiment. 図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面の一部を例示する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section taken along line III-III in FIG. 1. 図４は、図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面の一部を例示する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section taken along line IV-IV in FIG. 図５は、実施形態１に係る発光装置の接合層の構成を模式的に示す平面図である。FIG. 5 is a plan view schematically showing the configuration of the bonding layer of the light emitting device according to the first embodiment. 図６は、実施形態１に係る発光装置の接合層などの構成を模式的に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a bonding layer and the like of the light emitting device according to the first embodiment. 図７は、実施形態１に係る発光装置の筺体の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of the casing of the light emitting device according to the first embodiment. 図８は、実施形態２に係る発光装置の模式平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of the light emitting device according to the second embodiment. 図９は、図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面の一部を例示する断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section taken along line IX-IX in FIG. 図１０は、図８中のＸ−Ｘ線に沿う断面の一部を例示する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section taken along line XX in FIG. 図１１は、実施形態の変形例１に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light-emitting device according to Modification 1 of the embodiment. 図１２は、実施形態の変形例２に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light-emitting device according to Modification 2 of the embodiment. 図１３は、実施形態の変形例３に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light-emitting device according to Modification 3 of the embodiment. 図１４は、実施形態の変形例４に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light-emitting device according to Modification 4 of the embodiment. 図１５は、実施形態の変形例５に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light emitting device according to Modification 5 of the embodiment.

以下で説明する実施形態１、実施形態２及び変形例１〜変形例５に係る発光装置１は、セラミック基板１０と金属部材５０と接合層６０を備える。セラミック基板１０は、第１主面１０ａ及び第２主面１０ｂに金属層１１，１２が形成されかつ第１金属層１１に半導体発光素子２０が実装される。金属部材５０は、金属で構成されかつ第２主面１０ｂ側に取り付けられる。接合層６０は、第２主面１０ｂ側の第２金属層１２と筺体５０とを接合する。接合層６０は、第１合金接合層６１と第２合金接合層６２と異種金属層６３とを備える。第１合金接合層６１は、第２金属層１２に接合される。第２合金接合層６２は、金属部材５０に接合される。合金接合層６１，６２は、錫を主成分とする合金で構成される。異種金属層６３は、合金接合層６１，６２間に設けられかつセラミック基板１０と金属部材５０との双方と異なる金属で構成される。   The light emitting device 1 according to the first embodiment, the second embodiment, and the first to fifth modifications described below includes a ceramic substrate 10, a metal member 50, and a bonding layer 60. In the ceramic substrate 10, metal layers 11 and 12 are formed on the first main surface 10 a and the second main surface 10 b, and the semiconductor light emitting element 20 is mounted on the first metal layer 11. The metal member 50 is made of metal and attached to the second main surface 10b side. The bonding layer 60 bonds the second metal layer 12 and the housing 50 on the second main surface 10b side. The bonding layer 60 includes a first alloy bonding layer 61, a second alloy bonding layer 62, and a dissimilar metal layer 63. The first alloy bonding layer 61 is bonded to the second metal layer 12. The second alloy bonding layer 62 is bonded to the metal member 50. The alloy bonding layers 61 and 62 are made of an alloy containing tin as a main component. The dissimilar metal layer 63 is formed of a metal that is provided between the alloy bonding layers 61 and 62 and is different from both the ceramic substrate 10 and the metal member 50.

また、以下で説明する実施形態１、実施形態２及び変形例１〜変形例５に係る発光装置１において、異種金属層６３の熱膨張係数は、セラミック基板１０の熱膨張係数と金属部材５０の熱膨張係数との間の値で、かつ熱伝達率は、前記合金の熱伝導率以上である。   In the light emitting device 1 according to the first embodiment, the second embodiment, and the first to fifth modifications described below, the thermal expansion coefficient of the dissimilar metal layer 63 is the same as that of the ceramic substrate 10 and that of the metal member 50. The value is between the thermal expansion coefficient and the heat transfer coefficient is equal to or higher than the heat conductivity of the alloy.

また、以下で説明する実施形態１、実施形態２及び変形例１〜変形例５に係る発光装置１において、異種金属層６３はニッケルを含み、第１合金接合層６１および第２合金接合層６２は錫を含み、異種金属層６３と第１合金接合層６１の間、および異種金属層６３と第２合金接合層６２の間には、ニッケル錫を含む化合物層６４，６５が形成されている。   In the light emitting device 1 according to the first embodiment, the second embodiment, and the first to fifth modifications described below, the dissimilar metal layer 63 includes nickel, and the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62 are included. Includes tin, and compound layers 64 and 65 containing nickel tin are formed between the dissimilar metal layer 63 and the first alloy bonding layer 61 and between the dissimilar metal layer 63 and the second alloy bonding layer 62. .

また、以下で説明する実施形態１、実施形態２及び変形例１〜変形例５に係る発光装置１において、異種金属層６３は、第１合金接合層６１と第２合金接合層６２とに埋設され、外縁が第１合金接合層６１と第２合金接合層６２とにより覆われている。   In the light emitting device 1 according to the first embodiment, the second embodiment, and the first to fifth modifications described below, the dissimilar metal layer 63 is embedded in the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62. The outer edge is covered with the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62.

また、以下で説明する実施形態１、実施形態２及び変形例１〜変形例５に係る発光装置１において、異種金属層６３の厚みＴＤは、接合層６０の厚みＴの１／２以下である。   In the light emitting device 1 according to the first embodiment, the second embodiment, and the first to fifth modifications described below, the thickness TD of the dissimilar metal layer 63 is ½ or less of the thickness T of the bonding layer 60. .

また、以下で説明する実施形態１、実施形態２及び変形例１〜変形例５に係る発光装置１において、異種金属層６３と、第１合金接合層６１及び第２合金接合層６２それぞれとの間に、異種金属層６３を構成する金属と前記合金との化合物で構成された化合物層６４，６５が形成され、化合物層６４，６５の厚みＴＣは、接合層６０の厚みＴの１／１０以下である。   Further, in the light emitting device 1 according to the first embodiment, the second embodiment, and the first to fifth modifications described below, the dissimilar metal layer 63 and the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62 respectively. In the middle, compound layers 64 and 65 composed of a compound of the metal constituting the dissimilar metal layer 63 and the alloy are formed, and the thickness TC of the compound layers 64 and 65 is 1/10 of the thickness T of the bonding layer 60. It is as follows.

また、以下で説明する実施形態１、実施形態２及び変形例１〜変形例５に係る発光装置１において、金属部材５０は、セラミック基板１０の第２主面１０ｂ側が取り付けられるベース部５１と、ベース部５１に複数取り付けられる放熱用のフィン５２とを備える筺体である。   Further, in the light emitting device 1 according to the first embodiment, the second embodiment, and the first to fifth modifications described below, the metal member 50 includes a base portion 51 to which the second main surface 10b side of the ceramic substrate 10 is attached, The housing includes a plurality of heat dissipating fins 52 attached to the base portion 51.

また、以下で説明する実施形態２及び変形例１〜変形例５に係る発光装置１は、上記発光装置１において、ベース部５１には、平面視において、セラミック基板１０の半導体発光素子２０が実装された実装領域１６の中央を通り、かつ揮発性の液体を封入したヒートパイプ５５，５５−１，５５−２，５５−３，５５−４，５５−５を収容する収容用空間５６，５６−１，５６−２，５６−３，５６−４，５６−５が設けている。   Further, in the light emitting device 1 according to Embodiment 2 and Modifications 1 to 5 described below, the semiconductor light emitting element 20 of the ceramic substrate 10 is mounted on the base portion 51 in the light emitting device 1 in a plan view. Storage spaces 56 and 56 for storing heat pipes 55, 55-1, 55-2, 55-3, 55-4, and 55-5 that pass through the center of the mounting area 16 and that enclose a volatile liquid. -1, 56-2, 56-3, 56-4, and 56-5.

［実施形態１］
次に、本発明の実施形態１に係る発光装置１を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る発光装置の模式平面図である。図２は、実施形態１に係る発光装置のセラミック基板の模式背面図である。図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面の一部を例示する断面図である。図４は、図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面の一部を例示する断面図である。 [Embodiment 1]
Next, the light emitting device 1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of the light emitting device according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic rear view of the ceramic substrate of the light emitting device according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section taken along line III-III in FIG. 1. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section taken along line IV-IV in FIG.

実施形態１に係る発光装置１は、例えば、投光器などの照明装置２１０に用いられ、図３に示すように、セラミック基板１０と、複数の半導体発光素子２０と、筺体５０（金属部材に相当）と、接合層６０とを備えている。なお、以下、筺体５０からセラミック基板１０に向かう方向を積層方向（Ｚ軸方向）とし、Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。発光装置１は、筺体５０の上に、接合層６０、セラミック基板１０及び複数の半導体発光素子２０が順にＺ軸方向に配置されている。   The light emitting device 1 according to the first embodiment is used in, for example, an illumination device 210 such as a projector, and as shown in FIG. 3, the ceramic substrate 10, the plurality of semiconductor light emitting elements 20, and a casing 50 (corresponding to a metal member). And a bonding layer 60. Hereinafter, the direction from the casing 50 toward the ceramic substrate 10 is defined as a stacking direction (Z-axis direction), and one direction perpendicular to the Z-axis direction is defined as an X-axis direction, with respect to the Z-axis direction and the X-axis direction. The vertical direction is defined as the Y-axis direction. In the light emitting device 1, the bonding layer 60, the ceramic substrate 10, and the plurality of semiconductor light emitting elements 20 are sequentially arranged on the housing 50 in the Z-axis direction.

セラミック基板１０は、例えば、セラミック、または、セラミックと樹脂の複合セラミックなどから構成される。セラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などが用いられる。セラミック基板１０には、例えば、アルミナを主成分とするセラミックが用いられ、高い熱伝導性と、高い絶縁性と、高い信頼性が得られる。セラミック基板１０の熱膨張係数は、６〜７（ｐｐｍ／Ｋ）である。セラミック基板１０は、筺体５０と複数の半導体発光素子２０との間に設けられる。なお、「主成分」とは、大部分、例えば全ての成分のうちの５０％以上、望ましくは８０％以上を占める状態を意味する。 The ceramic substrate 10 is made of, for example, ceramic or a composite ceramic of ceramic and resin. As the ceramic, for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), or the like is used. For the ceramic substrate 10, for example, a ceramic mainly composed of alumina is used, and high thermal conductivity, high insulation, and high reliability are obtained. The thermal expansion coefficient of the ceramic substrate 10 is 6-7 (ppm / K). The ceramic substrate 10 is provided between the housing 50 and the plurality of semiconductor light emitting elements 20. The “main component” means a state that occupies most, for example, 50% or more, desirably 80% or more of all components.

セラミック基板１０は、図３中上側、すなわち半導体発光素子２０を設ける側の第１主面１０ａと図３中下側、すなわち筺体５０を設ける側の第２主面１０ｂとを有する。第１主面１０ａは、実装領域１６（図１に示す）を含む。例えば、実装領域１６は、第１主面１０ａの外縁１０ｘから離間している。実施形態１では、実装領域１６は、第１主面１０ａの中央部分に設けられる。第１主面１０ａは、周辺領域１７をさらに含む。周辺領域１７は、実装領域１６の周りに設けられる。   The ceramic substrate 10 has a first main surface 10a on the upper side in FIG. 3, that is, the side where the semiconductor light emitting element 20 is provided, and a second main surface 10b on the lower side in FIG. The first major surface 10a includes a mounting region 16 (shown in FIG. 1). For example, the mounting region 16 is separated from the outer edge 10x of the first major surface 10a. In the first embodiment, the mounting region 16 is provided in the central portion of the first main surface 10a. The first major surface 10a further includes a peripheral region 17. The peripheral area 17 is provided around the mounting area 16.

第１主面１０ａは、例えば、Ｘ−Ｙ平面に対して実質的に平行である。セラミック基板１０の平面形状は、例えば、矩形である。第１主面１０ａは、例えば、第１〜第４辺１０ｃ〜１０ｆを有する。第２辺１０ｄは、第１辺１０ｃと離間する。第３辺１０ｅは、第１辺１０ｃの一端と、第２辺１０ｄの一端と、を接続する。第３辺１０ｅは、第１辺１０ｃと第２辺１０ｄとの間に設けられる。第４辺１０ｆは、第３辺１０ｅと離間し、第１辺１０ｃの他端と、第２辺１０ｄの他端と、を接続する。第４辺１０ｆは、第１辺１０ｃと第２辺１０ｄとの間に設けられる。   For example, the first major surface 10a is substantially parallel to the XY plane. The planar shape of the ceramic substrate 10 is, for example, a rectangle. The first major surface 10a has, for example, first to fourth sides 10c to 10f. The second side 10d is separated from the first side 10c. The third side 10e connects one end of the first side 10c and one end of the second side 10d. The third side 10e is provided between the first side 10c and the second side 10d. The fourth side 10f is separated from the third side 10e, and connects the other end of the first side 10c and the other end of the second side 10d. The fourth side 10f is provided between the first side 10c and the second side 10d.

第１主面１０ａは、第１〜第４コーナ部１０ｇ〜１０ｊを含む。第１コーナ部１０ｇは、第１辺１０ｃと第３辺１０ｅとを接続する。第２コーナ部１０ｈは、第２辺１０ｄと第３辺１０ｅとを接続する。第３コーナ部１０ｉは、第２辺１０ｄと第４辺１０ｆとを接続する。第４コーナ部１０ｊは、第４辺１０ｆと第１辺１０ｃとを接続する。   The first major surface 10a includes first to fourth corner portions 10g to 10j. The first corner portion 10g connects the first side 10c and the third side 10e. The second corner portion 10h connects the second side 10d and the third side 10e. The third corner portion 10i connects the second side 10d and the fourth side 10f. The fourth corner portion 10j connects the fourth side 10f and the first side 10c.

第１主面１０ａは、第１〜第４コネクタ領域１０ｋ〜１０ｎを含む。第１コネクタ領域１０ｋは、実装領域１６と第１コーナ部１０ｇとの間に設けられる。第２コネクタ領域１０ｌは、実装領域１６と第２コーナ部１０ｈとの間に設けられる。第３コネクタ領域１０ｍは、実装領域１６と第３コーナ部１０ｉとの間に設けられる。第４コネクタ領域１０ｎは、実装領域１６と第４コーナ部１０ｊとの間に設けられる。   The first major surface 10a includes first to fourth connector regions 10k to 10n. The first connector region 10k is provided between the mounting region 16 and the first corner portion 10g. The second connector region 101 is provided between the mounting region 16 and the second corner portion 10h. The third connector region 10m is provided between the mounting region 16 and the third corner portion 10i. The fourth connector region 10n is provided between the mounting region 16 and the fourth corner portion 10j.

第１主面１０ａは、第５〜第８コネクタ領域１０ｏ〜１０ｒをさらに含む。第５コネクタ領域１０ｏは、第１コーナ部１０ｇと第１コネクタ領域１０ｋとの間に設けられる。第６コネクタ領域１０ｐは、第２コーナ部１０ｈと第２コネクタ領域１０ｌとの間に設けられる。第７コネクタ領域１０ｑは、第３コーナ部１０ｉと第３コネクタ領域１０ｍとの間に設けられる。第８コネクタ領域１０ｒは、第４コーナ部１０ｊと第４コネクタ領域１０ｎとの間に設けられる。   First main surface 10a further includes fifth to eighth connector regions 10o to 10r. The fifth connector region 10o is provided between the first corner portion 10g and the first connector region 10k. The sixth connector region 10p is provided between the second corner portion 10h and the second connector region 10l. The seventh connector region 10q is provided between the third corner portion 10i and the third connector region 10m. The eighth connector region 10r is provided between the fourth corner portion 10j and the fourth connector region 10n.

第２主面１０ｂは、第１主面１０ａとは反対側の面である。換言すると、第２主面１０ｂは、筺体５０側の面である。すなわち、第２主面１０ｂは、接合層６０の側の面である。   The 2nd main surface 10b is a surface on the opposite side to the 1st main surface 10a. In other words, the second main surface 10b is a surface on the side of the housing 50. That is, the second main surface 10b is a surface on the bonding layer 60 side.

セラミック基板１０は、第１主面１０ａに第１金属層１１が形成され、第２主面１０ｂに第２金属層１２が形成されている。第１金属層１１は、第１主面１０ａ上に設けられる。例えば、第１金属層１１は、セラミック基板１０と、複数の半導体発光素子２０との間に設けられる。   The ceramic substrate 10 has a first metal layer 11 formed on a first main surface 10a and a second metal layer 12 formed on a second main surface 10b. The first metal layer 11 is provided on the first major surface 10a. For example, the first metal layer 11 is provided between the ceramic substrate 10 and the plurality of semiconductor light emitting elements 20.

第１金属層１１は、例えば、実装領域１６に設けられた実装パターン部を含んでいる。実装パターン部のそれぞれは、半導体発光素子２０が実装される複数の実装パターン１１ｐ（図３に示す）を含む。複数の実装パターン１１ｐの少なくともいずれか２つ以上は、互いに離間している。例えば、複数の実装パターン１１ｐの少なくともいずれかは、島状である。複数の実装パターン１１ｐの２つは、互いに独立している。複数の実装パターン１１ｐは、例えば、第１実装パターン１１ｐａ及び第２実装パターン１１ｐｂなどを含む。   The first metal layer 11 includes, for example, a mounting pattern portion provided in the mounting region 16. Each of the mounting pattern portions includes a plurality of mounting patterns 11p (shown in FIG. 3) on which the semiconductor light emitting element 20 is mounted. At least any two of the plurality of mounting patterns 11p are separated from each other. For example, at least one of the plurality of mounting patterns 11p has an island shape. Two of the plurality of mounting patterns 11p are independent of each other. The plurality of mounting patterns 11p include, for example, a first mounting pattern 11pa and a second mounting pattern 11pb.

複数の実装パターン１１ｐのそれぞれは、例えば、第１実装部分１１ａと、第２実装部分１１ｂと、を含む。この例では、実装パターン１１ｐは、第３実装部分１１ｃをさらに含む。第３実装部分１１ｃは、第１実装部分１１ａと第２実装部分１１ｂとの間に設けられ、第１実装部分１１ａと第２実装部分１１ｂとを繋ぐ。   Each of the plurality of mounting patterns 11p includes, for example, a first mounting portion 11a and a second mounting portion 11b. In this example, the mounting pattern 11p further includes a third mounting portion 11c. The third mounting portion 11c is provided between the first mounting portion 11a and the second mounting portion 11b, and connects the first mounting portion 11a and the second mounting portion 11b.

第１金属層１１は、複数の実装パターン１１ｐを互いに接続する接続部４４（図１に示す）をさらに含んでも良い。第１金属層１１は、第１〜第８コネクタ領域１０ｋ〜１０ｒに設けられた電極を有し、これらの電極が第１〜第８コネクタ４８ａ〜４８ｈのそれぞれと電気的に接続される。第１金属層１１は、半導体発光素子２０に電力を供給する。   The first metal layer 11 may further include a connection portion 44 (shown in FIG. 1) that connects the plurality of mounting patterns 11p to each other. The first metal layer 11 has electrodes provided in the first to eighth connector regions 10k to 10r, and these electrodes are electrically connected to the first to eighth connectors 48a to 48h, respectively. The first metal layer 11 supplies power to the semiconductor light emitting element 20.

第２金属層１２は、第２主面１０ｂ上に設けられる。第２金属層１２は、第１金属層１１と電気的に絶縁されている。第２金属層１２の少なくとも一部は、Ｘ−Ｙ平面（第１主面１０ａに対して平行な第１平面）に投影したときに、図２に示すように、実装領域１６と重なる。   The second metal layer 12 is provided on the second major surface 10b. The second metal layer 12 is electrically insulated from the first metal layer 11. At least a portion of the second metal layer 12 overlaps the mounting region 16 as shown in FIG. 2 when projected onto the XY plane (a first plane parallel to the first major surface 10a).

第２金属層１２は、外縁１０ｘから離れている。第２金属層１２の平面形状は、例えば矩形である。第２金属層１２は、第１〜第４金属辺１２ｉ〜１２ｌを有する。第２金属辺１２ｊは、第１金属辺１２ｉから離間する。第３金属辺１２ｋは、第１金属辺１２ｉの一端と、第２金属辺１２ｊの一端と、を接続する。第４金属辺１２ｌは、第３金属辺１２ｋと離間し、第１金属辺１２ｉの他端と、第２金属辺１２ｊの他端と、を接続する。各辺の交点、すなわちコーナ部は、曲線状（アール形状）でも良い。第２金属層１２の平面形状は、矩形でなくても良く、任意である。   The second metal layer 12 is separated from the outer edge 10x. The planar shape of the second metal layer 12 is, for example, a rectangle. The second metal layer 12 has first to fourth metal sides 12i to 12l. The second metal side 12j is separated from the first metal side 12i. The third metal side 12k connects one end of the first metal side 12i and one end of the second metal side 12j. The fourth metal side 121 is separated from the third metal side 12k, and connects the other end of the first metal side 12i and the other end of the second metal side 12j. The intersection of each side, that is, the corner portion may be curved (R shape). The planar shape of the second metal layer 12 does not have to be rectangular and is arbitrary.

実施形態１では、複数の半導体発光素子２０は、実装領域１６においてアレイ状に配置されて、セラミック基板１０の第１主面１０ａの第１金属層１１に実装される。半導体発光素子２０は、例えば、略円形状に配置される。例えば、半導体発光素子２０は、略等ピッチで配置される。これにより、例えば、光源がひとつにまとまり、光源の小型化をすることができる。複数の半導体発光素子２０のそれぞれは、光を放出する。半導体発光素子２０は、例えば窒化物半導体を含む。半導体発光素子２０は、例えば、ＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）を含む。ただし、実施形態１において、半導体発光素子２０は任意である。 In the first embodiment, the plurality of semiconductor light emitting elements 20 are arranged in an array in the mounting region 16 and mounted on the first metal layer 11 on the first main surface 10 a of the ceramic substrate 10. The semiconductor light emitting element 20 is arranged in a substantially circular shape, for example. For example, the semiconductor light emitting elements 20 are arranged at a substantially equal pitch. Thereby, for example, the light sources are combined into one, and the light source can be reduced in size. Each of the plurality of semiconductor light emitting elements 20 emits light. The semiconductor light emitting element 20 includes, for example, a nitride semiconductor. The semiconductor light emitting element 20 includes, for example, In y Al z Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, x + y ≦ 1). However, in the first embodiment, the semiconductor light emitting element 20 is optional.

複数の半導体発光素子２０は、例えば、第１半導体発光素子２０ａ及び第２半導体発光素子２０ｂなどを含む。複数の半導体発光素子２０は、第１金属層１１の上に設けられる。複数の半導体発光素子２０のそれぞれは、複数の実装パターン１１ｐのうちのいずれかの実装パターン１１ｐと、複数の実装パターン１１ｐのうちの上記のいずれかの隣の別の実装パターン１１ｐと、電気的に接続されている。   The plurality of semiconductor light emitting elements 20 include, for example, a first semiconductor light emitting element 20a and a second semiconductor light emitting element 20b. The plurality of semiconductor light emitting elements 20 are provided on the first metal layer 11. Each of the plurality of semiconductor light emitting elements 20 is electrically connected to any one of the plurality of mounting patterns 11p and another mounting pattern 11p adjacent to any one of the plurality of mounting patterns 11p. It is connected to the.

例えば、第１半導体発光素子２０ａは、複数の実装パターン１１ｐのうちの第１実装パターン１１ｐａと、第２実装パターン１１ｐｂと、電気的に接続されている。第２実装パターン１１ｐｂは、第１実装パターン１１ｐａの隣の別の実装パターン１１ｐに相当する。   For example, the first semiconductor light emitting element 20a is electrically connected to the first mounting pattern 11pa and the second mounting pattern 11pb among the plurality of mounting patterns 11p. The second mounting pattern 11pb corresponds to another mounting pattern 11p adjacent to the first mounting pattern 11pa.

例えば、複数の半導体発光素子２０のそれぞれは、第１導電形の第１半導体層２１と、第２導電形の第２半導体層２２と、発光層２３と、を含む。例えば、第１導電形はｎ形であり、第２導電形はｐ形である。第１導電形がｐ形であり、第２導電形がｎ形でも良い。   For example, each of the plurality of semiconductor light emitting elements 20 includes a first semiconductor layer 21 of a first conductivity type, a second semiconductor layer 22 of a second conductivity type, and a light emitting layer 23. For example, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. The first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type.

第１半導体層２１は、第１の部分（第１半導体部分２１ａ）と、第２の部分（第２半導体部分２１ｂ）と、を含む。第２半導体部分２１ｂは、積層方向（Ｚ軸方向）に対して交差する方向（例えば、Ｘ軸方向）において、第１半導体部分２１ａと並ぶ。   The first semiconductor layer 21 includes a first portion (first semiconductor portion 21a) and a second portion (second semiconductor portion 21b). The second semiconductor portion 21b is aligned with the first semiconductor portion 21a in a direction (for example, the X-axis direction) that intersects the stacking direction (Z-axis direction).

第２半導体層２２は、第２半導体部分２１ｂとセラミック基板１０との間に設けられる。発光層２３は、第２半導体部分２１ｂと第２半導体層２２との間に設けられる。半導体発光素子２０は、例えば、フリップチップ型のＬＥＤである。   The second semiconductor layer 22 is provided between the second semiconductor portion 21 b and the ceramic substrate 10. The light emitting layer 23 is provided between the second semiconductor portion 21 b and the second semiconductor layer 22. The semiconductor light emitting element 20 is, for example, a flip chip type LED.

例えば、第１半導体層２１の第１半導体部分２１ａが、実装パターン１１ｐの第１実装部分１１ａと対向している。第２半導体層２２が、実装パターン１１ｐの第２実装部分１１ｂと対向している。第１半導体層２１の第１半導体部分２１ａは、実装パターン１１ｐと電気的に接続される。第２半導体層２２は、別の実装パターン１１ｐと電気的に接続される。この接続には、例えば、電気伝導率及び熱伝導率が高いはんだや金バンプなどが用いられる。この接続は、例えば、金属溶融はんだ接合により行われる。または、この接続は、例えば、金バンプを用いた超音波熱圧着法により行われる。   For example, the first semiconductor portion 21a of the first semiconductor layer 21 faces the first mounting portion 11a of the mounting pattern 11p. The second semiconductor layer 22 faces the second mounting portion 11b of the mounting pattern 11p. The first semiconductor portion 21a of the first semiconductor layer 21 is electrically connected to the mounting pattern 11p. The second semiconductor layer 22 is electrically connected to another mounting pattern 11p. For this connection, for example, solder or gold bumps having high electrical conductivity and thermal conductivity are used. This connection is performed by, for example, metal fusion solder bonding. Alternatively, this connection is performed by, for example, an ultrasonic thermocompression method using gold bumps.

すなわち、例えば、第１半導体部分２１ａと、いずれかの実装パターン１１ｐ（例えば第１実装部分１１ａ）との間に第１接合金属部材２１ｅが設けられる。第２半導体層２２と、別の実装パターン１１ｐ（例えば、第２実装パターン１１ｐｂ）と、の間に第２接合金属部材２２ｅが設けられる。第１接合金属部材２１ｅ及び第２接合金属部材２２ｅの少なくともいずれかは、はんだ、または、金バンプを含む。これにより、第１接合金属部材２１ｅ及び第２接合金属部材２２ｅのそれぞれの断面積（Ｘ−Ｙ平面で切断したときの断面積）を大きくできる。これにより、第１接合金属部材２１ｅ及び第２接合金属部材２２ｅを介して、熱を効率良く、セラミック基板１０に伝えることができ、放熱性が高まる。   That is, for example, the first bonding metal member 21e is provided between the first semiconductor portion 21a and one of the mounting patterns 11p (for example, the first mounting portion 11a). A second bonding metal member 22e is provided between the second semiconductor layer 22 and another mounting pattern 11p (for example, the second mounting pattern 11pb). At least one of the first bonding metal member 21e and the second bonding metal member 22e includes solder or gold bumps. Thereby, each cross-sectional area (cross-sectional area when cut | disconnected by an XY plane) of the 1st joining metal member 21e and the 2nd joining metal member 22e can be enlarged. Thereby, heat can be efficiently transmitted to the ceramic substrate 10 via the first bonding metal member 21e and the second bonding metal member 22e, and heat dissipation is improved.

例えば、半導体発光素子２０とセラミック基板１０との間に、別の金属層を設けても良い。これにより、第１金属層１１の酸化を抑制したり、はんだとの濡れ性を高めたりすることができる。   For example, another metal layer may be provided between the semiconductor light emitting element 20 and the ceramic substrate 10. Thereby, the oxidation of the 1st metal layer 11 can be suppressed, or wettability with a solder can be improved.

複数の半導体発光素子２０の少なくとも一部は、波長変換層３１により覆われる。波長変換層３１は、複数の半導体発光素子２０から放出される光（例えば第１光）の少なくとも一部を吸収し、第２光を放出する。第２光の波長（例えばピーク波長）は、第１光の波長（例えばピーク波長）とは、異なる。波長変換層３１には、例えば、蛍光体などの複数の波長変換粒子と、複数の波長変換粒子が分散された光透過性樹脂と、を含む。第１光は、例えば青色光を含む。第２光は、第１光よりも波長が長い光を含む。第２光は、例えば、黄色光及び赤色光の少なくともいずれかを含む。   At least a part of the plurality of semiconductor light emitting elements 20 is covered with the wavelength conversion layer 31. The wavelength conversion layer 31 absorbs at least part of light (for example, first light) emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements 20 and emits second light. The wavelength (for example, peak wavelength) of the second light is different from the wavelength (for example, peak wavelength) of the first light. The wavelength conversion layer 31 includes, for example, a plurality of wavelength conversion particles such as a phosphor and a light transmissive resin in which the plurality of wavelength conversion particles are dispersed. The first light includes, for example, blue light. The second light includes light having a longer wavelength than the first light. The second light includes, for example, at least one of yellow light and red light.

実施形態１では、Ｘ−Ｙ平面内で波長変換層３１を囲む反射層３２が設けられている。反射層３２には、例えば、金属酸化物などの複数の粒子と、その粒子が分散された光透過性樹脂と、を含む。金属酸化物などの粒子は、光反射性を有する。この金属酸化物などの粒子として、例えば、ＴｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくともいずれか用いることができる。反射層３２を設けることで、半導体発光素子２０から放出された光が、積層方向に沿った方向（例えば上方向）に沿って効率良く出射できる。 In Embodiment 1, the reflective layer 32 surrounding the wavelength conversion layer 31 is provided in the XY plane. The reflective layer 32 includes, for example, a plurality of particles such as a metal oxide and a light transmissive resin in which the particles are dispersed. Particles such as metal oxides have light reflectivity. For example, at least one of TiO 2 and Al 2 O 3 can be used as the particles of the metal oxide. By providing the reflective layer 32, light emitted from the semiconductor light emitting element 20 can be efficiently emitted along a direction along the stacking direction (for example, upward).

セラミック基板１０と複数の半導体発光素子２０と波長変換層３１と反射層３２とで、発光部４０を構成する。発光部４０は、光を放出する。それと同時に、発光部４０は、熱を発生する。発光部４０は、例えば、チップオンボード（ＣＯＢ）型のＬＥＤモジュールである。   The ceramic substrate 10, the plurality of semiconductor light emitting elements 20, the wavelength conversion layer 31, and the reflective layer 32 constitute a light emitting unit 40. The light emitting unit 40 emits light. At the same time, the light emitting unit 40 generates heat. The light emitting unit 40 is, for example, a chip on board (COB) type LED module.

実施形態１においては、発光部４０（複数の半導体発光素子２０）から放出される光の光束発散度は、１０ｌｍ／ｍｍ２（ルーメン/平方ミリメートル）以上、１００ｌｍ／ｍｍ２以下である。望ましくは、２０ｌｍ／ｍｍ２以上である。すなわち、実施形態１においては、発光部４０から放出される光の発光面積に対する比（光束発散度）が、非常に高い。本願明細書においては、発光面積は、実質的に実装領域１６の面積に対応する。 In the first embodiment, the luminous flux divergence of the light emitted from the light emitting unit 40 (the plurality of semiconductor light emitting elements 20) is 10 lm / mm 2 (lumen / square millimeter) or more and 100 lm / mm 2 or less. Desirably, it is 20 lm / mm 2 or more. That is, in Embodiment 1, the ratio (light flux divergence) of the light emitted from the light emitting unit 40 to the light emitting area is very high. In the present specification, the light emitting area substantially corresponds to the area of the mounting region 16.

筺体５０は、銅、銅合金、アルミニウム合金などの金属で構成され、セラミック基板１０の第２主面１０ｂ側に取り付けられる。筺体５０の熱膨張係数は、１７〜２３（ｐｐｍ／Ｋ）である。図７は、実施形態１に係る発光装置の筺体の一部を模式的に示す断面図である。筺体５０は、図３及び図７に示すように、厚手の平板状に形成されかつ第２主面１０ｂ側に取り付けられるベース部５１と、ベース部５１に取り付けられる複数の放熱用のフィン５２とを備える。ベース部５１の図３中上側の主面５１ａ上には、接合層６０を介してセラミック基板１０が配置される。ベース部５１の主面５１ａは、例えば、Ｘ−Ｙ平面に対して実質的に平行である。ベース部５１の平面形状は、例えば、矩形である。   The casing 50 is made of a metal such as copper, a copper alloy, or an aluminum alloy, and is attached to the second main surface 10b side of the ceramic substrate 10. The thermal expansion coefficient of the housing 50 is 17 to 23 (ppm / K). FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of the casing of the light emitting device according to the first embodiment. As shown in FIGS. 3 and 7, the housing 50 is formed in a thick flat plate shape and attached to the second main surface 10 b side, and a plurality of heat radiation fins 52 attached to the base portion 51. Is provided. The ceramic substrate 10 is disposed on the upper main surface 51a of the base portion 51 in FIG. The main surface 51a of the base portion 51 is substantially parallel to the XY plane, for example. The planar shape of the base 51 is, for example, a rectangle.

ベース部５１の主面５１ａの反対側の面には、フィン５２を固定するための溝５３が複数形成されている。溝５３は、直線状に形成されている。溝５３は、平行でかつ等間隔に配置されている。   A plurality of grooves 53 for fixing the fins 52 are formed on the surface of the base portion 51 opposite to the main surface 51a. The groove 53 is formed linearly. The grooves 53 are arranged in parallel and at equal intervals.

フィン５２は、一部が溝５３内に挿入されて、溝５３の内面に充填される半田５４（固定材料に相当）により、溝５３即ちベース部５１に固定される。固定材料に相当する半田５４は、錫を主成分とし、金、銀、銅、ビスマス、ニッケル、インジウム、亜鉛、アンチモン、ゲルマニウム及びシリコンのいずれかを少なくとも１種類以上含む合金を用いることができる。例えば、ＳｎＡｇＣｕ合金などを用いることができる。   A part of the fin 52 is inserted into the groove 53 and is fixed to the groove 53, that is, the base portion 51 by solder 54 (corresponding to a fixing material) filled in the inner surface of the groove 53. As the solder 54 corresponding to the fixing material, an alloy containing tin as a main component and containing at least one of gold, silver, copper, bismuth, nickel, indium, zinc, antimony, germanium, and silicon can be used. For example, a SnAgCu alloy can be used.

フィン５２は、揮発性の液体を封入した空間５２ａが内部に形成されている。すなわち、フィン５２は、空間５２ａ内に封入した揮発性の液体の蒸発、凝縮のサイクルを発生させて、熱を移動する、所謂ヒートパイプとなっている。   The fin 52 has a space 52a in which a volatile liquid is enclosed. That is, the fin 52 is a so-called heat pipe that moves heat by generating a cycle of evaporation and condensation of the volatile liquid sealed in the space 52a.

接合層６０は、図３に示すように、セラミック基板１０と筺体５０の主面５１ａとの間に設けられる。接合層６０は、セラミック基板１０の第２主面１０ｂ側の第２金属層１２と筺体５０の主面５１ａとを接合する。接合層６０は、発光部４０で発生した熱を筺体５０に効率よく伝導する。図５は、実施形態１にかかる発光装置の接合層の構成を模式的に示す平面図である。図６は、実施形態１に係る発光装置の接合層などの構成を模式的に示す断面図である。   As shown in FIG. 3, the bonding layer 60 is provided between the ceramic substrate 10 and the main surface 51 a of the casing 50. The bonding layer 60 bonds the second metal layer 12 on the second main surface 10 b side of the ceramic substrate 10 and the main surface 51 a of the casing 50. The bonding layer 60 efficiently conducts heat generated in the light emitting unit 40 to the housing 50. FIG. 5 is a plan view schematically showing the configuration of the bonding layer of the light emitting device according to the first embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a bonding layer and the like of the light emitting device according to the first embodiment.

接合層６０は、図３及び図４に示すように、錫を主成分とする合金で構成されかつ第２金属層１２に接合された第１合金接合層６１と、第１合金接合層６１と同様に錫を主成分とする合金で構成されかつ筺体５０の主面５１ａに接合された第２合金接合層６２と、第１合金接合層６１と第２合金接合層６２との間に設けられた異種金属層６３とを備えている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the bonding layer 60 includes a first alloy bonding layer 61 made of an alloy containing tin as a main component and bonded to the second metal layer 12, and the first alloy bonding layer 61. Similarly, the second alloy bonding layer 62 made of an alloy containing tin as a main component and bonded to the main surface 51a of the casing 50 is provided between the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62. And a dissimilar metal layer 63.

第１合金接合層６１と第２合金接合層６２を構成する合金は、前述した半田５４と同様に、錫を主成分とし、金、銀、銅、ビスマス、ニッケル、インジウム、亜鉛、アンチモン、ゲルマニウム及びシリコンのいずれかを少なくとも１種類以上含んで構成されている。例えば、ＳｎＡｇＣｕ合金などを用いることができる。また、第１合金接合層６１と第２合金接合層６２とを構成する合金の融点は、合金接合層６１，６２と半田５４の含有する金属の成分が適宜変更されることで、半田５４の融点よりも高く設定されている。第１合金接合層６１と第２合金接合層６２を構成する合金の熱伝導率は、５０〜７０（Ｗ／（ｍＫ））に設定されている。   The alloy constituting the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62 is mainly composed of tin, like the solder 54 described above, and is composed of gold, silver, copper, bismuth, nickel, indium, zinc, antimony, germanium. And at least one kind of silicon. For example, a SnAgCu alloy can be used. Further, the melting point of the alloy constituting the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62 can be changed by appropriately changing the metal components contained in the alloy bonding layers 61 and 62 and the solder 54. It is set higher than the melting point. The thermal conductivity of the alloy constituting the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62 is set to 50 to 70 (W / (mK)).

異種金属層６３は、セラミック基板１０と筺体５０との双方と異なる金属で構成され、箔状に形成されている。さらに、異種金属層６３は、第２金属層１２と異なる金属で構成されている。異種金属層６３の熱膨張係数は、セラミック基板１０の熱膨張係数と筺体５０を構成する金属の熱膨張係数との間の値に設定されている。異種金属層６３は、鉄、ニッケル、コバルト、パラジウム、ベリリウムの何れかの金属を主成分として構成されるのが望ましく、コスト面、第１合金接合層６１と第２合金接合層６２を構成する合金との反応性を考慮すると、ニッケル又は鉄を主成分として構成されるのが望ましい。例えば、ニッケルを主成分として構成された異種金属層６３の熱膨張係数は、１３．３（ｐｐｍ／Ｋ）となり、鉄を主成分として構成された異種金属層６３の熱膨張係数は、１１．８（ｐｐｍ／Ｋ）となる。   The dissimilar metal layer 63 is made of a metal different from both the ceramic substrate 10 and the casing 50, and is formed in a foil shape. Further, the dissimilar metal layer 63 is made of a metal different from that of the second metal layer 12. The thermal expansion coefficient of the dissimilar metal layer 63 is set to a value between the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate 10 and the thermal expansion coefficient of the metal constituting the casing 50. The dissimilar metal layer 63 is preferably composed of any one of iron, nickel, cobalt, palladium, and beryllium as a main component, and constitutes the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62 in terms of cost. Considering the reactivity with the alloy, it is desirable that nickel or iron is the main component. For example, the coefficient of thermal expansion of the dissimilar metal layer 63 composed mainly of nickel is 13.3 (ppm / K), and the coefficient of thermal expansion of the dissimilar metal layer 63 composed mainly of iron is 11. 8 (ppm / K).

また、異種金属層６３の熱伝導率は、第１合金接合層６１と第２合金接合層６２を構成する合金の熱伝導率以上の値に設定されるのが望ましく、例えば、４５０（Ｗ／（ｍＫ））以下であるのが望ましい。第１合金接合層６１と第２合金接合層６２を構成する合金の熱伝導率よりも大きな値に設定されるのが望ましい。例えば、ニッケルを主成分として構成された異種金属層６３の熱伝導率は、９０．９（Ｗ／（ｍＫ））となり、鉄を主成分として構成された異種金属層６３の熱伝導率は、８４（Ｗ／（ｍＫ））となる。   Further, the thermal conductivity of the dissimilar metal layer 63 is desirably set to a value equal to or higher than the thermal conductivity of the alloy constituting the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62, for example, 450 (W / (MK)) or less is desirable. It is desirable to set a value larger than the thermal conductivity of the alloy constituting the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62. For example, the thermal conductivity of the dissimilar metal layer 63 composed mainly of nickel is 90.9 (W / (mK)), and the heat conductivity of the dissimilar metal layer 63 composed mainly of iron is 84 (W / (mK)).

異種金属層６３は、第１合金接合層６１と第２合金接合層６２とに埋設され、図３及び図４に示すように、その外縁６３ａが第１合金接合層６１と第２合金接合層６２とにより覆われている。異種金属層６３の全ての外縁６３ａは、図５に示すように、平面視において、接合層６０の外縁よりも内側に配置されている。   The dissimilar metal layer 63 is embedded in the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62, and as shown in FIGS. 3 and 4, the outer edge 63a thereof is the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer. 62. As shown in FIG. 5, all the outer edges 63 a of the dissimilar metal layer 63 are disposed inside the outer edge of the bonding layer 60 in a plan view.

また、異種金属層６３の厚みＴＤ（図６に示す）は、接合層６０の厚みＴ（図６に示す）の１／２以下に設定されている。さらに、異種金属層６３の厚みＴＤは、接合層６０の厚みＴの１／１０以上に設定されている。また、異種金属層６３の融点は、第１合金接合層６１及び第２合金接合層６２を構成する合金の融点よりも高いことが望ましい。   Further, the thickness TD (shown in FIG. 6) of the dissimilar metal layer 63 is set to ½ or less of the thickness T (shown in FIG. 6) of the bonding layer 60. Further, the thickness TD of the dissimilar metal layer 63 is set to 1/10 or more of the thickness T of the bonding layer 60. The melting point of the dissimilar metal layer 63 is preferably higher than the melting points of the alloys constituting the first alloy bonding layer 61 and the second alloy bonding layer 62.

接合層６０は、筺体５０の主面５１ａに第２合金接合層６２を構成する合金で構成された合金シートと、箔状の異種金属層６３と、第１合金接合層６１を構成する合金で構成された合金シートと、セラミック基板１０の第２金属層１２とが順に積層される。そして、接合層６０は、合金シートが一旦溶融した後に凝固させて、筺体５０の主面５１ａとセラミック基板１０とを接合する。接合層６０には、合金シートを一旦溶融させる際に異種金属層６３と合金接合層６１，６２それぞれとの間に、図６に示すように、化合物層６４，６５が形成される。化合物層６４，６５は、異種金属層６３を構成する金属と、合金接合層６１，６２を構成する合金との化合物で構成されている。例えば、合金接合層６１，６２が錫を主体とし、異種金属層６３がニッケルを主体とするものであれば、ニッケル錫を含む化合物層６４，６５が形成される。ニッケル錫の化合物層６４，６５は、成長しにくいため、その厚みＴＣを小さくし、合金接合層６１，６２を起点とするクラックの発生を抑制できる。化合物層６４，６５の厚みＴＣは、接合層６０の厚みＴの１／１０以下であり、接合層６０の厚みＴの１／５０以上である。   The bonding layer 60 is an alloy sheet formed of an alloy that forms the second alloy bonding layer 62 on the main surface 51 a of the housing 50, a foil-like dissimilar metal layer 63, and an alloy that forms the first alloy bonding layer 61. The configured alloy sheet and the second metal layer 12 of the ceramic substrate 10 are laminated in order. Then, the bonding layer 60 is solidified after the alloy sheet is once melted, and bonds the main surface 51a of the casing 50 and the ceramic substrate 10 together. As shown in FIG. 6, compound layers 64 and 65 are formed on the bonding layer 60 between the dissimilar metal layer 63 and the alloy bonding layers 61 and 62 when the alloy sheet is once melted. The compound layers 64 and 65 are made of a compound of a metal constituting the dissimilar metal layer 63 and an alloy constituting the alloy bonding layers 61 and 62. For example, when the alloy bonding layers 61 and 62 are mainly composed of tin and the dissimilar metal layer 63 is mainly composed of nickel, the compound layers 64 and 65 containing nickel tin are formed. Since the nickel-tin compound layers 64 and 65 are difficult to grow, the thickness TC can be reduced and the occurrence of cracks starting from the alloy bonding layers 61 and 62 can be suppressed. The thickness TC of the compound layers 64 and 65 is 1/10 or less of the thickness T of the bonding layer 60 and 1/50 or more of the thickness T of the bonding layer 60.

前述した構成により、接合層６０は、筺体５０の主面５１ａ側から順に第２合金接合層６２、化合物層６５、異種金属層６３、化合物層６４、第１合金接合層６１が順に積層されて構成されている。また、実施形態１では、第１及び第２合金接合層６１，６２の厚みＴＡを５０〜２００μｍとし、化合物層６４，６５の厚みＴＣを１〜１０μｍとし、異種金属層６３の厚みＴＤを１０〜１００μｍとするのが望ましい。   With the configuration described above, the bonding layer 60 includes the second alloy bonding layer 62, the compound layer 65, the dissimilar metal layer 63, the compound layer 64, and the first alloy bonding layer 61 sequentially stacked from the main surface 51 a side of the housing 50. It is configured. In the first embodiment, the thickness TA of the first and second alloy bonding layers 61 and 62 is 50 to 200 μm, the thickness TC of the compound layers 64 and 65 is 1 to 10 μm, and the thickness TD of the dissimilar metal layer 63 is 10 It is desirable that the thickness be ˜100 μm.

前述した構成の発光装置１は、以下のように組み立てられる。まず、セラミック基板１０の第１主面１０ａに形成された第１金属層１１に半導体発光素子２０を実装し、半導体発光素子２０を波長変換層３１で覆う。そして、筺体５０のベース部５１の主面５１ａの中央に第２合金接合層６２を構成する合金で構成された合金シートと、箔状の異種金属層６３と、第１合金接合層６１を構成する合金で構成された合金シートと、セラミック基板１０の第２金属層１２とを順に積層する。そして、合金シートを一旦溶融した後に凝固させて、筺体５０の主面５１ａとセラミック基板１０とを接合層６０で接合する。そして、ベース部５１の溝５３に半田５４を用いた蝋付けによりフィン５２を固定する。   The light emitting device 1 having the above-described configuration is assembled as follows. First, the semiconductor light emitting element 20 is mounted on the first metal layer 11 formed on the first main surface 10 a of the ceramic substrate 10, and the semiconductor light emitting element 20 is covered with the wavelength conversion layer 31. And the alloy sheet comprised with the alloy which comprises the 2nd alloy joining layer 62 in the center of the main surface 51a of the base part 51 of the housing 50, the foil-like dissimilar metal layer 63, and the 1st alloy joining layer 61 are comprised. The alloy sheet made of the alloy to be laminated and the second metal layer 12 of the ceramic substrate 10 are sequentially laminated. Then, the alloy sheet is once melted and then solidified, and the main surface 51 a of the casing 50 and the ceramic substrate 10 are joined by the joining layer 60. Then, the fin 52 is fixed to the groove 53 of the base portion 51 by brazing using the solder 54.

実施形態１に係る発光装置１によれば、半導体発光素子２０を実装するセラミック基板１０を接合層６０により金属部材としての筺体５０に直接接合するので、部品点数の削減、組み立てに係る工数を削減でき、低コスト化を図ることができる。また、ベース部５１にセラミック基板１０を接合した後に、フィン５２とヒートパイプ５５をベース部５１に取り付けるので、ベース部５１にセラミック基板１０を取り付ける際に、フィン５２やヒートパイプ５５が妨げになることを抑制でき、ベース部５１にセラミック基板１０を容易に取り付けることができる。さらに、半田５４の融点よりも合金の融点が高いので、フィン５２やヒートパイプ５５を取り付ける際に接合層６０が溶融することを抑制できる。   According to the light-emitting device 1 according to the first embodiment, the ceramic substrate 10 on which the semiconductor light-emitting element 20 is mounted is directly bonded to the casing 50 as a metal member by the bonding layer 60. Therefore, the number of parts is reduced and the man-hour related to assembly is reduced. And cost reduction can be achieved. Further, since the fin 52 and the heat pipe 55 are attached to the base portion 51 after the ceramic substrate 10 is joined to the base portion 51, the fin 52 and the heat pipe 55 are obstructed when the ceramic substrate 10 is attached to the base portion 51. This can be suppressed, and the ceramic substrate 10 can be easily attached to the base portion 51. Furthermore, since the melting point of the alloy is higher than the melting point of the solder 54, the bonding layer 60 can be prevented from melting when the fins 52 and the heat pipes 55 are attached.

また、実施形態１に係る発光装置１によれば、接合層６０内にセラミック基板１０、第２金属層１２と筺体５０と異なる金属で構成された異種金属層６３を設け、異種金属層６３の熱膨張係数が、セラミック基板１０の熱膨張係数と筺体５０の熱膨張係数との間の値である。このために、セラミック基板１０と筺体５０との間に、これらの温度変化に伴う伸縮量の中間の伸縮量の異種金属層６３を設けることとなる。したがって、半導体発光素子２０の点灯、消灯などに伴う温度変化により、接合層６０の第１及び第２合金接合層６１，６２に作用する応力を抑制することができ、接合層６０にクラックが発生することを抑制できる。したがって、実施形態１は、高信頼性の発光装置１を提供することができる。   Further, according to the light emitting device 1 according to the first embodiment, the dissimilar metal layer 63 made of a metal different from the ceramic substrate 10, the second metal layer 12, and the housing 50 is provided in the bonding layer 60. The thermal expansion coefficient is a value between the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate 10 and the thermal expansion coefficient of the casing 50. For this reason, a dissimilar metal layer 63 having an expansion / contraction amount intermediate between the expansion / contraction amounts accompanying the temperature change is provided between the ceramic substrate 10 and the casing 50. Therefore, the stress acting on the first and second alloy bonding layers 61 and 62 of the bonding layer 60 can be suppressed due to a temperature change caused by turning on and off the semiconductor light emitting element 20, and a crack is generated in the bonding layer 60. Can be suppressed. Therefore, Embodiment 1 can provide a highly reliable light-emitting device 1.

さらに、実施形態１に係る発光装置１によれば、異種金属層６３の熱伝導率が第１及び第２合金接合層６１，６２を構成する合金の熱伝導率以上であるために、異種金属層６３がセラミック基板１０の放熱の妨げになることを抑制できる。さらに、接合層６０の異種金属層６３がセラミック基板１０に生じる熱を筺体５０に確実に伝えることができ、半導体発光素子２０などが生じる熱を確実に放熱することができる。   Furthermore, according to the light emitting device 1 according to the first embodiment, since the thermal conductivity of the dissimilar metal layer 63 is equal to or higher than the thermal conductivity of the alloy constituting the first and second alloy bonding layers 61 and 62, the dissimilar metal It can be suppressed that the layer 63 hinders heat dissipation of the ceramic substrate 10. Further, the dissimilar metal layer 63 of the bonding layer 60 can reliably transfer the heat generated in the ceramic substrate 10 to the housing 50, and the heat generated by the semiconductor light emitting element 20 and the like can be reliably radiated.

また、実施形態１に係る発光装置１によれば、異種金属層６３の端面が第１及び第２合金接合層６１，６２により覆われているので、各合金接合層６１，６２と異種金属層６３との間に生じる化合物層６４，６５も第１及び第２合金接合層６１，６２により覆われることとなる。したがって、比較的脆い化合物で構成される化合物層６４，６５が外部に露出しないので、化合物層６４，６５を起点に接合層６０内にクラックが生じることを抑制できる。よって、実施形態１は、高信頼性の発光装置１を提供することができる。   Further, according to the light emitting device 1 according to the first embodiment, since the end surface of the dissimilar metal layer 63 is covered with the first and second alloy bonding layers 61 and 62, the alloy bonding layers 61 and 62 and the dissimilar metal layer are covered. The compound layers 64 and 65 generated between the first and second alloy bonding layers 61 and 62 are also covered with the first and second alloy bonding layers 61 and 62. Therefore, since the compound layers 64 and 65 made of a relatively brittle compound are not exposed to the outside, the occurrence of cracks in the bonding layer 60 starting from the compound layers 64 and 65 can be suppressed. Therefore, Embodiment 1 can provide a highly reliable light-emitting device 1.

さらに、実施形態１に係る発光装置１にとれば、異種金属層６３の厚みＴＤが接合層６０の厚みＴの１／２以下であるので、接合層６０の放熱性能が低下することを抑制することができる。   Furthermore, according to the light emitting device 1 according to the first embodiment, the thickness TD of the dissimilar metal layer 63 is ½ or less of the thickness T of the bonding layer 60, so that the heat dissipation performance of the bonding layer 60 is prevented from being deteriorated. be able to.

また、実施形態１に係る発光装置１によれば、化合物層６４，６５の厚みＴＣが接合層６０の厚みＴの１／１０以下であるので、化合物層６４，６５を起点としてクラックが生じることを抑制することができる。   Further, according to the light emitting device 1 according to the first embodiment, since the thickness TC of the compound layers 64 and 65 is 1/10 or less of the thickness T of the bonding layer 60, cracks are generated starting from the compound layers 64 and 65. Can be suppressed.

また、実施形態１に係る発光装置１によれば、筺体５０のフィン５２が揮発性の液体を封入した所謂ヒートパイプであるために、半導体発光素子２０が発生した熱をスムーズに放熱することができ、高信頼性の発光装置１を提供することができる。   Further, according to the light emitting device 1 according to the first embodiment, since the fins 52 of the casing 50 are so-called heat pipes in which a volatile liquid is enclosed, the heat generated by the semiconductor light emitting element 20 can be radiated smoothly. The highly reliable light-emitting device 1 can be provided.

［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２に係る発光装置１を図面に基づいて説明する。図８は、実施形態２に係る発光装置の模式平面図である。図９は、図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面の一部を例示する断面図である。図１０は、図８中のＸ−Ｘ線に沿う断面の一部を例示する断面図である。図８〜図１０において、前述した実施形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 [Embodiment 2]
Next, the light-emitting device 1 which concerns on Embodiment 2 of this invention is demonstrated based on drawing. FIG. 8 is a schematic plan view of the light emitting device according to the second embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section taken along line IX-IX in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section taken along line XX in FIG. 8 to 10, the same parts as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態２に係る発光装置１のベース部５１の主面５１ａには、平面視において、図８に示すように、実装領域１６の中心（中央に相当）を通り揮発性の液体を封入したヒートパイプ５５を収容する収容溝５６（収容用空間に相当）が形成されている。収容溝５６は、直線状に形成されている。ヒートパイプ５５は、図９に示すように、断面丸型で両端が塞がれたパイプ状に形成され、収容溝５６内にフィン５２をベース部５１に固定するものと同様の半田５４により固定される。ヒートパイプ５５は、平面視における中心線Ｐが実装領域１６の中心を通るように収容溝５６内に固定されるのが望ましい。なお、ヒートパイプ５５の外周面は、接合層６０に接するのが望ましい。ヒートパイプ５５の両端は、図１０に示すように、ベース部５１の外縁から突出した後、フィン５２に向けて曲げられて、フィン５２に取り付けられる。   As shown in FIG. 8, the main surface 51 a of the base portion 51 of the light emitting device 1 according to Embodiment 2 passes through the center (corresponding to the center) of the mounting region 16 and is filled with a volatile liquid. A housing groove 56 (corresponding to a housing space) for housing the pipe 55 is formed. The accommodation groove 56 is formed in a straight line. As shown in FIG. 9, the heat pipe 55 is formed in a pipe shape having a round cross-section and closed at both ends, and is fixed by a solder 54 similar to that for fixing the fin 52 to the base portion 51 in the accommodation groove 56. Is done. The heat pipe 55 is preferably fixed in the accommodation groove 56 so that the center line P in plan view passes through the center of the mounting region 16. The outer peripheral surface of the heat pipe 55 is preferably in contact with the bonding layer 60. As shown in FIG. 10, both ends of the heat pipe 55 protrude from the outer edge of the base portion 51, bend toward the fins 52, and are attached to the fins 52.

実施形態２に係る発光装置１は、以下のように組み立てられる。実施形態１と同様に、ベース部５１の溝５３に半田５４を用いた蝋付けによりフィン５２を固定した後に、収容溝５６に半田５４を用いた蝋付けによりヒートパイプ５５を固定する。ヒートパイプ５５の両端は、例えば半田５４を用いた蝋付けによりフィン５２に固定する。なお、半田５４を用いて収容溝５６内にヒートパイプ５５を固定する際には、ヒートパイプ５５がセラミック基板１０の第２金属層１２に接触し、半田５４の表面がベース部５１の主面５１ａと面一となるように半田５４を収容溝５６内に充填する。   The light emitting device 1 according to Embodiment 2 is assembled as follows. Similarly to the first embodiment, after fixing the fins 52 to the grooves 53 of the base portion 51 by brazing using the solder 54, the heat pipes 55 are fixed to the receiving grooves 56 by brazing using the solder 54. Both ends of the heat pipe 55 are fixed to the fins 52 by brazing using, for example, solder 54. When fixing the heat pipe 55 in the accommodation groove 56 using the solder 54, the heat pipe 55 contacts the second metal layer 12 of the ceramic substrate 10, and the surface of the solder 54 is the main surface of the base portion 51. The solder 54 is filled into the receiving groove 56 so as to be flush with the 51a.

実施形態２に係る発光装置１によれば、実施形態１の効果にくわえ、半導体発光素子２０が発光した際に最も熱密度の高い実装領域１６の中心にヒートパイプ５５を通しているので、ヒートパイプ５５により放熱性能を向上でき、半導体発光素子２０の生じる熱をスムーズに放熱することができる。なお、本発明では、ヒートパイプ５５の中心線Ｐを実装領域１６の中心に通すことに限定されない。要するに、本発明では、ヒートパイプ５５の少なくとも一部を熱密度の高い実装領域１６の中央に通せばよい。   According to the light emitting device 1 according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, when the semiconductor light emitting element 20 emits light, the heat pipe 55 is passed through the center of the mounting region 16 having the highest heat density. Therefore, the heat radiation performance can be improved, and the heat generated by the semiconductor light emitting element 20 can be smoothly radiated. Note that the present invention is not limited to passing the center line P of the heat pipe 55 through the center of the mounting region 16. In short, in the present invention, at least a part of the heat pipe 55 may be passed through the center of the mounting area 16 having a high heat density.

［変形例１］
次に、本発明の実施形態の変形例１に係る発光装置１−１を図面に基づいて説明する。図１１は、実施形態の変形例１に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。図１１において、前述した実施形態１及び実施形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 [Modification 1]
Next, a light-emitting device 1-1 according to Modification 1 of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light-emitting device according to Modification 1 of the embodiment. In FIG. 11, the same parts as those in the first embodiment and the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態の変形例１に係る発光装置１−１は、図１１に示すように、収容溝５６−１（収容用空間に相当）を平行に二つ設けて、収容溝５６−１それぞれにヒートパイプ５５−１を通すことで、平面視において、ヒートパイプ５５−１を実装領域１６の中央に通している。   As shown in FIG. 11, the light emitting device 1-1 according to the first modification of the embodiment includes two accommodation grooves 56-1 (corresponding to the accommodation space) in parallel, and heats each of the accommodation grooves 56-1. By passing the pipe 55-1, the heat pipe 55-1 is passed through the center of the mounting region 16 in plan view.

変形例１に係る発光装置１−１によれば、ヒートパイプ５５−１を二つ設けているので、半導体発光素子２０の生じる熱をスムーズに放熱することができる。   According to the light emitting device 1-1 according to Modification 1, since the two heat pipes 55-1 are provided, the heat generated by the semiconductor light emitting element 20 can be radiated smoothly.

［変形例２］
次に、本発明の実施形態の変形例２に係る発光装置１−２を図面に基づいて説明する。図１２は、実施形態の変形例２に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。図１２において、前述した実施形態１及び実施形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 [Modification 2]
Next, a light emitting device 1-2 according to Modification 2 of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light-emitting device according to Modification 2 of the embodiment. In FIG. 12, the same parts as those in the first and second embodiments described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態の変形例２に係る発光装置１−２は、図１２に示すように、収容溝５６−２（収容用空間に相当）を一つ設けて、収容溝５６−２にヒートパイプ５５−２を通すことで、平面視において、ヒートパイプ５５−２を実装領域１６の中央に通している。また、変形例２に係る発光装置１−２は、ヒートパイプ５５−２の断面形状が小判型に形成されて、ヒートパイプ５５−２の外周面にベース部５１の主面５１ａと面一に配置される平面部５５−２ａが形成されている。   As illustrated in FIG. 12, the light emitting device 1-2 according to the second modification of the embodiment includes one accommodation groove 56-2 (corresponding to the accommodation space), and a heat pipe 55- in the accommodation groove 56-2. By passing 2, the heat pipe 55-2 is passed through the center of the mounting region 16 in plan view. Further, in the light emitting device 1-2 according to the modified example 2, the heat pipe 55-2 has a cross-sectional shape formed in an oval shape, and is flush with the main surface 51a of the base portion 51 on the outer peripheral surface of the heat pipe 55-2. A flat portion 55-2a to be disposed is formed.

変形例２に係る発光装置１−２によれば、ヒートパイプ５５に平坦部５２−２ａを設けて、ヒートパイプ５５と接合層６０との接触面積を増加させているので、半導体発光素子２０の生じる熱をスムーズに放熱することができる。また、変形例２においても、ヒートパイプ５５を二つ（複数）設けてもよい。   According to the light emitting device 1-2 according to the modified example 2, the flat portion 52-2a is provided in the heat pipe 55 and the contact area between the heat pipe 55 and the bonding layer 60 is increased. The generated heat can be radiated smoothly. Also in the second modification, two (plural) heat pipes 55 may be provided.

［変形例３］
次に、本発明の実施形態の変形例３に係る発光装置１−３を図面に基づいて説明する。図１３は、実施形態の変形例３に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。図１３において、前述した実施形態１及び実施形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 [Modification 3]
Next, a light emitting device 1-3 according to Modification 3 of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light-emitting device according to Modification 3 of the embodiment. In FIG. 13, the same parts as those in the first embodiment and the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態の変形例３に係る発光装置１−３は、図１３に示すように、収容溝５６−３を平行に複数（三つ）設け、収容溝５６−３それぞれにヒートパイプ５５−３を通すことで、平面視において、ヒートパイプ５５−３を実装領域１６の中央に通している。また、変形例３に係る発光装置１−３は、ヒートパイプ５５−３として、大径ヒートパイプ５５−３ａと、二つの小径ヒートパイプ５５−３ｂとを備えている。大径ヒートパイプ５５−３ａを中央の収容溝５６に通し、小径ヒートパイプ５５−３ｂを端側の収容溝５６に通している。大径ヒートパイプ５５−３ａの内外径は、小径ヒートパイプ５５−３ｂの内外径よりも大きく形成されている。   As illustrated in FIG. 13, the light emitting device 1-3 according to the third modification of the embodiment includes a plurality (three) of the accommodation grooves 56-3 in parallel, and the heat pipes 55-3 are provided in the respective accommodation grooves 56-3. By passing, the heat pipe 55-3 is passed through the center of the mounting region 16 in plan view. The light emitting device 1-3 according to the modification 3 includes a large-diameter heat pipe 55-3a and two small-diameter heat pipes 55-3b as the heat pipe 55-3. The large-diameter heat pipe 55-3a is passed through the central housing groove 56, and the small-diameter heat pipe 55-3b is passed through the end-side housing groove 56. The inner and outer diameters of the large diameter heat pipe 55-3a are formed larger than the inner and outer diameters of the small diameter heat pipe 55-3b.

変形例３に係る発光装置１−３によれば、複数のヒートパイプ５５−３ａ，５５−３ｂを設ける際に、実装領域１６のうち熱密度の高い中央に大径ヒートパイプ５５−３ａを通し、端側に小径ヒートパイプ５５−３ｂを通して、実装領域１６の熱密度に対応して適切な径のヒートパイプ５５−３ａ，５５−３ｂを配置する。こうすることで、変形例３に係る発光装置１−３は、半導体発光素子２０の生じる熱をスムーズに放熱することができるとともに、実装領域１６の温度変化を抑制することができる。   According to the light emitting device 1-3 according to the modified example 3, when the plurality of heat pipes 55-3a and 55-3b are provided, the large-diameter heat pipe 55-3a is passed through the center of the mounting region 16 where the heat density is high. The heat pipes 55-3a and 55-3b having appropriate diameters are arranged on the end side through the small-diameter heat pipe 55-3b in accordance with the heat density of the mounting region 16. By doing so, the light emitting device 1-3 according to the modification 3 can smoothly dissipate the heat generated by the semiconductor light emitting element 20, and can suppress the temperature change of the mounting region 16.

［変形例４］
次に、本発明の実施形態の変形例４に係る発光装置１−４を図面に基づいて説明する。図１４は、実施形態の変形例４に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。図１４において、前述した実施形態１及び実施形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 [Modification 4]
Next, a light-emitting device 1-4 according to Modification 4 of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light-emitting device according to Modification 4 of the embodiment. In FIG. 14, the same parts as those in the first and second embodiments described above are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

実施形態の変形例４に係る発光装置１−４は、図１４に示すように、収容用空間として、収容溝５６−４に加えて、ベース部５１内に設けられてベース部５１を貫通した収容孔５６−４ａを備えて、収容溝５６−４と収容孔５６−４ａをＺ軸方向に間隔をあけて、収容用空間を複数層（図１４に示す例では、二層）設けている。収容溝５６−４と収容孔５６−４ａは、平行に配置され、収容溝５６−４が二つ配置され、収容孔５６−４ａが三つ配置されている。また、ベース部５１の平面視において、収容孔５６−４ａ間に収容溝５６−４が配置されている。   As shown in FIG. 14, the light emitting device 1-4 according to the fourth modification of the embodiment is provided in the base portion 51 and penetrates the base portion 51 as a housing space in addition to the housing groove 56-4. The housing hole 56-4a is provided, and the housing groove 56-4 and the housing hole 56-4a are spaced apart in the Z-axis direction to provide a plurality of housing spaces (two layers in the example shown in FIG. 14). . The accommodation groove 56-4 and the accommodation hole 56-4a are arranged in parallel, two accommodation grooves 56-4 are arranged, and three accommodation holes 56-4a are arranged. Further, in the plan view of the base portion 51, the accommodation groove 56-4 is disposed between the accommodation holes 56-4a.

また、変形例４に係る発光装置１−４は、収容溝５６−４と収容孔５６−４ａそれぞれにヒートパイプ５５−４を通して、ヒートパイプ５５−４を複数層（図１４に示す例では、二層）設けている。なお、図１４では、ヒートパイプ５５−４は、全て断面丸型に形成され、内外径が等しくされている。さらに、ヒートパイプ５５−４は、材質と封入する揮発性液体の種類を変更することで、作動する温度帯を変更することができる。変形例４に係る発光装置１−４は、収容溝５６−４に収容されるヒートパイプ５５−４の作動する温度帯よりも収容孔５６−４ａに収容されるヒートパイプ５５−４の作動する温度帯が低く設定されている。このように、変形例４に係る発光装置１−４は、Ｚ軸方向即ち積層方向にヒートパイプ５５−４を複数層配置し、セラミック基板１０から離れるのにしたがって、ヒートパイプ５５−４の作動する温度帯を低く設定している。   Further, in the light-emitting device 1-4 according to the modified example 4, the heat pipe 55-4 is passed through each of the accommodation groove 56-4 and the accommodation hole 56-4a, and a plurality of layers of the heat pipe 55-4 (in the example illustrated in FIG. 14, Two layers) are provided. In FIG. 14, the heat pipes 55-4 are all formed in a round cross section and have the same inner and outer diameters. Furthermore, the heat pipe 55-4 can change the temperature range which act | operates by changing the material and the kind of volatile liquid to seal. In the light emitting device 1-4 according to the modified example 4, the heat pipe 55-4 accommodated in the accommodation hole 56-4a operates rather than the temperature zone in which the heat pipe 55-4 accommodated in the accommodation groove 56-4 operates. The temperature zone is set low. As described above, in the light emitting device 1-4 according to the modified example 4, the heat pipe 55-4 is arranged in a plurality of layers in the Z-axis direction, that is, the stacking direction, and the heat pipe 55-4 operates as the distance from the ceramic substrate 10 increases. The temperature range to be set is set low.

変形例４に係る発光装置１−４によれば、ヒートパイプ５５−４を複数層配置しているので、放熱性能を向上することができる。また、セラミック基板１０から離れるのにしたがって、ヒートパイプ５５−４の作動する温度帯を低く設定しているので、高効率で放熱することができる。また、収容溝５６−４及び収容孔５６−４ａを平行にし、平面視において、収容孔５６−４ａ間に収容溝５６−４を配置しているので、ヒートパイプ５５−４の実装密度の高密度化を図ることができ、大型化を抑制することができる。   According to the light emitting device 1-4 according to the modification example 4, since the heat pipe 55-4 is disposed in a plurality of layers, the heat dissipation performance can be improved. Moreover, since the temperature range which the heat pipe 55-4 operates is set low as the distance from the ceramic substrate 10 increases, heat can be dissipated with high efficiency. Moreover, since the accommodation groove 56-4 and the accommodation hole 56-4a are made parallel and the accommodation groove 56-4 is arranged between the accommodation holes 56-4a in a plan view, the mounting density of the heat pipe 55-4 is high. Densification can be achieved and increase in size can be suppressed.

［変形例５］
次に、本発明の実施形態の変形例５に係る発光装置１−５を図面に基づいて説明する。図１５は、実施形態の変形例５に係る発光装置の断面の一部を例示する断面図である。図１５において、前述した実施形態１及び実施形態２等と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 [Modification 5]
Next, a light emitting device 1-5 according to Modification 5 of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a part of a cross section of a light emitting device according to Modification 5 of the embodiment. In FIG. 15, the same parts as those in the first embodiment and the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態の変形例５に係る発光装置１−５は、図１５に示すように、収容用空間としての収容溝５６−５を平行に複数（五つ）設けて、収容溝５６−５それぞれにヒートパイプ５５−５を通している。また、ヒートパイプとしての小径ヒートパイプ５５−５ａと大径ヒートパイプ５５−５ｂとを交互に配置して、ヒートパイプ５５−５ａ，５５−５ｂの実装密度を向上している。なお、図１５では、大径ヒートパイプ５５−５ｂを二つ設け、小径ヒートパイプ５５−５ａを三つ設けている。   As illustrated in FIG. 15, the light emitting device 1-5 according to the fifth modification of the embodiment includes a plurality of (five) accommodation grooves 56-5 serving as accommodation spaces in parallel, and each of the accommodation grooves 56-5. It passes through the heat pipe 55-5. In addition, the small-diameter heat pipe 55-5a and the large-diameter heat pipe 55-5b as heat pipes are alternately arranged to improve the mounting density of the heat pipes 55-5a and 55-5b. In FIG. 15, two large-diameter heat pipes 55-5b are provided, and three small-diameter heat pipes 55-5a are provided.

変形例５に係る発光装置１−５によれば、複数並べられたヒートパイプ５５−５ａ，５５−５ｂのうち隣り合うヒートパイプ５５−５ａ，５５−５ｂの内外径を異ならせているので、放熱性を向上できる。   According to the light emitting device 1-5 according to the modification 5, the inner and outer diameters of the adjacent heat pipes 55-5a and 55-5b among the plurality of arranged heat pipes 55-5a and 55-5b are different. Heat dissipation can be improved.

また、本発明では、実装領域１６の中心を通ったヒートパイプ５５，５５−１，５５−２，５５−３，５５−４，５５−５が、筺体５０に取り付けられる他の図示しない実装部品の下に通らない位置に配置されるのが望ましい。この場合、他の実装部品を加熱してしまうことを抑制できる。さらに、本発明では、ヒートパイプ５５，５５−１，５５−２，５５−３，５５−４，５５−５の外表面がニッケルなどの金属で被覆されるのが望ましい。この場合、半田５４によるヒートパイプ５５，５５−１，５５−２，５５−３，５５−４，５５−５の固定を容易にすることができる。   Further, in the present invention, other mounting parts (not shown) in which the heat pipes 55, 55-1, 55-2, 55-3, 55-4, and 55-5 that pass through the center of the mounting region 16 are attached to the housing 50. It is desirable to be placed in a position that does not pass under. In this case, heating other mounting components can be suppressed. Furthermore, in the present invention, it is desirable that the outer surfaces of the heat pipes 55, 55-1, 55-2, 55-3, 55-4, and 55-5 are covered with a metal such as nickel. In this case, the heat pipes 55, 55-1, 55-2, 55-3, 55-4, and 55-5 can be easily fixed by the solder 54.

本発明のいくつかの実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及び変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although some embodiments and modifications of the present invention have been described, these embodiments and modifications are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications are included in the scope of the present invention and the gist thereof, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１，１−１，１−２，１−３，１−４，１−５ 発光装置
１０ セラミック基板
１０ａ 第１主面
１０ｂ 第２主面
１１ 第１金属層（金属層）
１２ 第２金属層（金属層）
２０ 半導体発光素子
５０ 筺体（金属部材）
５１ ベース部
５２ フィン
５２ａ 空間
５３ 溝
５５，５５−１，５５−２，５５−３，５５−３ａ，５５−３ｂ，５５−４，５５−５，５５−５ａ，５５−５ｂ ヒートパイプ
５６，５６−１，５６−２，５６−３，５６−４，５６−５ 収容溝（収容用空間）
５６−４ａ 収容孔（収容用空間）
６０ 接合層
６１ 第１合金接合層
６２ 第２合金接合層
６３ 異種金属層
６３ａ 外縁
６４，６５ 化合物層
Ｔ 接合層の厚み
ＴＣ 化合物層の厚み
ＴＤ 異種金属層の厚み 1, 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5 Light-emitting device 10 Ceramic substrate 10a First main surface 10b Second main surface 11 First metal layer (metal layer)
12 Second metal layer (metal layer)
20 Semiconductor Light Emitting Element 50 Housing (Metal Member)
51 Base part 52 Fin 52a Space 53 Groove 55, 55-1, 55-2, 55-3, 55-3a, 55-3b, 55-4, 55-5, 55-5a, 55-5b Heat pipe 56, 56-1, 56-2, 56-3, 56-4, 56-5 Accommodation groove (accommodation space)
56-4a accommodation hole (accommodation space)
60 Bonding layer 61 First alloy bonding layer 62 Second alloy bonding layer 63 Dissimilar metal layer 63a Outer edge 64, 65 Compound layer T Bonding layer thickness TC Compound layer thickness TD Dissimilar metal layer thickness

Claims (8)

第１主面及び第２主面に金属層が形成され、かつ第１主面の金属層に半導体発光素子が実装されたセラミック基板と；
金属で構成されかつ前記セラミック基板の第２主面側に取り付けられる金属部材と；
前記セラミック基板の前記第２主面側の前記金属層と、前記金属部材とを接合する接合層と；を備えた発光装置において、
前記接合層は、
錫を主成分とする合金で構成されかつ前記第２主面側の前記金属層に接合された第１合金接合層と；
前記合金で構成されかつ前記金属部材に接合された第２合金接合層と；
前記第１合金接合層と前記第２合金接合層との間に設けられかつ前記セラミック基板と前記金属部材との双方と異なる金属で構成された異種金属層と；
を備える発光装置。 A ceramic substrate having a metal layer formed on the first main surface and the second main surface, and a semiconductor light emitting element mounted on the metal layer on the first main surface;
A metal member made of metal and attached to the second main surface side of the ceramic substrate;
A light emitting device comprising: the metal layer on the second main surface side of the ceramic substrate; and a bonding layer for bonding the metal member.
The bonding layer is
A first alloy bonding layer made of an alloy containing tin as a main component and bonded to the metal layer on the second main surface side;
A second alloy bonding layer made of the alloy and bonded to the metal member;
A dissimilar metal layer provided between the first alloy bonding layer and the second alloy bonding layer and made of a metal different from both the ceramic substrate and the metal member;
A light emitting device comprising: 前記異種金属層の熱膨張係数は、前記セラミック基板の熱膨張係数と前記金属部材の熱膨張係数との間の値で、かつ熱伝導率は、前記合金の熱伝導率以上である
請求項１記載の発光装置。 2. The thermal expansion coefficient of the dissimilar metal layer is a value between the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate and the thermal expansion coefficient of the metal member, and the thermal conductivity is equal to or higher than the thermal conductivity of the alloy. The light-emitting device of description. 前記異種金属層はニッケルを含み、前記第１合金接合層および前記第２合金接合層は錫を含み、前記異種金属層と前記第１合金接合層の間、および前記異種金属層と前記第２合金接合層の間には、ニッケル錫を含む化合物層が形成されている
請求項１又は請求項２記載の発光装置。 The dissimilar metal layer includes nickel, the first alloy bonding layer and the second alloy bonding layer include tin, between the dissimilar metal layer and the first alloy bonding layer, and between the dissimilar metal layer and the second The light emitting device according to claim 1, wherein a compound layer containing nickel tin is formed between the alloy bonding layers. 前記異種金属層は、前記第１合金接合層と前記第２合金接合層とに埋設され、外縁が前記第１合金接合層と前記第２合金接合層とにより覆われている
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の発光装置。 The dissimilar metal layer is embedded in the first alloy bonding layer and the second alloy bonding layer, and an outer edge is covered with the first alloy bonding layer and the second alloy bonding layer. Item 4. The light emitting device according to any one of Items 3 above. 前記異種金属層の厚みは、前記接合層の厚みの１／２以下である
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein a thickness of the dissimilar metal layer is ½ or less of a thickness of the bonding layer. 前記異種金属層と、前記第１合金接合層及び前記第２合金接合層それぞれとの間に、前記異種金属層を構成する金属と前記合金との化合物で構成された化合物層が形成され、
前記化合物層の厚みは、前記接合層の厚みの１／１０以下である
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の発光装置。 Between the dissimilar metal layer and each of the first alloy bonding layer and the second alloy bonding layer, a compound layer composed of a compound of the metal constituting the dissimilar metal layer and the alloy is formed,
The light emitting device according to claim 1, wherein a thickness of the compound layer is 1/10 or less of a thickness of the bonding layer. 前記金属部材は、前記セラミック基板の前記第２主面側が取り付けられるベース部と、前記ベース部に複数取り付けられる放熱用のフィンとを備える筺体である
請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の発光装置。 The said metal member is a housing provided with the base part to which the said 2nd main surface side of the said ceramic substrate is attached, and the fin for thermal radiation attached to the said base part in multiple numbers. The light emitting device according to item. 前記ベース部には、平面視において、前記セラミック基板の前記半導体発光素子が実装された実装領域の中央を通り、かつ揮発性の液体を封入したヒートパイプを収容する収容用空間が設けている
請求項７に記載の発光装置。 The base portion is provided with an accommodation space for accommodating a heat pipe enclosing a volatile liquid passing through the center of a mounting region of the ceramic substrate on which the semiconductor light emitting element is mounted in a plan view. Item 8. The light emitting device according to Item 7.
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