JP2017092403A - Light-emitting device - Google Patents

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悠司 坪利
Yuji Tsubori
悠司 坪利
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emission device that is able to hold joining of a base and a light-emitting element in which an electrode is formed.SOLUTION: A light-emitting device comprises: a light-emitting element having a p-layer and n-layer formed from an indirect transition type semiconductor; a first electrode joined to one face of the light-emitting element in a thickness direction and a second electrode joined to the other face thereof; a cushioning member disposed on the face of the first electrode which face is opposite the light-emitting element; a base disposed on the face of the second electrode which face is opposite the light-emitting element; a first joining member provided between the first electrode and a cushioning material and joining them; and a second member provided between the second electrode and the base and joining them. The first joining member is higher in fusion point than the heating temperature of the light-emitting element after the application of voltage. The cushioning member is higher in rigidity than the light-emitting element. The second joining member is lower in fusion point than the heating temperature of the light-emitting element after the application of voltage, and changes from a solid to an adhesive fluid by its being heated by the heat of the light-emitting element transmitted via the second electrode.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、間接遷移型の半導体レーザ装置に適用される発光デバイスに関する。   The present invention relates to a light emitting device applied to an indirect transition type semiconductor laser device.

電流注入によってレーザ発信を得る間接半導体レーザの発光素子として、特許文献1に記載のものがある。この発光素子は、シリコン等の間接半導体にp型不純物が添加されたp層と、前記間接半導体にn型不純物が添加されたn層と、p層とn層との接合部に形成される、所謂活性層に相当するpn接合層とを備えている。   As a light emitting element of an indirect semiconductor laser that obtains laser transmission by current injection, there is one described in Patent Document 1. The light emitting element is formed at a junction between a p layer in which an p-type impurity is added to an indirect semiconductor such as silicon, an n layer in which an n-type impurity is added to the indirect semiconductor, and a p layer and an n layer. A pn junction layer corresponding to a so-called active layer.

p層およびn層は、その一部の領域、また、pn接合層は、そのすべての領域が、電子が付与されることにより発光する発光部となっている。また、n層およびp層には電源が接続され、レーザの発信時には、n層側が正電圧、p層側が負電圧となるように順方向にバイアス電圧が印加される。これにより、n層、pn接合層およびn層内に電流が注入され、n層、pn接合層およびn層内の発光部に電子が付与されることにより、その一部またはすべてが発光する。   The p layer and the n layer are light emitting portions that emit light when electrons are applied to all of the regions of the p layer and the n layer. A power source is connected to the n layer and the p layer, and a bias voltage is applied in the forward direction so that the n layer side is a positive voltage and the p layer side is a negative voltage when the laser is transmitted. As a result, current is injected into the n layer, the pn junction layer, and the n layer, and electrons are applied to the light emitting portions in the n layer, the pn junction layer, and the n layer, so that part or all of the light is emitted.

特開2012−243824号公報JP 2012-243824 A

ここで、レーザ発信時、上述した発光素子は、p層表面にp型電極、n層表面にn型電極を形成した状態で、p型電極とn型電極との間でバイアス電圧が印加される。   Here, at the time of laser emission, a bias voltage is applied between the p-type electrode and the n-type electrode in the above-described light-emitting element with the p-type electrode formed on the p-layer surface and the n-type electrode formed on the n-layer surface. The

ところで、p型電極およびn型電極と発光素子とは熱膨張率が異なる。従って、p型電極およびn型電極が形成された発光素子には、電圧印加時の発熱によって反りが生じる。また、厚み方向から見たとき、発光素子は、その幅方向の長さと比較して、光の共振方向である長さ方向の長さが大きくなるように設計されている。より具体的には、例えば、発光素子の幅が100nm程度であるのに対して、長さは100mmである。すなわち、発光素子の長さは、その幅の約1000倍となっている。従って、小さな熱変化であっても、発光素子の長さ方向両端部は、同中央部に対して大きく反ってしまう。   By the way, the thermal expansion coefficient differs between the p-type electrode and the n-type electrode and the light emitting element. Therefore, the light-emitting element on which the p-type electrode and the n-type electrode are formed is warped due to heat generation when a voltage is applied. Further, when viewed from the thickness direction, the light emitting element is designed so that the length in the length direction, which is the resonance direction of light, is larger than the length in the width direction. More specifically, for example, the width of the light emitting element is about 100 nm, while the length is 100 mm. That is, the length of the light emitting element is about 1000 times its width. Therefore, even if the thermal change is small, both end portions in the length direction of the light emitting element are greatly warped with respect to the central portion.

また、発光素子には、電極の表面に電圧印加時の発熱を抑えるためのベース(ヒートシンクに相当)が接合される。しかしながら、上述したような反りが発光素子に生じた場合、変形の際に加わる力によって、発光素子の表面の電極とベースとの接合の一部が解除、もしくは、電極からベースが完全に剥離してしまうおそれがある。このような不具合が生じた場合、ベースからの放熱が不十分となるため、発光素子が破損する等の問題が生じる原因となる。   In addition, a base (corresponding to a heat sink) for suppressing heat generation when a voltage is applied is joined to the surface of the light emitting element. However, when the above-described warpage occurs in the light-emitting element, a part of the bonding between the electrode on the surface of the light-emitting element and the base is released or the base is completely separated from the electrode by the force applied during the deformation. There is a risk that. When such a problem occurs, heat dissipation from the base becomes insufficient, which causes a problem such as breakage of the light emitting element.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電極が形成された発光素子とベースとの接合を保持することができる、発光デバイスを提供することである。   This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the light emitting device which can hold | maintain joining of the light emitting element in which the electrode was formed, and a base.

第1の発明の発光デバイスは、p型不純物が添加された間接遷移型半導体からなるp層と、n型不純物が添加された間接遷移型半導体からなるn層と、前記p層と前記n層との間の接合部に形成されるpn接合層と、を有し、電圧が印加されることにより電子が注入され、電子が付与されることによって、前記p層、前記pn接合層および前記n層の一部またはすべての領域からなる発光部が発光する発光素子と、前記発光素子の厚み方向一方の面に形成される第1電極と、前記発光素子の厚み方向他方の面に形成される第2電極と、前記第1電極の前記発光素子と反対側の面に配置される緩衝部材と、前記第2電極の前記発光素子と反対側の面に配置されるベースと、前記第1電極と前記緩衝材との間に設けられ、それらを接合する第1接合部材と、前記第2電極と前記ベースとの間に設けられ、それらを接合する第2接合部材と、を備え、前記第1接合部材は、その融点が電圧印加後の前記発光素子の発熱温度よりも高く、前記緩衝部材は、前記発光素子よりも剛性が高く、前記第2接合部材は、その融点が電圧印加後の前記発光素子の発熱温度よりも低く、前記第2電極を介して伝達される前記発光素子の熱によって加熱されることにより、固体から粘性を有する流体へと変化することを特徴とするものである。   The light-emitting device according to the first aspect of the present invention includes a p-layer made of an indirect transition semiconductor doped with a p-type impurity, an n-layer made of an indirect transition-type semiconductor doped with an n-type impurity, the p layer and the n layer A pn junction layer formed at a junction between the p layer, the pn junction layer, and the n by injecting electrons when a voltage is applied and applying electrons. A light-emitting element that emits light from a part or all of the layer, a first electrode formed on one surface in the thickness direction of the light-emitting element, and a surface on the other surface in the thickness direction of the light-emitting element A second electrode; a buffer member disposed on a surface of the first electrode opposite to the light emitting element; a base disposed on a surface of the second electrode opposite to the light emitting element; and the first electrode. And a first contact that joins them together. A second bonding member that is provided between the second electrode and the base and bonds the two, and the first bonding member has a melting point that is a heating temperature of the light emitting element after voltage application The buffer member is higher in rigidity than the light emitting element, and the second bonding member has a melting point lower than the heat generation temperature of the light emitting element after voltage application, and is transmitted through the second electrode. By being heated by the heat of the light emitting element, the solid is changed into a viscous fluid.

本発明では、第1接合部材は、その融点が電圧印加後の発光素子の発熱温度よりも高い。従って、第1接合部材は、電圧印加後の発光素子からの熱によって溶解しない。これにより、緩衝部材を発光素子との間で相対移動なく固定し続けることができる。また、緩衝部材は、発光素子よりも剛性が高い。従って、発光素子と一体化した緩衝部材により、電極との熱膨張率の違いによって生じる発光素子の反りを抑制することができるため、発光素子とベースとの接合が解除されることを防止できる。さらに、第2接合部材は、その融点が電圧印加後の発光素子の発熱温度よりも低く、第2電極を介して伝達される発光素子の熱によって加熱されることにより溶解し、固体から粘性を有する流体へと変化する。従って、発光素子に反りが生じた場合であっても、流体となった第2接合部材が発光素子の形状変化に追随するように一体化され続ける。これにより、発光素子とベースとの接合が解除されることを確実に防止することができる。   In the present invention, the melting point of the first bonding member is higher than the heat generation temperature of the light emitting element after voltage application. Therefore, the first bonding member is not melted by the heat from the light emitting element after voltage application. Thereby, it is possible to continue to fix the buffer member without relative movement with respect to the light emitting element. The buffer member has higher rigidity than the light emitting element. Therefore, since the buffer member integrated with the light emitting element can suppress the warpage of the light emitting element caused by the difference in thermal expansion coefficient from the electrode, it is possible to prevent the bonding between the light emitting element and the base from being released. Further, the melting point of the second bonding member is lower than the heat generation temperature of the light emitting element after the voltage is applied, and the second bonding member is melted by being heated by the heat of the light emitting element transmitted through the second electrode, so that the viscosity of the second bonding member is reduced. It changes into the fluid which has. Therefore, even when the light emitting element is warped, the second joining member that has become a fluid continues to be integrated so as to follow the shape change of the light emitting element. Thereby, it can prevent reliably that joining of a light emitting element and a base is cancelled | released.

第2の発明の発光デバイスは、前記第1の発明において、前記緩衝部材は、熱伝導率の大きさが前記ベース以上であることを特徴とするものである。   In the light emitting device according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the buffer member has a thermal conductivity greater than or equal to the base.

本発明では、緩衝部材は、熱伝導率の大きさがベース以上である。従って、電圧印加により発光素子に生じた熱を、ベースとは逆側の緩衝部材側からも積極的に放熱することができる。これにより、発光素子に生じた熱をベースのみから放熱する場合と比較して、より効率的に放熱を行うことができる。   In the present invention, the buffer member has a thermal conductivity larger than that of the base. Therefore, the heat generated in the light emitting element due to the voltage application can be actively dissipated from the buffer member side opposite to the base. Thereby, compared with the case where the heat which generate | occur | produced in the light emitting element is thermally radiated only from a base, it can thermally radiate more efficiently.

第3の発明の発光デバイスは、前記第1または2の発明において、前記第2電極と前記ベースとの間に配置された前記第2接合部材は、前記第1電極と前記緩衝材との間に配置された前記第1接合部材よりも厚みが大きいことを特徴とするものである。   A light emitting device of a third invention is the light emitting device according to the first or second invention, wherein the second joining member disposed between the second electrode and the base is between the first electrode and the buffer material. It is characterized in that the thickness is larger than that of the first joining member disposed on the surface.

本発明では、第2電極とベースとの間に配置された第2接合部材は、第1電極と緩衝材との間に配置された第1接合部材よりも厚みが大きい。従って、第2電極とベースとの間の距離が大きく、すなわち、発光素子が動くことのできる遊びが大きい。これにより、例えば、発光素子の長さ方向両端部等、同中央部と比較して大きな反りが生じる場所であっても、第2接合部材が発光素子の反りに対して追随することができるため、発光素子とベースとの間の接合を確実に保持することができる。これにより、発光素子とベースとの接合が解除されることをより確実に防止することができる。   In the present invention, the second bonding member disposed between the second electrode and the base is thicker than the first bonding member disposed between the first electrode and the buffer material. Therefore, the distance between the second electrode and the base is large, that is, the play that the light emitting element can move is large. Thereby, for example, the second bonding member can follow the warp of the light-emitting element even in a place where a large warp occurs compared to the central part, such as both ends in the longitudinal direction of the light-emitting element. The junction between the light emitting element and the base can be reliably held. Thereby, it can prevent more reliably that joining of a light emitting element and a base is cancelled | released.

第4の発明の発光デバイスは、前記第1〜3のいずれかの発明において、前記第1電極は、前記発光素子の一方の全表面に配置され、前記第1接合部は、前記第1電極の全面に設けられ、前記緩衝部材は、前記第1電極の全面を覆うように接合されていることを特徴とするものである。   The light-emitting device according to a fourth aspect is the light-emitting device according to any one of the first to third aspects, wherein the first electrode is disposed on one entire surface of the light-emitting element, and the first joint portion is the first electrode. The buffer member is bonded so as to cover the entire surface of the first electrode.

本発明では、第1電極は発光素子の一方の全表面に配置され、第1電極と緩衝部材とを接合する第1接合部材は第1電極の全面に設けられ、緩衝部材は第1電極の全面を覆うように接合されている。従って、熱が発生する発光素子と熱を放熱する緩衝部材との間接接触面積を最大化することができる。これにより、発光素子の全面から放熱を行うことができるため、発光素子の表面の一部から放熱する場合と比較して、より効率的に放熱を行うことができる。   In the present invention, the first electrode is disposed on one whole surface of the light emitting element, the first bonding member for bonding the first electrode and the buffer member is provided on the entire surface of the first electrode, and the buffer member is the first electrode. It is joined so as to cover the entire surface. Therefore, the indirect contact area between the light emitting element that generates heat and the buffer member that dissipates heat can be maximized. Thereby, since heat can be radiated from the entire surface of the light emitting element, heat can be radiated more efficiently than in the case where heat is radiated from a part of the surface of the light emitting element.

第5の発明の発光デバイスは、前記第1〜4のいずれかの発明において、前記第2電極は、前記発光素子の他方の全表面に配置され、前記第2接合部材は、前記第2電極の全面に設けられ、前記ベースは、前記第2電極の全面を覆うように接合されていることを特徴とするものである。   The light-emitting device according to a fifth invention is the light-emitting device according to any one of the first to fourth inventions, wherein the second electrode is disposed on the entire other surface of the light-emitting element, and the second bonding member is the second electrode. The base is bonded so as to cover the entire surface of the second electrode.

本発明では、第2電極は発光素子の他方の全表面に配置され、第2電極とベースとを接合する第2接合部材は第2電極の全面に設けられ、ベースは第2電極の全面を覆うように接合されている。従って、熱が発生する発光素子と熱を放熱するベースとの間接接触面積を最大化することができる。これにより、発光素子の全面から放熱を行うことができるため、発光素子の表面の一部から放熱する場合と比較して、より効率的に放熱を行うことができる。   In the present invention, the second electrode is disposed on the entire other surface of the light emitting element, the second bonding member for bonding the second electrode and the base is provided on the entire surface of the second electrode, and the base covers the entire surface of the second electrode. Joined to cover. Therefore, the indirect contact area between the light emitting element that generates heat and the base that dissipates heat can be maximized. Thereby, since heat can be radiated from the entire surface of the light emitting element, heat can be radiated more efficiently than in the case where heat is radiated from a part of the surface of the light emitting element.

第6の発明の発光デバイスは、前記第1〜5のいずれかの発明において、前記ベースは、前記発光素子の前記p層側に配置され、前記緩衝材は、前記発光素子の前記n層側に配置されていることを特徴とするものである。   A light-emitting device according to a sixth invention is the light-emitting device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the base is disposed on the p-layer side of the light-emitting element, and the buffer material is on the n-layer side of the light-emitting element. It is characterized by being arranged.

本発明では、ベースは、発光素子のp層側に配置され、緩衝材は、発光素子のn層側に配置されている。従って、発熱の大きいp層側にベースを配置することにより、第2接合部材を積極的に溶解させることができる。これにより、p型電極とベースとの接合を確実に保持することができる。また、放熱能力の大きいベース側から、発光素子に生じた熱をより効率的に放熱することができる。   In the present invention, the base is disposed on the p-layer side of the light-emitting element, and the buffer material is disposed on the n-layer side of the light-emitting element. Therefore, the second bonding member can be actively dissolved by disposing the base on the p-layer side that generates a large amount of heat. Thereby, the junction between the p-type electrode and the base can be reliably held. In addition, heat generated in the light emitting element can be radiated more efficiently from the base side having a large heat radiation capability.

本実施形態に係る発光デバイスの斜視図である。It is a perspective view of the light-emitting device concerning this embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態は、半導体レーザ装置に適用され、n層側が正電圧、p層側が負電圧となるように、順方向にバイアス電圧を印加することにより発光する発光デバイスに、本発明を適用した一例である。なお、以下では、図1に示す上下、左右、前後の各方向を、上下方向、左右方向、および、前後方向と定義し、これらの方向語を適宜使用して説明する。   This embodiment is an example in which the present invention is applied to a light emitting device that is applied to a semiconductor laser device and emits light by applying a bias voltage in the forward direction so that the n layer side has a positive voltage and the p layer side has a negative voltage. It is. In the following description, the up / down, left / right, and front / rear directions shown in FIG. 1 are defined as the up / down direction, left / right direction, and front / rear direction, and these direction words are used as appropriate.

図1に示すように、発光デバイス100は、左右方向の長さと比較して前後方向の長さが大きい略直方体形状をなしている。より具体的には、発光デバイス100の左右方向の長さは100nmであって、前後方向の長さは100mmであって、前後方向の長さは左右方向の長さの1000倍となっている。発光デバイス100は、発光素子10と、n型電極4と、p型電極5と、緩衝部材6と、ヒートシンク7とを備えている。発光素子10、n型電極4、p型電極5、緩衝部材6およびヒートシンク7は、上から順に、緩衝部材6、n型電極4、発光素子10、p型電極5、ヒートシンク7となるように配置されている。   As shown in FIG. 1, the light emitting device 100 has a substantially rectangular parallelepiped shape having a length in the front-rear direction that is larger than a length in the left-right direction. More specifically, the length of the light emitting device 100 in the left-right direction is 100 nm, the length in the front-rear direction is 100 mm, and the length in the front-rear direction is 1000 times the length in the left-right direction. . The light emitting device 100 includes a light emitting element 10, an n-type electrode 4, a p-type electrode 5, a buffer member 6, and a heat sink 7. The light emitting element 10, the n-type electrode 4, the p-type electrode 5, the buffer member 6, and the heat sink 7 become the buffer member 6, the n-type electrode 4, the light-emitting element 10, the p-type electrode 5, and the heat sink 7 in order from the top. Has been placed.

発光素子10は、シリコン等の間接半導体にp型不純物が添加されたp層2と、間接半導体にn型不純物が添加されたn層1と、p層2とn層1との接合部に形成されるpn接合層3からなる。p層2およびn層1は、その一部の領域が、電圧が印加されて電子が付与されることにより発光する発光部となっている。pn接合層3は、そのすべての領域が発光部となっている。   The light-emitting element 10 includes a p-layer 2 in which a p-type impurity is added to an indirect semiconductor such as silicon, an n-layer 1 in which an n-type impurity is added to an indirect semiconductor, and a junction between the p-layer 2 and the n-layer 1. The pn junction layer 3 is formed. Part of the p layer 2 and the n layer 1 is a light emitting portion that emits light when a voltage is applied to apply electrons. All the regions of the pn junction layer 3 are light emitting portions.

n型電極4は、n層1の上面に配置されている。n型電極4は、n層1と左右および前後方向の長さが略等しく、n層1の全面を覆うように配置されている。p型電極5は、p層2の下面に配置されている。p型電極5は、p層2と左右および前後方向の長さが略等しく、p層2の全面を覆うように配置されている。   The n-type electrode 4 is disposed on the upper surface of the n layer 1. The n-type electrode 4 has substantially the same length in the left-right and front-rear directions as the n-layer 1 and is disposed so as to cover the entire surface of the n-layer 1. The p-type electrode 5 is disposed on the lower surface of the p layer 2. The p-type electrode 5 has substantially the same length in the left-right and front-back directions as the p-layer 2 and is disposed so as to cover the entire surface of the p-layer 2.

緩衝部材6は、n型電極4の上面側に配置されている。緩衝部材6は、所定厚みを有する直方体形状であって、n型電極4と左右および前後方向の長さが略等しく、n型電極4の全面を覆うように配置されている。緩衝部材6は、発光素子10よりも剛性が高い。緩衝部材6は、熱伝導率の大きさが後述するヒートシンク7以上である。緩衝部材6は、例えば、アルミナイトライド等からなる。   The buffer member 6 is disposed on the upper surface side of the n-type electrode 4. The buffer member 6 has a rectangular parallelepiped shape having a predetermined thickness, is substantially equal in length to the left and right and in the front-rear direction, and is disposed so as to cover the entire surface of the n-type electrode 4. The buffer member 6 has higher rigidity than the light emitting element 10. The buffer member 6 has a thermal conductivity larger than that of the heat sink 7 described later. The buffer member 6 is made of, for example, aluminum nitride.

ヒートシンク7は、p型電極5の下面側に配置されている。ヒートシンク7は、所定厚みを有する略直方体形状であって、p型電極5と左右および前後方向の長さが略等しく、p型電極5の全面を覆うように配置されている。   The heat sink 7 is disposed on the lower surface side of the p-type electrode 5. The heat sink 7 has a substantially rectangular parallelepiped shape having a predetermined thickness, is substantially equal in length in the left-right and front-rear directions, and is disposed so as to cover the entire surface of the p-type electrode 5.

また、n型電極4と緩衝部材6とは、n型電極4の全面に設けられた第1のはんだ8によって接合されている。第1のはんだ8は、その融点が電圧印加後の発光素子10の発熱温度よりも高い。また、p型電極5とヒートシンク7とは、p型電極5の全面に設けられた第2のはんだ9によって接合されている。第2のはんだ9は、その融点が電圧印加後の発光素子10の発熱温度よりも低く、p型電極5を介して伝達される発光素子10からの熱によって加熱されることにより、固体から粘性を有する流体へと変化する。さらに、第2のはんだ9の厚みd2は、第1のはんだ8の厚みd1よりも大きくなるように設けられている。   Further, the n-type electrode 4 and the buffer member 6 are joined by a first solder 8 provided on the entire surface of the n-type electrode 4. The melting point of the first solder 8 is higher than the heat generation temperature of the light emitting element 10 after voltage application. The p-type electrode 5 and the heat sink 7 are joined by a second solder 9 provided on the entire surface of the p-type electrode 5. The second solder 9 has a melting point lower than the heat generation temperature of the light-emitting element 10 after voltage application, and is heated by heat from the light-emitting element 10 transmitted through the p-type electrode 5, whereby the second solder 9 becomes viscous from a solid. Into a fluid having Further, the thickness d2 of the second solder 9 is provided to be larger than the thickness d1 of the first solder 8.

(作用効果)
本実施形態では、第1のはんだ8は、その融点が電圧印加後の発光素子10の発熱温度よりも高い。従って、第1のはんだ8は、電圧印加後の発光素子10からの熱によって溶解しない。これにより、緩衝部材6を発光素子10との間で相対移動なく固定し続けることができる。また、緩衝部材6は、発光素子10よりも剛性が高い。従って、発光素子10と一体化した緩衝部材6により、n型電極4およびp型電極5と発光素子10との熱膨張率の違いによって生じる発光素子10の反りを抑制することができるため、発光素子10とヒートシンク7との接合が解除されることを防止できる。さらに、第2のはんだ9は、その融点が電圧印加後の発光素子10の発熱温度よりも低く、p型電極5を介して伝達される発光素子10の熱によって加熱されることにより溶融し、固体から粘性を有する流体へと変化する。従って、発光素子10に反りが生じた場合であっても、流体となった第2のはんだ9が発光素子10の形状変化に追随するように一体化され続ける。これにより、発光素子10とヒートシンク7との接合が解除されることを確実に防止することができる。
(Function and effect)
In the present embodiment, the melting point of the first solder 8 is higher than the heat generation temperature of the light emitting element 10 after voltage application. Therefore, the first solder 8 is not melted by the heat from the light emitting element 10 after voltage application. As a result, the buffer member 6 can be continuously fixed to the light emitting element 10 without relative movement. The buffer member 6 has higher rigidity than the light emitting element 10. Therefore, since the buffer member 6 integrated with the light emitting element 10 can suppress warping of the light emitting element 10 caused by the difference in thermal expansion coefficient between the n-type electrode 4 and the p-type electrode 5 and the light emitting element 10, It is possible to prevent the bonding between the element 10 and the heat sink 7 from being released. Furthermore, the second solder 9 has a melting point lower than the heat generation temperature of the light emitting element 10 after voltage application, and is melted by being heated by the heat of the light emitting element 10 transmitted through the p-type electrode 5. It changes from a solid to a viscous fluid. Therefore, even when the light emitting element 10 is warped, the second solder 9 that has become a fluid continues to be integrated so as to follow the shape change of the light emitting element 10. Thereby, it can prevent reliably that joining of the light emitting element 10 and the heat sink 7 is cancelled | released.

また、緩衝部材6は、熱伝導率の大きさがヒートシンク7以上である。従って、電圧印加により発光素子10に生じた熱を、ヒートシンク7側からだけでなく緩衝部材6側からも積極的に放熱することができる。これにより、発光素子10に生じた熱をヒートシンク7のみから放熱する場合と比較して、より効率的に放熱を行うことができる。   Further, the buffer member 6 has a thermal conductivity larger than that of the heat sink 7. Therefore, heat generated in the light emitting element 10 due to voltage application can be actively dissipated not only from the heat sink 7 side but also from the buffer member 6 side. Thereby, compared with the case where the heat which generate | occur | produced in the light emitting element 10 is thermally radiated only from the heat sink 7, it can thermally radiate more efficiently.

また、第2のはんだ9の厚みd2は、第1のはんだ8の厚みd1よりも大きい。従って、従って、p型電極5とヒートシンク7との間の距離が大きく、すなわち、上下方向に発光素子10が動くことのできる遊びが大きい。これにより、例えば、発光素子10の前後方向両端部等、同中央部と比較して大きな反りが生じる場所であっても、第2のはんだ9が発光素子10の反りに対して追随することができるため、発光素子10とヒートシンク7との接合を確実に保持することができる。これにより、発光素子10とヒートシンク7との接合が解除されることをより確実に防止することができる。   The thickness d2 of the second solder 9 is larger than the thickness d1 of the first solder 8. Therefore, the distance between the p-type electrode 5 and the heat sink 7 is large, that is, the play in which the light emitting element 10 can move in the vertical direction is large. Thereby, for example, the second solder 9 can follow the warp of the light emitting element 10 even in a place where a large warp occurs compared to the central part, such as both ends in the front-rear direction of the light emitting element 10. Therefore, the bonding between the light emitting element 10 and the heat sink 7 can be reliably held. Thereby, it can prevent more reliably that joining of the light emitting element 10 and the heat sink 7 is cancelled | released.

また、n型電極4はn層1の全表面に配置され、n型電極4と緩衝部材6とを接合する第1のはんだ8はn型電極4の全面に設けられ、緩衝部材6はn型電極4の全面を覆うように接合されている。従って、熱が発生する発光素子10と熱を放熱する緩衝部材6との間接接触面積を最大化することができる。これにより、発光素子10の全面から放熱を行うことができるため、発光素子10の表面の一部から放熱する場合と比較して、より効率的に放熱を行うことができる。   The n-type electrode 4 is disposed on the entire surface of the n-layer 1, and the first solder 8 that joins the n-type electrode 4 and the buffer member 6 is provided on the entire surface of the n-type electrode 4. The mold electrode 4 is joined so as to cover the entire surface. Therefore, the indirect contact area between the light emitting element 10 that generates heat and the buffer member 6 that dissipates heat can be maximized. Thereby, since heat can be radiated from the entire surface of the light emitting element 10, heat can be radiated more efficiently than in the case where heat is radiated from a part of the surface of the light emitting element 10.

また、p型電極5はp層2の全表面に配置され、p型電極5とヒートシンク7とを接合する第2のはんだ9はp型電極5の全面に設けられ、ヒートシンク7はp型電極5の全面を覆うように接合されている。従って、熱が発生する発光素子10と熱を放熱するヒートシンク7との間接接触面積を最大化することができる。これにより、発光素子10の全面から放熱を行うことができるため、発光素子10の表面の一部から放熱する場合と比較して、より効率的に放熱を行うことができる。   The p-type electrode 5 is disposed on the entire surface of the p-layer 2, and the second solder 9 that joins the p-type electrode 5 and the heat sink 7 is provided on the entire surface of the p-type electrode 5. It is joined so as to cover the entire surface of 5. Therefore, the indirect contact area between the light emitting element 10 that generates heat and the heat sink 7 that dissipates heat can be maximized. Thereby, since heat can be radiated from the entire surface of the light emitting element 10, heat can be radiated more efficiently than in the case where heat is radiated from a part of the surface of the light emitting element 10.

また、ヒートシンク7は、発光素子10のp層2側に配置され、緩衝部材6は、発光素子10のn層1側に配置されている。従って、発熱の大きいp層2側にヒートシンク7を配置することにより、第2のはんだ9を積極的に溶解させることができる。これにより、p型電極5とヒートシンク7との接合を確実に保持することができる。また、放熱能力の大きいヒートシンク7側から、発光素子10に生じた熱をより効率的に放熱することができる。   The heat sink 7 is disposed on the p-layer 2 side of the light-emitting element 10, and the buffer member 6 is disposed on the n-layer 1 side of the light-emitting element 10. Therefore, the second solder 9 can be actively dissolved by disposing the heat sink 7 on the side of the p layer 2 that generates a large amount of heat. Thereby, the joining of the p-type electrode 5 and the heat sink 7 can be reliably held. Further, the heat generated in the light emitting element 10 can be radiated more efficiently from the heat sink 7 side having a large heat radiation capability.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態や実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. is there.

本実施形態では、n型電極4はn層1の全表面に配置されていると記載したが、n型電極4は、n層1の一部の表面のみに配置されていても構わない。   In the present embodiment, the n-type electrode 4 is described as being disposed on the entire surface of the n layer 1, but the n-type electrode 4 may be disposed only on a part of the surface of the n layer 1.

また、緩衝部材6は、n型電極4の上側全面に配置されていると記載したが、緩衝部材6は、発光素子10の反りを抑制可能な剛性を有していれば、n型電極4の上側全面に配置されていなくても構わない。より具体的には、緩衝部材6は、例えば、左右方向の長さがn型電極4より小さくても構わない。   Although the buffer member 6 is described as being disposed on the entire upper surface of the n-type electrode 4, the buffer member 6 has a rigidity capable of suppressing the warp of the light emitting element 10, and the n-type electrode 4. It does not need to be arranged on the entire upper surface. More specifically, the buffer member 6 may be smaller in length in the left-right direction than the n-type electrode 4, for example.

また、p型電極5はp層2の全表面に配置されていると記載したが、p型電極5は、p層2の一部の表面のみに配置されていても構わない。   Although the p-type electrode 5 is described as being disposed on the entire surface of the p layer 2, the p-type electrode 5 may be disposed only on a part of the surface of the p layer 2.

また、ヒートシンク7は、p型電極5の下側全面に配置されていると記載したが、ヒートシンク7は、p型電極5の一部の表面のみに配置されていても構わない。   Although the heat sink 7 is described as being disposed on the entire lower surface of the p-type electrode 5, the heat sink 7 may be disposed only on a part of the surface of the p-type electrode 5.

また、第2のはんだ9の厚みd2は、第1のはんだ8の厚みd1よりも大きいと記載したが、例えば、発光素子10の発熱が小さく、発光素子10に生じる反りが小さい場合であれば、第2のはんだ9の厚みは、第1のはんだ8の厚みと同程度であっても構わない。   In addition, the thickness d2 of the second solder 9 is described as being greater than the thickness d1 of the first solder 8. However, for example, if the heat generation of the light emitting element 10 is small and the warp generated in the light emitting element 10 is small. The thickness of the second solder 9 may be approximately the same as the thickness of the first solder 8.

また、n型電極4の上側に緩衝部材6、p型電極5の下側にヒートシンク7が配置されていると記載したが、n型電極4の上側にヒートシンク7、p型電極5の下側に緩衝部材6を配置しても構わない。   In addition, it is described that the buffer member 6 is disposed above the n-type electrode 4 and the heat sink 7 is disposed below the p-type electrode 5, but the heat sink 7 and the lower side of the p-type electrode 5 are disposed above the n-type electrode 4. The shock-absorbing member 6 may be disposed on the surface.

1 n層
2 p層
3 pn接合層
4 n型電極
5 p型電極
6 緩衝部材
7 ヒートシンク
8 第1のはんだ
9 第2のはんだ
10 発光素子
100 発光デバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 n layer 2 p layer 3 pn junction layer 4 n-type electrode 5 p-type electrode 6 Buffer member 7 Heat sink 8 First solder 9 Second solder 10 Light emitting element 100 Light emitting device

Claims (6)

p型不純物が添加された間接遷移型半導体からなるp層と、n型不純物が添加された間接遷移型半導体からなるn層と、前記p層と前記n層との間の接合部に形成されるpn接合層と、を有し、電圧が印加されることにより電子が注入され、電子が付与されることによって、前記p層、前記pn接合層および前記n層の一部またはすべての領域からなる発光部が発光する発光素子と、
前記発光素子の厚み方向一方の面に形成される第1電極と、
前記発光素子の厚み方向他方の面に形成される第2電極と、
前記第1電極の前記発光素子と反対側の面に配置される緩衝部材と、
前記第2電極の前記発光素子と反対側の面に配置されるベースと、
前記第1電極と前記緩衝材との間に設けられ、それらを接合する第1接合部材と、
前記第2電極と前記ベースとの間に設けられ、それらを接合する第2接合部材と、
を備え、
前記第1接合部材は、その融点が電圧印加後の前記発光素子の発熱温度よりも高く、
前記緩衝部材は、前記発光素子よりも剛性が高く、
前記第2接合部材は、その融点が電圧印加後の前記発光素子の発熱温度よりも低く、前記第2電極を介して伝達される前記発光素子の熱によって加熱されることにより、固体から粘性を有する流体へと変化することを特徴とする発光デバイス。
formed at a junction between the p layer and the n layer, a p layer made of an indirect transition semiconductor doped with a p-type impurity, an n layer made of an indirect transition semiconductor doped with an n-type impurity, and the n-type impurity. A pn junction layer, wherein electrons are injected when a voltage is applied, and electrons are applied to thereby form a part or all of the p layer, the pn junction layer, and the n layer. A light emitting element that emits light,
A first electrode formed on one surface in the thickness direction of the light emitting element;
A second electrode formed on the other surface in the thickness direction of the light emitting element;
A buffer member disposed on a surface of the first electrode opposite to the light emitting element;
A base disposed on a surface of the second electrode opposite to the light emitting element;
A first joining member provided between the first electrode and the cushioning material and joining them;
A second joining member provided between the second electrode and the base and joining them;
With
The melting point of the first bonding member is higher than the heat generation temperature of the light emitting element after voltage application,
The buffer member has higher rigidity than the light emitting element,
The melting point of the second bonding member is lower than the heat generation temperature of the light emitting element after the voltage is applied, and the second bonding member is heated by the heat of the light emitting element transmitted through the second electrode. A light-emitting device, wherein the light-emitting device changes to a fluid having the same.
前記緩衝部材は、熱伝導率の大きさが前記ベース以上であることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。   The light emitting device according to claim 1, wherein the buffer member has a thermal conductivity greater than or equal to the base. 前記第2接合部材は、前記第2電極と前記ベースとの間に配置された前記第2接合部材は、前記第1電極と前記緩衝材との間に配置された前記第1接合部材よりも厚みが大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の発光デバイス。   The second bonding member is disposed between the second electrode and the base, and the second bonding member is more than the first bonding member disposed between the first electrode and the cushioning material. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device has a large thickness. 前記第1電極は、前記発光素子の一方の全表面に配置され、
前記第1接合部材は、前記第1電極の全面に設けられ、
前記緩衝部材は、前記第1電極の全面を覆うように接合されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の発光デバイス。
The first electrode is disposed on one entire surface of the light emitting element,
The first bonding member is provided on the entire surface of the first electrode,
The light-emitting device according to claim 1, wherein the buffer member is bonded so as to cover the entire surface of the first electrode.
前記第2電極は、前記発光素子の他方の全表面に配置され、
前記第2接合部材は、前記第2電極の全面に設けられ、
前記ベースは、前記第2電極の全面を覆うように接合されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の発光デバイス。
The second electrode is disposed on the entire other surface of the light emitting element,
The second bonding member is provided on the entire surface of the second electrode,
The light emitting device according to claim 1, wherein the base is joined so as to cover the entire surface of the second electrode.
前記ベースは、前記発光素子の前記p層側に配置され、
前記緩衝材は、前記発光素子の前記n層側に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の発光デバイス。
The base is disposed on the p layer side of the light emitting element,
The light-emitting device according to claim 1, wherein the buffer material is disposed on the n-layer side of the light-emitting element.
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