JP2017117880A - 光素子搭載用パッケージ、光素子搭載用母基板および電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光量の減少が抑制される光素子搭載用パッケージ、光素子搭載用母基板および電子装置を提供すること。【解決手段】光素子搭載用パッケージ１は、底面に設けられた段差部と、段差部の上側の底面のうち段差部側に設けられた光素子２の搭載部１１ｂとを有する凹部１３を有する基体１１を含んでおり、段差部の下側の底面は搭載部側に傾いた第１傾斜部１１ｃを有しており、第１傾斜部は、基体の厚み方向において、基体の下面と搭載部との間から、搭載部と基体の上面との間または基体の上面にかけて設けられており、基体の下面側に湾曲した湾曲部１１ｄを有している。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば光通信分野、プロジェクタまたはヘッドアップディスプレイ等の各種画像表示分野、およびヘッドライト等の各種照明分野で用いられる、各種の光素子を搭載する光素子搭載用パッケージ、光素子搭載用母基板および電子装置に関するものである。

近年、レーザーダイオード等の発光素子としての光素子を搭載した電子装置が、光通信分野に加えて、各種画像表示分野および各種照明分野等で展開されようとしている。

このような電子装置用の光素子搭載用パッケージとして、例えば光素子が搭載される搭載部を有する基体を備えているものがある。光素子は、サブマウントを介して搭載部に搭載され、光素子から発せられた光を例えば上方に放出するためのミラーが搭載部に搭載され、この搭載部は、ミラーにより上方に反射された放散光を例えばコリメートすなわち平行な光束にするために、レンズを有する蓋体によって覆われる。

特開2001−244543号公報

上述の光素子搭載用パッケージのように、光素子がサブマウントを介して搭載部に搭載され、またミラーが搭載部に搭載され、搭載部がレンズを有する蓋体に覆われている構成であるため、光素子から発せられた光の光軸および光束を所望なものとする場合に、サブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体の位置、傾きを精度良く搭載するのが難しく、光素子を搭載した電子装置に光量のムラが発生したり、また光量が減少しやすいものとなり、電子装置が必要な光量を発しないものとなる可能性があった。

本発明の１つの態様に係る光素子搭載用パッケージは、底面に設けられた段差部と、該段差部の上側の前記底面のうち前記段差部側に設けられた光素子の搭載部とを有する凹部を有する基体を含んでおり、前記段差部の下側の前記底面は前記搭載部側に傾いた第１傾斜部を有しており、該第１傾斜部は、前記基体の厚み方向において、前記基体の下面と前記搭載部との間から、前記搭載部と前記基体の上面との間または前記基体の上面にかけて設けられており、前記基体の下面側に湾曲した湾曲部を有している。

本発明の１つの態様に係る光素子搭載用母基板は、上記構成の光素子搭載用パッケージを平面視で縦横に複数個配置した母基板を有している。

本発明の１つの態様に係る電子装置は、上記構成の光素子搭載用パッケージ、または上記構成の光素子搭載用母基板と、前記光素子搭載用パッケージまたは前記光素子搭載用母基板の前記搭載部に搭載された光素子と、前記凹部を塞ぐように設けられた蓋体とを有している。

本発明の１つの態様に係る光素子搭載用パッケージによれば、底面に設けられた段差部と、段差部の上側の底面のうち段差部側に設けられた光素子の搭載部とを有する凹部を有
する基体を含んでおり、段差部の下側の底面は搭載部側に傾いた第１傾斜部を有しており、第１傾斜部は、基体の厚み方向において、基体の下面と搭載部との間から、搭載部と基体の上面との間または基体の上面にかけて設けられており、基体の下面側に湾曲した湾曲部を有していることによって、光素子の搭載部および光素子から発せられた光を反射する部分すなわち湾曲部が凹部の底面に含まれ、また電子装置を作動させた際に、光素子から発せられた光が湾曲部で上方に反射し、光素子から発せられた光の光路が変換され、例えばコリメートすなわち平行な光束となるため、サブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体が不要でサブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体の位置、傾きを調整する必要がないため、光素子から発せられた光の光軸および光束が容易に所望なものとなり、光素子を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのを抑制し、また光量の減少が抑制されるものとなり、その結果、光素子を搭載した電子装置を必要な光量を発するものとすることができる。

本発明の１つの態様に係る光素子搭載用母基板は、上記構成の光素子搭載用パッケージを平面視で縦横に複数個配置した母基板を有していることによって、光素子を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのを抑制し、また光量の減少が抑制されるものとなり、その結果、光素子を搭載した電子装置を必要な光量を発するものとすることができる。

本発明の１つの態様に係る電子装置は、上記構成の光素子搭載用パッケージまたは上記構成の光素子搭載用母基板と、光素子搭載用パッケージまたは光素子搭載用母基板の搭載部に搭載された光素子と、凹部を塞ぐように設けられた蓋体とを有していることによって、光素子を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのを抑制し、また必要な光量を発する電子装置とすることができる。

本発明の実施の形態における、蓋体を除いた電子装置の一例を示す上面図である。 図１における蓋体を含んだ電子装置のＡ−Ａ線における縦断面図である。 本発明の実施の形態における、蓋体を除いた電子装置の他の例を示す上面図である。 図３における蓋体を含んだ電子装置のＡ−Ａ線における縦断面図である。 本発明の実施の形態における、蓋体を除いた電子装置の他の例を示す上面図である。 図５における蓋体を含んだ電子装置のＡ−Ａ線における縦断面図である。 本発明の実施の形態における電子装置の他の例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態における、蓋体を除いた電子装置の他の例を示す上面図である。 図８における蓋体を含んだ電子装置のＡ−Ａ線における縦断面図である。 本発明の実施の形態における電子装置の他の例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態における電子装置の他の例を示す縦断面図である。

本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。

図１〜図11を参照して本発明の実施形態における電子装置について説明する。本実施形態における電子装置は、光素子搭載用パッケージ１と、光素子搭載用パッケージ１に搭載された光素子２と、蓋体３とを有している。

本実施形態の光素子搭載用パッケージ１は、例えばレーザーダイオード等の光素子２が搭載される凹部13を有する基体11を有している。

本実施形態では、基体11は、底面に光素子２が搭載される凹部13を有している。

基体11は、光素子２を搭載するための搭載部材として機能し、凹部13の底面のうち搭載部11ｂに設けられた金属層14（配線導体12に含まれていてもよい）上に光素子２が半田等の接合材を介して接合される。

基体11には、例えば酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体またはガラスセラミック焼結体等のセラミックスを用いることができる。基体11は、このようなセラミックスからなる複数の絶縁層が積層されて形成されていてもよいし、所定の形状に成形できるような金型を用いて、セラミックグリーンシートを加圧することによって成形されていてもよい。

また、基体11が樹脂材料を用いて作製される場合は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、または四フッ化エチレン樹脂を始めとするフッ素系樹脂等を用いることができる。

基体11が例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る複数の絶縁層が積層されて形成されている場合であれば、まず、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿状とする。次に、これをドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシートを得る。その後、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層する。そして、これを高温（約1600℃）で焼成することによって製作される。また、所定の形状に成形できるような金型を用いて、セラミックグリーンシートを加圧することによって所定の形状に成形し、これを同様に高温で焼成することによって製作してもよい。

凹部13は、底面に設けられた段差部11ａ、および段差部11ａの上側の底面のうち段差部11ａ側に設けられた光素子２の搭載部11ｂを有している。図１〜図11に示す例においては、凹部13の側壁は底面に対して垂直な側面を有しており、搭載部11ｂに光素子２が搭載されている。なお、凹部13の底面と側壁の側面との角度は95°〜100°の鈍角としてもよい
。

また、図１〜図７に示す例のように、凹部13は、段差部11ａの下側の底面は搭載部11ｂ側に傾いた第１傾斜部11ｃを有しており、第１傾斜部11ｃは、基体11の厚み方向において、基体11の下面と搭載部11ｂとの間から、搭載部11ｂと基体11の上面との間または基体11の上面にかけて設けられており、基体11の下面側に湾曲した湾曲部11ｄを有している。このような構成とすることによって、光素子２の搭載部11ｂおよび光素子２から発せられた光を反射する部分すなわち湾曲部11ｄが凹部13の底面に含まれ、また電子装置を作動させた際に、光素子２から発せられた光が湾曲部11ｄで上方に反射し、光素子２から発せられた光の光路が変換され、例えばコリメートすなわち平行な光束となるため、サブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体が不要でサブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体の位置、傾きを調整する必要がないため、光素子２から発せられた光の光軸および光束が容易に所望なものとなり、光素子２を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのを抑制し、また光量の減少が抑制されるものとなり、その結果、光素子２を搭載した電子装置が必要な光量を発するものとすることができる。

なお、縦断面視において、搭載部11ｂを延長した仮想直線と第１傾斜部11ｃとが成す角度αは134°〜136°としておくと、電子装置を作動させた際に、光素子２から発せられた光が第１傾斜部11ｃで反射し、光素子２から発せられた光の光路が変換され、光が上方に
放出されるものとなる。

このような段差部11ａ、搭載部11ｂ、第１傾斜部11ｃ、湾曲部11ｄおよび後述する第２傾斜部11ｅ、連結部11ｆが設けられた凹部13は、基体11用の複数のセラミックグリーンシートにレーザー加工や金型による打抜き加工等によって段差部11ａ、搭載部11ｂ、第１傾斜部11ｃ、湾曲部11ｄおよび第２傾斜部11ｅ、連結部11ｆを含む凹部13となる貫通孔をそれぞれ形成し、これらのセラミックグリーンシートを貫通孔を形成していないセラミックグリーンシート上に積層することで形成できる。また、基体11の厚みが薄い場合には、凹部13となる貫通孔は、セラミックグリーンシートを積層した後にレーザー加工や金型による打抜き加工等によって形成してもよい。この場合も凹部13を精度よく加工できるので好ましい。なお、所定の形状の凹部13を有する基体11にセラミックグリーンシートを成形できるような金型を用いて、いわゆるプレス加工によって凹部13を形成してもよい。

なお、搭載部11ｂには、接合材を介して光素子２を良好に接合するために金属層14が設けられる。

金属層14は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）等の金属材料を用いることができる。基体11が例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、まず、Ｗ、ＭｏまたはＭｎ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して金属層14用の導体ペーストを用意する。次に、この導体ペーストを基体11となるセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法によって所定のパターンに印刷塗布する。そして、この所定のパターンの導体ペーストを基体11となるセラミックグリーンシートと同時に焼成する。これによって、基体11の所定位置に金属層14が被着形成される。なお、前述の金型を用いて、予め金属層14用の導体ペーストのパターンを形成したセラミックグリーンシートを加圧することによって凹部13を有する基体11を成形し、これを焼成して基体11の所定位置に金属層14を形成するようにしてもよい。

また、図１〜図７に示す例のように、湾曲部11ｄは、縦断面視で基体11の下面側に放物線状に湾曲してもよい。このような構成とすることによって、光素子２から発せられた光を反射する湾曲部11ｄが凹部13の底面に含まれ、また電子装置を作動させた際に、光素子２から発せられた光が湾曲部11ｄで上方に反射し、光素子２から発せられた光の光路が変換され、コリメートすなわち平行な光束となるため、サブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体が不要でサブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体の位置、傾きを調整する必要がないため、光素子２から発せられた光の光軸および光束がより容易に所望なものとなり、光素子２を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのをより抑制し、また光量の減少がより抑制されるものとなり、その結果、光素子２を搭載した電子装置が必要な光量を良好に発するものとすることができる。この場合、湾曲部11ｄは縦断面視で光素子２から発せられた光の発光点（発光源としてもよい）を焦点とした下に凸の放物線となっており、光素子２から発せられた光の反射光が、例えばコリメートすなわち平行な光束となるように設けられる。また、湾曲部11ｄは平面視で一方端が搭載部11ｂ側に延びた楕円形状となっている。

なお、湾曲部11ｄは、基体11の下面側に放物面状に湾曲してもよい。このような構成とすることによって、電子装置を作動させた際に、光素子２から発せられた光が湾曲部11ｄで上方に反射し、光素子２から発せられた光の光路が変換され、より良好にコリメートすなわち平行な光束となるため、サブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体が不要でサブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体の位置、傾きを調整する必要がないため、光素子２から発せられた光の光軸および光束がより容易に所望なものとなり、光素子２を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのをより抑制し、また光量の減少がより抑制
されるものとなり、その結果、光素子２を搭載した電子装置が必要な光量を良好に発するものとすることができる。この場合、湾曲部11ｄは光素子２から発せられた光の発光点（発光源としてもよい）を焦点とした下に凸の放物面となっており、光素子２から発せられた光の反射光が、例えばコリメートすなわち平行な光束となるように設けられる。また、湾曲部11ｄは平面視で一方端が搭載部11ｂ側に延びた楕円形状となっている。

また、図１〜図７に示す例のように、段差部11ａは、側面が第１傾斜部11ｃ側に傾いた第２傾斜部11ｅを有していてもよい。このような構成とすることによって、光素子２を搭載部11ｂに搭載する場合に、搭載部11ｂで反射した光と段差部11ａの側面すなわち第２傾斜部11ｅで反射した光とのコントラストがつきやすくなって画像認識等における視認性が高まるので、搭載部11ｂと第２傾斜部11ｅとの境界すなわち搭載部11ｂと第２傾斜部11ｅとが成す角部15を位置決めの基準として、光素子２を搭載部11ｂに精度良く搭載できるものとなる。また、後述するミラー等の光反射用部材18を第１傾斜部11ｃに搭載する場合に、第２傾斜部11ｅに光反射用部材18の端部を合わせること等により位置決めを容易に、また精度良く搭載できるものとなる。

なお、搭載部11ｂと第２傾斜部11ｅとが成す角部15においては、光素子２を搭載部11ｂに搭載する際の位置決めの基準となるものであるので、Ｃ面またはＲ面は設けなくてもよい。角部15においてＣ面またはＲ面を設ける場合には、縦断面視でＣ0.1ｍｍ以下または
Ｒ0.1ｍｍ以下とすることが好ましい。これによって、光素子２を搭載部11ｂに搭載する
場合に、搭載部11ｂで反射した光と第２傾斜部11ｅで反射した光との境界が明瞭なものとなりやすくなって視認性も良好であるので、角部15を位置決めの基準としやすいものとなり、光素子２を搭載部11ｂにより精度良く搭載できるものとなる。

また、角部15の角度βが130°〜140°であると、ミラー等の光反射用部材18を第１傾斜部11ｃに搭載する場合に、第２傾斜部11ｅに光反射用部材18の端部を合わせること等により位置決めをより容易に、またより精度良く搭載できるものとなる。

また、図１〜図４および図７に示す例のように、第１傾斜部11ｃの端部と第２傾斜部11ｅの端部とが接するように設けられていてもよい。このような構成とすることによって、基体11において厚みが小さくなる部分が広い領域となるのを抑制することができ、光素子搭載用パッケージ１に外力等の応力が加わった場合にクラック等が発生するのを抑制することができる。なお、第１傾斜部11ｃの端部と第２傾斜部11ｅの端部とが接する部分において、縦断面視で弧状となっていると、光素子搭載用パッケージ１に外力等の応力が加わった場合にクラック等が発生するのを効果的に抑制することができる。

また、図５および図６に示す例のように、第１傾斜部11ｃの端部と第２傾斜部11ｅの端部とが離れるように、第１傾斜部11ｃの端部と第２傾斜部11ｅの端部との間に連結部11ｆが設けられていてもよい。このような構成とすることによって、光素子２から発せられた光の発光点（発光源としてもよい）と湾曲部11ｄとの距離を大きいものとなり、光素子２から発せられた光が湾曲部11ｄで反射する領域を大きいものとすることができ、例えばコリメートすなわち平行な光束となる反射光を大きい光束とすることができる。なお、第１傾斜部11ｃの端部と連結部11ｆが接する部分、および第２傾斜部11ｅの端部と連結部11ｆが接する部分において、縦断面視で弧状となっていると、光素子搭載用パッケージ１に外力等の応力が加わった場合にクラック等が発生するのを効果的に抑制することができる。また、第１傾斜部11ｃが、基体11の厚み方向において、基体11の下面と搭載部11ｂとの間から基体11の上面にかけて設けられていると、湾曲部11ｄをより大きいものとすることができ、光素子２から発せられた光が湾曲部11ｄで反射する領域をより大きいものとすることができ、例えばコリメートすなわち平行な光束となる反射光をより大きい光束とすることができる。

また、図７に示す例のように、第１傾斜部11ｃは、光素子２から発せられた光を反射する反射膜16を有している。このような構成とすることによって、電子装置を作動させた際に、光素子２から発せられた光が反射膜16で良好に反射し、光素子２から発せられた光の光路が変換され、光が上方に放出されるものとなる。

反射膜16は、例えば蒸着法、スパッタリング法等の薄膜形成技術を用いて形成された誘電体多層膜または誘電体蒸着膜、および金属多層膜または金属蒸着膜から成る。

また、反射膜16は湾曲部11ｄに設けられていると、電子装置を作動させた際に、光素子２から発せられた光が湾曲部11ｄに設けられた反射膜16で良好に反射し、光素子２から発せられた光の光路が変換され、より良好にコリメートすなわち平行な光束となるため、光素子２を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのをより抑制し、また光量の減少がより抑制されるものとなり、その結果、光素子２を搭載した電子装置が必要な光量を良好に発するものとすることができる。

配線導体12は、基体11の表面（下面、凹部13の底面）および内部に設けられている。配線導体12の一端部は、例えば凹部13の底面に設けられており、配線導体12の他端部は、基体11の下面に設けられている。また、これらは基体11の内部に貫通導体あるいは層間導体あるいは基体11の側面を引き回された側面導体として設けられた配線導体（図示せず）で接続されている。配線導体12は、光素子搭載用パッケージ１に搭載された光素子２と外部回路基板とを電気的に接続するためのものである。また、配線導体12は金属層14を含むように設けてもよい。

配線導体12には、金属層14と同様の金属材料を用いることができる。基体11が例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、まず、Ｗ、ＭｏまたはＭｎ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して配線導体12用の導体ペーストを用意する。次に、この導体ペーストを基体11となるセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法によって所定のパターンに印刷塗布する。そして、この所定のパターンの導体ペーストを基体11となるセラミックグリーンシートと同時に焼成する。これによって、基体11の所定位置に配線導体12が被着形成される。配線導体12が貫通導体である場合は、金型やパンチングによる打抜き加工またはレーザー加工によってグリーンシートに貫通孔を形成して、この貫通孔に印刷法によって配線導体12用の導体ペーストを充填しておくことによって形成される。なお、金属層14と同様に、前述の金型を用いて、予め所定のパターンの配線導体12用の導体ペーストを形成したセラミックグリーンシートを加圧することによって基体11を成形し、これを焼成して基体11の所定位置に配線導体12を形成するようにしてもよい。

配線導体12および金属層14の露出する表面には、電気めっき法または無電解めっき法によってめっき層を被着するのが好ましい。このめっき層は、ニッケル、銅、金または銀等の耐食性および光素子２の電極に接続されるボンディングワイヤ等の接続部材４との接続性に優れる金属から成るものである。めっき層としては、例えばニッケルめっき層と金めっき層とが、あるいはニッケルめっき層と銀めっき層とが順次被着される。

光素子２が搭載される金属層14（または配線導体12）上では、厚さが10〜80μｍ程度の銅めっき層を被着させておくことにより、光素子２の熱を良好に放熱させやすくしてもよい。下面の配線導体12には、厚さが10〜80μｍ程度の銅めっき層を被着させておくことにより、光素子搭載用パッケージ１から外部回路基板に放熱させやすくしてもよい。

また、めっき層として、上記以外の金属からなる例えばパラジウムめっき層等を介在さ
せていても構わない。

なお、複数の電子装置を外部回路基板にはんだ等のろう材を介して搭載する場合には、光素子２から発せられた光の放出方向が所望の方向（例えば上方）となるように、各電子装置の向きを個別に調整する必要があるが、図８〜図11に示す例のように、平面視で上述の光素子搭載用パッケージ１を縦横に複数個配置した母基板を有している光素子搭載用母基板21を用いることによって、複数の光素子２が搭載され、光素子搭載用母基板21を有する電子装置の向きを調整すればよいので、より効率的なものとなる。

光素子搭載用母基板21は、上述の光素子搭載用パッケージ１の各構成が、母基板において平面視で縦横に複数個配置され、母基板の周縁に凹部13の側壁が設けられており、光素子搭載用パッケージ１と同様に作製される。

なお、図８および図９に示す例のように、縦断面視で搭載部11ｂと第１傾斜部11ｃとが交互に配置されていると、光素子搭載用母基板21において、搭載部11ｂに搭載される光素子２は偏りが抑制された配置となり、電子装置を作動させた際に、光素子搭載用母基板21において発熱の大きい光素子２の熱は偏りが抑制された熱分布となって、外部へ効果的に放散しやすいものとなり、光素子２における励起が良好となり光の出力が低下するのを抑制し、光量の減少が抑制されるものとなり、その結果、光素子２を搭載した電子装置を必要な光量を発するものとすることができる。

また、それぞれの搭載部11ｂが、第１傾斜部11ｃを介さずに平面視で縦方向に隣接するように配置すると、搭載部11ｂが連なった同一面となり、光素子２を効率よく搭載することができる。

また、それぞれの湾曲部11ｄが、搭載部11ｂを介さずに平面視で縦方向に隣接するように配置すると、隣接する湾曲部11ｄの間隔を容易に調整して配置することができる。例えば、隣接する湾曲部11ｄを等間隔にして、放出する光が偏りの抑制されたものとすることができ、また部分的に光量を大きくしたい場合に、部分的に隣接する湾曲部11ｄの間隔を小さくして、光素子２の光の出力を大きくすることなく、部分的に光量を大きくしやすいものとすることができる。

また、図10および図11に示す例のように、平面視で、それぞれの搭載部11ｂが互いに隣接しており、それぞれの第１傾斜部11ｃが互いに隣接していると、部分的に光量を大きくしたい場合に、光素子２の光の出力を大きくすることなく、部分的に光量を大きくしやすいものとすることができる。

電子装置は、光素子搭載用パッケージ１および光素子搭載用母基板21の凹部13の搭載部11ｂに光素子２が搭載され、凹部13を塞ぐように蓋体３が設けられることによって作製される。光素子２は、半田等の接合材によって金属層14（配線導体12に含まれていてもよい）上に固定された後、ボンディングワイヤ等の接続部材４を介して光素子２の電極と配線導体12とが電気的に接続されることによって、光素子搭載用パッケージ１および光素子搭載用母基板21に搭載される。

光素子２は、例えばレーザーダイオード（Laser Diode）等の半導体光素子である。

凹部13は、ガラス、セラミックスまたは金属から成る蓋体３によって封止される。蓋体３がガラスから成る場合は、低融点ガラス等からなる封止材を介して封止される。蓋体３がセラミックスまたは金属から成る場合は、ろう材等からなる封止材を介して封止される。また、ガラスまたはセラミックスから成る蓋体３においては透光性を有していると、光
素子２から発せられ、反射する部分で上方に放出される光が遮られることなく、光が電子装置から良好に放出される。

また、光素子２は、端部の端（すなわちエッジまたは端面）が角部15に重なるように搭載部11ｂに搭載されていると、光素子２から発せられた光の一部が角部15で遮られにくくなるので、光量の減少が効果的に抑制されるものとなり、その結果、光素子２を搭載した電子装置を必要な光量を発するものとすることができる。

次に、本実施形態の光素子搭載用パッケージ１および光素子搭載用母基板21の製造方法について説明する。

基体11は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）質焼結体からなり、底面に光素子２の搭載部11ｂが設けられた凹部13を有している。この基体11は、主成分が酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）である酸化アルミニウム質焼結体から成る場合は、Ａｌ_２Ｏ_３の粉末に焼結助材としてシリカ（ＳｉＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、カルシア（ＣａＯ）等の粉末を添加し、さらに適当なバインダー、溶剤および可塑剤を添加して、これらの混合物を混錬してスラリー状にする。その後、ドクターブレード法等の成形方法によって多数個取り基体用のセラミックグリーンシートを得る。

このセラミックグリーンシートを用いて、以下の（１）〜（５）の工程により、光素子搭載用パッケージ１および光素子搭載用母基板21を作製する。

（１）段差部11ａ、搭載部11ｂ、第１傾斜部11ｃ、湾曲部11ｄ、第２傾斜部11ｅおよび連結部11ｆを有する凹部13となる部位の打抜き金型を用いた打抜き工程。

なお、第１傾斜部11ｃ、湾曲部11ｄ、第２傾斜部11ｅおよび連結部11ｆにおいては、セラミックグリーンシートに治具等を押し当てることによって形成してもよい。

（２）凹部13の底面、側面および基体11の内部、上面、外側面、下面となる部位に所定のパターンで形成され、内部導体および貫通導体を含む配線導体12、ならびに凹部13の搭載部11ｂとなる部位に形成される金属層14をそれぞれ形成するための導体ペーストの印刷塗布および充填工程。

（３）絶縁層となるセラミックグリーンシートを積層してセラミックグリーンシート積層体を作製する工程。または、これら（１）〜（３）の工程の代わりに、（３）’ 個々
の基体11に対応して段差部11ａ、搭載部11ｂ、第１傾斜部11ｃ、湾曲部11ｄ、第２傾斜部11ｅおよび連結部11ｆを有する凹部13となる形状に成形可能な金型を用いて、所定のパターンに配線導体12用の導体ペーストを形成したセラミックグリーンシートを加圧し、成型体を作製する工程。

（４）セラミックグリーンシート積層体（または成型体）を約1500〜1800℃の温度で焼成して、配線導体12および金属層14を有する基体11が縦横の並びに複数配列された多数個取り基板および光素子搭載用母基板21を得る工程。

（５）焼成して得られた多数個取り基板に光素子搭載用パッケージ１の外縁となる箇所に沿って分割溝を形成しておき、この分割溝に沿って破断させて個々の基体11に分割する、または多数個取り基板をスライシング法等によって光素子搭載用パッケージ１の外縁となる箇所に沿って個々の基体11に切断する工程。

なお、分割溝は、焼成後にスライシング装置によって多数個取り基板にその厚みよりも
小さく切り込むことによって形成することができる。あるいは、多数個取り基板用のセラミックグリーンシート積層体（または成型体）にカッター刃を押し当てたり、スライシング装置によってセラミックグリーンシート積層体にその厚みよりも小さく切り込んだりすることによって形成してもよい。成型体を作製する場合は、金型として分割溝を有するものとなる形状に成形可能なものとして、セラミックグリーンシートを加圧するようにしてもよい。

また、上述の工程において、配線導体12および金属層14は、基体11用のセラミックグリーンシートに導体ペーストをスクリーン印刷法等によって所定のパターンで印刷して、その導体ペーストを基体11用のセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、個々の基体11のそれぞれの所定位置に形成される。配線導体12のうち、セラミックグリーンシートを厚み方向に貫通する貫通導体を形成するには、セラミックグリーンシートに形成した貫通孔に印刷によって導体ペーストを充填しておけばよい。このような導体ペーストは、タングステン、モリブデン、マンガン、銀または銅等の金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、導体ペーストは、基体11との接合強度を高めるために、ガラスまたはセラミックス等を含んでいても構わない。

また、配線導体12および金属層14の露出した表面に、厚さが0.5〜５μｍのニッケルめ
っき層および厚さが0.1〜３μｍの金めっき層を順次被着させるか、または厚さが１〜10
μｍのニッケルめっき層および厚さが0.1〜１μｍの銀めっき層を順次被着させるのがよ
い。これによって、配線導体12および金属層14が腐食することを効果的に抑制できるとともに、金属層14と光素子２との接合材による接合、配線導体12とボンディングワイヤ等の接続部材４との接合、および配線導体12と外部回路基板の配線との接合を強固なものにできる。

このようにして形成された光素子搭載用パッケージ１および光素子搭載用母基板21に光素子２が搭載されて蓋体３により封止された電子装置を、外部回路基板にはんだ等のろう材を介して搭載することで、電子装置の内部の光素子２が配線導体12を介して外部回路基板に電気的に接続される。このとき、光素子２の各電極は、ボンディングワイヤ等の接続端子等によって光素子搭載用パッケージ１および光素子搭載用母基板21の配線導体12に電気的に接続されている。

本実施形態の光素子搭載用パッケージ１によれば、底面に設けられた段差部11ａと、段差部11ａの上側の底面のうち段差部11ａ側に設けられた光素子２の搭載部11ｂとを有する凹部13を有する基体11を含んでおり、段差部11ａの下側の底面は搭載部11ｂ側に傾いた第１傾斜部11ｃを有しており、第１傾斜部11ｃは、基体11の厚み方向において、基体11の下面と搭載部11ｂとの間から、搭載部11ｂと基体11の上面との間または基体11の上面にかけて設けられており、基体11の下面側に湾曲した湾曲部11ｄを有していることから、光素子２の搭載部11ｂおよび光素子２から発せられた光を反射する部分すなわち湾曲部11ｄが凹部13の底面に含まれ、また電子装置を作動させた際に、光素子２から発せられた光が湾曲部11ｄで上方に反射し、光素子２から発せられた光の光路が変換され、例えばコリメートすなわち平行な光束となるため、サブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体が不要でサブマウント、ミラーおよびレンズを有する蓋体の位置、傾きを調整する必要がないため、光素子２から発せられた光の光軸および光束が容易に所望なものとなり、光素子２を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのを抑制し、また光量の減少が抑制されるものとなり、その結果、光素子２を搭載した電子装置が必要な光量を発するものとすることができる。

本実施形態の光素子搭載用母基板21によれば、上記構成の光素子搭載用パッケージ１を
平面視で縦横に複数個配置した母基板を有していることによって、光素子２を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのを抑制し、また光量の減少が抑制されるものとなり、その結果、光素子２を搭載した電子装置を必要な光量を発するものとすることができる。

本実施形態の電子装置によれば、上記構成の光素子搭載用パッケージ１または上記構成の光素子搭載用母基板21と、光素子搭載用パッケージ１または光素子搭載用母基板21の搭載部11ｂに搭載された光素子２と、凹部13を塞ぐように設けられた蓋体３とを有していることによって、光素子２を搭載した電子装置に光量のムラが発生するのを抑制し、また必要な光量を発する電子装置とすることができる。

１・・・・光素子搭載用パッケージ
11・・・・基体
11ａ・・・段差部
11ｂ・・・搭載部
11ｃ・・・第１傾斜部
11ｄ・・・湾曲部
11ｅ・・・第２傾斜部
11ｆ・・・連結部
12・・・・配線導体
13・・・・凹部
14・・・・金属層
15・・・・角部
16・・・・反射膜
21・・・・光素子搭載用母基板
２・・・・光素子
３・・・・蓋体
４・・・・接続部材

Claims (8)

1. 底面に設けられた段差部と、該段差部の上側の前記底面のうち前記段差部側に設けられた光素子の搭載部とを有する凹部を有する基体を含んでおり、
   前記段差部の下側の前記底面は前記搭載部側に傾いた第１傾斜部を有しており、
   該第１傾斜部は、前記基体の厚み方向において、前記基体の下面と前記搭載部との間から、前記搭載部と前記基体の上面との間または前記基体の上面にかけて設けられており、
   前記基体の下面側に湾曲した湾曲部を有していることを特徴とする光素子搭載用パッケージ。
2. 前記湾曲部は、縦断面視で前記基体の下面側に放物線状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の光素子搭載用パッケージ。
3. 前記段差部は、側面が前記第１傾斜部側に傾いた第２傾斜部を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光素子搭載用パッケージ。
4. 前記第１傾斜部の端部と前記第２傾斜部の端部とが接するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の光素子搭載用パッケージ。
5. 前記第１傾斜部は、光素子から発せられた光を反射する反射膜を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光素子搭載用パッケージ。
6. 前記反射膜は、前記湾曲部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光素子搭載用パッケージ。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光素子搭載用パッケージを平面視で縦横に複数個配置した母基板を有していることを特徴とする光素子搭載用母基板。
8. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光素子搭載用パッケージ、または請求項７に記載の光素子搭載用母基板と、
   前記光素子搭載用パッケージまたは前記光素子搭載用母基板の前記搭載部に搭載された光素子と、
   前記凹部を塞ぐように設けられた蓋体とを有していることを特徴とする電子装置。

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