JP2022109724A - 半導体発光装置 - Google Patents

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佑輔 中小原
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Abstract

【課題】インダクタンスを低減しつつ発光素子とスイッチング素子とコンデンサとを電気的に接続すること。【解決手段】半導体発光装置10は、基板主面20sに形成された第1導電層30および基材裏面20Arに形成された第2導電層40を有する多層基板20と、第1導電層30によって互いに電気的に接続された発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70と、を備えている。発光素子90およびコンデンサ70はy方向に配列されており、発光素子90およびスイッチング素子80はx方向に配列されている。第2導電層40は、z方向から視て、発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70を流れる第1電流経路に対して、z方向から視て第1電流経路と重なり、第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている。【選択図】図4

Description

本開示は、半導体発光装置に関する。
たとえば特許文献1に示すように、半導体発光素子を光源として備えた半導体発光装置が広く知られている。特許文献1に記載の半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子が搭載された基板と、を備えている。
特開2013-41866号公報
ところで、半導体発光装置を、たとえば半導体発光素子を動作させるスイッチング素子およびキャパシタとともに用いるときには、半導体発光装置とは別にスイッチング素子およびキャパシタを配置し、配線等を用いて半導体発光素子とスイッチング素子およびキャパシタとを電気的に接続する。このような構成では、配線等に起因するインダクタンスが懸念される。
上記課題を解決する半導体発光装置は、表面と、前記表面とは反対側を向く裏面と、前記表面に形成された第1配線パターンと、前記第1配線パターンに対して前記裏面の側に形成された第2配線パターンと、を有する基板と、前記両配線パターンによって互いに電気的に接続された発光素子、スイッチング素子、およびコンデンサと、を備え、前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサのうち第1特定素子および第2特定素子は、前記基板の厚さ方向から視て、第1方向に配列されており、前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサのうち前記第2特定素子および第3特定素子は、前記基板の厚さ方向から視て、前記第1方向と交差する第2方向に配列されており、前記第2配線パターンは、前記表面における前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサを流れる電流の第1電流経路に対して、前記基板の厚さ方向から視て前記第1電流経路と重なり、前記第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている。
上記課題を解決する半導体発光装置は、表面と、前記表面とは反対側を向く裏面と、前記表面に形成された第1配線パターンと、前記第1配線パターンに対して前記裏面の側に形成された第2配線パターンと、を有する基板と、前記両配線パターンによって互いに電気的に接続された発光素子、スイッチング素子、およびコンデンサと、を備え、前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサのうち第1特定素子は、前記基板の厚さ方向から視て、長手方向および短手方向を有する形状であり、前記第1特定素子と、前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサのうちの他の素子とは、前記基板の厚さ方向から視て、前記長手方向と交差する第1方向に配列されており、前記第2配線パターンは、前記表面における前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサを流れる電流の第1電流経路に対して、前記基板の厚さ方向から視て前記第1電流経路と重なり、前記第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている。
上記半導体発光装置によれば、インダクタンスを低減しつつ発光素子とスイッチング素子とコンデンサとを電気的に接続できる。
図1は、第1実施形態の半導体発光装置の斜視図。 図2は、図1の半導体発光装置の分解斜視図。 図3は、図1の半導体発光装置の内部構造を示す平面図。 図4は、図3の半導体発光装置の4-4線の断面図。 図5は、図1の半導体発光装置の多層基板の基板主面を構成する第1基材の基材裏面側の配線パターンを示す透視図。 図6は、多層基板の基板裏面を構成する第3基材の平面図。 図7は、第3基材の基材裏面側の配線パターンを示す透視図。 図8は、図1の半導体発光装置を備えたレーザシステムの模式的な回路図。 図9は、半導体発光装置の第1電流経路および第2電流経路を示す平面図。 図10は、半導体発光装置の発光素子に流れる電流の推移を示すグラフ。 図11は、第2実施形態の半導体発光装置の内部構造を示す平面図。 図12は、図11の半導体発光装置の多層基板の基板主面を構成する第1基材の基材裏面側の配線パターンを示す透視図。 図13は、第3実施形態の半導体発光装置の内部構造を示す平面図。 図14は、図13の半導体発光装置を備えたレーザシステムの模式的な回路図。 図15は、第4実施形態の半導体発光装置の内部構造を示す平面図。 図16は、図15の半導体発光装置の多層基板の基板主面を構成する第1基材の基材裏面側の配線パターンを示す透視図。 図17は、第5実施形態の半導体発光装置の内部構造を示す平面図。 図18は、図17の半導体発光装置の多層基板の基板主面を構成する第1基材の基材裏面側の配線パターンを示す透視図。 図19は、多層基板の基板裏面を構成する第3基材の平面図。 図20は、第3基材の基材裏面側の配線パターンを示す透視図。 図21は、図17の半導体発光装置の21-21線の断面構造の一部を示す断面図。
以下、半導体発光装置の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであり、各構成部品の材料、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。
[第1実施形態]
図1~図10を参照して、第1実施形態の半導体発光装置10について説明する。なお、図5~図7は、後述する多層基板20の各導電層の位置関係を理解しやすくするため、透視図で示している。また、図3では、便宜上、後述する導電性接合材を省略して示している。
図1に示す半導体発光装置10は、たとえばパルス状のレーザを対象物に向けて照射し、対象物から反射した散乱光を測定することによって半導体発光装置10と対象物との間の距離を測定するレーザシステムに用いることができる。つまり、半導体発光装置10は、3次元距離計測の一例であるLiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)としてのレーザシステムに用いることができる。なお、半導体発光装置10は、2次元距離計測用のレーザシステムに用いられてもよい。
図1に示すように、半導体発光装置10は、たとえば矩形平板状に形成されている。半導体発光装置10の平面視において、一辺に沿う方向をx方向とし、x方向と直交する方向をy方向とする。またx方向およびy方向の双方と直交する方向をz方向とする。z方向は、半導体発光装置10の高さ方向であるともいえる。本実施形態では、半導体発光装置10のx方向のサイズは5.65mm程度であり、y方向のサイズは5.35mm程度である。なお、半導体発光装置10の平面視とは、半導体発光装置10をz方向から視ている。このため、以下の説明において、「z方向から視て」とは、平面視を意味している。
図1および図2に示すように、半導体発光装置10は、多層基板20と、多層基板20に搭載される電子部品としてのコンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90と、ケース100と、を備えている。
多層基板20は、z方向から視て、長辺および短辺を有する矩形状である。本実施形態では、多層基板20は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となるように配置されている。多層基板20は、z方向において互いに反対側を向く基板主面20sおよび基板裏面20rを有している。コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90は、基板主面20sに搭載されている。
多層基板20は、基板主面20sおよび基板裏面20rの双方と交差する基板側面21~24を有している。本実施形態では、基板側面21~24は、基板主面20sおよび基板裏面20rの双方と直交している。z方向から視て、基板側面21,22はx方向に沿って延びており、基板側面23,24はy方向に沿って帯びている。
ケース100は、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を収容するものである。ケース100は、多層基板20に取り付けられている。ケース100内は、たとえば中空である。ただし、これに限られず、ケース100内に何らかの部材(たとえば封止樹脂)が充填されていてもよい。
ケース100は、z方向の両側を開口する枠状の側壁101と、側壁101上に設けられた透光板102と、を有している。側壁101は、たとえば遮光性を有する材料からなり、たとえば有色樹脂からなる。発光素子90からの光は、側壁101によって遮られる。側壁101は、z方向から視て、多層基板20よりも一回り小さい矩形状に形成されている。
側壁101は、y方向の両側壁を構成する第1側壁101Aおよび第2側壁101Bと、x方向の両側壁を構成する第3側壁101Cおよび第4側壁101Dと、を有している。z方向から視て、第1側壁101Aは多層基板20の基板側面21とy方向に隣り合う位置に配置されており、第2側壁101Bは基板側面22とy方向に隣り合う位置に配置されている。第3側壁101Cは多層基板20の基板側面23とx方向に隣り合う位置に配置されており、第4側壁101Dは基板側面24とx方向に隣り合う位置に配置されている。z方向から視て、第1側壁101Aおよび第2側壁101Bはx方向に延びる側壁であり、第3側壁101Cおよび第4側壁101Dはy方向に延びる側壁である。
透光板102は、z方向から視て、側壁101よりも一回り小さい矩形平板状に形成されている。透光板102は、たとえば透明な材料からなり、たとえばガラスで形成されている。透光板102は、発光素子90からの光を透過させる。
図3は、半導体発光装置10から透光板102が省略された状態の平面図である。図3に示すように、枠状の側壁101は、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を囲んでいる。
コンデンサ70は、半導体発光装置10の外部電源からの電力を蓄電し、スイッチング素子80を介して発光素子90に電力を供給するものである。コンデンサ70は、たとえばセラミックコンデンサまたはSi(シリコン)キャパシタが用いられている。本実施形態では、コンデンサ70としてセラミックコンデンサが用いられている。
z方向から視て、コンデンサ70は、多層基板20のy方向の中央と基板側面22との間に配置されている。コンデンサ70は、多層基板20のy方向の中央よりも基板側面22の近くに配置されている。コンデンサ70は、第2側壁101Bとy方向に隣り合う位置に配置されている。
図1および図2に示すように、コンデンサ70は、略直方体状に形成されている。図3に示すように、z方向から視て、コンデンサ70は、長手方向および短手方向を有する形状である。本実施形態では、z方向から視たコンデンサ70の形状は、長辺および短辺を有する略矩形状である。本実施形態では、コンデンサ70は、その長手方向がx方向に沿い、その短手方向がy方向に沿うように配置されている。
コンデンサ70のx方向のサイズは、たとえば、多層基板20のx方向のサイズの1/2以上である。本実施形態では、コンデンサ70のx方向のサイズは、多層基板20のx方向のサイズの1/2よりも大きく、多層基板20のx方向のサイズの2/3程度である。なお、コンデンサ70と多層基板20とのサイズ関係は任意に変更可能である。一例では、コンデンサ70のx方向のサイズは、多層基板20のx方向のサイズの1/2未満であってもよい。
コンデンサ70は、第1電極71および第2電極72を有している。第1電極71および第2電極72は、コンデンサ70の長手方向において互いに離間して配列されている。第1電極71および第2電極72は、コンデンサ70の長手方向の両端部に分散して設けられている。つまり、本実施形態では、第1電極71および第2電極72は、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配置されている。第1電極71は、第2電極72よりも第4側壁101Dの近くに配置されている。このため、第1電極71は、多層基板20のx方向の中央よりも第4側壁101Dの近くに配置されている。第2電極72は、多層基板20のx方向の中央よりも第3側壁101Cの近くに配置されている。本実施形態では、コンデンサ70は、第4側壁101Dよりも第3側壁101C寄りに配置されている。つまり、第2電極72と第3側壁101Cとの間の距離は、第1電極71と第4側壁101Dとのx方向の間の距離よりも小さい。
スイッチング素子80は、オンオフすることによって発光素子90を駆動させる素子であり、たとえばMOSFETやIGBTによって構成されている。本実施形態では、スイッチング素子80は、n型のMOSFETが用いられている。
スイッチング素子80は、平板状に形成されている。
z方向から視て、スイッチング素子80は、長手方向および短手方向を有する形状を有している。本実施形態では、z方向から視たスイッチング素子80の形状は、長辺および短辺を有する矩形状である。スイッチング素子80は、長手方向がx方向に沿い、短手方向がy方向に沿うように配置されている。本実施形態では、スイッチング素子80は、そのスイッチング素子80のx方向のサイズはコンデンサ70のx方向のサイズよりも小さく、スイッチング素子80のy方向のサイズはコンデンサ70のy方向のサイズよりも小さい。スイッチング素子80のx方向のサイズは、たとえばコンデンサ70のx方向のサイズの1/2以下である。本実施形態では、スイッチング素子80のx方向のサイズは、コンデンサ70のx方向のサイズの1/3以下である。また、スイッチング素子80のy方向のサイズは、コンデンサ70のy方向のサイズの1/2程度である。なお、スイッチング素子80のx方向のサイズは、コンデンサ70のx方向のサイズの1/2よりも大きくてもよい。また、スイッチング素子80のy方向のサイズは、コンデンサ70のy方向のサイズの1/2よりも大きくてもよい。
図4に示すように、スイッチング素子80は、z方向において互いに反対側を向くスイッチング素子主面80sおよびスイッチング素子裏面80rを有している。スイッチング素子80は、スイッチング素子主面80sが多層基板20の基板主面20sと同じ側を向くように配置されている。
図3および図4に示すように、スイッチング素子80は、ドレイン電極81、ソース電極82、およびゲート電極83を有している。ドレイン電極81はスイッチング素子裏面80rに形成されており、ソース電極82およびゲート電極83の双方はスイッチング素子主面80sに形成されている。ドレイン電極81は、スイッチング素子裏面80rの全面にわたり形成されている。ソース電極82は、スイッチング素子主面80sの大部分にわたり形成されている。ゲート電極83は、スイッチング素子主面80sの四隅のうち1つに形成されている。
z方向から視て、スイッチング素子80は、y方向においてコンデンサ70から離間して配置されている。z方向から視て、コンデンサ70およびスイッチング素子80は、y方向に配列されているともいえる。本実施形態では、コンデンサ70とスイッチング素子80とのy方向の間の距離は、0.15mm程度である。スイッチング素子80は、y方向においてコンデンサ70よりも第1側壁101Aの近くに配置されている。本実施形態では、スイッチング素子80は、多層基板20のy方向の中央に配置されている。
図3に示すように、スイッチング素子80は、多層基板20のx方向の中央と基板側面23との間に配置されている。スイッチング素子80は、多層基板20のy方向の中央よりも基板側面23の近くに配置されている。スイッチング素子80は、第3側壁101Cとx方向に隣り合う位置に配置されている。
コンデンサ70およびスイッチング素子80は、y方向から視て、少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されている。つまり、y方向から視て、コンデンサ70およびスイッチング素子80が少なくとも一部が互いに重なる場合、コンデンサ70およびスイッチング素子80は、第1方向に配列されているといえる。このように、本実施形態では、x方向が「第1方向」に対応している。また、コンデンサ70が「第1特定素子」に対応し、スイッチング素子80が「第2特定素子」に対応している。
本実施形態では、スイッチング素子80は、y方向から視て、コンデンサ70の第2電極72と重なる位置に配置されている。y方向から視て、スイッチング素子80の一部は、コンデンサ70からx方向にはみ出している。より詳細には、スイッチング素子80のy方向の両端部のうち第3側壁101Cに近い方の端部は、y方向から視て、コンデンサ70の第2電極72から第3側壁101Cに向けてはみ出している。このように、本実施形態では、コンデンサ70およびスイッチング素子80は、y方向から視て、一部が互いに重なる位置に配置されている。
なお、スイッチング素子80およびコンデンサ70の位置関係は、これに限られず、y方向から視て、スイッチング素子80の全体がコンデンサ70と重なるように配置されていてもよい。すなわち、スイッチング素子80は、そのy方向の両端部のうち第3側壁101Cに近い方の端部が、y方向から視て、コンデンサ70の第2電極72から第3側壁101Cに向けてはみ出さないように配置されていてもよい。一例では、スイッチング素子80のy方向の両端部のうち第3側壁101Cに近い方の端部とコンデンサ70の第2電極72とは、x方向において互いに揃った位置に配置されていてもよい。
発光素子90は、半導体発光装置10における光源であり、コンデンサ70からの電力によって所定の波長帯の光を発する。発光素子90の具体的な構成は特に限定されず、半導体レーザ素子やLED素子等の半導体発光素子である。このように、発光素子90として、発光ダイオードが用いられている。本実施形態においては、発光素子は、半導体レーザ素子であり、特にVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)素子が採用されている。発光素子90からの光は、透光板102(図4参照)を通過して外部に出射される。
図3および図4に示すように、発光素子90は、矩形板状に形成されている。図4に示すように、発光素子90は、z方向において互いに反対側を向く発光素子主面90sおよび発光素子裏面90rを有している。発光素子90は、発光素子主面90sが多層基板20の基板主面20sと同じ側を向くように配置されている。
図3に示すように、z方向から視て、発光素子90は、長手方向および短手方向を有する形状である。本実施形態では、z方向から視た発光素子90の形状は、長辺および短辺を有する略矩形状である。本実施形態では、発光素子90は、その長手方向がx方向に沿い、その短手方向がy方向に沿うように配置されている。
発光素子90のx方向のサイズはコンデンサ70のx方向のサイズよりも小さく、発光素子90のy方向のサイズはコンデンサ70のy方向のサイズよりも小さい。一方、発光素子90のx方向のサイズはスイッチング素子80のx方向のサイズよりも大きく、発光素子90のy方向のサイズはスイッチング素子80のy方向のサイズよりも大きい。発光素子90のx方向のサイズは、コンデンサ70のx方向のサイズの1/2以下である。本実施形態では、発光素子90のx方向のサイズは、コンデンサ70のx方向のサイズの1/3程度である。発光素子90のy方向のサイズは、スイッチング素子80のy方向のサイズよりも僅かに大きいため、コンデンサ70のy方向のサイズの1/2よりも僅かに大きい。
図4に示すように、発光素子90は、アノード電極91およびカソード電極92を有している。アノード電極91は、発光素子主面90sに形成されている。より詳細には、アノード電極91は、発光素子主面90sのx方向の両端部のうち一方の端部に形成されている。カソード電極92は、発光素子裏面90rに形成されている。より詳細には、カソード電極92は、発光素子裏面90rの全面にわたり形成されている。
図3に示すように、発光素子90は、光を発する発光部93を有している。発光部93は、z方向において透光板102に向けて光を発する。発光部93は、発光素子主面90sに形成されている。アノード電極91および発光部93は、x方向において互いに離間して配列されている。発光部93は、発光素子主面90sの大部分にわたり形成されている。
z方向から視て、発光素子90は、y方向においてコンデンサ70から離間して配置されている。z方向から視て、コンデンサ70および発光素子90は、y方向に配列されているともいえる。本実施形態では、コンデンサ70と発光素子90とのy方向の間の距離は、0.15mm程度である。つまり、本実施形態では、コンデンサ70と発光素子90との間のy方向の距離と、コンデンサ70とスイッチング素子80との間のy方向の距離とは互いに等しい。ここで、コンデンサ70と発光素子90との間のy方向の距離と、コンデンサ70とスイッチング素子80との間のy方向の距離との差がたとえばコンデンサ70と発光素子90との間のy方向の距離の20%以下であれば、コンデンサ70と発光素子90との間のy方向の距離と、コンデンサ70とスイッチング素子80との間のy方向の距離とが互いに等しいといえる。
コンデンサ70および発光素子90は、y方向から視て、互いに重なる位置に配置されている。本実施形態では、y方向から視て、発光素子90は、その全体がコンデンサ70と重なるように配置されている。発光素子90は、コンデンサ70の第1電極71よりも第3側壁101Cの近く、かつコンデンサ70の第2電極72よりも第4側壁101Dの近くに配置されている。つまり、発光素子90は、y方向から視て、コンデンサ70の第1電極71と第2電極72との間に配置されているともいえる。本実施形態では、発光素子90は、x方向において、コンデンサ70の第1電極71よりも第2電極72寄りに配置されている。
発光素子90は、y方向においてコンデンサ70よりも第1側壁101Aの近く配置されている。つまり、発光素子90は、y方向においてコンデンサ70に対してスイッチング素子80が配置される側と同じ側に配置されている。本実施形態では、発光素子90は、多層基板20のy方向の中央に配置されている。
スイッチング素子80および発光素子90は、x方向から視て、少なくとも一部が重なる位置に配置されている。本実施形態では、スイッチング素子80は、x方向から視て、その全体が発光素子90と重なる位置に配置されている。このため、スイッチング素子80および発光素子90は、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されているともいえる。発光素子90は、x方向においてスイッチング素子80と隣り合う位置に配置されている。発光素子90は、スイッチング素子80よりも第4側壁101Dの近くに配置されている。つまり、z方向から視て、発光素子90は、多層基板20の中央付近に配置されている。本実施形態では、発光素子90は、そのx方向の中央が多層基板20のx方向の中央よりも第3側壁101Cの近くとなるように配置されている。より詳細には、発光素子90は、そのx方向の両端部のうち第4側壁101Dに近い方の端部が多層基板20のx方向の中央に位置するように配置されている。
ここで、x方向から視て、スイッチング素子80および発光素子90のそれぞれの少なくとも一部が互いに重なる場合、スイッチング素子80および発光素子90は、第2方向に配列されているといえる。このように、本実施形態では、y方向が「第2方向」に対応している。また、発光素子90が「第3特定素子」に対応している。
なお、本実施形態では、y方向が「第2方向」と対応することによって、x方向に対応する第1方向と第2方向とが互いに直交していたが、これに限られない。第1方向と第2方向とは交差していればよい。y方向から視て、コンデンサ70とスイッチング素子80とが、少なくとも一部が互いに重なった状態で配置され、x方向から視て、スイッチング素子80と発光素子90とが、少なくとも一部が互いに重なった状態で配置されていれば、コンデンサ70とスイッチング素子80との配列方向である第1方向と、スイッチング素子80と発光素子90との配列方向である第2方向とが交差しているといえる。
なお、スイッチング素子80および発光素子90の位置関係は、図3に示される位置関係に限られない。たとえば、x方向から視て、スイッチング素子80は、その一部が発光素子90からはみ出すように配置されていてもよい。
図4に示すように、多層基板20は、複数の基材および複数の導電層を有しており、基材および導電層が交互に積層された多層基板である。本実施形態では、多層基板20は、複数の基材として第1基材20A、第2基材20B、および第3基材20Cと、複数の導電層として第1導電層30、第2導電層40、第3導電層50、および第4導電層60と、を有している。各基材20A~20Cは、電気絶縁性を有する材料からなり、たとえばエポキシ樹脂からなる。本実施形態では、各基材20A~20Cの厚さは互いに等しく、各基材20A~20Cの厚さ寸法は、0.1mm程度である。つまり、本実施形態では、第1基材20Aの厚さ寸法は、コンデンサ70とスイッチング素子80とのy方向の間の距離とコンデンサ70と発光素子90とのy方向の間の距離との双方よりも小さい。各導電層30,40,50,60は、導電材料からなり、たとえばCu(銅)、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)、Au(金)等が適宜選択される。
なお、各基材20A~20Cの厚さは任意に変更可能である。一例では、各基材20A~20Cの厚さは互いに異なっていてもよい。また一例では、第2基材20Bの厚さが第1基材20Aおよび第3基材20Cの厚さよりも厚くてもよい。
第3基材20C、第2基材20B、および第1基材20Aは、この順でz方向に積層されている。第1基材20A上には第1導電層30が形成されており、第1基材20Aと第2基材20Bとの間には第2導電層40が形成されており、第2基材20Bと第3基材20Cとの間には第3導電層50が形成されており、第3基材20Cに対してz方向において第3導電層50との反対側には第4導電層60が形成されている。
第1基材20Aは、z方向において互いに反対側を向く基材主面20Asおよび基材裏面20Arを有している。基材主面20Asは、多層基板20の基板主面20sを構成している。ここで、本実施形態では、基材主面20As(基板主面20s)は「基板の表面」に対応している。
図3に示すように、第1導電層30は、基材主面20Asに形成された配線パターンである。換言すると、第1導電層30は、多層基板20の基板主面20sに形成された配線パターンである。ここで、第1導電層30は、「第1配線パターン」に対応している。
第1導電層30は、第1配線31、第2配線32、第3配線33、第4配線34、および第5配線35を有している。第1~第5配線31~35は、互いに離間して配置されている。ここで、第1配線31は「第1表面側配線」に対応し、第2配線32は「第2表面側配線」に対応し、第3配線33は「第3表面側配線」に対応している。
第1配線31は、コンデンサ70の第1電極71が実装される配線であり、基板主面20sのうち基板側面22かつ基板側面24の近くに形成されている。コンデンサ70の第1電極71は、はんだやAg(銀)ペースト等の導電性接合材によって第1配線31に接合されている。これにより、コンデンサ70の第1電極71と第1配線31とが電気的に接続されている。
第1配線31は、第2側壁101Bおよび第4側壁101Dの双方と隣り合う位置に配置されている。第1配線31は、x方向においてコンデンサ70の第1電極71よりも第4側壁101Dに向けて延びる延長配線31aを有している。
z方向から視た第1配線31の形状は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となる略矩形状である。第1配線31は、x方向に延びているともいえる。第1配線31の幅寸法(第1配線31のy方向の寸法)は、コンデンサ70の第1電極71のy方向の寸法と概ね等しい。より詳細には、コンデンサ70の第1電極71の第1配線31への実装位置のばらつきを考慮して、第1配線31の幅寸法は、コンデンサ70の第1電極71のy方向の寸法よりも僅かに大きくなるように設定されている。
第2配線32は、コンデンサ70の第2電極72およびスイッチング素子80が実装される配線である。コンデンサ70の第2電極72は、導電性接合材によって第2配線32に接合されている。またスイッチング素子80のスイッチング素子裏面80r(図4参照)は、導電性接合材によって第2配線32に接合されている。これにより、コンデンサ70の第2電極72およびスイッチング素子80のドレイン電極81(図4参照)の双方と、第2配線32とが電気的に接続されている。
第2配線32は、基板主面20sのうち基板側面22かつ基板側面23の近くに形成されている。第2配線32は、第2側壁101Bおよび第3側壁101Cの双方と隣り合う位置に形成されている。
z方向から視た第2配線32の形状は、y方向が長辺方向となり、x方向が短辺方向となる略矩形状である。第2配線32は、y方向に延びているともいえる。第2配線32は、y方向においてスイッチング素子80よりも第1側壁101Aに向けて延びる延長配線32aを有している。延長配線32aは、多層基板20のy方向の中央よりも第1側壁101Aの近くに配置されている。x方向から視て、第2配線32は、第1配線31、第3配線33、および第5配線35と重なるようにy方向に延びている。本実施形態では、x方向から視て、第2配線32は、第1配線31の全体、第3配線33の全体、および第5配線35のy方向の一部と重なるようにy方向に延びている。
第2配線32の幅寸法(第2配線32のx方向の寸法)は、スイッチング素子80のx方向の寸法と概ね等しい。より詳細には、スイッチング素子80の第2配線32への実装位置のばらつきを考慮して、第2配線32の幅寸法は、スイッチング素子80のx方向の寸法よりも僅かに大きくなるように設定されている。
第3配線33は、発光素子90が実装される配線である。発光素子90の発光素子裏面90r(図4参照)は、導電性接合材によって第3配線33に接合されている。これにより、発光素子90のカソード電極92(図4参照)と第3配線33とが電気的に接続されている。また、発光素子90のアノード電極91は、ワイヤWによってスイッチング素子80のソース電極82に接続されている。これにより、アノード電極91とソース電極82とが電気的に接続されている。なお、ワイヤWは、導電材料からなるボンディングワイヤである。導電材料としては、Cu、Al、Au等が適宜選択される。
第3配線33は、基板主面20sのy方向の中央かつx方向において基板側面24の近くに形成されている。第3配線33は、第4側壁101Dと隣り合う位置に配置されている。第3配線33は、x方向において第2配線32から離間して配置されている。y方向において、第3配線33は、スイッチング素子80と揃った位置に配置されているともいえる。第3配線33は、y方向において第1配線31から離間して配置されている。y方向から視て、第3配線33は、第1配線31と重なる部分を有している。
z方向から視た第3配線33の形状は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となる略矩形状である。第3配線33は、x方向に延びているともいえる。第3配線33は、y方向において発光素子90よりも第4側壁101Dに向けて延びる延長配線33aを有している。換言すると、発光素子90は、第3配線33のx方向の両端部のうち第2配線32に近い方の端部に配置されている。第3配線33のx方向の寸法は、発光素子90のx方向の寸法よりも大きい。x方向において、延長配線33aは、コンデンサ70の第1電極71よりも第4側壁101Dの近くまで延びている。延長配線33aは、その先端が第1配線31の延長配線31aの先端とx方向において互いに揃った位置となるように形成されている。
第3配線33の幅寸法(第3配線33のy方向の寸法)は、発光素子90のy方向の寸法と概ね等しい。より詳細には、発光素子90の第3配線33への実装位置のばらつきを考慮して、第3配線33の幅寸法は、発光素子90のy方向の寸法よりも僅かに大きくなるように設定されている。
第4配線34は、スイッチング素子80のゲート電極83と電気的に接続される配線である。スイッチング素子80のゲート電極83は、ワイヤWによって第4配線34に接続されている。これにより、ゲート電極83と第4配線34とが電気的に接続されている。
第4配線34は、基板主面20sのうち基板側面21かつ基板側面23の近くに形成されている。第4配線34は、第1側壁101Aおよび第3側壁101Cの双方と隣り合う位置に形成されている。第4配線34は、x方向において第2配線32と揃った状態でy方向において第4配線34から離間して配列されている。第4配線34は、y方向において第2配線32と第1側壁101Aとの間に配置されているともいえる。z方向から視た第4配線34の形状は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となる略矩形状である。第4配線34のx方向の寸法は、第2配線32のうちスイッチング素子80が実装されている部分の幅寸法(x方向の寸法)と等しい。
第5配線35は、グランドに接続される配線である。スイッチング素子80のソース電極82は、ワイヤWによって第5配線35に接続されている。これにより、ソース電極82と第5配線35とが電気的に接続されている。
第5配線35は、基板主面20sのうち基板側面21かつ基板側面24の近くに形成されている。第5配線35は、第1側壁101Aおよび第4側壁101Dの双方と隣り合う位置に配置されている。第5配線35は、x方向において第3配線33と揃った状態でy方向において第3配線33から離間して配置されている。y方向から視て、第5配線35は、第1配線31および第3配線33の双方と重なる位置に配置されている。x方向から視て、第5配線35は、第4配線34と重なる位置に配置されている。
z方向から視た第5配線35の形状は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となる略矩形状である。第5配線35は、x方向に延びているともいえる。第5配線35のx方向の寸法は、第3配線33のx方向の寸法と等しい。第5配線35の幅寸法(第5配線35のy方向の寸法)は、第3配線33の幅寸法よりも大きい。
多層基板20の基板主面20sにおいては、第1導電層30と、発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70とによって、発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70を流れる電流の第1電流経路が形成される。第1電流経路は、たとえば、コンデンサ70の第1電極71、第2電極72、スイッチング素子80のドレイン電極81、ソース電極82、ワイヤW、発光素子90のアノード電極91、カソード電極92の順に電流が流れる経路である。
図5に示すように、第2導電層40は、多層基板20内に形成された内層パターンである。本実施形態では、第2導電層40は、「第2配線パターン」に対応している。つまり、両導電層30,40によって、発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70は互いに電気的に接続されている。
第2導電層40は、第1基材20Aの基材裏面20Ar(図4参照)に形成されている。つまり、第2導電層40は、多層基板20において第1導電層30に対して基板裏面20rの側に形成されているともいえる。z方向から視て、第2導電層40は、第1導電層30(図3参照)と重なる位置に設けられている。つまり、第2導電層40は、z方向から視て、第1電流経路と重なるように形成されている。また、第2導電層40は、第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている。
第2導電層40は、第1配線41、第2配線42、第3配線43、および第4配線44を有している。第1~第4配線41~44は、互いに離間して配置されている。本実施形態では、第1配線41は、「裏面側配線」に対応している。
図3および図5に示すように、第1配線41は、第1電流経路に流れる電流の向きとは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成する配線である。また、第1配線41は、第1電流経路と接続される配線である。
第1配線41は、z方向から視て、コンデンサ70の第1電極71および第2電極72の双方と重なる位置に形成された第1配線部41aと、z方向から視て、発光素子90およびスイッチング素子80の双方と重なる位置に形成された第2配線部41bと、y方向において第1配線部41aと第2配線部41bとを繋ぐ第3配線部41cと、を有している。
第1配線部41aは、x方向に延びている。z方向から視て、第1配線部41aは、第1導電層30の第1配線31と、第2配線32のうちx方向から視て第1配線31と重なる部分との双方と重なるように形成されている。第1配線部41aの幅寸法(第1配線部41aのy方向の寸法)は、第1導電層30の第1配線31のy方向の寸法と等しい。このため、第1配線部41aの幅寸法は、コンデンサ70のy方向の寸法と等しい。より詳細には、コンデンサ70の実装位置のずれを考慮して第1配線部41aの幅寸法がコンデンサ70のy方向の寸法よりも僅かに大きい。第1配線部41aの幅寸法とコンデンサ70のy方向の寸法との差がたとえば第1配線部41aの幅寸法の10%以内であれば、第1配線部41aの幅寸法がコンデンサ70のy方向の寸法と等しいといえる。
z方向から視て、第1配線部41aのx方向の両端部は、コンデンサ70からはみ出している。つまり、第1配線部41aのx方向の長さは、コンデンサ70のx方向の長さよりも長い。
第2配線部41bは、x方向に延びている。第2配線部41bは、y方向において第1配線部41aから離間して配置されている。第2配線部41bの幅寸法(第2配線部41bのy方向の寸法)は、第1導電層30の第3配線33の幅寸法(第3配線33のy方向の寸法)と等しい。このため、第2配線部41bの幅寸法は、発光素子90のy方向の寸法と等しい。より詳細には、発光素子90の実装位置のずれを考慮して第2配線部41bの幅寸法が発光素子90のy方向の寸法よりも僅かに大きい。第2配線部41bの幅寸法と発光素子90のy方向の寸法との差がたとえば第2配線部41bの幅寸法の10%以内であれば、第2配線部41bの幅寸法が発光素子90のy方向の寸法と等しいといえる。
本実施形態では、第1配線部41aと第2配線部41bとのy方向の間の距離は、0.1mmよりも大きく0.15mmよりも小さい。つまり、第1配線部41aと第2配線部41bとのy方向の間の距離は、第1配線部41aと第2配線部41bとのy方向の間の距離は、コンデンサ70とスイッチング素子80とのy方向の間の距離、および、コンデンサ70と発光素子90とのy方向の間の距離の双方よりも小さい。本実施形態では、発光素子90のy方向の寸法がコンデンサ70のy方向の寸法よりも小さいため、第2配線部41bの幅寸法は、第1配線部41aの幅寸法よりも小さい。なお、第1配線部41aの幅寸法はコンデンサ70のy方向の寸法に応じて設定され、第2配線部41bの幅寸法は発光素子90のy方向の寸法に応じて設定されるため、発光素子90のy方向の寸法がコンデンサ70のy方向の寸法よりも大きくなる場合、第2配線部41bの幅寸法は第1配線部41aの幅寸法よりも大きくなる。
なお、第1配線部41aと第2配線部41bとのy方向の間の距離は任意に変更可能である。一例では、第1配線部41aと第2配線部41bとのy方向の間の距離は、0.15mmよりも大きくてもよい。つまり、第1配線部41aと第2配線部41bとのy方向の間の距離は、コンデンサ70とスイッチング素子80とのy方向の間の距離、および、コンデンサ70と発光素子90とのy方向の間の距離の双方よりも大きくてもよい。
第2配線部41bのx方向の寸法は、第1配線部41aのx方向の寸法と等しい。第2配線部41bの先端と第1配線41の先端とは、x方向において互いに揃った位置となるように形成されている。
第3配線部41cは、第1配線部41aと第2配線部41bとのy方向の間に配置されている。y方向から視て、第3配線部41cは、第1配線部41aのx方向の両端部のうち基板側面23に近い方の端部および第2配線部41bのx方向の両端部のうち基板側面23に近い方の端部の双方と重なる位置に配置されている。
図3および図5に示すように、z方向から視て、第2配線42は、第1導電層30の第2配線32における延長配線32aと重なる位置に配置されている。つまり、z方向から視て、第3配線43は、スイッチング素子80よりも第1側壁101A(基板側面21)の近くに配置されている。一方、第3配線43は、第4配線44よりも基板側面23の近くに配置されている。第2配線42は、y方向から視て、第1配線41のx方向の両端部のうち基板側面23に近い方の端部と重なる位置に配置されている。
z方向から視て、第3配線43は、第1導電層30の第4配線34と重なる位置に配置されている。z方向から視た第3配線43の形状およびサイズは、z方向から視た第4配線34の形状およびサイズと同じである。y方向から視て、第3配線43は、第2配線42と重なる位置に配置されている。
z方向から視て、第4配線44は、第1導電層30の第5配線35と重なる位置に配置されている。z方向から視た第4配線44の形状およびサイズは、z方向から視た第5配線35の形状およびサイズと同じである。x方向から視て、第4配線44は、第2配線42および第3配線43の双方と重なる位置に配置されている。
図6に示すように、第3導電層50および第4導電層60の双方は、第3基材20Cに形成された配線パターンである。第3基材20Cは、z方向において互いに反対側を向く基材主面20Csおよび基材裏面20Cr(図4参照)を有している。基材裏面20Crは、多層基板20の基板裏面20rを構成している。ここで、基材裏面20Cr(基板裏面20r)は「基板の裏面」に対応している。
図4に示すように、第3導電層50は、第3基材20Cの基材主面20Csに形成されている。第4導電層60は、第3基材20Cの基材裏面20Crに形成されている。第3導電層50は、多層基板20内に形成された内層パターンであるともいえる。
図6に示すように、第3導電層50は、第1配線51、第2配線52、第3配線53、および第4配線54を有している。第1配線51~第4配線54は、互いに離間して配置されている。
図5および図6に示すように、z方向から視て、第1配線51は、第2導電層40の第1配線41と重なる位置であって、第2配線42、第3配線43、および第4配線44と重ならない位置に配置されている。またz方向から視て、第1配線51は、第1配線41の第3配線部41cと重ならない位置に配置されている。第1配線51は、基材主面20Csのうち基板側面22かつ基板側面24の近くに配置されている。z方向から視て、第1配線51は、発光素子90(図3参照)よりも基板側面24の近くに配置されている。z方向から視て、第1配線51は、コンデンサ70の第1電極71(図3参照)と重なる位置に配置されている。
z方向から視た第1配線51の形状は、y方向が長辺方向となり、x方向が短辺方向となる略矩形状である。第1配線51のx方向の両端部のうち基板側面23に近い方の端部は、z方向から視て、コンデンサ70の第1電極71よりも基板側面23の近くに位置している。
z方向から視て、第2配線52は、第2導電層40の第1配線41および第2配線42と重なる位置であって、第3配線43および第4配線44と重ならない位置に配置されている。第2配線52は、基材主面20Csのうち基板側面22かつ基板側面23の近くに配置されている。z方向から視て、第2配線52は、コンデンサ70の第2電極72、スイッチング素子80、および発光素子90(ともに図3参照)と重なる位置に配置されている。一方、z方向から視て、第2配線52は、コンデンサ70の第1電極71と重ならない位置に配置されている。
z方向から視た第2配線52の形状は、y方向が長辺方向となり、x方向が短辺方向となり、窪み部52aを有する略矩形状である。窪み部52aは、第2配線52のx方向の両端部のうち基板側面21に近い方の端部に設けられ、基板側面24から基板側面23に向けて窪んでいる。
図5および図6に示すように、z方向から視て、第3配線53は、第2導電層40の第3配線43と重なる位置に配置されている。z方向から視た第3配線53の形状は、z方向から視た第3配線43の形状と同じである。
図5および図6に示すように、z方向から視て、第4配線54は、第2導電層40の第4配線44と重なる位置に配置されている。z方向から視た第4配線54の形状は、z方向から視た第4配線44の形状と同じである。x方向から視て、第4配線54の一部は、第2配線52の窪み部52aに入り込んでいる。
図7に示すように、第4導電層60は、第1配線61、第2配線62、第3配線63、および第4配線64を有している。図6および図7に示すように、z方向から視て、第1配線61は、第3導電層50の第1配線51と重なる位置に配置されており、第1配線51の形状と同じ形状を有している。z方向から視て、第2配線62は、第3導電層50の第2配線52と重なる位置に配置されており、第2配線52の形状と同じ形状を有している。z方向から視て、第3配線63は、第3導電層50の第3配線53と重なる位置に配置されており、第3配線53の形状と同じ形状を有している。z方向から視て、第4配線64は、第3導電層50の第4配線54と重なる位置に配置されており、第4配線54の形状と同じ形状を有している。第4導電層60の各配線61~64は、多層基板20の外部に露出しており、外部と接続する複数の外部端子として構成されている。このように、半導体発光装置10は、表面実装型のパッケージ構造となる。
図3~図7に示すように、多層基板20は、1つの基材または複数の基材をその厚さ方向に貫通する貫通配線を有している。本実施形態では、第1貫通配線25S,25R、第2貫通配線26、第3貫通配線27S,27R、第4貫通配線28、および第5貫通配線29を有している。第1貫通配線25Sおよび第3貫通配線27Sの双方は、第1基材20Aをz方向に貫通する配線である。第1貫通配線25Sおよび第3貫通配線27Sは、たとえば、第1基材20Aをz方向に貫通する貫通孔に導電体を埋め込むことによって形成されたビアからなる。第1貫通配線25Rおよび第3貫通配線27Rの双方は、第3基材20Cをz方向に貫通するたとえば貫通孔に導電体を埋め込むことによって形成されたビアからなる。各貫通配線26,28,29は、たとえば第1~第3基材20A~20Cを貫通する配線である。各貫通配線26,28,29は、たとえば、第1基材20Aをz方向に貫通する貫通孔に導電体を埋め込むことによって形成されたビアからなる。各貫通配線25S,25R,26,27S,27R,28,29は、Cu、Al等の導電材料からなる。なお、各貫通配線25S,25R,26,27S,27R,28,29は、スルーホールによって形成されていてもよい。
図3および図5に示すように、第1貫通配線25Sおよび第3貫通配線27Sの双方は、第1導電層30の第1配線31および第3配線33と第2導電層40の第1配線41とを接続する配線である。つまり、第1配線31および第3配線33と第1配線41とは、第1貫通配線25Sおよび第3貫通配線27Sによって電気的に接続されている。換言すると、第1貫通配線25Sおよび第3貫通配線27Sを介して第1電流経路と第2電流経路とが電気的に接続されている。
図3および図5に示すように、第1貫通配線25Sは、第1配線31と第1配線41の第1配線部41aとを接続する配線である。図3に示すように、z方向から視て、第1貫通配線25Sは、第1配線31の延長配線31aと重なる位置に配置されている。つまり、z方向から視て、第1貫通配線25Sは、コンデンサ70の第1電極71よりも第4側壁101Dの近くに配置されている。図5に示すように、z方向から視て、第1貫通配線25Sは、第1配線41の第1配線部41aの先端部と重なる位置に配置されている。第1貫通配線25Sは、複数(本実施形態では2個)設けられている。2個の第1貫通配線25Sは、x方向において互いに揃った状態でy方向において互いに離間して配列されている。
図3および図5に示すように、第3貫通配線27Sは、第3配線33と第1配線41の第2配線部41bとを接続する配線である。図3に示すように、z方向から視て、第3貫通配線27Sは、第3配線33の延長配線33aと重なる位置に配置されている。つまり、z方向から視て、第3貫通配線27Sは、発光素子90よりも第4側壁101Dの近くに配置されている。図5に示すように、z方向から視て、第3貫通配線27Sは、第1配線41の第2配線部41bの先端部と重なる位置に配置されている。第3貫通配線27Sは、複数(本実施形態では3個)設けられている。3個の第3貫通配線27Sは、x方向において互いに離間して配列されている。
図6および図7に示すように、第1貫通配線25Rおよび第3貫通配線27Rの双方は、第3導電層50の第1配線51および第4導電層60の第1配線61を接続する配線である。つまり、第1配線51と第1配線61とは、第1貫通配線25Rおよび第3貫通配線27Rによって電気的に接続されている。
本実施形態では、第1貫通配線25Rの配置位置および形状は、第1貫通配線25Sと同様である。第3貫通配線27Rの配置位置および形状は、第3貫通配線27Rと同様である。なお、第1貫通配線25Rおよび第3貫通配線27Rの双方の配置位置、形状、および個数は、z方向から視て、第1配線51と第1配線61との双方と重なる位置にあれば、任意に変更可能である。一例では、第1貫通配線25Rの配置位置、形状、および個数の少なくとも1つは、第1貫通配線25Sと異なっていてもよい。第3貫通配線27Rの配置位置、形状、および個数の少なくとも1つは、第3貫通配線27Sと異なっていてもよい。
図3~図7に示すように、第2貫通配線26は、第1導電層30の第2配線32、第2導電層40の第2配線42、第3導電層50の第2配線52、および第4導電層60の第2配線62を接続する配線である。z方向から視て、第2貫通配線26は、第2配線32の延長配線32aと重なる位置に配置されている。つまり、z方向から視て、第2貫通配線26は、スイッチング素子80よりも基板側面21の近くに配置されている。
図3~図7に示すように、第4貫通配線28は、第1導電層30の第4配線34、第2導電層40の第3配線43、第3導電層50の第3配線53、および第4導電層60の第3配線63を接続する配線である。
図3~図7に示すように、第5貫通配線29は、第1導電層30の第5配線35、第2導電層40の第4配線44、第3導電層50の第4配線54、および第4導電層60の第4配線64を接続する配線である。第5貫通配線29は、複数(本実施形態では10個)設けられている。複数の第5貫通配線29においては、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列された5個の第5貫通配線29の列が、y方向において互いに離間して2列設けられている。
第2貫通配線26を介して第1導電層30の第2配線32と第4導電層60の第2配線62とが接続されているため、第2配線62は、外部電極に接続するための電源端子を構成している。
第4貫通配線28を介して第1導電層30の第4配線34と第4導電層60の第3配線63とが接続されており、スイッチング素子80のゲート電極83がワイヤWを介して第4配線34に接続されているため、第3配線63は、スイッチング素子80を制御するための制御端子を構成している。
第5貫通配線29を介して第1導電層30の第5配線35と第4導電層60の第4配線64とが接続されているため、第4配線64は、グランド端子を構成している。スイッチング素子80のソース電極82がワイヤWによって第5配線35に接続されているため、第4配線64は、スイッチング素子80のソース電極82と接続するソース端子であるともいえる。
このような構成の半導体発光装置10の回路構成について、図8を用いて説明する。図8は、半導体発光装置10を備えたレーザシステムLSの一例を示している。このようなレーザシステムLSの一例は、LIDARである。
図8に示すように、半導体発光装置10は、直流電源である外部電源VSに接続されている。外部電源VSのプラス端子はスイッチング素子80のドレイン電極81およびコンデンサ70の第2電極72に電気的に接続され、マイナス端子はスイッチング素子80のソース電極82に接続されている。つまり、外部電源VSのプラス端子は、電源端子となる第2配線62に電気的に接続されている。外部電源VSのマイナス端子は、グランド端子となる第4配線64に電気的に接続されている。
ソース電極82は、発光素子90のアノード電極91と電気的に接続されている。発光素子90のカソード電極92は、コンデンサ70の第1電極71に電気的に接続されている。
スイッチング素子80のゲート電極83には、ゲートドライバ回路GDが電気的に接続されている。ゲートドライバ回路GDは、スイッチング素子80のゲート電極83にゲート電圧を印加することによってスイッチング素子80のオンオフを制御する回路である。
発光素子90には、保護ダイオードDPが逆並列に接続されている。つまり、発光素子90のアノード電極91には保護ダイオードDPのカソード電極が接続され、発光素子90のカソード電極92には保護ダイオードDPのアノード電極が接続されている。保護ダイオードDPは、半導体発光装置10の外部に設けられた保護素子である。
半導体発光装置10においては、ゲートドライバ回路GDによってスイッチング素子80がオフ状態にされると、外部電源VSによってコンデンサ70が蓄電される。そしてゲートドライバ回路GDによってスイッチング素子80がオン状態にされると、コンデンサ70が放電することによってスイッチング素子80に電流が流れる。これにより、発光素子90はレーザ光を出射する。
(作用)
本実施形態の半導体発光装置10の作用について説明する。なお、図9では、便宜上、第2導電層40の第1配線41を破線で示している。また第1配線41を見えやすくするため、第1配線41の実際の幅寸法よりも若干大きくして第1導電層30と重ならないように示している。また、図9において、電流の流れる向きを示す実線の矢印は第1電流経路を示し、破線の矢印は第2電流経路を示している。
図9に示すように、スイッチング素子80がオンしたとき、コンデンサ70の第1電極71、第2電極72、第1導電層30の第2配線32、スイッチング素子80のドレイン電極81(図4参照)、ソース電極82、ワイヤW、発光素子90のアノード電極91、カソード電極92(図4参照)、および第3配線33の順に電流が流れる第1電流経路が形成される。そして、電流は、第3貫通配線27S、第2導電層40の第1配線41の第2配線部41b、第3配線部41c、および第1配線部41aの順に流れる。つまり、第1基材20Aの基材主面20As側において第1電流経路に沿って電流が流れるとき、第1基材20Aの基材裏面20Ar側では、第1電流経路とは反対方向に電流が流れる。換言すると、第2電流経路に電流が流れる。このため、第1電流経路に沿って流れる電流に起因する磁束と、第2電流経路に流れる電流に起因する磁束とが打ち消し合う。これにより、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループにおけるインダクタンスが低減される。
図10のグラフは、実験例1における発光素子が発光するときに流れる電流の推移と、実験例2における発光素子が発光するときに流れる電流の推移とを示している。実線のグラフは実験例1に対応し、破線のグラフは実験例2に対応している。実験例1としては、本実施形態の半導体発光装置10の構成であり、実験例2としては、多層基板20の基板主面20sにおいてコンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループが形成される半導体発光装置の構成である。
実験例1では、基板主面20s側の第1電流経路における電流の流れと、基材裏面20Arの第2電流経路における電流の流れとが互いに反対方向となるため、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループが第1電流経路と第2電流経路と第1貫通配線25Sと第3貫通配線27Sとの合計となる。
実験例2では、基板主面20sにおいて上記の電流のループが形成されるため、このループは、第1電流経路に、発光素子90とコンデンサ70の第1電極71との間の距離との合計に概ね等しくなる。
このように、実験例1における上記ループの長さは、実験例2における上記ループの長さよりも長くなる。
しかし、図10に示すように、実験例1において発光素子90に電流が供給されてから発光素子90に供給される電流の大きさが閾値TXに達するまでの時間は、実験例2において発光素子90に電流が供給されてから発光素子90に供給される電流の大きさが閾値TXに達するまでの時間よりも短くなる。つまり、半導体発光装置におけるインダクタンスの低減には、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループの長さを短くするよりも、ループにおいて発生する磁束を低減することのほうが効果が高いことが分かる。
この結果から半導体発光装置10がLIDARに適用された場合に、LIDARの出力波形の立ち上がり速度が速くなり、出力波形を矩形波に近づけることができる。したがって、LIDARによる対象物までの距離の測定精度を向上させることができる。
(効果)
本実施形態の半導体発光装置10によれば、以下の効果が得られる。
(1-1)半導体発光装置10は、基板主面20sと、基板主面20sとは反対側を向く基板裏面20rと、基板主面20sに形成された第1導電層30と、第1導電層30に対して基板裏面20rの側に形成された第2導電層40と、を有する多層基板20と、第1導電層30によって互いに電気的に接続された発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70と、を備えている。z方向から視て、コンデンサ70およびスイッチング素子80はy方向に配列されており、スイッチング素子80および発光素子90はx方向に配列されている。第1配線41は、z方向から視て、基板主面20sにおける発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70を流れる電流の第1電流経路に対して、z方向から視て第1電流経路と重なり、第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている。
この構成によれば、第1電流経路を流れる電流によって発生する磁束と、第2電流経路を流れる電流によって発生する磁束とが互いに打ち消し合うため、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループに起因するインダクタンスを低減できる。
(1-2)z方向から視て、第2導電層40の第1配線41の第1配線部41aは、コンデンサ70の全体と重なるように形成されており、第2配線部41bは、スイッチング素子80および発光素子90の双方の全体と重なるように形成されている。
この構成によれば、z方向から視て、コンデンサ70の一部が第1配線部41aからずれて配置される構成と、スイッチング素子80および発光素子90の双方の一部が第2配線部41bからずれて配置される構成との少なくとも一方と比較して、第1電流経路を流れる電流によって発生する磁束と、第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を流れる電流によって発生する磁束とがz方向において対向する領域が増加する。このため、第1電流経路を流れる電流によって発生する磁束と、第2電流経路を流れる電流によって発生する磁束とが互いに打ち消し合う効果を高めることができる。したがって、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループに起因するインダクタンスを一層低減できる。
(1-3)z方向から視て、第2導電層40の第1配線41の第2配線部41bのy方向の寸法は、第1導電層30の第3配線33のy方向の寸法と等しく、第1配線41の第1配線部41aのy方向の寸法は、コンデンサ70のy方向の寸法と等しい。
この構成によれば、たとえば第2配線部41bのy方向の寸法が第3配線33のy方向の寸法と異なる構成と、第1配線部41aのy方向の寸法がコンデンサ70のy方向の寸法と異なる構成との少なくとも一方と比較して、第1電流経路を流れる電流によって発生する磁束と、第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を流れる電流によって発生する磁束とがz方向において重ならない領域が減少する。このため、第1電流経路を流れる電流によって発生する磁束と、第2電流経路を流れる電流によって発生する磁束とのうち互いに打ち消し合わない磁束を低減できる。したがって、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループに起因するインダクタンスを一層低減できる。
(1-4)多層基板20は、第1~第3基材20A~20Cと、第1~第4導電層30,40,50,60とを有している。多層基板20の基板主面20sを構成する第1基材20Aは、基板主面20sを構成する基材主面20Asと、基材主面20Asとは反対側を向く基材裏面20Arと、を有している。配線パターンを構成する第2導電層40の第1配線41は、基材裏面20Arに形成されている。
この構成によれば、z方向において、第1電流経路を流れる電流と第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を流れる電流とを近づけることができる。これにより、第1電流経路を流れる電流によって発生する磁束と、第2電流経路を流れる電流によって発生する磁束とが互いに打ち消し合う効果を高めることができる。したがって、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループに起因するインダクタンスを一層低減できる。
(1-5)半導体発光装置10は、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を囲う側壁101と、側壁101上に設けられ、z方向から視て発光素子90と重なる位置に配置された透光板102と、を有するケース100を備えている。発光素子90は、z方向において多層基板20から離れるにつれて広がるように光を放射する。z方向から視て、透光板102と多層基板20との間の発光領域が側壁101よりも内方に形成されるように、発光素子90が多層基板20に実装されている。
この構成によれば、発光素子90から透光板102に向けて出射する光が側壁101に干渉しないため、発光素子90から透光板102に向けて出射する光の全てが透光板102を通過する。したがって、z方向から視て、発光素子90の発光領域が狭くなることを抑制できる。
(1-6)スイッチング素子80および発光素子90は、y方向において互いに離間して配列されている。発光素子90は、スイッチング素子80に対して多層基板20のx方向の中央寄りに配置されている。
この構成によれば、発光素子90から透光板102に向けて出射する光が側壁101により確実に干渉しなくなる。したがって、z方向から視て、発光素子90の発光領域が狭くなることを抑制できる。
(1-7)コンデンサ70のx方向の寸法は、スイッチング素子80のx方向の寸法と発光素子90のx方向の寸法との合計よりも大きい。スイッチング素子80および発光素子90は、y方向において互いに離間して配列されており、コンデンサ70に対してx方向において離間して配列されている。
この構成によれば、y方向において、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90が一列に並べて配置された構成と比較して、多層基板20の小型化を図ることができる。
[第2実施形態]
図11および図12を参照して、第2実施形態の半導体発光装置10について説明する。本実施形態の半導体発光装置10は、第1実施形態の半導体発光装置10と比較して、スイッチング素子80および発光素子90の配置位置と、多層基板20の複数の導電層の形状とが異なる。以降の説明においては、第1実施形態の半導体発光装置10と共通する構成要素には共通の符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、多層基板20の複数の導電層を第1導電層30A、第2導電層40A、第3導電層50、および第4導電層60として説明する。
図11に示すように、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90は、y方向に配列されている。ここで、本実施形態においてもy方向が「第1方向」に対応している。
コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90は、y方向から視て、少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されている。つまり、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90が、y方向から視て、少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されていれば、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90がy方向に配列されているといえる。本実施形態では、y方向から視て、発光素子90の一部およびスイッチング素子80の一部はそれぞれ、コンデンサ70からx方向にはみ出している。y方向から視て、スイッチング素子80は、その全体が発光素子90と重なる位置に配置されている。
なお、y方向から視て、スイッチング素子80は、その一部が発光素子90からはみ出すように配置されていてもよい。つまり、スイッチング素子80と発光素子90との双方が、y方向から視て、少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されていればよい。
コンデンサ70は、第1実施形態と同様に配置されている。すなわち、z方向から視て、コンデンサ70は、その長手方向がx方向に沿い、その短手方向がy方向に沿うように配置されている。コンデンサ70の第1電極71および第2電極72は、x方向において互いに離間して配列されている。本実施形態では、コンデンサ70の第1電極71が第3側壁101Cとx方向に隣り合い、第2電極72が第4側壁101Dとx方向に隣り合うように配置されている。
発光素子90は、y方向において、スイッチング素子80よりもコンデンサ70の近くに配置されている。つまり、発光素子90は、コンデンサ70とスイッチング素子80とのy方向の間に配置されている。y方向から視て、発光素子90は、コンデンサ70の第1電極71と重なる位置に配置されている。
z方向から視て、発光素子90は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となるように配置されている。発光素子90の発光素子主面90sに形成されたアノード電極91は、発光素子主面90sのx方向の両端部のうち第3側壁101Cに近い方の端部に設けられている。本実施形態では、アノード電極91は、コンデンサ70の第1電極71よりも第3側壁101Cの近くに配置されている。
スイッチング素子80は、x方向において発光素子90に対して第3側壁101C寄りに配置されている。より詳細には、スイッチング素子80は、そのx方向の中心が発光素子90のx方向の中心よりも第3側壁101Cの近くとなるように配置されている。本実施形態では、スイッチング素子80のx方向の両端部のうち第3側壁101Cに近い方の端部と、発光素子90のx方向の両端部のうち第3側壁101Cに近い方の端部とが、互いに揃った位置に配置されている。
図11および図12に示すように、本実施形態の多層基板20は、第1実施形態の多層基板20と比較して、第1導電層および第2導電層の構成が異なる。以下の説明においては、第1導電層を「第1導電層30A」とし、第2導電層を「第2導電層40A」として説明する。なお、第3導電層50および第4導電層60については、第1実施形態から各配線の形状の変更はあるものの、第1実施形態の構成と概ね同じであるため、その説明を省略する。
図11に示すように、多層基板20の第1導電層30Aは、第1配線31A、第2配線32A、第3配線33A、第4配線34A、および第5配線35Aを有している。ここで、本実施形態では、第1導電層30Aは「第1配線パターン」に対応している。また、第1配線31Aは「第1表面側配線」に対応し、第2配線32Aは「第2表面側配線」に対応し、第3配線33Aは「第3表面側配線」に対応している。
第1配線31Aは、コンデンサ70の第2電極72が実装される配線である。第2電極72は、導電性接合材によって第1配線31Aに接合されている。これにより、第2電極72と第1配線31Aとが電気的に接続されている。z方向から視て、第1配線31Aの配置位置および形状は、第1実施形態の第1配線31と同様である。つまり、第1配線31Aは、延長配線31Aaを有している。
第2配線32Aは、コンデンサ70の第1電極71および発光素子90の双方が実装される配線である。コンデンサ70の第1電極71および発光素子90の発光素子裏面90r(図11では図示略)はそれぞれ、導電性接合材によって第2配線32Aに接合されている。これにより、コンデンサ70の第1電極71および発光素子90のカソード電極92(図11では図示略)の双方と第2配線32Aとが電気的に接続されている。
z方向から視た第2配線32Aの形状は、略L字状である。第2配線32Aのy方向の両端部のうち第2側壁101Bに近い方の端部にはコンデンサ70の第1電極71が実装されており、第1側壁101Aに近い方の端部には発光素子90が実装されている。第2配線32Aのy方向の両端部のうち第1側壁101Aに近い方の端部のx方向の寸法は、第2側壁101Bに近い方の端部のx方向の寸法よりも大きい。つまり、第2配線32Aのy方向の両端部のうち第1側壁101Aに近い方の端部のx方向の寸法は、発光素子90を実装するための第2配線32Aの他の部分のx方向の寸法よりも大きい。本実施形態では、多層基板20は、第2貫通配線26を有していない。
第3配線33Aは、スイッチング素子80が実装される配線である。スイッチング素子80のスイッチング素子裏面80rは、導電性接合材によって第3配線33Aに接合されている。これにより、スイッチング素子80のドレイン電極81と第3配線33Aとが電気的に接続されている。
第3配線33Aは、第2配線32Aよりも第1側壁101Aの近くに配置されている。第3配線33Aは、y方向において第2配線32Aと第4配線34Aとの間に配置されている。
z方向から視た第3配線33Aの形状は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となる略矩形状である。第3配線33Aは、x方向に延びているともいえる。スイッチング素子80は、第3配線33Aのx方向の両端部のうち第3側壁101Cに近い方の端部に配置されている。換言すると、第3配線33Aは、z方向から視て、スイッチング素子80から第4側壁101Dに向けてx方向に沿って延びる延長配線33Aaを有している。y方向から視て、延長配線33Aaは、x方向において発光素子90と揃うように形成されている。第3貫通配線27は、z方向から視て、延長配線33Aaと重なる位置に配置されている。
第4配線34Aは、スイッチング素子80のゲート電極83と電気的に接続される配線である。スイッチング素子80のゲート電極83は、ワイヤWによって第4配線34Aに接続されている。これにより、ゲート電極83と第4配線34Aとが電気的に接続されている。z方向から視て、第4配線34Aの配置位置および形状は、第1実施形態の第4配線34と同様である。第1実施形態と同様に、第4貫通配線28は、z方向から視て、第4配線34Aと重なる位置に配置されている。
第5配線35Aは、グランドに接続される配線である。スイッチング素子80のソース電極82は、ワイヤWによって第5配線35Aに接続されている。これにより、ソース電極82と第5配線35Aとが電気的に接続されている。
第5配線35Aは、基板主面20sのうち基板側面21かつ基板側面24の近くに形成されている。第5配線35Aは、第1側壁101Aおよび第4側壁101Dの双方と隣り合う位置に配置されている。y方向から視て、第5配線35Aは、第1配線31A、第2配線32Aおよび第3配線33Aと重なる位置に配置されている。x方向から視て、第5配線35Aは、第3配線33Aおよび第4配線34Aの双方と重なる位置に配置されている。
z方向から視た第5配線35Aの形状は、窪み部35Aaを有し、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となる略矩形状である。窪み部35Aaは、第5配線35Aのx方向の両端部のうち第3側壁101Cに近い方の端部に形成されている。第3配線33Aは、窪み部35Aaに入り込んでいる。第5配線35Aのx方向の寸法は、第3配線33Aのx方向の寸法よりも大きい。第5配線35Aの幅寸法(第5配線35Aのy方向の寸法)は、第3配線33Aの幅寸法(第3配線33Aのy方向の寸法)よりも大きい。第1実施形態と同様に、複数の第5貫通配線29は、z方向から視て、第5配線35Aと重なる位置に配置されている。
多層基板20の基板主面20sにおいては、第1導電層30Aと、発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70とによって、発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70を流れる第1電流経路が形成される。第1電流経路は、たとえば、コンデンサ70の第1電極71、第2配線32A、スイッチング素子80のドレイン電極81、ソース電極82、ワイヤW、発光素子90のアノード電極91、カソード電極92、および第3配線33Aの順に電流が流れる経路である。
図12に示すように、第2導電層40Aは、多層基板20内に形成された内層パターンである。ここで、本実施形態では、第2導電層40Aは、「第2配線パターン」に対応している。つまり、両導電層30A,40Aによって、発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70は互いに電気的に接続されている。
第2導電層40Aは、第1基材20Aの基材裏面20Arに形成されている。z方向から視て、第2導電層40Aは、第1電流経路と重なり、第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている。
第2導電層40Aは、第1配線41A、第2配線42A、および第3配線43Aを有している。第1~第3配線41A~43Aは、互いに離間して配置されている。第1配線41Aは、「裏面側配線」に対応している。
z方向から視て、第1配線41Aは、第1電流経路と重なる位置に設けられた配線であり、第1導電層30Aの第1配線31Aおよび第3配線33Aの双方と電気的に接続されている。第1配線41Aは、第2電流経路を形成する配線である。第1配線41Aは、第1貫通配線25Sによって第1配線31Aと接続され、第3貫通配線27によって第3配線33Aと接続されている。ここで、第3貫通配線27は、多層基板20をz方向に貫通する配線である。つまり、第3貫通配線27は、第1導電層30Aの第3配線33、第2導電層40Aの第1配線41A、第3導電層50の第2配線52、および第4導電層60の第2配線62に接続されている。
図11および図12に示すとおり、z方向から視て、第1配線41Aは、第1導電層30Aの第1配線31A、第2配線32A、および第3配線33Aと重なる位置に設けられている。なお、第1配線31A、第2配線32A、および第3配線33Aは、第1導電層30Aのうち第1電流経路を構成する配線である。
第1配線41Aは、z方向から視て、コンデンサ70の第1電極71および第2電極72の双方と重なる第1配線部41Aaと、z方向から視て、発光素子90およびスイッチング素子80の双方と重なる第2配線部41Abと、を有している。
第1配線部41Aaは、x方向に延びている。第1配線部41Aaの幅寸法(第1配線部41Aaのy方向の寸法)は、第1導電層30Aの第1配線31Aの幅寸法(第1配線31Aのy方向の寸法)と等しい。また、第1配線部41Aaの幅寸法は、コンデンサ70のy方向の寸法と等しい。第1実施形態と同様に、コンデンサ70の実装位置のずれを考慮して第1配線部41Aaの幅寸法をコンデンサ70のy方向の寸法よりも僅かに大きくした場合も第1配線部41Aaの幅寸法(第1配線部41Aaのy方向の寸法)がコンデンサ70のy方向の寸法と等しいといえる。
z方向から視て、第1配線部41Aaのx方向の両端部は、コンデンサ70からはみ出している。つまり、第1配線部41Aaのx方向の長さは、コンデンサ70のx方向の長さよりも長い。第1配線部41Aaは、z方向から視て、第1配線31Aと重なる位置まで延びている。第1配線部41Aaのうちz方向から視て第1配線31Aと重なる部分は、第1貫通配線25Sを介して第1配線31Aと接続されている。
第2配線部41Abは、第1配線部41Aaのx方向の両端部のうち基板側面23に近い方の端部からy方向に延びている。第2配線部41Abは、第1配線部41Aaから基板側面21に向けて延びている。第2配線部41Abは、第3貫通配線27が接続されている。つまり、第2配線部41Abは、第3貫通配線27を介して第1導電層30Aの第3配線33Aと接続されている。本実施形態では、第3貫通配線27は、多層基板20をz方向に貫通した配線である。第3貫通配線27は、たとえば多層基板20をz方向に貫通した貫通孔に導電体を埋め込んで形成されたビアからなる。なお、第3貫通配線27は、スルーホールによって形成されていてもよい。
第3貫通配線27は、第1導電層30の第3配線33、第2導電層40の第1配線41、第3導電層50の第2配線52、および第4導電層60の第2配線62と接続されている。これにより、第3配線33、第1配線41、第2配線52、および第2配線62が電気的に接続されている。
z方向から視て、スイッチング素子80と重ならない位置に第3貫通配線27を設けるため、第2配線部41Abのy方向の両端部のうち基板側面21に近い方の端部のx方向の寸法は、第2配線部41Abの他の部分のx方向の寸法よりも大きい。第2配線部41Abの他の部分のx方向の寸法は、スイッチング素子80のx方向の寸法と概ね等しい。
z方向から視て、第2配線42Aは、第1導電層30Aの第4配線34Aと重なる位置に配置されている。z方向から視た第2配線42Aの形状およびサイズは、z方向から視た第4配線34Aの形状およびサイズと同じである。第2配線42Aは、第4貫通配線28によって第4配線34Aと接続されている。
第4貫通配線28は、多層基板20をz方向に貫通しているため、第1導電層30Aの第4配線34A、第2導電層40Aの第2配線42A、第3導電層50の第3配線53、および第4導電層60の第3配線63を接続する配線である。これにより、第4配線34A、第2配線42A、第3配線53、および第3配線63が電気的に接続されている。
z方向から視て、第3配線43Aは、第1導電層30Aの第5配線35Aと重なる位置に配置されている。z方向から視た第3配線43Aの形状およびサイズは、z方向から視た第5配線35Aの形状およびサイズと同じである。
第5貫通配線29は、多層基板20をz方向に貫通しているため、第1導電層30Aの第5配線35A、第2導電層40Aの第3配線43A、第3導電層50の第4配線54、および第4導電層60の第4配線64を接続する配線である。これにより、第5配線35A、第3配線43A、第4配線54、および第4配線64が電気的に接続されている。
このような構成の半導体発光装置10によれば、スイッチング素子80がオンしたとき、コンデンサ70の第1電極71、第1導電層30Aの第2配線32A、スイッチング素子80のドレイン電極81(図示略)、ソース電極82、ワイヤW、発光素子90のアノード電極91、カソード電極92(図示略)、および第3配線33Aの順に電流が流れる第1電流経路を形成する。そして、第1電流経路を流れた電流は、第3貫通配線27、第2導電層40Aの第1配線41Aの第2配線部41Abおよび第1配線部41Aaの順に流れる。つまり、第1電流経路に電流が流れるとき、同様の経路であって反対方向を向く電流の第2電流経路に電流が流れる。このため、第1電流経路に流れる電流に起因する磁束と、第2電流経路に流れる電流に起因する磁束とが打ち消し合う。これにより、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループにおけるインダクタンスが低減される。
(効果)
本実施形態の半導体発光装置10によれば、第1実施形態の(1-2)~(1-5)の効果に加え、以下の効果が得られる。
(2-1)半導体発光装置10は、基板主面20sと、基板主面20sとは反対側を向く基板裏面20rと、基板主面20sに形成された第1導電層30Aと、第1導電層30Aに対して基板裏面20rの側に形成された第2導電層40Aと、を有する多層基板20と、第1導電層30Aによって互いに電気的に接続された発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70と、を備えている。z方向から視て、コンデンサ70は、長手方向および短手方向を有する形状である。コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90は、z方向から視て、長手方向と直交する第1方向であるy方向に配列されている。第2導電層40Aは、基板主面20sにおける発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70を流れる第1電流経路に対して、z方向から視て第1電流経路と重なり、第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている。
この構成によれば、第1電流経路を流れる電流によって発生する磁束と、第2電流経路を流れる電流によって発生する磁束とが互いに打ち消し合うため、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を流れる電流のループに起因するインダクタンスを低減できる。
(2-2)発光素子90は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となるように配置されている。
この構成によれば、コンデンサ70からスイッチング素子80までの部品配置領域のy方向のサイズを小さくできる。一方、発光素子90のx方向の寸法は、コンデンサ70のx方向の寸法よりも小さいため、x方向にはデッドスペースが形成されてしまう。このデッドスペースのy方向のサイズを小さくすることによって、多層基板20の大型化を抑制できる。
[第3実施形態]
図13および図14を参照して、第3実施形態の半導体発光装置10について説明する。本実施形態の半導体発光装置10は、第1実施形態の半導体発光装置10と比較して、保護ダイオード110が追加された点が異なる。以降の説明においては、第1実施形態の半導体発光装置10と共通する構成要素には共通の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
保護ダイオード110は、第1実施形態の保護ダイオードDP(図8参照)に対応する素子であり、半導体発光装置10に内蔵されている。より詳細には、図13に示すように、保護ダイオード110は、多層基板20の基板主面20sに搭載されている。保護ダイオード110は、たとえばファーストリカバリーダイオードであり、チップ部品として構成されている。保護ダイオード110は、矩形平板状に形成されている。保護ダイオード110は、z方向において互いに反対側を向くダイオード主面110sおよびダイオード裏面(図示略)を有している。保護ダイオード110は、ダイオード主面110sが多層基板20の基板主面20sと同じ側を向くように基板主面20sに実装されている。
保護ダイオード110は、アノード電極111およびカソード電極112(図14参照)を備えている。アノード電極111はダイオード主面110sに形成されており、カソード電極112はダイオード裏面に形成されている。
z方向から視て、保護ダイオード110は、第5配線35に実装されている。保護ダイオード110のダイオード裏面は、導電性接合材によって第5配線35に接合されている。これにより、保護ダイオード110のカソード電極112と第5配線35とが電気的に接続されている。
アノード電極111は、ワイヤWによって第3配線33に接続されている。これにより、アノード電極111と第3配線33とが電気的に接続されている。
保護ダイオード110は、x方向において、発光素子90よりも第4側壁101Dの近くに配置され、y方向において、発光素子90よりも第1側壁101Aの近くに配置されている。y方向から視て、保護ダイオード110は、その一部がコンデンサ70の第1電極71と重なる位置に配置されている。本実施形態では、保護ダイオード110のx方向の一部は、コンデンサ70の第1電極71に対して第4側壁101Dに向けてはみ出している。
図14に示すように、保護ダイオード110は、発光素子90に対して逆並列に接続されている。保護ダイオード110のカソード電極112は、スイッチング素子80のソース電極82と電気的に接続されている。保護ダイオード110のアノード電極111は、コンデンサ70の第1電極71と電気的に接続されている。
(効果)
本実施形態の半導体発光装置10によれば、第1実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
(3-1)半導体発光装置10は、保護ダイオード110を備えている。保護ダイオード110は、発光素子90に対して逆並列に接続されている。
この構成によれば、発光素子90に対して過大な逆方向電圧が印加されることを抑制できる。
[第4実施形態]
図15および図16を参照して、第4実施形態の半導体発光装置10について説明する。本実施形態の半導体発光装置10は、第2実施形態の半導体発光装置10と比較して、スイッチング素子80および発光素子90の配置位置と、多層基板20の複数の導電層の形状とが異なる。以降の説明においては、第2実施形態の半導体発光装置10と共通する構成要素には共通の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図15に示すように、スイッチング素子80および発光素子90は、x方向においてコンデンサ70の第1電極71よりも第2電極72寄りに配置されている。本実施形態では、スイッチング素子80および発光素子90の双方は、コンデンサ70の第1電極71と第2電極72とのx方向の間に配置されている。本実施形態では、y方向から視て、スイッチング素子80は、その全体が発光素子90と重なるように配置されている。
発光素子90は、第2実施形態と同様に、y方向においてスイッチング素子80よりもコンデンサ70の近くに配置されている。換言すると、発光素子90は、コンデンサ70とスイッチング素子80とのy方向の間に配置されている。
図15および図16に示すように、多層基板20は、第1実施形態の多層基板20と比較して、第1導電層および第2導電層の構成が異なる。以下の説明においては、第1導電層を「第1導電層30B」とし、第2導電層を「第2導電層40B」として説明する。なお、第3導電層50および第4導電層60については、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
図15に示すように、第1導電層30Bは、第1配線31B、第2配線32B、第3配線33B、第4配線34B、および第5配線35Bを有する。第1配線31Bおよび第4配線34Bは、第2実施形態の第1配線31Aおよび第4配線34Aと同様である。ここで、本実施形態では、第1導電層30Bは「第1配線パターン」に対応している。また、第1配線31Bは「第1表面側配線」に対応し、第2配線32Bは「第2表面側配線」に対応し、第3配線33Bは「第3表面側配線」に対応している。
本実施形態では、第2実施形態と比較して、スイッチング素子80および発光素子90の双方がx方向において第4側壁101Dに向けて移動したことにともない、第1導電層30の第2配線32Bおよび第4配線34Bの形状が第2実施形態の第2配線32Aおよび第4配線34Aと異なる。また、第4配線34Bの形状が変更されたことにともない、第5配線35Bの形状が第2実施形態の第5配線35Aの形状と異なる。
より詳細には、第2配線32Bのy方向の両端部のうち第3配線33Bに近い方の端部のx方向の寸法は、第2実施形態の第2配線32Aのy方向の両端部のうち第3配線33Aに近い方の端部のx方向の寸法よりも大きい。
第3配線33Bのx方向の寸法は、第2実施形態の第3配線33Aのx方向の寸法よりも大きい。
第5配線35Bは、窪み部35Baを有している。窪み部35Baのx方向の寸法は、第2実施形態の第5配線35Aの窪み部35Aaのx方向の寸法よりも大きい。第2実施形態と同様に、窪み部35Baには、第3配線33Bが入り込んでいる。また、z方向から視て、窪み部35Ba内には、スイッチング素子80が配置されている。
図16に示すように、第2導電層40Bは、第1配線41B、第2配線42B、および第3配線43Bを有する。第2配線42Bは、第2実施形態の第2配線42Aと同様である。ここで、第2導電層40Bは「第2配線パターン」に対応し、第1配線41Bは「裏面側配線」に対応している。つまり、両導電層30B,40Bによって、発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70は互いに電気的に接続されている。
第1配線41Bは、z方向から視て、コンデンサ70、スイッチング素子80、及び発光素子90と重なるように形成されている。つまり、第1配線41Bは、z方向から視て、第1電流経路と重なる位置に設けられている。
第1配線41Bは、第1配線部41Ba、第2配線部41Bb、および第3配線部41Bcを有する。
図15および図16に示すように、第1配線部41Baは、z方向から視て、第1導電層30Bの第1配線31Bと、コンデンサ70と、第2配線32Bのうちコンデンサ70の第1電極71が実装される部分との双方と重なるように形成されている。
第1配線部41Baは、x方向に延びている。第1配線部41Baの幅寸法(第1配線部41Baのy方向の寸法)は、第1導電層30Bの第1配線31Bの幅寸法(第1配線31Bのy方向の寸法)と等しい。また、第1配線部41Baの幅寸法は、コンデンサ70のy方向の寸法と等しい。第1実施形態と同様に、コンデンサ70の実装位置のずれを考慮して第1配線部41Baの幅寸法をコンデンサ70のy方向の寸法よりも僅かに大きくした場合も第1配線部41Baの幅寸法(第1配線部41Baのy方向の寸法)がコンデンサ70のy方向の寸法と等しいといえる。
z方向から視て、第1配線部41Baのx方向の両端部は、コンデンサ70からはみ出している。つまり、第1配線部41Baのx方向の長さは、コンデンサ70のx方向の長さよりも長い。第1配線部41Baは、z方向から視て、第1配線31Bと重なる位置まで延びている。第1配線部41Baのうちz方向から視て第1配線31Bと重なる部分は、第1貫通配線25Sを介して第1配線31Aと接続されている。
第2配線部41Bbは、z方向から視て、第1導電層30Bの第2配線32Bおよび発光素子90と重なるように形成されている。z方向から視て、第2配線部41Bbは、発光素子90と、第2配線32Bのうち発光素子90が実装される部分との双方と重なるように形成されている。本実施形態では、第2配線部41Bbの先端部は、発光素子90のx方向の両端部のうち第4側壁101Dに近い方の端部よりも第3側壁101Cの近くに位置している。つまり、z方向から視て、発光素子90の一部は、第2配線部41Bbからx方向にはみ出している。
第3配線部41Bcは、z方向から視て、スイッチング素子80、および第3配線33Aのうちスイッチング素子80が実装される部分と重なるように形成されている。z方向から視て、第3配線部41Bcは、スイッチング素子80および第3配線33Bの双方と重なるように形成されている。本実施形態では、第3配線33Bのうち第3貫通配線27が形成される部分よりも第3側壁101Cの近くの部分は、z方向から視て、第3配線部41Bcからはみ出している。
図15および図16に示すように、第2配線42Bは、第1導電層30Bの第4配線34Bと重なる位置に配置されている。z方向から視た第2配線42Bの形状は、z方向から視た第4配線34Bの形状と同様である。第2配線42Bは、第4貫通配線28によって第3配線43Bと接続されている。
第3配線43Bは、z方向において、第1導電層30Bの第5配線35Bと重なる位置に配置されている。z方向から視た第3配線43Bの形状は、z方向から視た第5配線35Bの形状と同様である。第3配線43Bは、第5貫通配線29によって第5配線35Bと接続されている。
(効果)
本実施形態の半導体発光装置10によれば、第2実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
(4-1)発光素子90は、多層基板20のx方向およびy方向の中央寄りに配置されている。
この構成によれば、発光素子90が側壁101に隣り合う位置に配置された場合と比較して、発光素子90から透光板102に向けて出射する光が側壁101に干渉しなくなる。したがって、z方向から視て、発光素子90の発光領域が狭くなることを抑制できる。
[第5実施形態]
図17~図20を参照して、第5実施形態の半導体発光装置10について説明する。本実施形態の半導体発光装置10は、第4実施形態の半導体発光装置10と比較して、多層基板20の複数の導電層の形状が異なる。以降の説明においては、第1実施形態の半導体発光装置10と共通する構成要素には共通の符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、複数の導電層を、「第1導電層30C」、「第2導電層40C」、「第3導電層50C」、および「第4導電層60C」とする。
図17に示すように、第1導電層30Cは、第1実施形態の第1導電層30に対応する導電層であり、第1配線31C、第2配線32C、第3配線33C、第4配線34C、および第5配線35Cを有している。つまり、本実施形態では、第1導電層30Cは「第1配線パターン」に対応している。また、第1配線31Cは「第1表面側配線」に対応し、第2配線32Cは「第2表面側配線」に対応し、第3配線33Cは「第3表面側配線」に対応している。
第1配線31Cの配置位置および形状は第1導電層30の第1配線31と同じである。第3配線33Cの配置位置および形状は第1導電層30の第3配線33と同じである。また、第1配線31Cおよび第2配線32Cに対するコンデンサ70の配置態様、第2配線32Cに対するスイッチング素子80の配置態様、および第3配線33Cに対する発光素子90の配置態様のそれぞれは、第1実施形態と同様である。
第2配線32Cの配置位置は、第1導電層30の第2配線32の配置位置と同じである。第2配線32Cのy方向の寸法は、第1導電層30の第2配線32のy方向の寸法よりも大きい。第2配線32Cは、そのy方向の両端部は、第1側壁101Aおよび第2側壁101Bに隣り合うように形成されている。
第4配線34Cは、x方向において第3側壁101Cから離間して配置されている。第4配線34Cは、第2配線32Cと第5配線35Cとのx方向の間に配置されている。第4配線34Cは、y方向において第1側壁101Aと隣り合う位置に配置されている。y方向から視て、第4配線34Cは、第3配線33Cと重なる位置に配置されている。
第4配線34Cは、第1実施形態と同様に、スイッチング素子80のゲート電極83がワイヤWを介して接続されている。つまり、スイッチング素子80のゲート電極83と第4配線34Cとが電気的に接続されている。
第5配線35Cの配置位置は、第1導電層30の第5配線35の配置位置と同じである。一方、第5配線35Cは、窪み部35Caを有している。窪み部35Caは、第5配線35Cのx方向の両端部のうち第2配線32Cに近い方の端部に形成されている。窪み部35Caには、第4配線34Cが配置されている。第5配線35Cのx方向の両端部のうち第2配線32Cに近い方の端部は、第3配線33Cと第4配線34Cとの間に位置している。
第5配線35Cは、第1実施形態と同様に、スイッチング素子80のソース電極82がワイヤWを介して接続されている。ソース電極82に接続されたワイヤWは、第5配線35Cのx方向の両端部のうち第2配線32Cに近い方の端部に接続されている。つまり、スイッチング素子80のソース電極82と第5配線35Cとが電気的に接続されている。
図18に示すように、第2導電層40Cは、第1実施形態の第2導電層40に対応する導電層であり、第1配線41C、第2配線42C、第3配線43C、および第4配線44Cを有している。つまり、第2導電層40Cは「第2配線パターン」に対応し、第1配線41Cは「裏面側配線」に対応している。つまり、両導電層30C,40Cによって、発光素子90、スイッチング素子80、およびコンデンサ70は互いに電気的に接続されている。
第1配線41Cは、第1実施形態の第2導電層40の第1配線41と同様に、第1配線部41Ca、第2配線部41Cb、および第3配線部41Ccを有している。第1配線部41Caおよび第3配線部41Ccの配置位置および形状は、第1実施形態の第1配線41の第1配線部41aおよび第3配線部41cと同様である。第2配線部41Cbの配置位置は第1実施形態の第1配線41の第2配線部41bの配置位置と同様である一方、第2配線部41Cbの形状は第1実施形態の第2配線部41bの形状とは異なる。具体的には、第2配線部41Cbのx方向の寸法は、第1実施形態の第2配線部41bのx方向の寸法よりも小さい。すなわち、第2配線部41Cbの先端部は、第4側壁101Dから離間した位置に形成されている。
第2配線42Cは、第1基材20Aの基材裏面20Arのうち基板側面21かつ基板側面23の近くに配置されている。第2配線42Cは、第1配線41Cの第2配線部41Cbからy方向に離間して配置されている。図17および図18に示すように、z方向から視て、第2配線42Cは、第1導電層30Cの第2配線32Cのy方向の両端部のうち第1側壁101Aに近い方の端部と重なる位置に配置されている。
第3配線43Cは、第2配線42Cと第4配線44Cとのx方向の間に配置されている。第3配線43Cは、y方向において第2配線42Cと互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されている。図17および図18に示すように、z方向から視て、第3配線43Cは、第1導電層30Cの第4配線34Cと重なる位置に配置されている。
第4配線44Cは、第1基材20Aの基材裏面20Arのうち基板側面21かつ基板側面24の近くに配置されている。第4配線44Cは、x方向において、第3配線43Cと基板側面24との間に配置されている。つまり、第4配線44Cは、y方向から視て、第3配線43Cと重なる部分を有していない。図17および図18に示すように、z方向から視て、第4配線44Cは、第1導電層30Cの第5配線35Cと重なる位置に配置されている。
図19に示すように、第3導電層50Cは、第1実施形態の第3導電層50に対応する導電層であり、第1配線51C、第2配線52C、および第3配線53Cを有している。
第1配線51Cは、第3基材20Cの基材主面20Csのうち基板側面21かつ基板側面23の近くに配置されている。図18および図19に示すように、z方向から視て、第1配線51Cは、第2導電層40Cの第2配線42Cと重なる位置に配置されている。
第2配線52Cは、第1配線51Cと第3配線53Cとのx方向の間に配置されている。第2配線52Cは、y方向において第1配線51Cと互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されている。図18および図19に示すように、z方向から視て、第2配線52Cは、第2導電層40Cの第3配線43Cと重なる位置に配置されている。
第3配線53Cは、第3基材20Cの基材主面20Csの大部分にわたり形成されている。図17および図19に示すように、z方向から視て、第3配線53Cは、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を覆うように形成されている。つまり、第3配線53Cは、z方向から視て、第1電流経路を覆うように形成されている。また、図18および図19に示すように、z方向から視て、第3配線53Cは、第2導電層40Cの第1配線41Cを覆うように形成されている。つまり、第3配線53Cは、第1電流経路に対して、z方向から視て第1電流経路と重なり、第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を覆うように形成されている。図18および図19に示すように、z方向から視て、第3配線53Cは、z方向から視て、第2導電層40Cの第4配線44Cと重なる位置に配置されている。
図19に示すように、第3配線53Cには、凹部53Caが形成されている。凹部53Caは、第3配線53Cのx方向の両端部のうち基板側面24に近い方の端部かつその端部のy方向の中央に形成されている。
図20に示すように、第4導電層60Cは、第1実施形態の第4導電層60に対応する導電層であり、第1配線61C、第2配線62C、第3配線63C、第4配線64C、第5配線65C、および第6配線66Cを有している。
第1配線61Cは、第3基材20Cの基材裏面20Crのうち基板側面21かつ基板側面23の近くに配置されている。図19および図20に示すように、z方向から視て、第1配線61Cは、第3導電層50Cの第1配線51Cと重なる位置に配置されている。
第2配線62Cは、第1配線61Cと第3配線63Cとのx方向の間に配置されている。第2配線62Cは、y方向において第1配線61Cと互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されている。図19および図20に示すように、z方向から視て、第2配線62Cは、第3導電層50Cの第2配線52Cと重なる位置に配置されている。
第3配線63Cは、第3基材20Cの基材裏面20Crのうち基板側面21かつ基板側面24の近くに配置されている。z方向から視た第3配線63Cの形状は、第2導電層40Cの第4配線64C(図18参照)のz方向から視た形状と同様である。図19および図20に示すように、z方向から視て、第3配線63Cは、第3導電層50Cの第3配線53Cと重なる位置に配置されている。
図19に示すように、第4配線64C、第5配線65C、および第6配線66Cはそれぞれ、y方向において第1配線61C、第2配線62C、および第3配線63Cよりも基板側面22寄りに配置されている。第4配線64C、第5配線65C、および第6配線66Cは、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されている。第5配線65Cは、第4配線64Cと第6配線66Cとのx方向の間に配置されている。第4配線64Cは、第5配線65Cに対して基板側面23寄りに配置されている。第6配線66Cは、第5配線65Cに対して基板側面24寄りに配置されている。
第4配線64Cは、x方向において第1配線61Cと揃った状態でy方向において第1配線61Cから離間して配置されている。z方向から視た第4配線64Cの形状は、y方向が長辺方向となり、x方向が短辺方向となる略矩形状である。第4配線64Cは、y方向に延びているともいえる。本実施形態では、第4配線64Cの幅寸法(第4配線64Cのx方向の寸法)は、第1配線61Cのx方向の寸法と等しい。
第5配線65Cは、y方向から視て、第2配線62Cと重なる位置に配置されている。y方向から視て、第5配線65Cは、第3配線63Cのx方向の両端部のうち第2配線62Cに近い方の端部と重なる位置に配置されている。
第5配線65Cは、y方向に延びている。第5配線65Cには、窪み部65Caが形成されている。窪み部65Caは、第5配線65Cのy方向の両端部のうち第2配線62Cに近い方の端部に形成されている。窪み部65Caには、第3配線63Cのx方向の両端部のうち第2配線62Cに近い方の端部が入り込んでいる。
第6配線66Cは、y方向から視て、第3配線63Cと重なる位置に配置されている。z方向から視た第6配線66Cの形状は、y方向が長辺方向となり、x方向が短辺方向となる矩形状である。第6配線66Cは、y方向に延びているともいえる。
図17~図20に示すように、多層基板20は、第1実施形態と同様に、複数の貫通配線を有している。本実施形態では、多層基板20は、第1貫通配線25,第2貫通配線26,第3貫通配線27,第4貫通配線28,第5貫通配線29を有している。
第1貫通配線25は、第1実施形態の第1貫通配線25Sと同様に、第1導電層30Cの第1配線31Cと第2導電層40Cの第1配線41Cとを接続する配線である。第1貫通配線25は、第1配線41Cの第1配線部41Caのx方向の両端部のうち第4側壁101Dに近い方の端部に接続されている。
本実施形態では、第2貫通配線26は、z方向から視て、第1導電層30Cの第2配線32Cと重なる位置に設けられた配線である。図17に示すとおり、第2貫通配線26は、複数(本実施形態では2個)設けられている。これら第2貫通配線26は、x方向において互いに揃った状態でy方向において互いに離間して配列されている。便宜上、2個の第2貫通配線26のうち第1側壁101A寄りの第2貫通配線26を「第2貫通配線26A」とし、第2側壁101B寄りの第2貫通配線26を「第2貫通配線26B」とする。
第2貫通配線26Aは、第1実施形態の第2貫通配線26と同様に、第1導電層30Cの第2配線32C、第2導電層40Cの第2配線42C、第3導電層50Cの第1配線51C、および第4導電層60Cの第1配線61Cを接続する配線である。この場合、第4導電層60Cの第1配線61Cは、スイッチング素子80のドレイン電極81が電気的に接続される端子(ドレイン端子)を構成している。
第2貫通配線26Bは、第1導電層30Cの第2配線32Cと第4導電層60Cの第4配線64Cとを接続する配線である。つまり、第2貫通配線26Bは、第2導電層40Cおよび第3導電層50Cに接続されていない。このように、第4導電層60Cの第4配線64Cは、第1導電層30Cの第2配線32Cを放熱させるための放熱用配線となる。
本実施形態では、第3貫通配線27は、z方向から視て、第1導電層30Cの第3配線33Cと重なる位置に設けられた配線である。図17に示すとおり、第3貫通配線27は、複数(本実施形態では2個)設けられている。これら第3貫通配線27の配置態様においては、x方向において互いに揃った状態でy方向において互いに離間した一対の第3貫通配線27がx方向に離間して2列にわたり配列されている。便宜上、これら一対の第3貫通配線27のうち第3側壁101Cに近い方の一対の第3貫通配線27を「一対の貫通配線27A」とし、第4側壁101Dに近い方の一対の第3貫通配線27を「一対の貫通配線27B」とする。
図21に示すように、一対の第3貫通配線27Aは、第1実施形態の第3貫通配線27Sと同様に、第1導電層30Cの第3配線33Cと第2導電層40Cの第1配線41Cとを接続している。一対の第3貫通配線27Aは、第1配線41Cの第2配線部41Cbのx方向の両端部のうち第4側壁101Dに近い方の端部、すなわち第2配線部41Cbの先端部に接続されている。
図21に示すように、一対の第3貫通配線27Bは、第1導電層30Cの第3配線33Cと第4導電層60Cの第6配線66Cとを接続する配線である。つまり、一対の第3貫通配線27Bは、第2導電層40Cおよび第3導電層50Cに接続されていない。図19に示すように、第3導電層50Cの第3配線53Cの凹部53Caは、一対の第3貫通配線27Bを避けるように形成されている。このように、第4導電層60Cの第6配線66Cは、第1導電層30Cの第3配線33Cを放熱させるための放熱用配線となる。
図17~図20に示すように、第4貫通配線28は、第1実施形態の第4貫通配線28と同様に、第1導電層30Cの第4配線34C、第2導電層40Cの第3配線43C、第3導電層50Cの第2配線52C、および第4導電層60Cの第2配線62Cを接続する配線である。この場合、第4導電層60Cの第2配線62Cは、スイッチング素子80のゲート電極83が電気的に接続される端子(ゲート端子)を構成している。
本実施形態では、第5貫通配線29は、z方向から視て、第1導電層30Cの第5配線35Cと重なる位置に設けられた配線である。図17に示すとおり、第5貫通配線29は、複数(本実施形態では7個)設けられている。これら第5貫通配線29の配置態様においては、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間した一列の第5貫通配線29がy方向に離間して2列にわたり配列されている。便宜上、複数の第5貫通配線29のうち第5配線35Cのx方向の両端部のうち第2配線32Cに近い方の端部に設けられた第5貫通配線29を「第5貫通配線29B」とし、残りの第5貫通配線29を「第5貫通配線29A」とする。
第5貫通配線29Bは、第1導電層30Cの第5配線35Cと第4導電層60Cの第5配線65Cとを接続する配線である。つまり、第5貫通配線29Bは、第2導電層40Cおよび第3導電層50Cに接続されていない。このように、第4導電層60Cの第5配線65Cは、第1導電層30Cの第5配線35Cを放熱させるための放熱用配線となる。
各第5貫通配線29Aは、第1実施形態の第5貫通配線29と同様に、第1導電層30Cの第5配線35C、第2導電層40Cの第4配線44C、第3導電層50Cの第3配線53C、および第4導電層60Cの第3配線63Cを接続する配線である。この場合、第4導電層60Cの第3配線63Cは、グランド端子を構成している。
このような半導体発光装置10によっても、第1電流経路を流れる電流と第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を流れる電流との関係は、第1実施形態と同様となる。また第3配線63Cに流れる一部の電流は、第3貫通配線27を介して第6配線66Cに流れる。
(効果)
本実施形態の半導体発光装置10によれば、第1実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
(5-1)第2貫通配線26Bは、第2導電層40Cおよび第3導電層50Cを避けて第4導電層60Cの第4配線64Cと接続されている。
この構成によれば、半導体発光装置10を駆動基板(図示略)に実装された状態で、半導体発光装置10が駆動したときにスイッチング素子80の熱は、第1導電層30Cの第2配線32Cから第2貫通配線26Bを介して第4配線64Cに移動する。つまり、スイッチング素子80の熱が第2導電層40Cおよび第3導電層50Cよりも第4導電層60Cの第4配線64Cに伝わりやすくなるため、スイッチング素子80の熱が駆動基板に移動しやすくなる。これにより、半導体発光装置10の放熱性能を向上させることができる。
(5-2)第3貫通配線27Bは、第2導電層40Cおよび第3導電層50Cを避けて第4導電層60Cの第6配線66Cと接続されている。
この構成によれば、半導体発光装置10を駆動基板(図示略)に実装された状態で、半導体発光装置10が駆動したときに発光素子90の熱は、第1導電層30Cの第3配線33Cから第3貫通配線27Bを介して第6配線66Cに移動する。つまり、発光素子90の熱が第2導電層40Cおよび第3導電層50Cよりも第4導電層60Cの第6配線66Cに伝わりやすくなるため、発光素子90の熱が駆動基板に移動しやすくなる。これにより、半導体発光装置10の放熱性能を向上させることができる。
(5-3)グランド電位となる第3配線53Cが第1電流経路および第2電流経路の双方を覆っている。この構成によれば、第1電流経路に流れる電流および第2電流経路に流れる電流に起因するノイズが多層基板20の外部に漏れることを抑制できる。
[変更例]
上記各実施形態は本開示に関する半導体発光装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に関する半導体発光装置は、上記各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、上記各実施形態の一部を置換、変更、もしくは省略した形態、または上記各実施形態に新たな構成を付加した形態である。また、以下の各変更例は、技術的に矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。以下の各変更例において、上記各実施形態に共通する部分は、上記各実施形態と同一符号を付してその説明を省略する。
・第1実施形態において、コンデンサ70の配置態様は任意に変更可能である。一例では、コンデンサ70は、第1電極71および第2電極72がx方向において互いに揃った状態でy方向において互いに離間して配列されるように配置されていてもよい。この場合、たとえば、発光素子90は、y方向から視て、コンデンサ70と重ならない位置に配置されていてもよい。また、たとえば、発光素子90は、y方向から視て、その一部がコンデンサ70と重なる位置に配置されていてもよい。
・第2実施形態では、y方向から視て、スイッチング素子80および発光素子90の双方がコンデンサ70の第1電極71と重なる位置に配置されていたが、これに限られない。たとえば、y方向から視て、スイッチング素子80および発光素子90の双方がコンデンサ70の第2電極72と重なる位置に配置されていてもよい。この場合、たとえば、第1導電層30の第4配線34は、x方向においてコンデンサ70の第2電極72と揃った位置に配置されていてもよい。
・第1および第4実施形態において、第2導電層40,40Cの第1配線41,41Cと、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90とのz方向から視た位置関係は任意に変更可能である。一例では、z方向から視て、コンデンサ70は、その一部が第1配線41,41Cの第1配線部41a,41Caからはみ出すように配置されていてもよい。z方向から視て、スイッチング素子80は、その一部が第1配線41,41Cの第2配線部41b,41Cbからはみ出すように配置されていてもよい。z方向から視て、発光素子90は、その一部が第1配線41,41Cの第2配線部41b,41Cbからはみ出すように配置されていてもよい。要するに、z方向から視て、コンデンサ70は、その少なくとも一部が第1配線41,41Cの第1配線部41a,41Caと重なるように配置されていればよい。スイッチング素子80は、その少なくとも一部が第1配線41,41Cの第2配線部41b,41Cbと重なるように配置されていればよい。発光素子90は、その少なくとも一部が第1配線41,41Cの第2配線部41b,41Cbと重なるように配置されていればよい。
・第1および第4実施形態において、第2導電層40,40Cの第1配線41,41Cと、第1導電層30の第1配線31、第2配線32、および第3配線33との位置関係は任意に変更可能である。一例では、z方向から視て、第1配線41,41Cの第1配線部41a,41Caは、その一部がy方向において第1配線31からずれていてもよい。z方向から視て、第1配線41,41Cの第2配線部41b,41Cbは、その一部がy方向において第3配線33からずれていてもよい。
・第2および第4実施形態において、第2導電層40A,40Bの第1配線41A,41Bと、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90とのz方向から視た位置関係は任意に変更可能である。一例では、z方向から視て、コンデンサ70は、その一部が第1配線41A,41Bの第1配線部41Aa,41Baからはみ出すように配置されていてもよい。z方向から視て、スイッチング素子80は、その一部が第1配線41A,41Bの第2配線部41Ab,41Bbからはみ出すように配置されていてもよい。z方向から視て、発光素子90は、その一部が第1配線41A,41Bの第2配線部41Ab,41Bbからはみ出すように配置されていてもよい。要するに、z方向から視て、コンデンサ70は、その少なくとも一部が第1配線41A,41Bの第1配線部41Aa,41Baと重なるように配置されていればよい。スイッチング素子80は、その少なくとも一部が第1配線41A,41Bの第2配線部41Ab,41Bbと重なるように配置されていればよい。発光素子90は、その少なくとも一部が第1配線41A,41Bの第2配線部41Ab,41Bbと重なるように配置されていればよい。
・各実施形態では、コンデンサ70のサイズがスイッチング素子80および発光素子90のサイズよりも大きかったが、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90のサイズの関係はこれに限られない。たとえば、発光素子90のサイズがコンデンサ70のサイズよりも大きくてもよい。またたとえば、スイッチング素子80のサイズがコンデンサ70のサイズよりも大きくてもよい。この場合、発光素子90は「第1特定素子」に対応し、コンデンサ70は「第2特定素子」または「第3特定素子」に対応している。
・各実施形態において、スイッチング素子80の電極構成は任意に変更可能である。一例では、スイッチング素子80は、スイッチング素子80のスイッチング素子主面80sに、ドレイン電極81、ソース電極82、およびゲート電極83が形成された構成であってもよい。
・各実施形態において、発光素子90の光の出射方向は、z方向に限られず、任意に変更可能である。一例では、発光素子90の光の出射方向は、z方向と直交する方向であってもよい。この場合、ケース100の側壁101のうち発光素子90の光が通過する部分には、開口部が形成されている。この開口部には、透光板が設けられていてもよい。また、側壁101上には、透光板102に代えて、天壁が設けられていてもよい。つまり、ケース100の形状は、多層基板20に向けて開口する箱状であってもよい。
・各実施形態において、発光素子90の電極構成は任意に変更可能である。一例では、発光素子90は、アノード電極91およびカソード電極92の双方が発光素子主面90sおよび発光素子裏面90rの一方に形成された構成であってもよい。
・各実施形態において、ケース100から透光板102を省略してもよい。
・各実施形態において、半導体発光装置10からケース100を省略してもよい。
・各実施形態において、半導体発光装置10は、ケース100に代えて、透光樹脂を備えていてもよい。透光樹脂は、光を透過し、電気絶縁性を有する材料からなり、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を覆っている。透光樹脂は、多層基板20の基板主面20sの全体を覆う直方体状であってもよい。
・各実施形態において、多層基板20の構成は任意に変更可能である。一例では、多層基板20から第2基材20Bおよび第3導電層50を省略してもよい。
・各実施形態において、半導体発光装置10は、多層基板20に代えて、単層の基板を備えていてもよい。この一例について、第1実施形態の半導体発光装置10を用いて説明する。基板の表面には第1導電層30が形成されており、基板の裏面には配線パターンとなる第2導電層40と、外部端子とが形成されている。外部端子としては、半導体発光装置10に電力を供給する電源端子、グランドに接続されるグランド端子、およびスイッチング素子80のゲート電極83に電気的に接続される制御端子が挙げられる。これら外部端子は、たとえば配線パターンによって形成されている。この場合、第3導電層50および第4導電層60の双方は省略されている。半導体発光装置10は、基板をその厚さ方向に貫通し、第1導電層30と第4導電層60とを接続する貫通配線を備えている。貫通配線は、第1配線31と第1配線41とを接続する第1貫通配線25Sと、第2配線32と第2配線62とを接続する第2貫通配線26と、第3配線33と第1配線41とを接続する第3貫通配線27Sと、第4配線34と第3配線63とを接続する第4貫通配線28と、第5配線35と第4配線64とを接続する第5貫通配線29と、を有している。
・本開示では、コンデンサ70、スイッチング素子80、および発光素子90を備える半導体発光装置10としたが、これに限られず、互いに電気的に接続された第1素子、第2素子、および第3素子を備える電子部品であってもよい。
本開示で使用される「~上に」という用語は、文脈によって明らかにそうでないことが示されない限り、「~上に」と「~の上方に」の意味を含む。したがって、「AがB上に形成される」という表現は、本実施形態ではAがBに接触してB上に直接配置され得るが、変更例として、AがBに接触することなくBの上方に配置され得ることが意図される。すなわち、「~上に」という用語は、AとBとの間に他の部材が形成される構造を排除しない。
本開示で使用されるz方向は必ずしも鉛直方向である必要はなく、鉛直方向に完全に一致している必要もない。したがって、本開示による種々の構造は、本明細書で説明されるz方向の「上」および「下」が鉛直方向の「上」および「下」であることに限定されない。例えば、x方向が鉛直方向であってもよく、またはy方向が鉛直方向であってもよい。
[付記]
上記各実施形態および上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、各付記に記載された構成要素に対応する実施形態の構成要素の符号を括弧書きで示す。符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、符号で示される構成要素に限定されるべきではない。
(付記A1)
表面(20s)と、前記表面とは反対側を向く裏面(20r)と、前記表面(20s)に形成された第1配線パターン(30/30C)と、前記第1配線パターン(30/30C)に対して前記裏面(20r)の側に形成された第2配線パターン(40/40C)と、を有する基板と、
前記両配線パターン(30/30C,40/40C)によって互いに電気的に接続された発光素子(90)、スイッチング素子(80)、およびコンデンサ(70)と、
を備え、
前記発光素子(90)、前記スイッチング素子(80)、および前記コンデンサ(70)のうち第1特定素子(70)および第2特定素子(80)は、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、第1方向(y方向)に配列されており、
前記発光素子(90)、前記スイッチング素子(80)、および前記コンデンサ(70)のうち前記第2特定素子(80)および第3特定素子(90)は、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記第1方向(y方向)と交差する第2方向(x方向)に配列されており、
前記第2配線パターン(40/40C)は、前記表面(20s)における前記発光素子(90)、前記スイッチング素子(80)、および前記コンデンサ(70)を流れる電流の第1電流経路に対して、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て前記第1電流経路と重なり、前記第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている
半導体発光装置(10)。
(付記A2)
前記第1特定素子(70)と前記第2特定素子(80)とは、前記第1方向(y方向)から視て、少なくとも一部が重なる位置に配置されている
付記A1に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A3)
前記第2特定素子(80)と前記第3特定素子(90)とは、前記第2方向(x方向)から視て、少なくとも一部が重なる位置に配置されている
付記A1またはA2に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A4)
前記第1特定素子(70)は、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、長手方向および短手方向を有する形状であり、前記短手方向が前記第1方向(y方向)に沿い、前記長手方向が前記第2方向(x方向)に沿うように配置されており、
前記第1特定素子(70)の前記長手方向の長さは、前記第2特定素子(80)の前記第2方向の長さおよび前記第3特定素子(90)の前記第2方向の長さのそれぞれよりも長く、
前記第2特定素子(80)と前記第3特定素子(90)との双方は、前記第1方向(y方向)から視て、少なくとも一部が前記第1特定素子(70)と重なる位置に配置されている
付記A1~A3のいずれか1つに記載の半導体発光装置(10)。
(付記A5)
前記第2特定素子(80)と前記第3特定素子(90)との双方は、前記第1方向(y方向)から視て、その全てが前記第1特定素子(70)と重なる位置に配置されている
付記A4に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A6)
前記第1特定素子は、前記コンデンサ(70)であり、
前記コンデンサ(70)は、第1電極(71)および第2電極(72)を有し、
前記第1電極(71)および前記第2電極(72)は、前記長手方向(x方向)において互いに離間して配置されている
付記A4またはA5に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A7)
前記第2特定素子は、前記スイッチング素子(80)であり、
前記第3特定素子は、前記発光素子(90)であり、
前記発光素子(90)は、発光ダイオードであり、
前記スイッチング素子(80)のドレイン電極(81)は、前記コンデンサ(70)の前記第2電極(72)と電気的に接続されており、
前記スイッチング素子(80)のソース電極(82)は、前記発光ダイオード(90)のアノード電極(91)と電気的に接続されており、
前記発光ダイオード(90)のカソード電極(92)は、前記コンデンサ(70)の前記第1電極(71)と電気的に接続されており、
前記スイッチング素子(80)は、前記第2方向(x方向)において、前記発光ダイオード(90)よりも前記第2電極(72)の近くに配置されている
付記A6に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A8)
前記第1配線パターン(30/30C)は、
前記コンデンサ(70)の前記第1電極(71)が実装される第1表面側配線(31/31C)と、
前記コンデンサ(70)の前記第2電極(72)および前記スイッチング素子(80)が実装される第2表面側配線(32/32C)と、
前記発光ダイオード(90)が実装される第3表面側配線(33/33C)と、
を有し、
前記第2配線パターン(40/40C)は、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記第3表面側配線(33/33C)と、前記第2表面側配線(32/32C)と、前記第1表面側配線(31/31C)の一部とのそれぞれと重なる位置に形成された裏面側配線(41/41C)を有し、
前記裏面側配線(41/41C)は、前記第3表面側配線(33/33C)と電気的に接続されている
付記A7に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A9)
前記裏面側配線(41/41C)は、
前記第2方向(x方向)に沿って延び、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記コンデンサ(70)の前記第1電極(71)および前記第2電極(72)の双方と重なる第1配線部(41a/41Ca)と、
前記第2方向(x方向)に沿って延び、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記発光ダイオード(90)および前記スイッチング素子(80)と重なる第2配線部(41b/41Cb)と、
前記第1方向(y方向)において前記第1配線部(41a/41Ca)と前記第2配線部(41b/41Cb)とを繋ぐ第3配線部(41c/41Cc)と、
を有し、
前記第3配線部(41c/41Cc)は、前記第1配線部(41a/41Ca)の前記第2方向(x方向)の両端部のうち前記スイッチング素子(80)に近い方の端部と、前記第2配線部(41b/41Cb)の前記第2方向(x方向)の両端部のうち前記コンデンサ(70)の前記第2電極(72)に近い方の端部と、を接続している
付記A8に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A10)
前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、
前記第1配線部(41a/41Ca)は、前記コンデンサ(70)の全体と重なるように形成されており、
前記第2配線部(41b/41Cb)は、前記スイッチング素子(80)および前記発光素子(90)の双方の全体と重なるように形成されている
付記A9に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A11)
前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記第2配線部(41b/41Cb)の前記第1方向(y方向)の寸法は、前記第3表面側配線(33/33C)の前記第1方向(y方向)の寸法と等しく、
前記第1配線部(41a/41Ca)の前記第1方向(y方向)の寸法は、前記コンデンサ(70)の前記第1方向(y方向)の寸法と等しい
付記A10に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A12)
表面(20s)と、前記表面(20s)とは反対側を向く裏面(20r)と、前記表面(20s)に形成された第1配線パターン(30A/30B)と、前記第1配線パターン(30A/30B)に対して前記裏面(20r)の側に形成された第2配線パターン(40A/40B)と、を有する基板と、
前記両配線パターン(30A/30B,40A/40B)によって互いに電気的に接続された発光素子(90)、スイッチング素子(80)、およびコンデンサ(70)と、
を備え、
前記発光素子(90)、前記スイッチング素子(80)、および前記コンデンサ(70)のうち第1特定素子(70)は、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、長手方向および短手方向を有する形状であり、
前記第1特定素子(70)と、前記発光素子(90)、前記スイッチング素子(80)、および前記コンデンサ(70)のうちの他の素子(80,90)とは、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記長手方向と交差する第1方向(y方向)に配列されており、
前記第2配線パターン(40A/40B)は、前記表面(20s)における前記発光素子(90)、前記スイッチング素子(80)、および前記コンデンサ(70)を流れる電流の第1電流経路に対して、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て前記第1電流経路と重なり、前記第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている
半導体発光装置(10)。
(付記A13)
前記発光素子(90)、前記スイッチング素子(80)、および前記コンデンサ(70)は、前記第1方向(y方向)から視て、少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されている
付記A12に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A14)
前記第1特定素子は、前記コンデンサ(70)であり、
前記発光素子(90)は、前記第1方向(y方向)において、前記スイッチング素子(80)よりも前記コンデンサ(70)の近くに配置されている
付記A12またはA13に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A15)
前記コンデンサ(70)は、第1電極(71)および第2電極(72)を有し、
前記第1電極(71)および前記第2電極(72)は、前記長手方向において互いに離間して配置されており、
前記スイッチング素子(80)および前記発光素子(90)の双方は、前記第1方向(y方向)から視て、前記コンデンサ(70)の前記第1電極(71)と重なる配置されており、
前記発光素子(90)のカソード電極(92)は、前記コンデンサ(70)の前記第1電極(71)と電気的に接続されている
付記A14に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A16)
前記発光素子(90)は、発光ダイオードであり、
前記第1配線パターン(30A/30B)は、
前記コンデンサ(70)の前記第2電極(72)が実装される第1表面側配線(31A/31B)と、
前記コンデンサ(70)の前記第1電極(71)および前記発光ダイオード(90)が実装される第2表面側配線(32A/32B)と、
前記スイッチング素子(80)が実装される第3表面側配線(33A/33B)と、
を有し、
前記第2配線パターン(40A/40B)は、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記第3表面側配線(33A/33B)と、前記第2表面側配線(32A/32B)と、前記第1表面側配線(31A/31B)の一部とのそれぞれと重なる位置に形成された裏面側配線(41A/41B)を有し、
前記裏面側配線(41A/41B)は、前記第3表面側配線(33A/33B)と電気的に接続されている
付記A15に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A17)
前記裏面側配線(41A/41B)は、
前記第1方向(y方向)に延び、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記スイッチング素子(80)、前記発光ダイオード(90)、および前記コンデンサ(70)の前記第1電極(71)と重なる第1配線部(41Aa/41Ba)と、
前記第1配線(41Aa/41Ba)から前記第2方向(x方向)に向けて延び、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記コンデンサ(70)の前記第2電極(72)と重なる第2配線部(41Ab/41Bb)と、
を有している
付記A16に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A18)
前記基板(20)は、絶縁性を有する複数の基材(20A~20C)と、複数の導電層(30,30A~30C,40,40A~40C,50,50C,60,60C)と、を有する多層基板であり、
前記複数の基材(20A~20C)のうち前記基板(20)の前記表面(20s)を構成する表面側基材(20A)は、前記基板(20)の前記表面(20s)を構成する基材表面(20As)と、前記基材表面(20As)とは反対側を向く基材裏面(20Ar)と、を有し、
前記第1配線パターン(30,30A~30C)は、前記複数の導電層(30,30A~30C,40,40A~40C,50,50C,60,60C)のうち前記基材表面(20s)に形成された導電層であり、
前記第2配線パターン(40,40A~40C)は、前記複数の導電層(30,30A~30C,40,40A~40C,50,50C,60,60C)のうち前記基材裏面(20Ar)に形成された導電層である
付記A1~A17のいずれか1つに記載の半導体発光装置(10)。
(付記A19)
前記基板(20)の前記裏面(20r)には、外部と接続する複数の外部端子(60,60C)が形成されており、
前記複数の外部端子(60,60C)のうち一部の外部端子は、前記基板(20)をその厚さ方向(z方向)において貫通する貫通配線(25,25S,25R,26,27S,27R,28,29)によって前記スイッチング素子(80)および前記発光素子(90)の少なくとも一方と電気的に接続されている
付記A18に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A20)
前記貫通配線(25,25S,25R,26,27S,27R,28,29)は、前記複数の導電層(30,30A~30C,40,40A~40C,50,50C,60,60C)のうち前記複数の基材(20A~20C)間に配置される導電層(40,40A~40C,50,50C)を避けて設けられている
付記A19に記載の半導体発光装置(10)。
(付記A21)
前記基板(10)上に設けられ、前記コンデンサ(70)、前記スイッチング素子(80)、および前記発光素子(90)を囲う側壁(101)と、
前記側壁(101)上に設けられ、前記基板の厚さ方向(z方向)から視て前記発光素子(90)と重なる位置に配置された透光板(102)と、
を有するケース(100)をさらに備え、
前記発光素子(90)は、前記基板の厚さ方向(z方向)において前記基板(20)から離れるにつれて発光領域が広がるように光を放射し、
前記基板の厚さ方向(z方向)から視て、前記透光板(102)と前記基板(20)との間の前記発光領域が前記側壁(101)よりも内方に形成されるように前記発光素子(90)が前記基板(20)に実装されている
付記A1~A20のいずれか1つに記載の半導体発光装置(10)。
(付記A22)
前記発光素子(90)を保護する保護ダイオード(110)をさらに備える
付記A1~A21のいずれか1つに記載の半導体発光装置(10)。
(付記B1)
表面と、前記表面とは反対側を向く裏面と、前記表面に形成された第1配線パターンと、前記第1配線パターンに対して前記裏面の側に形成された第2配線パターンと、を有する基板と、
前記両配線パターンによって互いに電気的に接続された第1素子、第2素子、および第3素子と、
を備え、
前記第1素子および前記第2素子は、前記基板の厚さ方向から視て、第1方向に配列されており、
前記第2素子および第3素子は、前記基板の厚さ方向から視て、前記第1方向と交差する第2方向に配列されており、
前記第2配線パターンは、前記表面における前記第1素子、前記第2素子、および前記第3素子を流れる電流の第1電流経路に対して、前記基板の厚さ方向から視て前記第1電流経路と重なり、前記第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている
電子部品。
(付記B2)
表面と、前記表面とは反対側を向く裏面と、前記表面に形成された第1配線パターンと、前記第1配線パターンに対して前記裏面の側に形成された第2配線パターンと、を有する基板と、
前記両配線パターンによって互いに電気的に接続された第1素子、第2素子、および第3素子と、
を備え、
前記第1素子は、前記基板の厚さ方向から視て、長手方向および短手方向を有する形状であり、
前記第1素子、前記第2素子、および前記第3素子は、前記長手方向と交差する第1方向に配列されており、
前記第2配線パターンは、前記表面における前記第1素子、前記第2素子、および前記第3素子を流れる電流の第1電流経路に対して、前記基板の厚さ方向から視て前記第1電流経路と重なり、前記第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている
電子部品。
10…半導体発光装置
20…多層基板(基板)
20s…基板主面(表面)
20r…基板裏面(裏面)
20A…第1基材(表面側基材)
20As…基材表面(表面)
20Ar…基材裏面
20B…第2基材
20C…第3基材
20Cr…基材裏面(裏面)
25,25R,25S…第1貫通配線
26,26A,26B…第2貫通配線
27,27R,27S,27A,27B…第3貫通配線
28…第4貫通配線
29,29A,29B…第5貫通配線
30,30A,30B,30C…第1導電層(表面側配線)
31,31A,31B,31C…第1配線
32,32A,32B,32C…第2配線
33,33A,33B,33C…第3配線
34,34A,34B,34C…第4配線
35,35A,35B,35C…第5配線
40…第2導電層(配線パターン)
41,41A,41B,41C…第1配線(裏面側配線)
41a,41Aa,41Ba,41Ca…第1配線部
41b,41Ab,41Bb,41Cb…第2配線部
41c,41Ac,41Bc,41Cc…第3配線部
50…第3導電層
51…第1配線
52…第2配線
53…第3配線
54…第4配線
60…第4導電層
61…第1配線(外部端子)
62…第2配線(外部端子)
63…第3配線(外部端子)
64…第4配線(外部端子)
70…コンデンサ
71…第1電極
72…第2電極
80…スイッチング素子
81…ドレイン電極
82…ソース電極
90…発光素子(発光ダイオード)
91…アノード電極
92…カソード電極
100…ケース
101…側壁
101A…第1側壁
101B…第2側壁
101C…第3側壁
101D…第4側壁
102…透光板
110…保護ダイオード

Claims (21)

  1. 表面と、前記表面とは反対側を向く裏面と、前記表面に形成された第1配線パターンと、前記第1配線パターンに対して前記裏面の側に形成された第2配線パターンと、を有する基板と、
    前記両配線パターンによって互いに電気的に接続された発光素子、スイッチング素子、およびコンデンサと、
    を備え、
    前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサのうち第1特定素子および第2特定素子は、前記基板の厚さ方向から視て、第1方向に配列されており、
    前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサのうち前記第2特定素子および第3特定素子は、前記基板の厚さ方向から視て、前記第1方向と交差する第2方向に配列されており、
    前記第2配線パターンは、前記表面における前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサを流れる電流の第1電流経路に対して、前記基板の厚さ方向から視て前記第1電流経路と重なり、前記第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている
    半導体発光装置。
  2. 前記第1特定素子と前記第2特定素子とは、前記第1方向から視て、少なくとも一部が重なる位置に配置されている
    請求項1に記載の半導体発光装置。
  3. 前記第2特定素子と前記第3特定素子とは、前記第2方向から視て、少なくとも一部が重なる位置に配置されている
    請求項1または2に記載の半導体発光装置。
  4. 前記第1特定素子は、前記基板の厚さ方向から視て、長手方向および短手方向を有する形状であり、前記短手方向が前記第1方向に沿い、前記長手方向が前記第2方向に沿うように配置されており、
    前記第1特定素子の前記長手方向の長さは、前記第2特定素子の前記第2方向の長さおよび前記第3特定素子の前記第2方向の長さのそれぞれよりも長く、
    前記第2特定素子と前記第3特定素子との双方は、前記第1方向から視て、少なくとも一部が前記第1特定素子と重なる位置に配置されている
    請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  5. 前記第2特定素子と前記第3特定素子との双方は、前記第1方向から視て、その全てが前記第1特定素子と重なる位置に配置されている
    請求項4に記載の半導体発光装置。
  6. 前記第1特定素子は、前記コンデンサであり、
    前記コンデンサは、第1電極および第2電極を有し、
    前記第1電極および前記第2電極は、前記長手方向において互いに離間して配置されている
    請求項4または5に記載の半導体発光装置。
  7. 前記第2特定素子は、前記スイッチング素子であり、
    前記第3特定素子は、前記発光素子であり、
    前記発光素子は、発光ダイオードであり、
    前記スイッチング素子のドレイン電極は、前記コンデンサの前記第2電極と電気的に接続されており、
    前記スイッチング素子のソース電極は、前記発光ダイオードのアノード電極と電気的に接続されており、
    前記発光ダイオードのカソード電極は、前記コンデンサの前記第1電極と電気的に接続されており、
    前記スイッチング素子は、前記第2方向において、前記発光ダイオードよりも前記第2電極の近くに配置されている
    請求項6に記載の半導体発光装置。
  8. 前記第1配線パターンは、
    前記コンデンサの前記第1電極が実装される第1表面側配線と、
    前記コンデンサの前記第2電極および前記スイッチング素子が実装される第2表面側配線と、
    前記発光ダイオードが実装される第3表面側配線と、
    を有し、
    前記第2配線パターンは、前記基板の厚さ方向から視て、前記第3表面側配線と、前記第2表面側配線と、前記第1表面側配線の一部とのそれぞれと重なる位置に形成された裏面側配線を有し、
    前記裏面側配線は、前記第3表面側配線と電気的に接続されている
    請求項7に記載の半導体発光装置。
  9. 前記裏面側配線は、
    前記第2方向に沿って延び、前記基板の厚さ方向から視て、前記コンデンサの前記第1電極および前記第2電極の双方と重なる第1配線部と、
    前記第2方向に沿って延び、前記基板の厚さ方向から視て、前記発光ダイオードおよび前記スイッチング素子と重なる第2配線部と、
    前記第1方向において前記第1配線部と前記第2配線部とを繋ぐ第3配線部と、
    を有し、
    前記第3配線部は、前記第1配線部の前記第2方向の両端部のうち前記スイッチング素子に近い方の端部と、前記第2配線部の前記第2方向の両端部のうち前記コンデンサの前記第2電極に近い方の端部と、を接続している
    請求項8に記載の半導体発光装置。
  10. 前記基板の厚さ方向から視て、
    前記第1配線部は、前記コンデンサの全体と重なるように形成されており、
    前記第2配線部は、前記スイッチング素子および前記発光素子の双方の全体と重なるように形成されている
    請求項9に記載の半導体発光装置。
  11. 前記基板の厚さ方向から視て、前記第2配線部の前記第1方向の寸法は、前記第3表面側配線の前記第1方向の寸法と等しく、
    前記第1配線部の前記第1方向の寸法は、前記コンデンサの前記第1方向の寸法と等しい
    請求項10に記載の半導体発光装置。
  12. 表面と、前記表面とは反対側を向く裏面と、前記表面に形成された第1配線パターンと、前記第1配線パターンに対して前記裏面の側に形成された第2配線パターンと、を有する基板と、
    前記両配線パターンによって互いに電気的に接続された発光素子、スイッチング素子、およびコンデンサと、
    を備え、
    前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサのうち第1特定素子は、前記基板の厚さ方向から視て、長手方向および短手方向を有する形状であり、
    前記第1特定素子と、前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサのうちの他の素子とは、前記基板の厚さ方向から視て、前記長手方向と交差する第1方向に配列されており、
    前記第2配線パターンは、前記表面における前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサを流れる電流の第1電流経路に対して、前記基板の厚さ方向から視て前記第1電流経路と重なり、前記第1電流経路とは反対方向に流れる電流の第2電流経路を構成するように形成されている
    半導体発光装置。
  13. 前記発光素子、前記スイッチング素子、および前記コンデンサは、前記第1方向から視て、少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されている
    請求項12に記載の半導体発光装置。
  14. 前記第1特定素子は、前記コンデンサであり、
    前記発光素子は、前記第1方向において、前記スイッチング素子よりも前記コンデンサの近くに配置されている
    請求項12または13に記載の半導体発光装置。
  15. 前記コンデンサは、第1電極および第2電極を有し、
    前記第1電極および前記第2電極は、前記長手方向において互いに離間して配置されており、
    前記スイッチング素子および前記発光素子の双方は、前記第1方向から視て、前記コンデンサの前記第1電極と重なる配置されており、
    前記発光素子のカソード電極は、前記コンデンサの前記第1電極と電気的に接続されている
    請求項14に記載の半導体発光装置。
  16. 前記発光素子は、発光ダイオードであり、
    前記第1配線パターンは、
    前記コンデンサの前記第2電極が実装される第1表面側配線と、
    前記コンデンサの前記第1電極および前記発光ダイオードが実装される第2表面側配線と、
    前記スイッチング素子が実装される第3表面側配線と、
    を有し、
    前記第2配線パターンは、前記基板の厚さ方向から視て、前記第3表面側配線と、前記第2表面側配線と、前記第1表面側配線の一部とのそれぞれと重なる位置に形成された裏面側配線を有し、
    前記裏面側配線は、前記第3表面側配線と電気的に接続されている
    請求項15に記載の半導体発光装置。
  17. 前記基板の厚さ方向から視て、前記第1方向と直交する方向を第2方向とすると、
    前記裏面側配線は、
    前記第1方向に延び、前記基板の厚さ方向から視て、前記スイッチング素子、前記発光ダイオード、および前記コンデンサの前記第1電極と重なる第1配線部と、
    前記第1配線部から前記第2方向に向けて延び、前記基板の厚さ方向から視て、前記コンデンサの前記第2電極と重なる第2配線部と、
    を有している
    請求項16に記載の半導体発光装置。
  18. 前記基板は、絶縁性を有する複数の基材と、複数の導電層と、を有する多層基板であり、
    前記複数の基材のうち前記基板の前記表面を構成する表面側基材は、前記基板の前記表面を構成する基材表面と、前記基材表面とは反対側を向く基材裏面と、を有し、
    前記第1配線パターンは、前記複数の導電層のうち前記基材表面に形成された導電層であり、
    前記第2配線パターンは、前記複数の導電層のうち前記基材裏面に形成された導電層である
    請求項1~17のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  19. 前記基板の前記裏面には、外部と接続する複数の外部端子が形成されており、
    前記複数の外部端子のうち一部の外部端子は、前記基板をその厚さ方向において貫通する貫通配線によって前記スイッチング素子および前記発光素子の少なくとも一方と電気的に接続されている
    請求項18に記載の半導体発光装置。
  20. 前記貫通配線は、前記複数の導電層のうち前記複数の基材間に配置される導電層を避けて設けられている
    請求項19に記載の半導体発光装置。
  21. 前記基板上に設けられ、前記コンデンサ、前記スイッチング素子、および前記発光素子を囲う側壁と、
    前記側壁上に設けられ、前記基板の厚さ方向から視て前記発光素子と重なる位置に配置された透光板と、
    を有するケースをさらに備え、
    前記発光素子は、前記基板の厚さ方向において前記基板から離れるにつれて発光領域が広がるように光を放射し、
    前記基板の厚さ方向から視て、前記透光板と前記基板との間の前記発光領域が前記側壁よりも内方に形成されるように前記発光素子が前記基板に実装されている
    請求項1~20のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
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