WO2019102956A1 - 発光素子搭載用基板およびアレイ基板、ならびに発光装置 - Google Patents

発光素子搭載用基板およびアレイ基板、ならびに発光装置 Download PDF

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    • H01S5/4031Edge-emitting structures

Definitions

  • Embodiments disclosed herein relate to a light emitting element mounting substrate and an array substrate, and a light emitting device.
  • the package for light emitting element mounting for mounting the light emitting element which discharge
  • the light emitting element mounting package has a metal base that emits heat to the outside and a ceramic submount fixed on the metal base with a bonding material such as solder, and the light emitting element is mounted on the submount It is a structure (for example, refer patent document 1).
  • the light emitting element mounting substrate includes: a flat substrate; and one or more pedestals protruding from the front surface of the substrate and having a mounting surface on which the light emitting element is mounted.
  • the mounting surface is different in height from the front surface in the direction of the two opposing end surfaces of the substrate, and forms an inclined surface inclined with respect to the front surface, and the substrate and the pedestal And are integrally formed of ceramics.
  • a plurality of the light emitting element mounting substrates described above are connected.
  • the light emitting device of the embodiment has a light emitting element in the mounting portion of the light emitting element mounting substrate or the mounting portion of the array substrate.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line vii-vii of FIG. It is a perspective view which shows typically the other aspect of the light emitting element mounting substrate. It is the ix-ix sectional view taken on the line of FIG.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line xx-xx in FIG. It is a perspective view which shows typically the other aspect of the light emitting element mounting substrate. It is sectional drawing which shows typically the other aspect of the light emitting element mounting substrate. It is sectional drawing which shows typically the other aspect of the light emitting element mounting substrate. It is sectional drawing which shows typically the other aspect of the light emitting element mounting substrate. It is sectional drawing to which the So part shown in FIG. 24 was expanded. It is a perspective view which shows the array substrate of embodiment typically. It is sectional drawing which shows one manufacturing process of the light emitting element mounting substrate of embodiment.
  • One aspect of the embodiment is a plurality of light emitting element mounting substrates that can make reflected light less likely to enter the light emitting surface of the light emitting element even after light emitted from the light emitting element strikes an object It provides an array substrate connected.
  • a light emitting element mounting substrate and an array substrate disclosed in the present application will be described with reference to the attached drawings.
  • a light emitting element a laser diode (Laser Diode), a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode), etc. can be mentioned.
  • the embodiments shown below are particularly useful for laser diodes.
  • FIG. 1 is a schematic diagram which shows an example of the utilization form of the light emitting element mounting substrate of embodiment.
  • the light emitting element mounting substrate A on which the light emitting element 5 is mounted is shown.
  • the light emitting element mounting substrate A on which the light emitting element 5 is mounted may be referred to as a light emitting device.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line ii-ii of FIG. In FIG.
  • the light emitting element 5 and the base material (hereinafter referred to as the base material 7) having the surface 7a to which the light ph is reflected are shown in a virtual form for the convenience of description. Therefore, the shapes of the light emitting element 5 and the base 7 are indicated by broken lines.
  • the light emitting element mounting substrate A includes a flat substrate 1 and a pedestal 3 projecting upward from the front surface 1 a of the substrate 1. Further, a mounting portion 3 aa is provided on the upper surface 3 a of the pedestal 3. The light emitting element 5 is mounted on the mounting portion 3aa.
  • the base 7 is disposed at a position where the light emitting surface 5 a of the light emitting element 5 faces. Substrate 7 has a property of reflecting after light p h emitted from the light emitting element 5 hits.
  • the upper surface 3a of the pedestal 3 constituting the light emitting element mounting substrate A shown in FIG. 1 is different in height h from the front surface 1a in the direction of the two opposing end surfaces 1b and 1c of the substrate 1.
  • the upper surface 3 a is inclined with respect to the front surface 1 a of the substrate 1.
  • the lower one of the height h of the pedestal 3 is referred to as the low part 3L
  • the high one of the height h is referred to as the high part 3H.
  • the inclined upper surface 3a may be referred to as the inclined surface 3a.
  • the lower portion 3L of the pedestal 3 is a portion on the end surface 1b side when the upper surface 3a of the pedestal 3 is equally divided into three in a range of length from the end surface 1b side to the end surface 1c side of the substrate 1.
  • the high position portion 3H is a portion on the end surface 1c side when the upper surface 3a of the pedestal 3 is equally divided into three in a range of length from the end surface 1b side to the end surface 1c side of the substrate 1.
  • the light emitting element mounting substrate A shown in FIGS. 1 and 2 is arranged such that the height of the inclined surface 3a is low on the light emitting surface 5a side of the light emitting element 5 and the opposite side to the light emitting surface 5a is high.
  • the direction of the pedestal 3 may be arranged in the opposite direction so that the high potential portion 3H side of the pedestal 3 is the light emitting surface 5a side of the light emitting element 5.
  • the light emitting surface 5 a of the light emitting element 5 is a surface perpendicular to the inclined surface 3 a. Then, the light p h emitted from the light emitting surface 5a is released into substantially parallel orientation to the inclined surface 3a. If the substrate 7 in a direction normal to the substrate 1 constituting the light-emitting element mounting substrate A is placed, the light p h emitted from the light emitting surface 5a for the surface 7a of the substrate 7, a right angle Rather, it will hit at an angle ⁇ 1 smaller than a right angle. As shown in FIG.
  • the light p h reflected on the surface 7 a of the base material 7 is reflected at an angle ⁇ 2 substantially equal to the angle ⁇ 1 at which the light p h hits the surface 7 a of the base material 7. .
  • it is possible to light p h emitted from the light emitting element 5 is to reduce the rate at which even reflected against the surface 7a of the substrate 7 comes back after being reflected in the direction of the light emitting surface 5a of the light-emitting element 5. That is, according to the light emitting element mounting substrate A, it can be reflected light p h to reduce the proportion of entering the light emitting surface 5a of the light-emitting element 5. Therefore, according to the light emitting element mounting substrate A, it is possible to suppress the decrease in the output of the light emitting element 5. In addition, the lifetime of the light emitting element 5 can be extended.
  • the substrate 1 and the pedestal 3 are integrally formed of ceramic.
  • the substrate 1 and the pedestal 3 are formed of sintered bodies of ceramic particles. That is, in the light emitting element mounting substrate A, no interface is provided between the pedestal 3 on which the light emitting element 5 is mounted and the substrate 1 having a function of releasing heat to the outside.
  • the presence of an interface between the pedestal 3 and the substrate 1 increases the possibility of a large thermal resistance. The same applies to the case where different materials are contained in the interface. Thereby, the thermal resistance between the substrate 1 and the pedestal 3 can be reduced. As a result, heat can be efficiently transmitted from the pedestal 3 to the substrate 1. Therefore, the light emitting element mounting substrate A having high heat dissipation can be realized.
  • Various ceramics can be applied to the substrate 1 and the pedestal 3.
  • aluminum nitride is particularly preferable in view of high thermal conductivity and close thermal expansion coefficient to the light emitting element 5 (for example, a laser diode).
  • the light emitting element mounting substrate A may optionally include a front surface 1a and a back surface 1aa of the substrate 1 and an internal mounting surface 3a of the pedestal 3, Conductors are provided on the side and inside. Similarly, conductors are provided for the light emitting element mounting substrates B to S and the array substrate T shown in FIGS. 3 to 24.
  • tungsten (W), molybdenum (Mo) and their alloys or copper and the like are compounded in that simultaneous firing is possible. Any of the metal materials listed above will be suitable.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing another aspect of the light emitting element mounting substrate.
  • the light emitting element mounting substrate B shown in FIG. 3 has a height in which the low order portion 3L is larger than 0 from the front surface 3a.
  • the lower portion (lower portion 3L) of the height h from the front surface 3a to the upper surface (inclined surface) 3a of the substrate 1 has a predetermined height h1 from the front surface 1a of the substrate 1 It is a structure.
  • the height of the low order portion 3L being greater than 0 from the front surface 3a means that the height of the low order portion 3L from the front surface 3a is 0.1 mm or more.
  • the upper limit of the height from the front surface 3a of the low-order portion 3L is about 1/2 of the height from the front surface 3a of the high-order portion 3H as a guide.
  • the lower edge 3 b of the height h from the front surface 3 a to the upper surface 3 a of the substrate 1 may be disposed along the end surface 1 b of the substrate 1.
  • FIG. 4 and FIG. 5 are perspective views schematically showing another embodiment of the light emitting element mounting substrate.
  • the edge 3 b of the lower one (lower portion 3 L) of the height h from the front surface 3 a to the upper surface 3 a of the substrate 1 Is close to the end face 1 b of the substrate 1.
  • the edge 3b of the low order portion 3L and the end face 1b of the substrate 1 may be arranged to coincide with each other. According to such a configuration, it is possible to light p h emitted from the light emitting element 5 is prevented from reflecting against the front surface 1a of the front of the pedestal 3 (the base material 7 side).
  • the high potential portion 3H may be disposed along the end face 1b.
  • the light emitting element mounting substrate C shown in FIG. 4 is a light emitting element from the front surface 1a of the substrate 1 when the light emitting element 5 is mounted on the inclined surface 3a. Since the height to the upper surface of 5 can be reduced, the height of the light emitting device can be reduced. Further, in the case of the light-emitting element mounting substrate C, the angle ⁇ 3 of the inclined surface 3a of the pedestal 3 from the front surface 1a of the substrate 1 can be increased. In this way, it is easy to apply even when the reflection performance of the surface 7 a of the substrate 7 is large. On the other hand, since the light emitting element mounting substrate D shown in FIG. 5 has a large volume, the heat dissipation from the light emitting element 5 can be enhanced as in the case of the light emitting element mounting substrate B.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing another aspect of the light emitting element mounting substrate.
  • 7 is a cross-sectional view taken along line vii-vii of FIG.
  • the light emitting element mounting substrate E shown in FIGS. 6 and 7 has the bank portion 9 on the pedestal 3.
  • the bank portion 9 is formed to protrude from the inclined surface 3 a of the pedestal 3.
  • the light emitting element 5 can be in a state of abutting on the end of the inclined surface 3a. For this reason, when the light emitting element 5 is installed on the inclined surface 3a, it can be fixed in a stable state.
  • the side surface 9a on the side of the inclined surface 3a of the bank portion 9 (which may be referred to as the abutment surface 9a) is preferably perpendicular to the inclined surface 3a. If the abutting surface 9a is perpendicular to the inclined surface 3a, the area in contact with the abutting surface 9a of the light emitting element 5 becomes large, so heat is easily transmitted from the light emitting element 5 to the pedestal 3 and heat dissipation is enhanced. be able to.
  • the abutting surface 9 a may be perpendicular to the front surface 1 a of the substrate 1. In this case, the abutting surface 9 a is in line contact with the light emitting surface 5 a of the light emitting element 5, so the temperature distribution on the light emitting surface 5 a of the light emitting element 5 can be reduced.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing another aspect of the light emitting element mounting substrate.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line ix-ix in FIG.
  • the light emitting element mounting substrate F shown in FIGS. 8 and 9 has a groove 9 b on the side of the bank 9 of the inclined surface 3 a.
  • the bottom 9bb of the groove 9b is at a deeper position than the top surface 3a. That is, the abutment surface 9a of the bank portion 9 reaches a position deeper than the upper surface 3a.
  • a groove 9b is formed in the vicinity of the bank 9, and when the butting surface 9a reaches a position deeper than the upper surface 3a, the light emitting element 5 easily contacts the butting surface 9a.
  • the wall surface 9c on the opposite side of the abutting surface 9a of the groove 9b is perpendicular to the front surface 1a of the substrate 1 or the wall 9c is inclined toward the high potential portion 3H so that the upper side of the groove 9b is largely opened. Good to have.
  • the groove 9b is not formed in the inclined surface 3a, for example, the case where the portion changing from the inclined surface 3a to the abutment surface 9a has a curved shape.
  • the light emitting element 5 may run on the curved portion.
  • the pedestal 3 has such a structure, it is difficult to simultaneously bring the light emitting element 5 into contact with the inclined surface 3a and the abutting surface 9a with high precision. In such a case, differences in orientation of the light p h emitted from the light emitting element 5 is increased.
  • FIGS. 10 to 15 are perspective views schematically showing another embodiment of the light emitting element mounting substrate.
  • the light emitting element mounting substrates G to L shown in FIGS. 10 to 15 have a recess 11 for mounting the light emitting element 5 on the upper surface 3 a of the pedestal 3.
  • the light emitting element mounting substrate G shown in FIG. 10 has a structure in which the recess 11 is provided on the inclined surface 3 a of the light emitting element mounting substrate A shown in FIGS.
  • the bottom 11 a of the recess 11 serves as the mounting portion 3 aa of the light emitting element 5.
  • the bottom 11 a is parallel to the top surface 3 a other than the recess 11.
  • the concave portion 11 is formed so as to leave a part of the inclined surface 3a on the low order portion 3L side. For this reason, the butting surface 9a is formed on the low order portion 3L side.
  • the high position portion 3H side has a structure in which the inclined surface 3a is cut out to the upper end of the high position portion 3H.
  • the light emitting element mounting substrate H shown in FIG. 11 is obtained by providing a recess 11 on the inclined surface 3 a of the light emitting element mounting substrate B shown in FIG. 3.
  • the structure of the recess 11 is the same as that of the light emitting element mounting substrate G shown in FIG. Also in this case, the bottom 11 a of the recess 11 becomes the mounting portion 3 aa of the light emitting element 5.
  • the light emitting element mounting substrate I shown in FIG. 12 has a structure in which a part of the upper surface (inclined surface) 3a is left on the high potential portion 3H side of the pedestal 3 with respect to the light emitting element mounting substrate G shown in FIG. Also in this case, the bottom 11 a of the recess 11 becomes the mounting portion 3 aa of the light emitting element 5.
  • the light emitting element mounting substrate J shown in FIG. 13 has a structure in which a part of the upper surface (inclined surface) 3a is left on the high potential portion 3H side of the pedestal 3 with respect to the light emitting element mounting substrate G shown in FIG. Also in this case, the bottom 11 a of the recess 11 becomes the mounting portion 3 aa of the light emitting element 5.
  • the light emitting element mounting substrate K shown in FIG. 14 is such that the depth Dp of the recess 11 is deeper from the lower portion 3L to the high portion 3H with respect to the light emitting element mounting substrate G shown in FIG. It is a thing. Also in this case, the bottom 11 a of the recess 11 becomes the mounting portion 3 aa of the light emitting element 5.
  • the depth Dp of the recess 11 is the depth from the upper surface (inclined surface) 3 a to the bottom 11 a of the recess 11.
  • the direction of depth is the direction perpendicular to the front surface 1 a of the substrate 1.
  • the light emitting element mounting substrate L shown in FIG. 15 is such that the depth Dp of the recess 11 is deeper from the lower portion 3L to the higher portion 3H with respect to the light emitting element mounting substrate H shown in FIG. It is a thing. Also in this case, the bottom 11 a of the recess 11 becomes the mounting portion 3 aa of the light emitting element 5.
  • the light emitting element 5 can be more stably fixed to the mounting portion 3aa. Further, the positioning accuracy of the light emitting element 5 can be enhanced on the upper surface (inclined surface) 3a. Furthermore, when the light emitting element 5 is mounted on the mounting portion 3 aa of the pedestal 3, the light emitting element 5 is embedded in the recess 11, so the contact area between the light emitting element 5 and the pedestal 3 becomes large. Thereby, the heat dissipation of the light emitting element 5 can be enhanced.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the light-emitting element mounting substrate shown in FIG. S 1 and S 2 shown in FIG. 16 are index lines drawn for convenience so as to represent the degree of the angle with respect to the front surface 1 a of the substrate 1.
  • Indicator lines S 1 are those drawn to face a direction perpendicular to the front surface 1a of the substrate 1.
  • Index line S 2 are those drawn to face a direction perpendicular to the inclined surface 3a of the pedestal 3.
  • the inner wall 11 b on the lower portion 3 L side of the recess 11 faces the front of the substrate 1 as shown by the index line S 1 in FIG. It may be perpendicular to the plane 1a.
  • the inner wall 11c on the high level portion 3H side of the recess 11 may be perpendicular to the front surface 1a of the substrate 1.
  • the light emitting element 5 is accurately aligned with the position information of the recess 11 captured by the image processing device 12. It can be installed.
  • the recess 11 has a shape which is hollowed out in the direction perpendicular to the inclined surface 3a.
  • the angle of the inner wall 11b of the lower portion 3L side of the recess 11 is represented by the index line S 2 is a concave portion 11 from the image processing apparatus 12 in a downward direction perpendicular to the front surface 1a of the substrate 1 When viewed, the upper and lower sides of the inner walls 11b and 11c of the recess 11 are not at the same position.
  • the positional information of the recess 11 obtained by the image processing apparatus 12 corresponds to The difference in horizontal position between the upper side (the position of the inclined surface 3a of the pedestal 3) and the lower side (the position of the bottom 11a of the recess 11) of the inner walls 11b and 11c comes in. Since this difference is added to the position information of the recess 11 captured by the image processing device 12, an error is likely to occur in the position accuracy when the light emitting element 5 is installed.
  • the light emitting element mounting substrate I shown in FIGS. 12 and 16 can assemble the light emitting device with high accuracy as described above.
  • the structure in which the inner wall 11b on the lower portion 3L side of the recess 11 is perpendicular to the front surface 1a of the substrate 1 is not limited to the light emitting element mounting substrate shown in FIG.
  • the present invention can be similarly applied to the light emitting element mounting substrates respectively shown.
  • the light emitting element mounting substrate M to O shown in FIGS. 17 to 19 has a wall member 15 on the substrate 1.
  • the light emitting element mounting substrates M to O shown in FIGS. 17 to 19 have a rectangular shape when the substrate 1 is viewed in plan.
  • the substrate 1 has a so-called rectangular shape having two side surfaces 1d and 1e perpendicular to the two end surfaces 1b and 1c.
  • the substrate 1 has a first wall member 15a erected with respect to the front surface 1a at an edge portion 1ee on the side surface 1e side of one of the two side surfaces 1d and 1e.
  • the first wall member 15 a is disposed parallel to the longitudinal direction of the pedestal 3 (the direction from the high portion 3 H to the low portion 3 L).
  • the light emitting element mounting substrate N shown in FIG. 18 has a second wall member 15 b along the end face 1 c of the substrate 1 with respect to the light emitting element mounting substrate M shown in FIG. 17.
  • the second wall member 15b is disposed so as to be connected to the first wall member 15a at one corner portion 1f where the end face 1c and the side face 1e of the substrate 1 intersect.
  • the first wall member 15 a and the second wall member 15 b are provided to form an L shape when the substrate 1 is viewed in plan. In this case, the first wall member 15a and the second wall member 15b may have the same height.
  • the light emitting element mounting substrate O shown in FIG. 19 is at a corner portion 1g of the substrate 1 where the first wall member 15a and the second wall member 15b are not provided with respect to the light emitting element mounting substrate N shown in FIG. It is the structure where the pillar member 17 was provided.
  • the first wall member 15a is disposed to face the traveling direction parallel to the direction of light p h emitted from the light emitting element 5. According to such a configuration, it is possible to check the state and state (degree of convergence) and the traveling direction of the inclination of the optical p h emitted from the light emitting element 5 was transferred to a first wall member 15a.
  • the surface of the first wall member 15a may be a mirror surface.
  • the light emitting element mounting substrate N, the O, the second wall member 15b to the opposite position is provided to the traveling direction of light p h emitted from the light emitting element 5 (the opening indicated by reference numeral 18) .
  • a state (degree of convergence, the intensity) of the light p h emitted also from the light emitting element 5 between the second wall member 15b located on the surface 7a and the opposite side of the substrate 7 And the inclination etc. of the advancing direction can be confirmed also in the surface on the opposite side to the light emission surface 5a of the light emitting element 5 with the 1st wall member 15a side.
  • the surface of the second wall member 15b may be a mirror surface.
  • the pillar members 17 are provided at the corner portions 1g where the first wall member 15a and the second wall member 15b are not provided. According to such a configuration, the wall member 15 is not provided, for example, when a lid (not shown) is installed on the wall member 15 (the first wall member 15a and the second wall member 15b) Also in the corner, it becomes possible to install the lid stably.
  • the wall member 15 is not provided between the second wall member 15 b and the pillar member 17, and the space between the second wall member 15 b and the pillar member 17 is the opening 19. According to such a configuration, it is possible to confirm a state (degree of convergence, the intensity) of the light p h emitted from the light emitting element 5 and the traveling direction of the inclination and the like directly. In addition, the light emitting element 5 can be easily desorbed from the mounting portion 3aa, and the light emitting element 5 can be easily replaced and repaired.
  • the wall member 15 and the pillar member 17 shown in FIGS. 17 to 19 are the light emitting elements shown in FIG.
  • the wall member 15 may be provided only on the end face 1 c side of the substrate 1.
  • the first wall member 15a, the second wall member 15b, and the column member 17 may be integrally formed of a sintered body of ceramic particles together with the substrate 1 and the pedestal 3.
  • the light emitting element mounting substrates M to O have higher heat dissipation.
  • FIG. 20 is a perspective view schematically showing another aspect of the light emitting element mounting substrate.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line xx-xx of FIG.
  • the light emitting element mounting substrate P shown in FIGS. 20 and 21 is based on the light emitting element mounting substrate A shown in FIGS. 1 and 2.
  • the light emitting element mounting substrate P shown in FIGS. 20 and 21 is provided with a positioning reference 21 for determining the mounting position of the light emitting element 5. Then, by positioning the light emitting element 5 using the positioning reference 21, the light emitting element 5 can be installed at a predetermined position on the mounting surface 3a with higher accuracy.
  • the optical axis of the light ph emitted from the light emitting surface 5 a can be easily aligned in a predetermined direction. It will be possible. This makes it possible to obtain a light emitting device with a small optical axis deviation.
  • the positioning reference 21 may be any one as long as the image processing apparatus 12 such as a camera can recognize it as a shape different from the inclined surface 3 a of the pedestal 3.
  • the image processing apparatus 12 such as a camera can recognize it as a shape different from the inclined surface 3 a of the pedestal 3.
  • it may be a planar shape such as a circle or a rectangle.
  • the shape in plan view may be circular or rectangular, and they may be depressions or through holes.
  • the positioning reference 21 may have a convex shape integrally formed with the inclined surface 3 a of the pedestal 3.
  • the upper bottom surface 21 a of the positioning reference 21 may be parallel to the front surface 1 a of the substrate 1.
  • the positioning reference 21 has such a shape, for example, the positioning reference 21 is moved from the lower portion 3L to the higher portion 3H of the inclined surface 3a to move the positioning reference 21 to the bottom of the substrate 1.
  • the positioning reference 21 tends to appear in an isotropic shape such as a circle or a square.
  • the edge of the positioning reference 21 can be sharply detected. That is, the position of the positioning reference 21 can be detected with higher accuracy.
  • the area of the cross section parallel to the upper bottom surface 21a of the body 21b is equal to the area of the upper bottom surface 21a. It may be a shape. Specifically, the positioning reference 21 may be a cylinder or a prism having a shape in which the area of the cross section is the same in the direction perpendicular to the upper bottom surface 21a. In this case, the body portion 21 b is a portion formed by the side surface perpendicular to the upper bottom surface 21 a of the positioning reference 21.
  • the positioning reference 21 may have a shape in which the height from the inclined surface 3 a to the upper bottom surface 21 a is different between the lower portion 3 L side and the higher portion 3 H side of the pedestal 3. That is, in the positioning reference 21, the height 21LH from the inclined surface 3a to the upper bottom surface 21a on the lower part 3L side of the pedestal 3 is higher than the height 21HH from the inclined surface 3a to the upper bottom surface 21a on the high part 3H side of the pedestal 3
  • the shape may be (long in distance). In this case, the angle ( ⁇ 4 ) between the positioning reference 21 and the inclined surface 3a is 90 ° perpendicular to the front surface 1a of the substrate 1, and the substrate 1 is inclined with respect to the front surface 1a.
  • the angle ( ⁇ 4 ) between the positioning reference 21 and the inclined surface 3 a refers to the angle between the direction in which the positioning reference 21 stands and the inclined surface 3 a.
  • a plurality of positioning references 21 may be arranged on the inclined surface 3a.
  • the positioning reference 21 is disposed at two positions on the inclined surface 3a, for example, a straight line connecting the two positioning references 21 is taken as a reference line 23, and the light emitting element 5 is determined based on the position of the reference line 23. The placement of can be determined.
  • the plurality of positioning references 21 are arranged in the direction from the high portion 3H to the low portion 3L of the pedestal 3 as shown in FIG.
  • the structure may be arranged in the direction perpendicular to the direction of the high position portion 3H to the low position portion 3L, that is, in the direction along the end faces 1b and 1c of the substrate 1.
  • the top surface 21a of the positioning reference 21 When the top surface 21a of the positioning reference 21 is parallel to the inclined surface 3a, or when the positioning reference 21 is installed in a direction perpendicular to the inclined surface 3a of the pedestal 3, positioning is performed.
  • the orientation of the upper bottom surface 21 a of the reference 21 does not face the image processing apparatus 12 directly.
  • the shape of the upper bottom surface 21a of the positioning reference 21 is circular, it looks like an elliptical shape. As a result, the positional deviation of the central point of the upper bottom surface 21 a of the positioning reference 21 may be large.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing another aspect of the light-emitting element mounting substrate shown in FIG.
  • the upper surface (inclined surface) 3a of the pedestal 3 may have a convexly curved upper side.
  • the shape in which the upper surface (inclined surface) 3a of the pedestal 3 is convexly curved upward is, for example, a straight line La with the end 3Hp of the high portion 3H of the pedestal 3 and the end 3Lp of the low portion 3L. When connected, it means that the inclined surface 3a is positioned above the straight line La.
  • the state where the inclined surface 3a is located above the straight line La means the case where the width 3d between the straight line La and the middle point 3C is 2 ⁇ m or more.
  • the width 3d between the straight line La and the middle point 3C is preferably 5 to 15 ⁇ m.
  • the slope of the inclined surface 3a be larger on the lower portion 3L side. That is, it is preferable that the largest portion of the width 3d between the inclined surface 3a and the straight line La be on the lower portion 3L side.
  • the structure in which the upper surface (inclined surface) 3a of the pedestal 3 has a convexly curved shape is not limited to the light emitting element mounting substrate A shown in FIG. 2, but it is shown in FIG. The same applies to the light emitting element mounting substrates B, C, and D shown respectively.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view schematically showing another aspect of the light-emitting element mounting substrate shown in FIG.
  • FIG. 25 is an enlarged sectional view of the So portion shown in FIG.
  • the light emitting element mounting substrate S shown in FIG. 24 has a structure in which the upper surface (inclined surface) 3 a of the pedestal 3 has an uneven shape.
  • the structure in which the upper surface (inclined surface) 3a of the pedestal 3 has a concavo-convex shape is shown only in cross section in FIG. 24, but a structure in which the concave and convex portions extend substantially uniformly toward the back of the paper surface It has become. That is, the inclined surface 3a of the pedestal 3 in the light emitting element mounting substrate S has a structure in which asperities are alternately arranged in the direction from the high portion 3H to the low portion 3L of the pedestal 3.
  • the convex portion 3 s is a portion in contact with the light emitting element 5 when the upper surface (inclined surface) 3 a of the pedestal 3 has an uneven shape. It is a portion not in contact with the element 5.
  • the bonding material Ad for bonding the light emitting element 5 can be filled in the recess 3n and not applied on the protrusion 3s. As a result, the light emitting element 5 can be joined to the upper surface 3 a in a state in which the light emitting element 5 is in direct contact with the convex portion 3 s of the pedestal 3.
  • the surface roughness (Ra) of the inclined surface 3a is preferably 1 to 3 ⁇ m.
  • the width in the same direction of the mounting portion 3aa in the range from the high position portion 3H to the low position portion 3L of the pedestal 3 is 100% It is preferable that the sum of the widths of the convex portions 3s be 20 to 80%.
  • the other 80% of the portions is the sum of the widths of the recesses 3n.
  • a resin adhesive may be used as the bonding material Ad.
  • Au-Sn material is preferable in terms of heat resistance.
  • FIG. 26 is a perspective view schematically showing the array substrate of the embodiment.
  • the array substrate T shown in FIG. 26 is a substrate in which a plurality of light emitting element mounting substrates A are connected, whereby an array type light emitting device can be obtained.
  • the orientation of the inclined surface 3a means changing the orientation of the inclined surface 3a (in this case, the X axis direction of the coordinate axis in FIG. 26) within the XY plane of the coordinate axis.
  • the orientation of the angles ⁇ 3 and the inclined surface 3a of the inclined surface 3a of the pedestal 3 condenses the light p h of the light emitting element 5 mounted on the substrate for mounting a light-emitting element A It becomes possible. Further, it is possible to widen the range of the condenser light p h.
  • the array substrate T of the embodiment is one in which the light emitting element mounting substrates A are integrally sintered.
  • an array-type light emitting device with high heat dissipation and high strength can be obtained.
  • On the array substrate T it becomes possible to mount the light emitting elements 5 of different colors on the respective light emitting element mounting substrates A, and it is also possible to form the light ph having a wide wavelength range.
  • FIG. 26 shows an example of a structure in which a plurality of light emitting element mounting substrates A shown in FIGS. 1 and 2 are connected as the light emitting element mounting substrate, but the structure shown in FIGS.
  • the light emitting element mounting substrate having the pedestal 3 having the above-described structure other than the pedestal 3 can be applied similarly.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing one manufacturing step of the light emitting element mounting substrate of the embodiment.
  • the method of producing the light emitting element mounting substrate A shown in FIG. 1 and FIG. 2 will be described.
  • a green sheet 31 processed in advance into a predetermined shape is prepared.
  • pressing is performed from the upper side of the green sheet 31 to the lower side to form a molded body 35 to be a light emitting element mounting substrate A.
  • a light emitting element mounting substrate A having a conductor on at least one of the surface and the inside thereof is prepared as the light emitting element mounting substrate A, at least one of the surface and the inside of the green sheet 31 has a conductor in advance. It is preferable to use a green sheet 31 in which a conductor pattern (including a via conductor) is formed.
  • the produced molded body 35 is fired (maximum temperature: 1500 to 1900 ° C.) to obtain a light emitting element mounting substrate A.
  • the light emitting element mounting substrates B to S and the array substrate T other than the light emitting element mounting substrate A can also be obtained by using molds having different shapes.
  • the substrate for mounting a light emitting element and the array substrate according to each embodiment were produced, and a laser diode (1.5 kW) was mounted thereon to produce a light emitting device.
  • the laser diode was bonded to each mounting portion of the light emitting element mounting substrate or the array substrate by an Au-Sn material.
  • the laser diode was connected by wire bonding.
  • the power supply to the laser diode was performed from the power supply through wire bonding. Therefore, a substrate for mounting a light emitting element or an array substrate was manufactured as a sample without the conductor portion on the surface and inside.
  • a mixed powder for forming a green sheet a mixed powder was prepared by mixing 5% by mass of yttria powder and 1% by mass of calcia powder with respect to 94% by mass of aluminum nitride powder.
  • the molded object was produced by the manufacturing method shown in FIG. 27 using the green sheet mentioned above.
  • the produced molded product was fired in a reducing atmosphere for 2 hours under the condition that the maximum temperature became 1,800 ° C. to produce a light emitting element mounting substrate and an array substrate.
  • the size of the manufactured light emitting element mounting substrate was 2.5 mm wide ⁇ 4.2 mm long in the shape after firing. The heights are shown in Table 1.
  • the size of the pedestal (mounting surface) was 0.5 mm wide ⁇ 1 mm long.
  • the thickness of the substrate was 0.1 mm.
  • the molded object was formed and it baked so that it might become a size with which five light emitting element mounting substrates of said size were connected.
  • the angle (tilt angle) of the upper surface (inclined surface) of the pedestal to the front surface of the substrate was set to 40 ° for the samples of the structures of FIGS. 14 and 15, and to 30 ° for the other samples. .
  • the angle of the mounting portion in the sample having the structure of FIGS. 14 and 15 was set to be 30 ° with respect to the front surface of the substrate.
  • the height h1 of the lower portion of the pedestal in the sample having the structure of FIGS. 3, 5, 6, 8, 11, 13, 15, 17, 18 and 19 was 0.2 mm.
  • a silicon wafer is set as a base material, the laser diode emits light, and the intensity of light (reflected light) reflected to the light emitting element side The range of variation in reflected light intensity was measured.
  • a photodiode was used to evaluate the intensity of the reflected light.
  • the array substrate a sample having a laser diode mounted on each mounting surface of the array substrate shown in FIG. 26 was manufactured, and the intensity of the reflected light from each laser diode was measured. In the case of an array substrate, a photodiode was placed and measured for each light emitting element mounting substrate, and the average value was determined.
  • sample No. 17 As a sample of the comparative example (sample No. 17), based on the light emitting element mounting substrate shown in FIG. 3, a sample having a structure in which the upper surface (mounting portion) of the pedestal is parallel to the front surface of the substrate is manufactured , Made the same evaluation.
  • Table 1 sample Nos. About 17, it was described as "the upper surface is parallel to the front surface”.
  • the intensity of the reflected light and the variation shown in Table 1 are the same as those of sample No.
  • the value normalized to the value of 17 was shown.
  • the upper surface of the pedestal is parallel to the front surface of the substrate
  • the intensity of the reflected light was lower than that of the light-emitting element mounting substrate (sample No. 17).
  • the light emitting element mounting substrate (samples Nos. 5 to 10) having a structure in which the bank portion is provided on the inclined surface is the light emitting element mounting substrate (samples No. 1 to 4 and 11 to 11) having a structure in which the bank portion is not provided.
  • the variation range of the intensity of the reflected light was smaller than that of 16).

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Abstract

発光素子搭載用基板は、平板状の基板1と、基板1のおもて面1aから突出した台座3と、を備えており、台座3は、上面3aに発光素子5を搭載するための搭載部3aaを有し、おもて面1aに対して傾斜した傾斜面3aを成しており、基板1と台座3とはセラミックスで一体的に形成されている。基板1は、対向する2つの端面1b、1cを有し、傾斜面3aにおいて、おもて面1aからの高さの低い方を低位部1Lとしたときに、低位部1Lが2つの端面1b、1cのうちの一つに沿って配置されている。アレイ基板は上記の発光素子搭載用基板が複数個連結されたものである。発光装置は、上記の発光素子搭載用基板の搭載部3aaまたは上記のアレイ基板の搭載部3aaに発光素子5を有する。

Description

発光素子搭載用基板およびアレイ基板、ならびに発光装置
 開示の実施形態は、発光素子搭載用基板およびアレイ基板、ならびに発光装置に関する。
 従来より、レーザ光を放出する発光素子を搭載するための発光素子搭載用パッケージが開示されている。発光素子搭載用パッケージは、外部に熱を放出するメタルベースと、メタルベース上にハンダなどの接合材で固着されたセラミックス製のサブマウントとを有し、サブマウント上に発光素子が搭載される構造である(例えば、特許文献1参照)。
特開2014-116514号公報
 実施形態の一態様に係る発光素子搭載用基板は、平板状の基板と、前記基板のおもて面から突出し、発光素子が搭載される搭載面を有する1つ以上の台座と、を備え、前記搭載面が前記基板の対向する2つの端面の方向に前記おもて面からの高さが異なり、前記おもて面に対して傾斜した傾斜面を成しており、前記基板と前記台座とはセラミックスで一体的に形成されている。
 実施形態の一態様に係るアレイ基板は、上記の発光素子搭載用基板が複数個連結されている。
 実施形態の発光装置は、上記の発光素子搭載用基板の搭載部または上記のアレイ基板の搭載部に発光素子を有する。
実施形態の発光素子搭載用基板の利用形態の一例を示す模式図である。 図1のii-ii線断面図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 図6のvii-vii線断面図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 図8のix-ix線断面図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す断面図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 図20のxx-xx線断面図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す断面図である。 発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す断面図である。 図24に示したSo部を拡大した断面図である。 実施形態のアレイ基板を模式的に示す斜視図である。 実施形態の発光素子搭載用基板の一製造工程を示す断面図である。
 実施形態の一態様は、発光素子から放出される光が対象物に当たった後にも、反射した光を発光素子の発光面に入りにくくすることのできる発光素子搭載用基板と、これを複数個連結したアレイ基板を提供するものである。
 以下、添付図面を参照して、本願の開示する発光素子搭載用基板およびアレイ基板の実施形態について説明する。ここで、発光素子としては、レーザーダイオード(Laser Diode)および発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などを挙げることができる。以下に示す各実施形態は、とりわけレーザーダイオード用として有用なものとなる。
 図1は、実施形態の発光素子搭載用基板の利用形態の一例を示す模式図である。図1では、発光素子5を実装した発光素子搭載用基板Aを示している。以下、発光素子5を実装した発光素子搭載用基板Aのことを発光装置と表記する場合がある。また、図1では、光phの反射する表面7aを有する基材7を設置した状態を示している。図2は、図1のii-ii線断面図である。図1において、発光素子5および光phが反射する表面7aを有する基材(以下、基材7と表記する。)については、説明の便宜上、仮想的な形態で示している。このため発光素子5および基材7については、その形状を破線で表している。
 図1などに示すように、実施形態に係る発光素子搭載用基板Aは、平板状の基板1と、基板1のおもて面1aから上方に突出する台座3とを備えている。また、台座3の上面3aには搭載部3aaが設けられている。かかる搭載部3aaに発光素子5が搭載される。この場合、発光素子5の形状としては、例えば、六面体形状あるいは円筒形状の柱状体を想定する。発光素子5の発光面5aが向く位置には基材7が配置される。基材7は発光素子5から放出される光phが当たった後に反射する性質を有している。ここで、図1に示す発光素子搭載用基板Aを構成する台座3の上面3aは、基板1の対向する2つの端面1b、1cの方向におもて面1aからの高さhが異なる。言い換えると、上面3aは、基板1のおもて面1aに対して傾斜している。図1、2では、台座3の高さhの低い方を低位部3Lとし、高さhの高い方を高位部3Hとして表している。以下、傾斜している上面3aのことを傾斜面3aと表記する場合がある。台座3の低位部3Lは、台座3の上面3aを基板1の端面1b側から端面1c側に向けた長さの範囲で3等分した場合における端面1b側の部位のことである。一方、高位部3Hは、台座3の上面3aを基板1の端面1b側から端面1c側に向けた長さの範囲で3等分した場合における端面1c側の部位である。なお、図1、2に示した発光素子搭載用基板Aは、発光素子5の発光面5a側で傾斜面3aの高さが低く、発光面5aとは反対側が高くなった配置であるが、これ以外に、台座3の高位部3H側が発光素子5の発光面5a側となるように台座3の向きを反対向きに配置しても良い。
 傾斜面3aの搭載部3aaに発光素子5を実装した場合、発光素子5の発光面5aは傾斜面3aに対して垂直な面となる。そうすると、発光面5aから放出される光phは傾斜面3aにほぼ平行な向きに放出される。発光素子搭載用基板Aを構成する基板1に対して垂直な向きに基材7が配置されている場合、発光面5aから放出される光phは基材7の表面7aに対して、直角ではなく、直角よりも小さい角度θ1で当たることになる。基材7の表面7aに当たって反射した光phは、図2に示しているように、光phが基材7の表面7aに当たった角度θ1と同程度の角度θ2で反射するようになる。その結果、発光素子5から放出された光phが基材7の表面7aに当たって反射しても発光素子5の発光面5aの方向に反射して帰ってくる割合を小さくすることができる。つまり、発光素子搭載用基板Aによれば、反射した光phが発光素子5の発光面5aに入る割合を小さくすることができる。このため発光素子搭載用基板Aによれば、発光素子5の出力の低下を抑えることが可能となる。また、発光素子5の長寿命化を図ることができる。
 また、この発光素子搭載用基板Aでは、基板1と台座3とはセラミックスで一体的に形成されている。基板1および台座3はセラミック粒子の焼結体によって構成されている。すなわち、発光素子搭載用基板Aには、発光素子5が搭載される台座3と、外部に熱を放出する機能を有する基板1との間には界面が設けられていない。台座3と基板1との間に界面が存在すると大きな熱抵抗が生じる可能性が高くなる。界面に異種材料が含まれる場合も同様である。これにより基板1と台座3との間の熱抵抗を小さくすることができる。その結果、台座3から基板1に効率よく熱を伝えることができる。したがって、放熱性の高い発光素子搭載用基板Aを実現することができる。
 基板1および台座3には、種々のセラミックスを適用することが可能である。この場合、特に、熱伝導率が高くかつ熱膨張率が発光素子5(例えば、レーザーダイオード)に近いという点から窒化アルミニウムが好適なものとなる。
 なお、図1および図2には図示していないが、発光素子搭載用基板Aには、必要に応じて、基板1のおもて面1a、裏面1aaおよび内部、台座3の搭載面3a、側面および内部に導体が設けられる。以下、同様に、図3~図24に示す発光素子搭載用基板B~Sおよびアレイ基板Tについても導体が設けられる。導体の材料としては、基板1および台座3に窒化アルミニウムを適用した場合に、同時焼成が可能であるという点からタングステン(W)、モリブデン(Mo)およびこれらの合金あるいはこれに銅などを複合化した金属材料のうちのいずれかが適したものとなる。
 図3は、発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。図3に示す発光素子搭載用基板Bは、低位部3Lがおもて面3aから0より大きい高さを有している。基板1のおもて面3aから上面(傾斜面)3aまでの高さhの低い方の部位(低位部3L)が基板1のおもて面1aから所定の高さh1を有している構造である。この場合も、図1、2に示した発光素子搭載用基板Aと同じような効果を奏するものとなる。発光素子搭載用基板Bは発光素子搭載用基板Aに比べて台座3の体積が大きいため、発光素子5からの放熱性をより高めることができる。ここで、低位部3Lがおもて面3aから0より大きい高さとは、低位部3Lのおもて面3aからの高さが0.1mm以上ある状態を意味する。低位部3Lのおもて面3aからの高さの上限は、高位部3Hのおもて面3aからの高さの1/2が目安とする。この場合、基板1のおもて面3aから上面3aまでの高さhの低い方(低位部3L)の縁3bが基板1の端面1bに沿うように配置されていてもよい。
 図4、図5は、発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。図4に示す発光素子搭載用基板Cおよび図5に示す発光素子搭載用基板Dでは、基板1のおもて面3aから上面3aまでの高さhの低い方(低位部3L)の縁3bが基板1の端面1bに近くなっている。この場合、低位部3Lの縁3bと基板1の端面1bとが一致する配置であっても良い。このような構成によれば、発光素子5から放出された光phが台座3の前方(基材7側)のおもて面1aに当たって反射するのを抑えることができる。これにより発光素子5から放出される光phの指向性をより高めることが可能になる。なお、発光素子5の発光面5aを高位部3H側に配置する場合は、高位部3Hを端面1bに沿って配置すればよい。
 図5に示す発光素子搭載用基板Dと比較すると、図4に示す発光素子搭載用基板Cは、傾斜面3aに発光素子5を搭載したときに、基板1のおもて面1aから発光素子5の上面までの高さを低くできるため、発光装置の低背化を図ることができる。また、発光素子搭載用基板Cの場合には、台座3における傾斜面3aの基板1のおもて面1aからの角度θ3を大きくすることができる。このようにすれば、基材7の表面7aの反射性能が大きい場合にも適用しやすいものとなる。一方、図5に示す発光素子搭載用基板Dは台座3の体積が大きいため、発光素子搭載用基板Bと同様、発光素子5からの放熱性を高めることができる。
 図6は、発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。図7は、図6のvii-vii線断面図である。図6、図7に示す発光素子搭載用基板Eは、台座3に堤部9を有する。堤部9は台座3の傾斜面3aから突き出た状態で形成されている。台座3の低位部3Lに堤部9が形成されていると、図7に示すように、発光素子5が傾斜面3aの端に突き当たる状態にできる。このため、発光素子5を傾斜面3a上に設置したときに、安定した状態で固定できる。この場合、堤部9の傾斜面3a側の側面9a(突き当て面9aと表記する場合がある。)は傾斜面3aに対して直角である方が良い。突き当て面9aが傾斜面3aに対して直角であると、発光素子5の突き当て面9aと接触する面積が大きくなるため、発光素子5から熱が台座3に伝わりやすくなり、放熱性を高めることができる。なお、突き当て面9aは基板1のおもて面1aに対して垂直であっても良い。この場合、突き当て面9aは、発光素子5の発光面5aに線接触した状態となるため、発光素子5の発光面5aにおける温度分布を小さくすることができる。
 図8は、発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。図9は、図8のix-ix線断面図である。図8、9に示す発光素子搭載用基板Fは、傾斜面3aの堤部9側に溝部9bを有する。この場合、溝部9bの底部9bbは上面3aよりも深い位置にある。つまり、堤部9の突き当て面9aは上面3aよりも深い位置にまで達している。堤部9付近に溝部9bが形成されており、また、突き当て面9aが上面3aよりも深い位置まで達していると、発光素子5が突き当て面9aに面で接しやすくなる。これにより発光素子5を上面3aの搭載部3aaに搭載したときの位置決め精度を高めることができる。なお、溝部9bの突き当て面9aの反対側の壁面9cは、基板1のおもて面1aに垂直かまたは溝部9bの上側が大きく開くように壁面9cが高位部3H側に傾いた形状であるのが良い。
 傾斜面3aに溝部9bが形成されていない構造、例えば、傾斜面3aから突き当て面9aに変化する部分が湾曲した形状である場合を想定する。このような形状の場合には、発光素子5がその湾曲した部分に乗り上げてしまうおそれがある。台座3がこのような構造の場合には、発光素子5を傾斜面3aおよび突き当て面9aに同時に精度良く接触させることが困難になる。このような場合には、発光素子5から放出される光phの方向性のばらつきが大きくなる。
 図10~15は、発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。図10~15に示す発光素子搭載用基板G~Lは、台座3の上面3aに発光素子5を設置するための凹部11を有する。これらの中で、図10に示す発光素子搭載用基板Gは、図1、2に示した発光素子搭載用基板Aの傾斜面3aに凹部11を設けた構造である。この場合、凹部11の底11aが発光素子5の搭載部3aaとなる。また、底11aは、凹部11以外の上面3aに平行である。また、凹部11は低位部3L側で傾斜面3aを一部残すように形成されている。このため低位部3L側には突き当て面9aが形成されている。一方、高位部3H側は傾斜面3aを高位部3Hの上端まで切り欠いた構造である。
 図11に示した発光素子搭載用基板Hは、図3に示した発光素子搭載用基板Bの傾斜面3aに凹部11を設けたものである。凹部11の構造は、図10に示した発光素子搭載用基板Gと同様である。この場合も、凹部11の底11aが発光素子5の搭載部3aaとなる。
 図12に示した発光素子搭載用基板Iは、図10に示した発光素子搭載用基板Gに対して、台座3の高位部3H側に上面(傾斜面)3aを一部残す構造である。この場合も、凹部11の底11aが発光素子5の搭載部3aaとなる。
 図13に示した発光素子搭載用基板Jは、図11に示した発光素子搭載用基板Gに対して、台座3の高位部3H側に上面(傾斜面)3aを一部残す構造である。この場合も、凹部11の底11aが発光素子5の搭載部3aaとなる。
 図14に示した発光素子搭載用基板Kは、図10に示した発光素子搭載用基板Gに対して、凹部11の深さDpが低位部3L側から高位部3H側にかけて深くなるようにしたものである。この場合も、凹部11の底11aが発光素子5の搭載部3aaとなる。凹部11の深さDpは、上面(傾斜面)3aから凹部11の底11aまでの深さのことである。深さの方向は基板1のおもて面1aに対して垂直な方向である。
 図15に示した発光素子搭載用基板Lは、図11に示した発光素子搭載用基板Hに対して、凹部11の深さDpが低位部3L側から高位部3H側にかけて深くなるようにしたものである。この場合も、凹部11の底11aが発光素子5の搭載部3aaとなる。
 台座3の上面(傾斜面)3aに上記のような構造で凹部11が形成されていると、搭載部3aaに発光素子5をより安定に固定することができる。また、上面(傾斜面)3aにおいて発光素子5の位置決めの精度を高めることができる。さらには、台座3の搭載部3aaに発光素子5を搭載したときに、発光素子5が凹部11に埋設された構造になるため、発光素子5と台座3との接触面積が大きくなる。これにより発光素子5の放熱性を高めることができる。
 図16は、図12に示した発光素子搭載用基板の断面図である。図16に記したS1およびS2は、基板1のおもて面1aに対する角度の程度を表すように便宜上描いた指標線である。指標線S1は基板1のおもて面1aに対して垂直な方向を向くように描いたものである。指標線S2は台座3の傾斜面3aに対して垂直な方向を向くように描いたものである。台座3の搭載面3aに凹部11を有する発光素子搭載用基板の場合、図16に指標線S1で示しているように、凹部11の低位部3L側の内壁11bが基板1のおもて面1aに対して垂直であるのが良い。これに加えて、凹部11の高位部3H側の内壁11cも基板1のおもて面1aに対して垂直であるのが良い。
 図16に示すように、凹部11の低位部3L側の内壁11bが指標線S1で表される角度である場合には、凹部11を基板1のおもて面1aに対して垂直な上方から見たときに、凹部11の内壁11b、11cの上側と下側とが同じ位置になる。凹部11の低位部3L側の内壁11bが指標線S1で表される角度である場合というのは、言い換えると、凹部11が基板1のおもて面1aに対して垂直な方向にえぐられた形状となる。ここで、上方からというのは、図16に示した画像処理装置12の位置から基板1のおもて面1aに対して垂直な方向に下向きにという意味である。凹部11が基板1のおもて面1aに対して垂直な方向にえぐられた形状である場合には、発光素子5を画像処理装置12が捉えた凹部11の位置情報に即して精度よく設置することができる。
 一方、凹部11の低位部3L側の内壁11bが指標線S2で表される角度の場合には、凹部11の内壁11b、11cの上側と下側とが同じ位置に無い状態となる。
 凹部11の低位部3L側の内壁11bが指標線S2で表される角度というのは、凹部11が傾斜面3aに対して垂直な方向にえぐられた形状である。
 凹部11の低位部3L側の内壁11bが指標線S2で表される角度の場合には、画像処理装置12から凹部11を基板1のおもて面1aに対して垂直な方向に下向きに見たときに、凹部11の内壁11b、11cの上側と下側とが同じ位置に無い状態となる。画像処理装置12が、凹部11を基板1の傾斜面3a上の低位部3Lと高位部3Hとの間を移動したときに、画像処理装置12により得られる凹部11の位置情報に、凹部11の内壁11b、11cの上側(台座3の傾斜面3aの位置)と下側(凹部11の底11aの位置)の水平方向の位置の差の分が入ってくる。この差の分が画像処理装置12が捉えた凹部11の位置情報に加えられるため、発光素子5を設置するときの位置精度に誤差が発生しやすい。これに対して、図12および図16に示した発光素子搭載用基板Iは、上記したように、発光装置を精度よく組み立てることができる。
 なお、凹部11の低位部3L側の内壁11bが基板1のおもて面1aに対して垂直である構造は、図12に示した発光素子搭載用基板に限らず、図13および図15にそれぞれ示した発光素子搭載用基板にも同様に適用することができる。
 図17~19は、発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。図17~19に示す発光素子搭載用基板M~Oは、基板1上に壁部材15を有する。図17~19に示す発光素子搭載用基板M~Oは、基板1を平面視したときに、その形状が矩形状である。言い換えると、基板1の形状は2つの端面1b、1cにそれぞれ直角な2つの側面1d、1eを有するいわゆる長方形状である。基板1は2つの側面1d、1eのうちの一つの側面1e側の縁部1eeに、おもて面1aに対して立設する第1壁部材15aを有する。第1壁部材15aは、台座3の長手方向(高位部3Hから低位部3Lに向かう方向)に平行に配置されている。
 図18に示す発光素子搭載用基板Nは、図17に示した発光素子搭載用基板Mに対して、基板1の端面1cに沿った第2壁部材15bを有する。第2壁部材15bは基板1の端面1cと側面1eが交差する一つの角部1fで第1壁部材15aと繋がるように配置されている。第1壁部材15aと第2壁部材15bとは、基板1を平面視したときにL字状を成すように設けられている。この場合、第1壁部材15aおよび第2壁部材15bは同じ高さとしてもよい。
 図19に示す発光素子搭載用基板Oは、図18に示した発光素子搭載用基板Nに対して、第1壁部材15a、第2壁部材15bが設けられていない基板1の角部1gに柱部材17を設けた構造である。
 これらの発光素子搭載用基板M~Oでは、第1壁部材15aが発光素子5から放出される光phの進行方向と平行な方向に向くように配置されている。このような構成によれば、発光素子5から放出される光phの状態(収束度)および進行方向の傾きなどを第1壁部材15aに映した状態で確認することができる。この場合、第1壁部材15aの表面は鏡面であるのが良い。
 また、発光素子搭載用基板N、Oでは、発光素子5から放出される光phの進行方向(符号18で示した開口部)とは反対の位置に第2壁部材15bが設けられている。このような構成であると、基材7の表面7aとその反対側に位置する第2壁部材15bとの間においても、発光素子5から放出される光phの状態(収束度、強度)および進行方向の傾きなどを、第1壁部材15a側とともに、発光素子5の発光面5aと反対側の面においても確認することができる。この場合も、第2壁部材15bの表面は鏡面であるのが良い。
 さらに、発光素子搭載用基板Oでは、第1壁部材15aおよび第2壁部材15bが設けられていない角部1gに柱部材17が設けられている。このような構成によれば、壁部材15(第1壁部材15aおよび第2壁部材15b)上に、例えば、蓋体(不図示)を設置した場合などに、壁部材15が設けられていない角部においても、蓋体を安定に設置することが可能になる。
 また、発光素子搭載用基板Oでは、第2壁部材15bと柱部材17との間に壁部材15を設けず、この間が開口19となる構造である。このような構成によれば、発光素子5から放出される光phの状態(収束度、強度)および進行方向の傾きなどを直接確認することができる。また、発光素子5の搭載部3aaからの脱着が容易となり、発光素子5の交換および補修を容易に行うことができる。
 図17~図19には、図3に示した台座3の構造を例として示したが、図17~図19に示した壁部材15および柱部材17の構造は、図3に示した発光素子搭載用基板B以外に、図1、図4、図5、図6、図8、図10、図11、図12、図13、図14および図15に示した発光素子搭載用基板にも同様に適用することができる。また、発光素子搭載用基板M~O以外に、壁部材15を基板1の端面1c側にだけに設けた構造でも良い。なお、第1壁部材15a、第2壁部材15bおよび柱部材17は、基板1および台座3とともにセラミックスで一体的にセラミック粒子の焼結体によって形成されているのが良い。これにより発光素子搭載用基板M~Oはより高い放熱性を有するものとなる。
 図20は、発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す斜視図である。図21は、図20のxx-xx線断面図である。図20および図21に示す発光素子搭載用基板Pは、図1および図2に示した発光素子搭載用基板Aを基にしている。図20および図21に示した発光素子搭載用基板Pには、発光素子5の搭載位置を決めるための位置決め基準21が設けられている。そして、かかる位置決め基準21を用いて発光素子5を位置決めすることにより、発光素子5を搭載面3aの所定の位置に、より高い精度で設置することができる。したがって、半導体レーザなどの細長い形状を有する発光素子5を台座3の傾斜面3aに搭載する構造の場合に、発光面5aから放射される光phの光軸を所定の方向に容易に揃えることが可能になる。これにより光軸ずれの小さい発光装置を得ることができる。
 ここで、位置決め基準21としては、カメラ等の画像処理装置12が台座3の傾斜面3aとは異なる形状として認識できるものであれば良い。図20~22に示した凸状を成す立体的な形状の他に、円形や矩形などの平面的な形状であっても良い。さらには平面視したときの形状が円形や矩形であり、それらが窪みまたは貫通孔であっても良い。さらには、例えば、傾斜面3aと位置決め基準21との間で形状または輪郭ではなく色調に違いがあるものでも良い。また、位置決め基準21は台座3の傾斜面3aと一体的に形成される凸形状であっても良い。
 また、位置決め基準21が台座3の傾斜面3aに形成される凸形状である場合、位置決め基準21の上底面21aは基板1のおもて面1aに平行であるのが良い。
 位置決め基準21がこのような形状であると、カメラ等の画像処理装置12を、例えば、傾斜面3aの低位部3Lから高位部3Hの方向に移動させて、位置決め基準21を基板1のおもて面1aに対して垂直な方向から見るようにしたときに、位置決め基準21は円また正方形など等方的な形状に映りやすい。位置決め基準21を上方から画像処理装置12によって読み取る際に、位置決め基準21のエッジを鮮明に検出することができる。つまり、位置決め基準21の位置をより高精度に検出することができる。
 また、上底面21aが基板1のおもて面1aに対して平行である位置決め基準21は、胴部21bの上底面21aに対して平行な断面の面積が上底面21aの面積と同等となる形状であっても良い。具体的には、位置決め基準21は上底面21aに対して垂直な方向に、その断面の面積が同じになる形状を有する円柱または角柱であっても良い。この場合、胴部21bとは、位置決め基準21の上底面21aに対して垂直な側面によって形成される部位のことである。また、位置決め基準21は、台座3の低位部3L側と高位部3H側との間で傾斜面3aから上底面21aまでの高さが異なる形状となっていても良い。つまり、位置決め基準21は台座3の低位部3L側における傾斜面3aから上底面21aまでの高さ21LHが台座3の高位部3H側における傾斜面3aから上底面21aまでの高さ21HHよりも高い(距離的に長い)形状であっても良い。この場合、位置決め基準21と傾斜面3aとの間の角度(θ4)は、基板1のおもて面1aに対して垂直な角度を90°とし、基板1のおもて面1aに対する傾斜面3aの角度をθ3としたときに、θ3+θ4=90°となる関係であるのが良い。この場合、位置決め基準21と傾斜面3aとの間の角度(θ4)とは、位置決め基準21が立設する方向と傾斜面3aとの間の角度のことである。
 また、位置決め基準21は、図20および図22に示しているように、傾斜面3a上に複数個配置されていても良い。位置決め基準21が傾斜面3a上に、例えば、2ヵ所配置されていると、2ヵ所の位置決め基準21同士を結んだ直線を基準線23とし、この基準線23の位置を基にして発光素子5の配置を決定することができる。なお、複数個の位置決め基準21は、図20に示しているように、台座3の高位部3Hから低位部3Lの方向に並んだ配置の他、図22に示しているように、台座3の高位部3Hから低位部3Lの方向に対して垂直な方向、つまり、基板1の端面1b、1cに沿う方向に配置した構造でも良い。
 なお、位置決め基準21の上底面21aが傾斜面3aと平行である場合、あるいは、位置決め基準21が台座3の傾斜面3aに対して垂直な方向に向くように設置されている場合には、位置決め基準21の上底面21aの向きが画像処理装置12に対して正対しない向きとなる。そのような場合、例えば、位置決め基準21の上底面21aの形状が円形であれば楕円の形状に見えることになる。その結果、位置決め基準21の上底面21aの中心点の位置のずれが大きくなる可能性がある。
 これに対し、図20および図21に示した配置の位置決め基準21の場合は、位置決め基準21の上底面21aの形状が円形のまま映し出されるため、検出された上底面21aの中心点の位置ずれを少なくすることができる。つまり、上述の構成によれば、台座3の搭載面3aに搭載する発光素子5を高い精度で配置することができる。
 図23は、図2に示した発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す断面図である。図23に示した発光素子搭載用基板Rを例にすると、台座3の上面(傾斜面)3aが上側に凸状に湾曲した形状を成していてもよい。ここで、台座3の上面(傾斜面)3aが上側に凸状に湾曲した形状というのは、例えば、台座3の高位部3Hの端部3Hpと低位部3Lの端部3Lpとを直線Laで結んだときに、傾斜面3aが当該直線Laよりも上側に位置している状態のことを言う。ここで、傾斜面3aが当該直線Laよりも上側に位置している状態とは、直線Laと中間点3Cとの間の幅3dが2μm以上ある場合を言う。直線Laと中間点3Cとの間の幅3dとしては5~15μmが良い。
 なお、台座3の上面(傾斜面)3aが上側に凸状に湾曲した形状を成している形状としては、傾斜面3aの勾配が低位部3L側で大きい形状が良い。つまり、傾斜面3aと直線Laとの間の幅3dの最も大きい箇所が低位部3L側にあるのが良い。傾斜面3aの勾配が低位部3L側で大きい形状であると、例えば、図23に示すように、発光素子5を台座3の傾斜面3aの高位部3H側に設置したときに、発光素子5から放射される光Phが傾斜面3aで反射するのを低減することができる。これにより発光素子搭載用基板Rから外部に出射される光Phの発光効率を向上させることができる。
 台座3の上面(傾斜面)3aが上側に凸状に湾曲した形状を成している構造は、図2に示した発光素子搭載用基板Aに限らず、図3、図4および図5にそれぞれ示した発光素子搭載用基板B、C、Dにも同様に適用することができる。
 図24は、図2に示した発光素子搭載用基板の他の態様を模式的に示す断面図である。図25は、図24に示したSo部を拡大した断面図である。図24に示した発光素子搭載用基板Sは、台座3の上面(傾斜面)3aが凹凸状を成す構造である。台座3の上面(傾斜面)3aが凹凸状の構造は図24では断面しか示していないが、紙面の奥の方に向かって凹の部分と凸の部分とがほぼ一様に伸びた構造となっている。つまり、この発光素子搭載用基板Sにおける台座3の傾斜面3aは、台座3の高位部3Hから低位部3Lへ向かう方向に凹凸が交互に並んだ構造となっている。
 台座3の上面(傾斜面)3aが凹凸状を成す構造であると、発光素子5を上面3a上に設置したときに、凸部3sは発光素子5に接する部分となるが、凹部3nは発光素子5に接しない部分となる。台座3の上面3aをこのような凹凸状の形状にすると、発光素子5を接合するための接合材Adが凹部3nに充填されて、凸部3s上には塗布されない状態にすることができる。これにより発光素子5を台座3の凸部3sに直に接触させた状態で上面3aに接合することが可能になる。これにより発光素子5から台座3への放熱性を高めることができる。この場合、傾斜面3aの表面粗さ(Ra)としては1~3μmが良い。また、上面3aの搭載部3aaにおける凸部3sおよび凹部3nの幅のそれぞれの割合としては、台座3の高位部3Hから低位部3Lまでの範囲において、搭載部3aaの同方向における幅を100%としたときに、凸部3sの幅の合計が20~80%の割合であるのが良い。例えば、凸部3sの幅の合計が20%である場合には、その他の80%の部分が凹部3nの幅の合計となる。また、接合材Adとしては、Au-Sn材の他、樹脂製の接着材を用いてもよい。耐熱性という点からAu-Sn材が良い。
 図26は、実施形態のアレイ基板を模式的に示す斜視図である。図26に示したアレイ基板Tは発光素子搭載用基板Aが複数連結されたものであり、これによりアレイ型の発光装置を得ることができる。
 アレイ基板Tの場合、発光素子搭載用基板Aごとに、台座3の傾斜面3aの角度θ3および傾斜面3aの向きなどを変えることも可能である。この場合、傾斜面3aの向きとは、傾斜面3aの向き(この場合、図26の座標軸のX軸方向)を座標軸のX-Y平面内で変えることを意味する。発光素子搭載用基板Aごとに、台座3の傾斜面3aの角度θ3および傾斜面3aの向きを変えれば、各発光素子搭載用基板Aに搭載された発光素子5の光phを集光させることが可能になる。また、集光する光phの範囲を広げることが可能になる。
 また、実施形態のアレイ基板Tは、発光素子搭載用基板A同士が一体焼結したものである。これにより高放熱性かつ高強度のアレイ型の発光装置を得ることができる。アレイ基板Tには、各発光素子搭載用基板Aにそれぞれ色の異なる発光素子5を搭載することが可能となり、波長範囲の広い光phを形成することも可能になる。なお、図26には、発光素子搭載用基板として、図1および図2に示した発光素子搭載用基板Aが複数連結された構造の例を示したが、上記した図1および図2に示した台座3以外の上記した構造の台座3を有する発光素子搭載用基板も同様に適用することができる。
 次に、各実施形態に係る発光素子搭載用基板の製造方法について説明する。図27は、実施形態の発光素子搭載用基板の一製造工程を示す断面図である。図27では、図1および図2に示した発光素子搭載用基板Aを作製する方法を説明する。
 まず、図27に示すように、あらかじめ所定の形状に加工したグリーンシート31を用意する。次に、所定の形状のプレス金型33を用いて、グリーンシート31の上方から下方に向けてプレス加工を行い、発光素子搭載用基板Aとなる成形体35を形成する。
 なお、発光素子搭載用基板Aとして、その表面および内部の少なくとも一方に導体を有する発光素子搭載用基板Aを作製する場合には、グリーンシート31の表面および内部の少なくとも一方に、予め、導体となる導体パターン(ビア導体も含む)を形成したグリーンシート31を用いると良い。
 次に、作製した成形体35を焼成(最高温度:1500~1900℃)して、発光素子搭載用基板Aを得る。
 発光素子搭載用基板A以外の他の発光素子搭載用基板B~Sおよびアレイ基板Tについても、それぞれ形状の異なる金型を用いることにより得ることができる。
 以下のように、各実施形態に係る発光素子搭載用基板およびアレイ基板を作製し、これにレーザーダイオード(1.5kW)を搭載し、発光装置を作製した。レーザーダイオードはAu-Sn材によって発光素子搭載用基板またはアレイ基板のそれぞれの搭載部に接着させた。また、レーザーダイオードはワイヤボンディングで結線した。レーザーダイオードへの電力の供給は電源からワイヤボンディングを通じて行った。そのため発光素子搭載用基板またはアレイ基板は、表面および内部に導体部を有しないものを試料として作製した。
 まず、グリーンシートを形成するための混合粉末として、窒化アルミニウム粉末94質量%に対して、イットリア粉末を5質量%、カルシア粉末を1質量%の割合で混合した混合粉末を調製した。
 次に、この混合粉末(固形分)100質量部に対して、有機バインダーとしてアクリル系バインダーを20質量部、トルエンを50質量部添加してスラリーを調製し、次に、ドクターブレード法を用いて所定の厚みのグリーンシートを作製した。
 そして、上述したグリーンシートを用いて、図27に示した製造方法によって成形体を作製した。
 次に、作製した成形体を還元雰囲気中、最高温度が1800℃となる条件にて2時間の焼成を行って発光素子搭載用基板およびアレイ基板を作製した。なお、作製した発光素子搭載用基板のサイズは、焼成後の形状で幅2.5mm×長さ4.2mmとした。高さは表1に示した。台座(搭載面)のサイズは幅0.5mm×長さ1mmとした。基板の厚みは0.1mmであった。アレイ基板としては、上記のサイズの発光素子搭載用基板が図19に示すように5個連結されたサイズとなるように成形体を形成し、焼成して作製した。台座の上面(傾斜面)の基板のおもて面に対する角度(傾斜角度)は、図14および図15の構造の試料については40°に設定し、これ以外の試料については30°に設定した。図14および図15の構造の試料における搭載部の角度は基板のおもて面に対して30°となるように設定した。また、図3、5、6、8、11、13、15、17、18および19の構造の試料における台座の低位部の高さh1は0.2mmとした。
 次に、作製した各発光装置を図1、2に示したように、基材としてシリコンウエハを設置し、レーザーダイオードを発光させて発光素子側に反射する光(反射光)の強度と、その反射光の強度のばらつきの範囲を測定した。反射光の強度の評価にはフォトダイオードを用いた。アレイ基板については、図26に示すアレイ基板の各搭載面にレーザーダイオードを搭載した試料を作製し、各レーザーダイオードからの反射光の強度を測定した。アレイ基板の場合には、発光素子搭載用基板ごとにフォトダイオードを設置して測定し、その平均値を求めた。
 比較例の試料(試料No.17)として、図3に示した発光素子搭載用基板を基にして、台座の上面(搭載部)が基板のおもて面に平行な構造の試料を作製し、同様の評価を行った。表1には、試料No.17については、「上面がおもて面に平行」と表記した。表1に示した反射光の強度とそのばらつきは、試料No.17の値で規格化した値を示した。これらの評価は各試料、試料数を5として評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示した結果から明らかなように、台座の上面を傾斜面とした発光素子搭載用基板の場合(試料No.1~16)は、台座の上面が基板のおもて面に平行な発光素子搭載用基板(試料No.17)に比較して、反射光の強度が低かった。また、傾斜面に堤部を設けた構造の発光素子搭載用基板(試料No.5~10)は、堤部を設けていない構造の発光素子搭載用基板(試料No.1~4、11~16)に比較して、反射光の強度のばらつきの範囲が小さかった。
 A~S・・・・・・・・・発光素子搭載用基板
 T・・・・・・・・・・・アレイ基板
 1・・・・・・・・・・・基板
 1a・・・・・・・・・・(基板の)おもて面
 1aa・・・・・・・・・(基板の)裏面
 1b、1c・・・・・・・(基板の)端面
 1d、1e・・・・・・・(基板の)側面
 h、h1・・・・・・・・(基板のおもて面からの)高さ
 3・・・・・・・・・・・台座
 3a・・・・・・・・・・上面(傾斜面)
 3aa・・・・・・・・・搭載部
 3b・・・・・・・・・・(台座の低位部側の)縁
 3L・・・・・・・・・・低位部
 3H・・・・・・・・・・高位部
 5・・・・・・・・・・・発光素子
 5a・・・・・・・・・・発光面
 7・・・・・・・・・・・基材
 7a・・・・・・・・・・基材の表面
 9・・・・・・・・・・・堤部
 9a・・・・・・・・・・突き当て面
 9b・・・・・・・・・・溝部
 9bb・・・・・・・・・底部
 9c・・・・・・・・・・壁面
 11・・・・・・・・・・凹部
 11b、11c・・・・・(凹部の)内壁
 15a・・・・・・・・・第1壁部材
 15b・・・・・・・・・第2壁部材
 21・・・・・・・・・・位置決め基準
 21a・・・・・・・・・上底面
 ph・・・・・・・・・・・光
 Dp・・・・・・・・・・(凹部の)深さ
 θ、θ1、θ2、θ3、θ4・・角度

Claims (20)

  1.  平板状の基板と、
     前記基板のおもて面から突出した台座と、を備えており、
     該台座は、上面に発光素子を搭載するための搭載部を有し、
    前記おもて面に対して傾斜した傾斜面を成しており、
     前記基板と前記台座とはセラミックスで一体的に形成されている、発光素子搭載用基板。
  2.  前記基板は、対向する2つの端面を有しており、
    前記傾斜面において、前記おもて面からの高さの低い方を低位部としたときに、前記低位部が前記2つの端面のうちの一つに沿って配置されている、請求項1に記載の発光素子搭載用基板。
  3.  前記低位部が前記おもて面から0より大きい高さを有している、請求項1または2に記載の発光素子搭載用基板。
  4.  前記台座は、前記低位部側に前記傾斜面から突き出た堤部を有している、請求項1乃至3のうちいずれかに記載の発光素子搭載用基板。
  5.  前記台座は、前記堤部の前記搭載部側に隣接する位置に溝部を有する、請求項4に記載の発光素子搭載用基板。
  6.  前記台座は、前記上面に凹部を有し、該凹部が前記搭載部となる、請求項1乃至5のうちいずれかに記載の発光素子搭載用基板。
  7.  前記凹部の底面は、前記凹部以外の前記上面と平行である、請求項6に記載の発光素子搭載用基板。
  8.  前記凹部内の前記傾斜面において、前記おもて面からの高さの低い方を低位部とし、前記おもて面からの高さの高い方を高位部としたときに、前記凹部は、前記凹部以外の前記上面から前記傾斜面までの深さが、前記低位部側から前記高位部側に向けて深くなっている、請求項6に記載の発光素子搭載用基板。
  9.  前記凹部内の前記傾斜面において、前記おもて面からの高さの低い方を低位部とし、前記おもて面からの高さの高い方を高位部としたときに、前記凹部が前記低位部側および前記高位部側にそれぞれ内壁を有しており、前記低位部側の前記内壁および前記高位部側の前記内壁のうちの少なくとも一方の前記内壁が、前記基板の前記おもて面に対して垂直である、請求項6乃至8のうちいずれかに記載の発光素子搭載用基板。
  10.  前記基板は、前記2つの端面に対してそれぞれ直角な位置に側面を有し、前記おもて面における前記側面側に、前記側面に沿って、前記おもて面に対して立設している第1壁部材が設けられている、請求項1乃至9のうちいずれかに記載の発光素子搭載用基板。
  11.  前記おもて面における、前記端面のうちの一方の端面側に、前記端面に沿って、前記おもて面に対して立設している第2壁部材が設けられており、前記第1壁部材と前記第2壁部材とは、前記端面および前記側面が交差する角部の一つで繋がっている、請求項10に記載の発光素子搭載用基板。
  12.  前記基板は、平面視したときの形状が矩形状であり、前記おもて面の角部のうち、前記第1壁部材および前記第2壁部材が設けられていない角部に、前記おもて面に対して立設している柱部材が設けられている、請求項11に記載の発光素子搭載用基板。
  13.  前記台座は、前記上面に一体的に形成されており、円柱または角柱を成す、前記発光素子の搭載位置を決めるための位置決め基準を有する、請求項1乃至12のうちいずれかに記載の発光素子搭載用基板。
  14.  円柱または角柱を成す前記位置決め基準の上底面が、前記基板の前記おもて面に対して平行である、請求項13に記載の発光素子搭載用基板。
  15.  前記おもて面からの高さの低い方を低位部とし、前記おもて面からの高さの高い方を高位部としたときに、前記位置決め基準が前記上面に複数個設けられており、複数個の前記位置決め基準は、前記台座の前記高位部から前記低位部の方向または該方向に対して垂直な方向に配置されている、請求項13または14に記載の発光素子搭載用基板。
  16.  前記台座は、前記上面が上側に凸状に湾曲している、請求項1乃至15のうちいずれかに記載の発光素子搭載用基板。
  17.  前記台座は、前記上面が凹凸状である、請求項1乃至16のうちいずれかに記載の発光素子搭載用基板。
  18.  請求項1乃至17のうちいずれかに記載の発光素子搭載用基板が複数個連結されている、アレイ基板。
  19.  請求項1乃至17のうちいずれかに記載の発光素子搭載用基板の前記搭載部に発光素子を有する、発光装置。
  20.  請求項18に記載のアレイ基板のそれぞれの前記搭載部に発光素子を有する、発光装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021131883A1 (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーザ装置
US20210399520A1 (en) * 2018-09-28 2021-12-23 Kyocera Corporation Substrate for mounting a light-emitting element, array substrate, and light-emitting device
WO2023157210A1 (ja) * 2022-02-18 2023-08-24 三菱電機株式会社 素子実装体

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005054921A1 (en) * 2003-12-01 2005-06-16 Bookham Technology Plc A support structure for an optical device
JP2006196505A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JP2014116514A (ja) 2012-12-11 2014-06-26 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光素子パッケージおよび照明装置
WO2017031446A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 Soraa Laser Diode, Inc. Specialized integrated light source using a laser diode
WO2017183638A1 (ja) * 2016-04-18 2017-10-26 京セラ株式会社 発光素子収納用部材、アレイ部材および発光装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0738208A (ja) 1993-07-22 1995-02-07 Nec Corp 半導体レーザ装置
US6259713B1 (en) * 1997-12-15 2001-07-10 The University Of Utah Research Foundation Laser beam coupler, shaper and collimator device
JP3889933B2 (ja) * 2001-03-02 2007-03-07 シャープ株式会社 半導体発光装置
JP2005223083A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Sony Corp 半導体装置
KR101308701B1 (ko) * 2006-02-21 2013-09-13 삼성디스플레이 주식회사 점광원, 이를 갖는 광 출사 모듈 및 표시장치
US7359416B2 (en) * 2006-03-15 2008-04-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical semiconductor device
US7829899B2 (en) * 2006-05-03 2010-11-09 Cree, Inc. Multi-element LED lamp package
TWI410167B (zh) * 2009-09-17 2013-09-21 Prime View Int Co Ltd 前光板
EP2500955A1 (en) * 2009-11-13 2012-09-19 Asahi Glass Company, Limited Substrate for light-emitting elements and light-emitting device
KR101081069B1 (ko) * 2009-12-21 2011-11-07 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그를 이용한 라이트 유닛
US8450756B2 (en) * 2010-06-14 2013-05-28 Micron Technology, Inc. Multi-dimensional LED array system and associated methods and structures
KR101781424B1 (ko) * 2010-11-26 2017-09-26 서울반도체 주식회사 엘이디 조명기구
US9202754B2 (en) * 2012-04-23 2015-12-01 Seagate Technology Llc Laser submounts formed using etching process
GB201216025D0 (en) * 2012-09-07 2012-10-24 Litecool Ltd LED thermal management
US9644799B2 (en) * 2013-03-13 2017-05-09 Smartbotics Inc. LED light bulb construction and manufacture
TW201600790A (zh) * 2014-06-27 2016-01-01 Formosa Optronics Co Ltd 全周光球泡型燈具
CN104216170A (zh) * 2014-08-20 2014-12-17 合肥京东方光电科技有限公司 一种背光源、显示面板和显示装置
JP6499277B2 (ja) * 2015-04-24 2019-04-10 京セラ株式会社 光素子搭載用パッケージ、電子装置および電子モジュール
JP6551008B2 (ja) * 2015-07-27 2019-07-31 住友電気工業株式会社 光モジュール、光学装置
US10938182B2 (en) * 2015-08-19 2021-03-02 Soraa Laser Diode, Inc. Specialized integrated light source using a laser diode
US10879673B2 (en) 2015-08-19 2020-12-29 Soraa Laser Diode, Inc. Integrated white light source using a laser diode and a phosphor in a surface mount device package
JP6790364B2 (ja) 2016-01-25 2020-11-25 三菱電機株式会社 光半導体装置
EP3687009B1 (en) 2017-09-19 2024-02-07 Kyocera Corporation Light emitting element-accommodating member, array member, and light emitting device
DE102017129975A1 (de) * 2017-12-14 2019-06-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils und Halbleiterbauteil
CN114093857A (zh) * 2018-05-25 2022-02-25 群创光电股份有限公司 电子装置及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005054921A1 (en) * 2003-12-01 2005-06-16 Bookham Technology Plc A support structure for an optical device
JP2006196505A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JP2014116514A (ja) 2012-12-11 2014-06-26 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光素子パッケージおよび照明装置
WO2017031446A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 Soraa Laser Diode, Inc. Specialized integrated light source using a laser diode
WO2017183638A1 (ja) * 2016-04-18 2017-10-26 京セラ株式会社 発光素子収納用部材、アレイ部材および発光装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210399520A1 (en) * 2018-09-28 2021-12-23 Kyocera Corporation Substrate for mounting a light-emitting element, array substrate, and light-emitting device
US11978998B2 (en) * 2018-09-28 2024-05-07 Kyocera Corporation Substrate for mounting a light-emitting element, array substrate, and light-emitting device
WO2021131883A1 (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーザ装置
WO2023157210A1 (ja) * 2022-02-18 2023-08-24 三菱電機株式会社 素子実装体

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