WO2023033107A1 - 光導波路パッケージおよび発光装置 - Google Patents

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light
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翔吾 松永
祥哲 板倉
大志 松本
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京セラ株式会社
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present disclosure relates to optical waveguide packages and light emitting devices.
  • Patent Document 1 A conventional optical waveguide package and a light emitting device are described in Patent Document 1, for example.
  • An optical waveguide package of the present disclosure includes a substrate having a first surface; a device mounting region having a second surface located on the first surface and facing the first surface, and a third surface located opposite to the second surface, and opening to the third surface; a cladding having a core located within the cladding; a first electrode located in the element mounting region and on which a light emitting element is mounted; a second electrode connected to the first electrode and extending outside the element mounting area; The coefficient of thermal expansion of the first electrode is less than the coefficient of thermal expansion of the second electrode.
  • the light emitting device of the present disclosure includes the optical waveguide package, a light emitting element positioned within the element mounting region; and a lens positioned on the optical path of light emitted from the core.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a light emitting device according to a first embodiment; FIG. It is the perspective view which abbreviate
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the light-emitting device seen from the cross-sectional line III-III in FIG. 2; 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a light emitting element;
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the light emitting element in the light emitting device of the second embodiment;
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a light emitting element in a light emitting device according to a third embodiment; It is a top view which shows the light-emitting device of 4th Embodiment.
  • an optical element is mounted in a recessed cutout provided in a clad on a substrate, and is hermetically sealed with a sealing lid that covers the cutout.
  • the optical element in the notch and the electrical wiring for external connection provided on the surface of the clad are electrically connected by bonding wires.
  • the light-emitting element is a heat source, and the heat generated by the light-emitting element is transferred to the electrodes.
  • a temperature difference occurs between the vicinity of the light emitting element and the outside of the element mounting area, and the substrate or the clad is distorted due to the difference in the amount of thermal expansion. This distortion may cause the optical axis of the light emitting element to deviate, the clad to separate from the substrate, and the like, resulting in deterioration of characteristics and reliability.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the light emitting device of the first embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view of the light emitting device with the lid omitted.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the light-emitting device seen from the cross-sectional line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the light emitting element.
  • the light-emitting device 200 of the first embodiment includes an optical waveguide package 100, a light-emitting element 10 positioned within the element mounting region 8, and a lens 45 positioned on the optical path of light emitted from the core 4.
  • the optical waveguide package 100 includes a substrate 1 having a first surface 2, a second surface 3a located on the first surface 2 and facing the first surface 2, and a third surface located opposite to the second surface 3a. 3b, a clad 3 having an element mounting region 8 opening to the third surface 3b; a core 4 positioned within the clad 3; A first electrode 12 and a second electrode 15 connected to the first electrode 12 and extending to the outside of the element mounting region 8 are provided.
  • the light emitting device 200 further includes a lid 11 that covers the element mounting area 8 .
  • each light emitting element 10 is, for example, a light emitting diode (LED) that emits red (R) light, green (G) light, and blue (B) light.
  • the optical waveguide layer 5 may be configured by integrally coupling the core 4 and the clad 3 .
  • the substrate 1 may be a ceramic wiring substrate whose dielectric layer is made of a ceramic material.
  • ceramic materials used in ceramic wiring boards include aluminum oxide sintered bodies, mullite sintered bodies, silicon carbide sintered bodies, aluminum nitride sintered bodies, and glass ceramic sintered bodies.
  • the substrate 1 may be, for example, an organic wiring substrate whose dielectric layer is made of an organic material.
  • organic wiring boards include printed wiring boards, build-up wiring boards, and flexible wiring boards.
  • organic materials used for organic wiring boards include epoxy resins, polyimide resins, polyester resins, acrylic resins, phenolic resins, and fluorine resins.
  • the core 4 and clad 3 constitute an optical waveguide layer 5 .
  • the optical waveguide layer 5 may be made of, for example, glass such as quartz, resin, or the like.
  • the material constituting the optical waveguide layer 5 may be either glass or resin, or one of the core 4 and the clad 3 may be glass and the other resin.
  • the core 4 and the clad 3 have different refractive indices, and the core 4 has a higher refractive index than the clad 3 . Using this difference in refractive index, the light is totally reflected at the interface between the core 4 and the clad 3 . That is, by forming a path with a material with a high refractive index and surrounding it with a material with a low refractive index, light can be confined within the core 4 with a high refractive index.
  • the core 4 includes a plurality of dividing paths 41a, 41b, 41c having the incident end surfaces 4a to 4c as one end, and a plurality of dividing paths 41a, 41b, 41c between the plurality of incident end surfaces 4a, 4b, 4c and one output end surface 42. It has a multiplexing portion 43 where 41b and 41c meet, and an integration path 44 whose one end is the output end face 42 .
  • Red (R) light, green (G) light, and blue (B) light emitted from each light-emitting element 10 enter split paths 41a, 41b, and 41c from incident end surfaces 4a, 4b, and 4c, and are combined. It is emitted from the emission end face 42 via the wave portion 43 and the integrated path 44 .
  • the light emitting elements 10 are positioned within the element mounting area 8 so that the centers of the incident end faces 4a, 4b, 4c of the division paths 41a, 41b, 41c and the optical axes of the respective light emitting elements 10 are aligned.
  • the element mounting region 8 may be a recess or a through hole that opens to the third surface 3 b of the clad 3 .
  • the element mounting region 8 is a through-hole penetrating from the third surface 3b of the clad 3 to the second surface 3a.
  • the bonding material 17 is positioned on the third surface 3 b of the clad 3 so as to surround the opening of the element mounting region 8 , and the bonding material 17 allows the cover 11 to adhere to the third surface 3 b of the clad 3 . spliced.
  • the lid 11 is made of a glass material such as quartz, borosilicate, sapphire, or the like.
  • the material of the bonding material 17 may be any material that can bond the clad 3 and the lid 11 and hermetically seal them. Metal-based nanoparticle paste, glass paste, or the like can be used.
  • the lens 45 is positioned on the optical path of the light emitted from the core 4, and may collimate or converge the light emitted from the core 4.
  • the lens 45 is, for example, a plano-convex lens having a plane entrance surface and a convex exit surface.
  • the first electrode 12 and the second electrode 15 will be explained.
  • the first electrode 12 is arranged on a portion of the first surface 2 of the substrate 1 that is exposed facing the element mounting region 8 .
  • the first electrode 12 is entirely located within the element mounting region 8 .
  • the second electrode 15 is provided from inside the element mounting area 8 to outside the element mounting area 8 .
  • the coefficient of thermal expansion of the first electrode 12 is smaller than the coefficient of thermal expansion of the second electrode 15 .
  • the light emitting element 10 is mounted on the first electrode 12 , and the temperature of the first electrode 12 becomes higher than that of the second electrode 15 due to the heat generated by the light emitting element 10 during operation.
  • the second electrode 15 is connected to the first electrode 12 , and heat generated by the light emitting element 10 is transferred to the second electrode 15 via the first electrode 12 .
  • the second electrode 15 is located farther from the light emitting element 10 than the first electrode 12 and dissipates heat in a portion located outside the element mounting area 8 , so the temperature of the second electrode 15 is lower than
  • first electrode 12 and the second electrode 15 may be used as a whole. Since the thermal expansion coefficient is the same throughout, the portion where the light emitting element 10 is mounted has a high temperature and a large amount of thermal expansion, and the portion extending outside the element mounting region 8 has a low temperature and a small amount of thermal expansion. This difference in thermal expansion causes distortion of the substrate 1 or clad 3 . In this embodiment, as described above, the thermal expansion coefficient of the first electrode 12 that becomes high temperature is relatively small, and the thermal expansion coefficient of the second electrode 15 that becomes low temperature is relatively large.
  • the difference between the amount of thermal expansion of the first electrode 12 and the amount of thermal expansion of the second electrode 15 becomes small, so that the distortion of the substrate 1 and the clad 3 can be reduced.
  • This reduction in distortion can reduce deterioration in the characteristics and reliability of the light emitting device 200 . Since the first electrode 12 and the second electrode 15 enable external connection without using bonding wires, the optical waveguide package 100 and the light emitting device 200 can be miniaturized.
  • the coefficient of thermal expansion of the first electrode 12 is smaller than the coefficient of thermal expansion of the second electrode 15, the distortion of the substrate 1 and the clad 3 can be reduced as compared with the structure having the same coefficient of thermal expansion.
  • the extent to which the thermal expansion coefficients should be varied may be determined according to the amount of heat generated by the mounted light-emitting element 10, the materials of the substrate 1 and the clad 3, and the like.
  • the constituent materials may be made different.
  • the first electrode 12 may have a three-layer structure of Ti (titanium)/Pt (platinum)/Au (gold), and the second electrode 15 may have a single-layer structure of Al (aluminum).
  • the first electrode 12 includes a first end 12 a connected to the second electrode 15
  • the second electrode 15 includes a second end 15 a connected to the first electrode 12
  • the first electrode 12 includes a third end 12b opposite to the first end 12a, and the light emitting element 10 is mounted on the third end 12b.
  • the second electrode 15 includes a fourth end 15b opposite to the second end 15a, and a central portion 15c connecting the second end 15a and the fourth end 15b.
  • a central portion 15 c of the second electrode 15 is a portion located between the clad 3 and the first surface 2 of the substrate 1 .
  • the first end 12a of the first electrode 12 and the second end 15a of the second electrode 15 are connected so as to face each other.
  • An element bonding material 6 is positioned between the third end portion 12 b of the first electrode 12 and the light emitting element 10 .
  • the light emitting element 10 may be directly bonded to the first electrode 12, the bonding strength is improved by using the element bonding material 6.
  • the element bonding material 6 for example, an Au-Sn (gold-tin) alloy or the like can be used.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the light emitting element in the light emitting device of the second embodiment. Since the second embodiment is the same as the first embodiment except that the connection structure of the first electrode 12 and the second electrode 15 is different, description of other configurations is omitted.
  • the first end 12a of the first electrode 12 is positioned to cover the second end 15a of the second electrode 15 .
  • the first electrode 12 and the second electrode 15 are connected by contact between the end surfaces, and the contact area is the area of the end surfaces.
  • the area of the portion where the first end portion 12a covers the second end portion 15a is also the contact area. The connection reliability with the second electrode 15 is improved.
  • the second electrode 15 is formed on the first surface 2 of the substrate 1 and the optical waveguide layer 5 composed of the clad 3 and the core 4 is provided on the first surface 2 including the second electrode 15 .
  • a portion of the clad 3 corresponding to the element mounting region 8 is removed by etching to expose the second electrode 15 and the region of the first surface 2 where the first electrode 12 is formed.
  • a first electrode 12 is formed and connected to a second electrode 15 .
  • the first end portion 12a of the first electrode 12 may be formed so as to cover the second end portion 15a of the second electrode 15 .
  • the surface of the second electrode 15 exposed by forming the element mounting region 8 by etching becomes an etched surface and is roughened.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the light emitting element in the light emitting device of the third embodiment. Since the third embodiment is the same as the second embodiment except that the structure of the second electrode 15 is different, description of other configurations is omitted.
  • the second electrode 15 of this embodiment has a step between the central portion 15c and the second end portion 15a. In other words, the thickness of the second end portion 15a is thinner than the thickness of the central portion 15c.
  • the second electrode 15 has a stepped portion, the surface area of the second electrode 15 increases compared to the case where the second electrode 15 does not have a stepped portion, and the amount of heat radiation from the surface of the second electrode 15 increases.
  • the second electrode 15 may further have a step between the central portion 15c and the fourth end portion 15b.
  • the surface area of the second electrode 15 is further increased and the amount of heat radiation from the surface of the second electrode 15 is increased as compared with the case where there is no step.
  • the lifetime is extended in terms of less distortion due to thermal expansion.
  • the element mounting area 8 can be formed by etching. By making the etching amount excessive, the second end portion 15a of the second electrode 15 is overetched and the thickness is reduced. When forming a step on the fourth end portion 15b side, the fourth end portion 15b may also be etched in the same manner.
  • FIG. 7 is a plan view showing the light emitting device of the fourth embodiment.
  • the core 4 is composed of three split paths 41a, 41b, 41c and one integrated path 44 which meets at the multiplexing portion 43 and has one output end surface 42.
  • the light-emitting device provided with the optical waveguide package of the fourth embodiment even if the core 4 is composed of three independent cores 44a, 44b, and 44c as shown in the plan view of FIG. good.
  • the three incident end faces 4a, 44b, and 44c are aligned with the positions of the light emitting elements 10 so that the centers of the incident end faces 4a, 4b, and 4c of the three cores 44a, 44b, and 44c are aligned with the optical axes of the respective light emitting elements 10, respectively.
  • 4b and 4c are the same in that they are located apart from each other.
  • the output end faces 42a, 42b, 42c of the three cores 44a, 44b, 44c are positioned close to each other.
  • Three cores 44a, 44b, and 44c are gathered so as to be close to each other between the incident end faces 4a, 4b, 4c and the emitting end faces 42a, 42b, 42c and extend parallel to the emitting end faces 42a, 42b, 42c.
  • the emitted light from each core 44a, 44b, 44c may be emitted in parallel by one lens 45, for example.
  • the images and the like of the light emitted from the three emission end surfaces 42a, 42b, and 42c may be synthesized by, for example, an external device.
  • a substrate having a first surface; a device mounting region having a second surface located on the first surface and facing the first surface, and a third surface located opposite to the second surface, and opening to the third surface; a cladding having a core located within the cladding; a first electrode located in the element mounting region and on which a light emitting element is mounted; a second electrode connected to the first electrode and extending outside the element mounting area; An optical waveguide package, wherein the coefficient of thermal expansion of the first electrode is smaller than the coefficient of thermal expansion of the second electrode.
  • the first electrode includes a first end connected to the second electrode; the second electrode includes a second end connected to the first electrode;
  • the optical waveguide package according to any one of (1) to (4) above; a light emitting element positioned within the element mounting region; and a lens positioned on an optical path of light emitted from the core.
  • the optical waveguide package and the light emitting device of the present disclosure miniaturization is possible, and deterioration of characteristics and deterioration of reliability can be reduced.
  • the light emitting element 10 is not limited to a light emitting diode, and may be, for example, an LD (Laser Diode), a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), or the like.
  • LD Laser Diode
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser

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Abstract

光導波路パッケージは、第１面を有する基板と、第１面上に位置し、第１面に対向する第２面と、第２面の反対に位置する第３面と、を有し、第３面に開口する素子搭載領域を有するクラッドと、クラッド内に位置するコアと、素子搭載領域内に位置し、発光素子が搭載される第１電極と、第１電極に接続され、素子搭載領域外まで延びる第２電極と、を備える。第１電極の熱膨張係数は、第２電極の熱膨張係数より小さい。

Description

光導波路パッケージおよび発光装置
　本開示は、光導波路パッケージおよび発光装置に関する。
　従来技術の光導波路パッケージおよび発光装置は、例えば特許文献１に記載されている。
特開平１０－３０８５５５号公報
　本開示の光導波路パッケージは、第１面を有する基板と、
　前記第１面上に位置し、前記第１面に対向する第２面と、該第２面の反対に位置する第３面と、を有し、前記第３面に開口する素子搭載領域を有するクラッドと、
　該クラッド内に位置するコアと、
　前記素子搭載領域内に位置し、発光素子が搭載される第１電極と、
　前記第１電極に接続され、前記素子搭載領域外まで延びる第２電極と、を備え、
　前記第１電極の熱膨張係数は、前記第２電極の熱膨張係数より小さい。
　また本開示の発光装置は、前記光導波路パッケージと、
　前記素子搭載領域内に位置する発光素子と、
　前記コアから出射される光の光路上に位置するレンズと、を含んでいる。
　本開示の目的、特色、及び利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
第１実施形態の発光装置を示す分解斜視図である。 発光装置の蓋体を省略した斜視図である。 図２の切断面線ＩＩＩ－ＩＩＩから見た発光装置の断面図である。 発光素子近傍の拡大断面図である。 第２実施形態の発光装置における発光素子近傍の拡大断面図である。 第３実施形態の発光装置における発光素子近傍の拡大断面図である。 第４実施形態の発光装置を示す平面図である。
　まず、本開示の光導波路パッケージおよび発光装置が基礎とする構成の光導波路パッケージおよび発光装置について説明する。
　特許文献１に記載されたハイブリッド導波形光回路は、基板上のクラッドに設けられた凹状の切り欠き部内に光素子が搭載され、切り欠き部を覆う封止蓋によって気密封止されている。切り欠き部内の光素子と、クラッド表面に設けられた外部接続用の電気配線とは、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
　上記特許文献１に記載されるようなボンディングワイヤによる接続では、素子搭載領域内の発光素子と電気配線との間隔を一定距離以上に離さなければならないので、光導波路パッケージの小型化は困難である。素子搭載領域内で発光素子に接続された電極を、基板とクラッドとの間を通して、素子搭載領域外まで延設することで、ボンディングワイヤが不要となり、小型化が可能となる。
　発光素子は発熱源であって、発光素子で発生した熱は電極を伝熱する。電極において、発光素子近傍と素子搭載領域外とでは温度差が生じ、熱膨張量が異なるために基板またはクラッドが歪む。この歪みは、発光素子の光軸ずれ、基板からのクラッドの剥離などを引き起こし、特性劣化および信頼性劣化が生じるおそれがある。
　以下、添付図面を参照して、本開示の光導波路パッケージおよび発光装置の実施形態について説明する。図１は、第１実施形態の発光装置を示す分解斜視図であり、図２は、発光装置の蓋体を省略した斜視図である。図３は、図２の切断面線ＩＩＩ－ＩＩＩから見た発光装置の断面図である。図４は、発光素子近傍の拡大断面図である。
　第１実施形態の発光装置２００は、光導波路パッケージ１００と、素子搭載領域８内に位置する発光素子１０と、コア４から出射される光の光路上に位置するレンズ４５と、を含んでいる。光導波路パッケージ１００は、第１面２を有する基板１と、第１面２上に位置し、第１面２に対向する第２面３ａと、第２面３ａの反対に位置する第３面３ｂと、を有し、第３面３ｂに開口する素子搭載領域８を有するクラッド３と、クラッド３内に位置するコア４と、素子搭載領域８内に位置し、発光素子１０が搭載される第１電極１２と、第１電極１２に接続され、素子搭載領域８外まで延びる第２電極１５と、を備える。発光装置２００は、さらに、素子搭載領域８を覆う蓋体１１を含む。
　本実施形態の発光装置２００では、光導波路パッケージ１００の素子搭載領域８に３つの発光素子１０が搭載されている。各発光素子１０は、例えば、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光をそれぞれ発光する発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）などが適用される。光導波層５は、コア４とクラッド３とが一体に結合されて構成されてよい。
　基板１は、誘電体層がセラミック材料から成るセラミック配線基板であってもよい。セラミック配線基板で用いられるセラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化ケイ素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体等が挙げられる。
　基板１は、例えば誘電体層が有機材料から成る有機配線基板であってもよい。有機配線基板は、例えば、プリント配線基板、ビルドアップ配線基板、フレキシブル配線基板等である。有機配線基板に用いられる有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
　コア４とクラッド３とは、光導波層５を構成する。光導波層５は、例えば、石英などのガラス、樹脂等であってもよい。光導波層５を構成する材料としては、いずれもガラスあるいは樹脂であってもよく、コア４とクラッド３のうち、一方がガラスで他方が樹脂であってもよい。コア４とクラッド３との屈折率が異なっており、コア４はクラッド３よりも屈折率が高い。この屈折率の違いを利用して、光をコア４とクラッド３との界面で全反射をさせる。つまり、屈折率の高い材料で路を作り、周りを屈折率の低い材料で囲んでおくと、光を屈折率の高いコア４内に閉じ込めることができる。
　コア４は、複数の入射端面４ａ，４ｂ，４ｃと１つの出射端面４２との間に、入射端面４ａ～４ｃを一端とする複数の分割路４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、複数の分割路４１ａ，４１ｂ，４１ｃが会合する合波部４３と、出射端面４２を一端とする統合路４４とを有する。
　各発光素子１０から出射された赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の各光は、入射端面４ａ，４ｂ，４ｃから分割路４１ａ，４１ｂ，４１ｃに入射し、合波部４３および統合路４４を経て、出射端面４２から出射される。分割路４１ａ，４１ｂ，４１ｃの入射端面４ａ，４ｂ，４ｃの中心と、各発光素子１０の光軸とが一致するように、発光素子１０は素子搭載領域８内で位置決めされる。
　素子搭載領域８は、クラッド３の第３面３ｂに開口する凹部または貫通孔であってよい。本実施形態は、素子搭載領域８は、クラッド３の第３面３ｂから第２面３ａまで貫通する貫通孔である。平面視において、クラッド３の第３面３ｂには、接合材１７が、素子搭載領域８の開口を取り囲むように位置しており、接合材１７によって蓋体１１がクラッド３の第３面３ｂに接合される。
　蓋体１１は、例えば、石英、ホウ珪酸、サファイア等のガラス材料で構成される。接合材１７の材料は、クラッド３と蓋体１１とを接合し、気密封止可能な材料であればよく、例えば、Ａｕ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系のはんだ、ＡｇまたはＣｕなどの金属系ナノ粒子ペースト、あるいはガラスペーストなどを用いることができる。
　レンズ４５は、コア４から出射される光の光路上に位置し、コア４から出射される光を平行化してもよいし、集光してもよい。レンズ４５は、例えば、入射面が平面に形成され、出射面が凸面の平凸レンズである。
　第１電極１２および第２電極１５について説明する。第１電極１２は、基板１の第１面２において、素子搭載領域８に臨んで露出する部分に配設されている。第１電極１２は、全体が素子搭載領域８内に位置する。第２電極１５は、素子搭載領域８内から素子搭載領域８外にわたって設けられている。第１電極１２の熱膨張係数は、第２電極１５の熱膨張係数より小さい。第１電極１２には、発光素子１０が搭載されており、動作時には、発光素子１０で発生した熱により、第２電極１５に比べて高温となる。第２電極１５は、第１電極１２に連なり、発光素子１０で発生した熱が第１電極１２を介して第２電極１５に伝熱する。第２電極１５は、第１電極１２よりも発光素子１０からの距離が遠く、素子搭載領域８外に位置する部分で放熱するため、第１電極１２に比べて低温となる。
　仮に、第１電極１２と第２電極１５との区別がなく、発光素子１０が搭載される部分から素子搭載領域８外までが１つの電極である場合を考えると、そのような電極は、全体にわたって熱膨張係数が同じであるので、発光素子１０が搭載される部分は高温で熱膨張量が大きく、素子搭載領域８外に延設される部分は低温で熱膨張量が小さい。この熱膨張量の差が、基板１またはクラッド３の歪みを生じさせる。本実施形態は、上記のように、高温となる第１電極１２の熱膨張係数が相対的に小さく、低温となる第２電極１５の熱膨張係数が相対的に大きい。これにより、第１電極１２の熱膨張量と第２電極１５の熱膨張量との差が、小さくなるので、基板１およびクラッド３の歪みを減少させることができる。この歪みの減少によって、発光装置２００の特性の劣化および信頼性の劣化を低減することができる。第１電極１２と第２電極１５とによって、ボンディングワイヤを使用せずに外部接続が可能であるので、光導波路パッケージ１００および発光装置２００を小型化できる。
　第１電極１２の熱膨張係数が、第２電極１５の熱膨張係数より小さければ、熱膨張係数が同じである構成に比べて基板１およびクラッド３の歪みを減少させることができる。熱膨張係数をどの程度異ならせるかは、搭載する発光素子１０の発熱量、基板１およびクラッド３の材料などによって決定すればよい。第１電極１２の熱膨張係数と第２電極１５の熱膨張係数とを異ならせるには、例えば、構成する材料を異ならせればよい。一例として、第１電極１２をＴｉ（チタン）／Ｐｔ（プラチナ）／Ａｕ（金）の三層構造とし、第２電極１５をＡｌ（アルミニウム）の一層構造とすればよい。
　第１電極１２は、第２電極１５と接続される第１端部１２ａを含み、第２電極１５は、第１電極１２と接続される第２端部１５ａを含む。第１電極１２は、第１端部１２ａと反対側の第３端部１２ｂを含み、第３端部１２ｂ上には、発光素子１０が搭載される。第２電極１５は、第２端部１５ａと反対側の第４端部１５ｂと、第２端部１５ａおよび第４端部１５ｂに連なる中央部分１５ｃと、を含む。第２電極１５の中央部分１５ｃは、クラッド３と基板１の第１面２との間に位置している部分である。
　本実施形態では、図４に示すように、第１電極１２の第１端部１２ａと第２電極１５の第２端部１５ａとは、突き合わせるように接続されている。また、第１電極１２の第３端部１２ｂと発光素子１０との間には、素子接合材６が位置している。第１電極１２に発光素子１０を直接接合してもよいが、素子接合材６を用いることで接合強度が向上する。素子接合材６としては、例えば、Ａｕ－Ｓｎ（金－錫）合金などを用いることができる。
　図５は、第２実施形態の発光装置における発光素子近傍の拡大断面図である。第２実施形態は、第１電極１２および第２電極１５の接続構造が異なること以外は、第１実施形態と同じであるので、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態では、第１電極１２の第１端部１２ａが、第２電極１５の第２端部１５ａを覆うように位置している。第１実施形態では、第１電極１２と第２電極１５とは、端面同士の接触によって接続されており、接触面積は端面の面積である。第２実施形態では、第１端部１２ａが第２端部１５ａを覆う部分の面積も接触面積となるので、接触面積を広くすることができ、接触抵抗を低減させるとともに、第１電極１２と第２電極１５との接続信頼性が向上する。
　ここで、素子搭載領域８の形成方法の一例について説明する。形成方法の一例では、基板１の第１面２に第２電極１５を形成し、第２電極１５を含む第１面２上にクラッド３およびコア４からなる光導波層５を設ける。クラッド３の素子搭載領域８に相当する部分をエッチングで除去し、第２電極１５を露出させ、第１電極１２を形成する第１面２の領域を露出させる。第１電極１２を形成して、第２電極１５と接続する。このとき、第１電極１２の第１端部１２ａを、第２電極１５の第２端部１５ａを覆うように形成すればよい。また、素子搭載領域８をエッチングで形成して露出する第２電極１５の表面が、エッチング面となり、粗面化する。第２電極１５の第２端部１５ａの表面も粗面化されており、第２端部１５ａを覆う第１端部１２ａとの密着性が向上する。素子搭載領域８の形成は、上記方法に限らず、例えば、第２電極１５が形成された基板１と、素子搭載領域８が設けられた光導波層５とをそれぞれ準備して、これらを貼り合わせてもよい。
　図６は、第３実施形態の発光装置における発光素子近傍の拡大断面図である。第３実施形態は、第２電極１５の構造が異なること以外は、第２実施形態と同じであるので、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態の第２電極１５は、中央部分１５ｃと第２端部１５ａとの間に段差を有している。言い換えると、第２端部１５ａの厚さが、中央部分１５ｃの厚さよりも薄い。第２電極１５が段差を有する場合、段差を有していない場合と比べて、第２電極１５の表面積が増加し、第２電極１５表面からの放熱量が増加する。これにより、発光素子１０の冷却効率が向上し、発光素子１０を長寿命化できる。第２電極１５は、さらに中央部分１５ｃと第４端部１５ｂとの間に段差を有していてもよい。段差を有していない場合と比べて、第２電極１５の表面積がさらに増加し、第２電極１５表面からの放熱量が増加する。また、第２電極１５表面からの放熱量の増加により、第２電極１５の温度、さらには第１電極１２の温度が下がることとなるため、熱膨張による歪みが少ないという点でも寿命が延びる。
　前述のように、素子搭載領域８は、エッチングによって形成することができる。エッチング量を過剰にすることで、第２電極１５の第２端部１５ａがオーバーエッチングされて、厚さが薄くなる。第４端部１５ｂ側にも段差を形成する場合は、第４端部１５ｂも同様にエッチングすればよい。
　図７は、第４実施形態の発光装置を示す平面図である。第１～第３実施形態では、コア４は、３つの分割路４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、これら合波部４３で会合して１つの出射端面４２を有する１つの統合路４４とで構成されている。これに対して、第４実施形態の光導波路パッケージを備える発光装置は、図７の平面図に示す例のように、コア４は独立した３つのコア４４ａ，４４ｂ，４４ｃで構成されていてもよい。３つのコア４４ａ，４４ｂ，４４ｃそれぞれの入射端面４ａ，４ｂ，４ｃの中心と、各発光素子１０の光軸とが一致するように、各発光素子１０の位置に合わせて３つの入射端面４ａ，４ｂ，４ｃが互いに離れて位置する点は同じである。一方、３つのコア４４ａ，４４ｂ，４４ｃそれぞれの出射端面４２ａ，４２ｂ，４２ｃは近接して位置している。各入射端面４ａ，４ｂ，４ｃと各出射端面４２ａ，４２ｂ，４２ｃとの間において、３つのコア４４ａ，４４ｂ，４４ｃが近接するように集約されて出射端面４２ａ，４２ｂ，４２ｃまで平行に延びていてもよい。各コア４４ａ，４４ｂ，４４ｃからの出射光は、例えば、１つのレンズ４５によって平行に出射されてもよい。この場合は、３つの出射端面４２ａ，４２ｂ，４２ｃからの出射光による画像等は、例えば外部の装置によって合成されてもよい。
　本開示に係る光導波路パッケージは、次の実施形態（１）～（４）が可能である。
（１）第１面を有する基板と、
　前記第１面上に位置し、前記第１面に対向する第２面と、該第２面の反対に位置する第３面と、を有し、前記第３面に開口する素子搭載領域を有するクラッドと、
　該クラッド内に位置するコアと、
　前記素子搭載領域内に位置し、発光素子が搭載される第１電極と、
　前記第１電極に接続され、前記素子搭載領域外まで延びる第２電極と、を備え、
　前記第１電極の熱膨張係数は、前記第２電極の熱膨張係数より小さい、光導波路パッケージ。
（２）前記第１電極は、前記第２電極と接続される第１端部を含み、
　前記第２電極は、前記第１電極と接続される第２端部を含み、
　前記第１端部は、前記第２端部を覆うように位置する、上記（１）に記載の光導波路パッケージ。
（３）前記第２端部の表面が、エッチング面である、上記（１）または（２）に記載の光半導体パッケージ。
（４）前記第２電極は、前記第２端部に連なる、前記クラッドと前記第１面との間に位置する中央部分と前記第２端部との間に段差を有する、上記（１）～（３）のいずれか１つに記載の光導波路パッケージ。
　本開示に係る発光装置は、次の実施形態（５）が可能である。
（５）上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の光導波路パッケージと、
　前記素子搭載領域内に位置する発光素子と、
　前記コアから出射される光の光路上に位置するレンズと、を含む発光装置。
　本開示の光導波路パッケージおよび発光装置によれば、小型化が可能であり、特性の劣化および信頼性の劣化を低減することができる。
　発光素子１０は、発光ダイオードに限るものではなく、例えば、ＬＤ（Laser Diode）、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）などであってもよい。
　以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、また、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
　１　　　基板
　２　　　第１面
　３　　　クラッド
　３ａ　　第２面
　３ｂ　　第３面
　４；４４ａ，４４ｂ，４４ｃ　コア
　４ａ，４ｂ，４ｃ　入射端面
　５　　　光導波層
　６　　　素子接合材
　８　　　素子搭載領域
　１０　　発光素子
　１１　　蓋体
　１２　　第１電極
　１２ａ　第１端部
　１２ｂ　第３端部
　１５　　第２電極
　１５ａ　第２端部
　１５ｂ　第４端部
　１５ｃ　中央部分
　１７　　接合材
　４１ａ，４１ｂ，４１ｃ　分割路
　４２；４２ａ，４２ｂ，４２ｃ　出射端面
　４３　　合波部
　４４　　統合路
　４５　　レンズ
　１００　光導波路パッケージ
　２００　発光装置

Claims (5)

  1. 　第１面を有する基板と、
    　前記第１面上に位置し、前記第１面に対向する第２面と、該第２面の反対に位置する第３面と、を有し、前記第３面に開口する素子搭載領域を有するクラッドと、
    　該クラッド内に位置するコアと、
    　前記素子搭載領域内に位置し、発光素子が搭載される第１電極と、
    　前記第１電極に接続され、前記素子搭載領域外まで延びる第２電極と、を備え、
    　前記第１電極の熱膨張係数は、前記第２電極の熱膨張係数より小さい、光導波路パッケージ。
  2. 　前記第１電極は、前記第２電極と接続される第１端部を含み、
    　前記第２電極は、前記第１電極と接続される第２端部を含み、
    　前記第１端部は、前記第２端部を覆うように位置する、請求項１記載の光導波路パッケージ。
  3. 　前記第２端部の表面が、エッチング面である、請求項２記載の光半導体パッケージ。
  4. 　前記第２電極は、前記第２端部に連なる、前記クラッドと前記第１面との間に位置する中央部分と前記第２端部との間に段差を有する、請求項２または３記載の光導波路パッケージ。
  5. 　請求項１～４のいずれか１つに記載の光導波路パッケージと、
    　前記素子搭載領域内に位置する発光素子と、
    　前記コアから出射される光の光路上に位置するレンズと、を含む発光装置。
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