WO2023248895A1 - 半導体発光装置 - Google Patents

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WO2023248895A1
WO2023248895A1 PCT/JP2023/022089 JP2023022089W WO2023248895A1 WO 2023248895 A1 WO2023248895 A1 WO 2023248895A1 JP 2023022089 W JP2023022089 W JP 2023022089W WO 2023248895 A1 WO2023248895 A1 WO 2023248895A1
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WO
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light emitting
semiconductor light
substrate
emitting device
heat sink
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PCT/JP2023/022089
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English (en)
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Inventor
和則 富士
晃輝 坂本
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ローム株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/02208Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/023Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024Arrangements for thermal management

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor light emitting device.
  • a semiconductor light emitting device is known to have a configuration including a semiconductor light emitting element and a drive circuit element that drives the semiconductor light emitting element (see, for example, Patent Document 1).
  • Such semiconductor light emitting devices are widely used as light source devices installed in various electronic devices.
  • a semiconductor light emitting device includes a base, a conductive heat sink provided upright on the base, a first substrate and a second substrate attached to the heat sink so as to be spaced apart from each other, and
  • the semiconductor light emitting device includes a semiconductor light emitting device mounted on one substrate, and a drive circuit device mounted on the second substrate and configured to drive the semiconductor light emitting device.
  • a semiconductor light emitting device includes a base, a conductive heat sink provided upright on the base, a substrate attached to the heat sink, and a semiconductor light emitting device directly attached to the heat sink at a position different from the substrate.
  • the semiconductor light emitting device includes a semiconductor light emitting device attached to the semiconductor light emitting device, and a drive circuit device mounted at least partially on the substrate and configured to drive the semiconductor light emitting device.
  • the thermal influence caused by the semiconductor light emitting element of the drive circuit element can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the semiconductor light emitting device of FIG. 1 with the cap removed.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the semiconductor light emitting device of FIG. 4 is a perspective view schematically showing the stem of the semiconductor light emitting device of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing the stem seen from the opposite side from FIG. 4.
  • FIG. FIG. 6 is an enlarged view of the switching element in FIG. 3 and its surroundings.
  • 7 is a side view schematically showing the semiconductor light emitting device of FIG. 2.
  • FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device taken along line F8-F8 shown in FIG. FIG.
  • FIG. 9 is a front view of the first and second substrates attached to the heat sink of the semiconductor light emitting device.
  • FIG. 10 is a back view of the first substrate and second substrate of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a circuit diagram of a laser system including the semiconductor light emitting device of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing a perspective structure of a semiconductor light emitting unit including a semiconductor light emitting device.
  • FIG. 13 is a side view of the semiconductor light emitting unit of FIG. 12.
  • FIG. 14 is an enlarged view of the cap cover portion of FIG. 13 and its surroundings.
  • FIG. 15 is a perspective view schematically showing a perspective structure of a semiconductor light emitting unit of a comparative example.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing a perspective structure of a semiconductor light emitting unit including a semiconductor light emitting device.
  • FIG. 13 is a side view of the semiconductor light emitting unit of FIG. 12.
  • FIG. 14 is an enlarged view of the cap
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device of a comparative example.
  • FIG. 17 is a graph showing the thermal conduction analysis results of the semiconductor light emitting unit of the comparative example.
  • FIG. 18 is a graph showing the thermal conduction analysis results of the semiconductor light emitting unit of the first embodiment.
  • FIG. 19 is a graph showing the results of heat conduction analysis when the material of the heat sink is changed for the semiconductor light emitting unit of the first embodiment.
  • FIG. 20 is a graph showing the results of heat conduction analysis when the volume of the heat sink is changed for the semiconductor light emitting unit of the first embodiment.
  • FIG. 21 is a graph showing the results of thermal conduction analysis of a semiconductor light emitting unit including a semiconductor light emitting device of a comparative example.
  • FIG. 22 is a perspective view of the semiconductor light emitting device of the second embodiment with the cap removed.
  • FIG. 23 is an enlarged view of the switching element and its surroundings of the semiconductor light emitting device of FIG. 22.
  • FIG. 24 is a front view of the first and second substrates attached to the heat sink of the semiconductor light emitting device.
  • FIG. 25 is a back view of the first substrate and second substrate of FIG. 24.
  • FIG. 26 is a perspective view of the semiconductor light emitting device of the third embodiment with the cap removed.
  • FIG. 27 is an enlarged view of the switching element and its surroundings of the semiconductor light emitting device of FIG. 26.
  • FIG. 28 is a front view of the first and second substrates attached to the heat sink of the semiconductor light emitting device.
  • FIG. 29 is a back view of the first substrate and second substrate of FIG. 28.
  • FIG. 30 is a perspective view of the semiconductor light emitting device of the fourth embodiment with the cap removed.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view schematically showing the cross-sectional structures of a heat sink, a light emitting unit, and a drive unit in the semiconductor light emitting device of FIG. 30.
  • FIG. 32 is a perspective view of the semiconductor light emitting device of the fifth embodiment with the cap removed.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view schematically showing the cross-sectional structures of a heat sink, a light emitting unit, and a drive unit in the semiconductor light emitting device of FIG. 32.
  • FIG. 34 is a perspective view of the semiconductor light emitting device of the sixth embodiment with the cap removed.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view schematically showing the cross-sectional structure of a heat sink, a light emitting unit, and a drive unit in the semiconductor light emitting device of FIG. 34.
  • FIG. 36 is a perspective view of a modified semiconductor light emitting device with the cap removed.
  • FIG. 37 is an enlarged side view showing the side structure of the cap cover part and the surrounding area of the semiconductor light emitting unit of the modified example.
  • FIG. 38 is an enlarged front view showing the front structure of the cap cover part and its surroundings with respect to the semiconductor light emitting unit of FIG. 37.
  • FIG. 1 shows a perspective structure of a semiconductor light emitting device 10.
  • FIG. 2 shows a perspective structure of the semiconductor light emitting device 10 of FIG. 1 with a cap 50, which will be described later, removed.
  • the semiconductor light emitting device 10 shown in FIG. 1 can be used, for example, in a laser system as LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging), which is an example of three-dimensional distance measurement. Note that the semiconductor light emitting device 10 may be used in a laser system for two-dimensional distance measurement.
  • LiDAR Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging
  • the semiconductor light emitting device 10 includes a stem 20, a light emitting unit 30 and a drive unit 40 attached to the stem 20, and a cap 50 surrounding the light emitting unit 30 and the drive unit 40.
  • the semiconductor light emitting device 10 is a CAN package type semiconductor laser.
  • the stem 20 includes a flat base 21, a conductive heat sink 22 erected on the base 21, and a plurality of (four in this embodiment) lead pins 23A to 23A, which constitute external terminals. 23D. Both the light emitting unit 30 and the driving unit 40 are attached to the heat sink 22.
  • the thickness direction of the base 21 will be referred to as the z direction, and two mutually orthogonal directions among the directions orthogonal to the z direction will be referred to as the x direction and the y direction.
  • the light emitting unit 30 includes a first substrate 31 and a semiconductor light emitting element 32 mounted on the first substrate 31.
  • the first substrate 31 is attached to the heat sink 22.
  • a semiconductor laser is used as the semiconductor light emitting device 32.
  • mounting means joining with a conductive joining material such as solder paste or silver (Ag) paste.
  • component A is mounted on component B means that component A is directly attached to component B using a conductive bonding material.
  • the drive unit 40 includes a second substrate 41 and a drive circuit element 42 mounted on the second substrate 41.
  • the second substrate 41 is attached to the heat sink 22 at a position spaced apart from the first substrate 31. More specifically, the second substrate 41 is attached to a portion of the heat sink 22 that is closer to the base 21 than the first substrate 31 is.
  • the second substrate 41 is spaced apart from the protrusion 26 of the heat sink 22 in the z direction. Note that an intermediate member different from the second substrate 41 and the heat sink 22 may be interposed between the second substrate 41 and the heat sink 22.
  • the drive circuit element 42 includes a switching element 43 and a plurality of (four in this embodiment) capacitors 44.
  • the switching element 43 is individually electrically connected to the four light emitting parts 32A (see FIG. 6) by four wires W1.
  • the switching element 43 is individually electrically connected to the lead pins 23A and 23B by wires W2 and W3.
  • the second substrate 41 is electrically connected to the lead pins 23C by wires W4.
  • the cap 50 covers the heat sink 22, the first substrate 31, the second substrate 41, the semiconductor light emitting element 32, and the drive circuit element 42.
  • the cap 50 is formed into a cylindrical shape.
  • the cap 50 is made of, for example, a light-shielding material.
  • An example of a light blocking material is iron (Fe).
  • the cap 50 has a top plate portion 52 having an opening 53 and a cylindrical portion 51 with the top plate portion 52 provided at one end.
  • the cylinder portion 51 has a cylindrical shape.
  • the top plate portion 52 covers one end of the cylindrical portion 51 in the z direction.
  • the opening 53 is configured to allow light from the semiconductor light emitting element 32 to pass through the top plate 52 and be emitted.
  • the cap 50 has a transparent plate 54 that closes the opening 53.
  • the transparent plate 54 is a flat plate made of transparent resin or glass.
  • the transparent plate 54 is attached to the inner surface of the top plate portion 52.
  • the cap 50 has an opening 53 that opens in one direction and a side surface that faces in a direction that intersects with the one direction.
  • one direction in which the opening 53 opens is the z direction.
  • the side surface of the cap 50 is the outer circumferential surface of the cylindrical portion 51.
  • the outer circumferential surface of the cylindrical portion 51 faces in a direction intersecting the z direction. Therefore, in this embodiment, the direction that intersects with one direction is the direction that intersects with the z direction.
  • the outer circumferential surface of the cylindrical portion 51 faces in a direction perpendicular to the z direction. Note that the directions described here are changed depending on the arrangement of the semiconductor light emitting device 10. That is, if the opening 53 opens not in the z direction but in the y direction, for example, one direction is the y direction, and a direction intersecting the one direction is a direction intersecting the y direction.
  • the semiconductor light emitting device 10 current is supplied to the semiconductor light emitting element 32 via the lead pins 23A to 23D and the switching element 43. Thereby, the laser light emitted from the semiconductor light emitting element 32 passes in the z direction, that is, through the opening 53 of the cap 50.
  • the base 21 and the heat sink 22 are integrally formed. Therefore, in this embodiment, the base 21 is also formed of a conductive material.
  • the base 21 and the heat sink 22 are made of, for example, copper (Cu), Cu alloy, Fe, Fe alloy, aluminum (Al), Al alloy, or the like. Note that the base 21 and the heat sink 22 may be formed separately.
  • the stem 20 is constructed by joining together the separately formed base 21 and heat sink 22. Further, the material forming the base 21 and the material forming the heat sink 22 may be different from each other.
  • the shape of the base 21 when viewed from the z direction is approximately circular.
  • the diameter of the base 21 is about 5.6 mm
  • the thickness of the base 21 is about 1.2 mm.
  • the base 21 includes a base surface 21s and a base back surface 21r facing oppositely to each other in the z direction.
  • the z direction can be said to be the thickness direction of the base 21. Note that the diameter and thickness of the base 21 can be changed arbitrarily.
  • the heat sink 22 is erected in a direction perpendicular to the base surface 21s of the base 21. That is, the heat sink 22 extends in the thickness direction of the base 21. Therefore, the z direction can be said to be the direction in which the heat sink 22 is erected.
  • the heat sink 22 is provided at a position offset from the center of the base 21 in the y direction.
  • the heat sink 22 extends from the base surface 21s of the base 21 in the z direction.
  • the z direction can be said to be the direction in which the heat sink 22 is erected.
  • the height of the heat sink 22 from the base surface 21s of the base 21 is approximately 4.45 mm.
  • the shape of the heat sink 22 when viewed from the z direction is approximately fan-shaped.
  • a surface of the heat sink 22 on the center side of the base 21 is a mounting surface 24 to which the light emitting unit 30 and the drive unit 40 (see FIG. 3) are mounted.
  • the mounting surface 24 includes a flat surface along the z direction and the x direction.
  • the heat sink 22 includes, as the mounting surfaces 24, a first mounting surface 24A to which the light emitting unit 30 is attached, and a second mounting surface 24B to which the drive unit 40 is attached.
  • the first mounting surface 24A is formed closer to the tip of the heat sink 22 than the second mounting surface 24B.
  • the first mounting surface 24A is a surface that is continuous with the distal end surface 22a of the heat sink 22.
  • Both the first mounting surface 24A and the second mounting surface 24B are flat surfaces along the xz plane.
  • the second mounting surface 24B is formed at a position closer to the base 21 than the tip of the heat sink 22.
  • the area of the first mounting surface 24A is smaller than the area of the second mounting surface 24B.
  • the heat sink 22 includes a stepped portion 25 such that the position of the first mounting surface 24A and the position of the second mounting surface 24B are different from each other in the y direction. That is, the first mounting surface 24A protrudes from the second mounting surface 24B in the thickness direction perpendicular to the direction in which the heat sink 22 is erected (z direction).
  • the y direction can be said to be the thickness direction of the heat sink 22.
  • the tip of the heat sink 22 projects closer to the center of the base 21 in the y direction than the portion of the heat sink 22 that is closer to the base 21 than the tip of the heat sink 22 .
  • the heat sink 22 has a protrusion 26 that includes the first mounting surface 24A. The protrusion 26 protrudes in the y direction with respect to the second mounting surface 24B.
  • the lead pins 23A, 23B, and 23C penetrate the base 21 in its thickness direction (z direction). More specifically, lead pin 23A is inserted into through hole 21A, lead pin 23B is inserted into through hole 21B, and lead pin 23C is inserted into through hole 21C. Between the lead pin 23A and the inner circumferential surface forming the through hole 21A, between the lead pin 23B and the inner circumferential surface forming the through hole 21B, and between the lead pin 23C and the inner circumferential surface forming the through hole 21C. is filled with an insulating material 27 that insulates the lead pins 23A, 23B, and 23C from the base 21.
  • the insulating material 27 is made of, for example, an insulating resin material or glass.
  • the lead pin 23D protrudes from the base back surface 21r of the base 21 in the z direction, but does not protrude from the base surface 21s (see FIG. 4) in the z direction.
  • the lead pin 23D is fixed at a position overlapping the heat sink 22 when viewed from the z direction.
  • the lead pin 23D includes a terminal portion 29D.
  • the terminal portion 29D is a portion of the lead pin 23D that protrudes from the back surface 21r of the base in the z direction, and constitutes an external terminal that is electrically connected to the circuit board when the semiconductor light emitting device 10 is mounted on the circuit board.
  • a connecting portion 29DA having a larger diameter than the tip of the terminal portion 29D is provided at the end of the terminal portion 29D of the lead pin 23D on the base back surface 21r side of the base 21.
  • the connecting portion 29DA is formed, for example, in a flat plate shape.
  • the connecting portion 29DA is fixed to the base 21.
  • the lead pin 23D is electrically connected to the base 21. Since the base 21 is electrically connected to the heat sink 22, the lead pin 23D is electrically connected to the heat sink 22.
  • FIG. 6 shows an enlarged front structure of the light emitting unit 30 and the drive unit 40 of the semiconductor light emitting device 10.
  • FIG. 7 shows the side structure of the switching element 43 of FIG. 2 and its surroundings.
  • FIG. 8 shows cross-sectional structures of the heat sink 22, the light emitting unit 30, and the drive unit 40.
  • FIG. 9 shows the front structure of the first substrate 31 and the second substrate 41 attached to the heat sink 22.
  • FIG. 10 shows the backside structure of each of the first substrate 31 and the second substrate 41.
  • wires W1 to W4 are omitted for ease of understanding.
  • the first substrate 31 is attached to the first attachment surface 24A of the heat sink 22. More specifically, the first substrate 31 is bonded to the first mounting surface 24A using a conductive bonding material such as solder paste or silver (Ag) paste. In this embodiment, the first substrate 31 is bonded to the first mounting surface 24A using Ag paste.
  • the first substrate 31 is formed in a rectangular shape, with the x direction being the longitudinal direction and the z direction being the lateral direction, when viewed from the y direction.
  • the linear expansion coefficient of the heat sink 22 is 16.5 ⁇ 10 ⁇ 6 (1/K)
  • the first base material 31A is made of alumina
  • the first The linear expansion coefficient of the substrate 31 is 7.2 ⁇ 10 ⁇ 6 (1/K)
  • the semiconductor light emitting device 32 is made of gallium arsenide (GaAs)
  • the linear expansion coefficient of the semiconductor light emitting device 32 is 5.4 ⁇ 10 ⁇ 6 (1/K).
  • the first base material 31A has a high heat transfer coefficient and a coefficient of linear expansion close to that of the semiconductor light emitting element 32.
  • the first substrate 31 includes a first substrate front surface 31s and a first substrate back surface 31r facing oppositely to each other in the y direction.
  • the first substrate surface 31s faces the same side as the first mounting surface 24A, and the first substrate back surface 31r faces the first mounting surface 24A.
  • the semiconductor light emitting device 32 is mounted on the first substrate surface 31s.
  • the first substrate surface 31s is constituted by the base material surface of the first base material 31A.
  • the first substrate back surface 31r is constituted by the back surface of the first base material 31A.
  • the thickness TB1 of the first substrate 31 is, for example, 0.1 mm or more and 0.4 mm or less. Further, the thickness TB1 of the first substrate 31 can be defined by the distance between the first substrate surface 31s and the first substrate back surface 31r of the first substrate 31 in the y direction. The thickness TB2 of the second substrate 41 can be defined by the distance in the y direction between a second substrate surface 41s and a second substrate back surface 41r, which will be described later, of the second substrate 41.
  • the first substrate 31 includes a plurality of (four in this embodiment) through holes 34.
  • Each through hole 34 is formed of a conductive material.
  • each through hole 34 is formed of a material containing Cu.
  • the plurality of through holes 34 are arranged in a line in the x direction while being aligned with each other in the z direction. That is, the plurality of through holes 34 are arranged in a line in the longitudinal direction of the first substrate 31. Each through hole 34 penetrates the first substrate 31 in its thickness direction (y direction). Each through hole 34 is connected to both the front side wiring 33s and the back side wiring 33r. Thereby, the front side wiring 33s and the back side wiring 33r are electrically connected by each through hole 34.
  • the semiconductor light emitting element 32 is formed in a rectangular shape, when viewed from the y direction, the x direction is the longitudinal direction, and the z direction is the lateral direction.
  • Each light emitting section 32A is formed in a rectangular shape, with the z direction being the longitudinal direction and the x direction being the lateral direction, when viewed from the y direction. It can also be said that the plurality of light emitting sections 32A are arranged in the longitudinal direction of the semiconductor light emitting element 32.
  • the semiconductor light emitting element 32 has an element front surface 32s and an element rear surface 32r facing oppositely to each other in the y direction.
  • the element surface 32s faces the same side as the first substrate surface 31s
  • the element back surface 32r faces the same side as the first substrate back surface 31r. Therefore, the element back surface 32r is bonded to the front surface wiring 33s via a conductive bonding material.
  • a conductive bonding material For example, Ag paste is used as the conductive bonding material.
  • the semiconductor light emitting device 32 includes an anode electrode 36 and a cathode electrode 37.
  • the anode electrode 36 is formed on the element surface 32s.
  • the cathode electrode 37 is formed on the back surface 32r of the element. Thereby, the cathode electrode 37 is electrically connected to the front side wiring 33s via the conductive bonding material.
  • the front side wiring 33s is electrically connected to the back side wiring 33r via the through hole 34, and the back side wiring 33r is electrically connected to the first mounting surface 24A via a conductive bonding material. Therefore, the cathode electrode 37 is electrically connected to the heat sink 22.
  • the semiconductor light emitting element 32 has a light emitting surface 32a that emits light in the z direction.
  • the light emitting surface 32a faces the same side as the distal end surface 22a of the heat sink 22.
  • the light emitting surface 32a is arranged at a position overlapping with the opening 53 of the cap 50 (see FIG. 1).
  • the second substrate 41 is formed in a rectangular shape, when viewed from the y direction, the x direction is the longitudinal direction, and the z direction is the lateral direction.
  • the size of the second substrate 41 in the x direction is larger than the size of the first substrate 31 in the x direction, and the size of the second substrate 41 in the z direction is larger than the size of the first substrate 31 in the z direction.
  • the second substrate 41 is spaced apart from the base surface 21s of the base 21 in the z direction.
  • the second board 41 is arranged closer to the first mounting surface 24A of the second mounting surface 24B. More specifically, the center of the second substrate 41 in the z direction is located closer to the first mounting surface 24A than the center of the second mounting surface 24B in the z direction.
  • the second board 41 is arranged at the center of the second mounting surface 24B in the x direction. When viewed from the y direction, it can be said that the distance between the second board 41 and the first mounting surface 24A in the z direction is shorter than the distance between the second board 41 and the base surface 21s of the base 21 in the z direction. .
  • the length of the second board 41 in the x direction is shorter than the length of the second mounting surface 24B in the x direction. In one example, the length of the second substrate 41 in the x direction is greater than 1/2 of the length of the second mounting surface 24B in the x direction.
  • the thickness of the second substrate 41 is, for example, 0.1 mm or more and 0.4 mm or less.
  • the second substrate 41 includes a second substrate front surface 41s and a second substrate back surface 41r facing oppositely to each other in the y direction.
  • the second board surface 41s faces the same side as the second mounting surface 24B, and the second board back surface 41r faces the second mounting surface 24B.
  • the drive circuit element 42 is mounted on the second substrate surface 41s.
  • the second substrate surface 41s is constituted by the base material surface of the second base material 41A.
  • the second substrate back surface 41r is constituted by the base material back surface of the second base material 41A.
  • the second board 41 is attached to the second mounting surface 24B such that the second board surface 41s is at the same position as the first mounting surface 24A in the y direction. . That is, the distance DB between the second mounting surface 24B and the second board surface 41s of the second board 41 in the y direction, and the distance DH between the second mounting surface 24B and the first mounting surface 24A in the y direction. are equal to each other.
  • the difference between distance DB and distance DH is, for example, within 10% of distance DH, it can be said that distance DB and distance DH are equal to each other.
  • the second substrate surface 41s is at the same position as the first mounting surface 24A in the y direction.
  • the second substrate 41 includes a front-side wiring 45s formed on a second substrate surface 41s, and a front-side resist layer 46s covering the front-side wiring 45s.
  • the front side wiring 45s is formed in a rectangular shape that is one size smaller than the second substrate surface 41s, as shown by the broken line in FIG.
  • the front side resist layer 46s is formed of an insulating material.
  • the front side resist layer 46s is formed over the entire second substrate surface 41s.
  • the front side resist layer 46s has a switching element opening 46a, a plurality (in this embodiment, two) of capacitor openings 46b, and a wire opening 46c.
  • the switching element opening 46a, each capacitor opening 46b, and the wire opening 46c expose the front-side wiring 45s from the front-side resist layer 46s.
  • the plurality of through holes 47 are arranged in a grid pattern. Each through hole 47 penetrates the second substrate 41 in its thickness direction (y direction). Each through hole 47 is connected to the front side wiring 45s.
  • a heat dissipating material 48 is provided inside each through hole 47. More specifically, the heat dissipating material 48 is provided so as to fill the inside of each through hole 47 .
  • the heat dissipating material 48 is made of, for example, a metal material.
  • the heat dissipating material 48 is formed of a material containing Cu. That is, the heat dissipating material 48 may be formed of the same material as the through hole 47. Note that the heat dissipation material 48 may be formed of a different material from that of the through hole 47.
  • the heat dissipating material 48 may be formed of a material having higher thermal conductivity than the second substrate 41. In one example, the heat dissipation material 48 may be formed of an insulating material such as ceramic.
  • the second substrate 41 has a backside resist layer 46r that covers the second substrate backside 41r.
  • the back side resist layer 46r covers each through hole 47 and the heat dissipation material 48.
  • the backside resist layer 46r is formed over the entire second substrate backside 41r.
  • the back side resist layer 46r is formed of an insulating material. Therefore, the second substrate 41 is electrically insulated from the heat sink 22.
  • a switching element 43 and a plurality of capacitors 44 are each mounted as the drive circuit element 42 on the second substrate surface 41s.
  • the switching element 43 is arranged within the switching element opening 46a. Therefore, the switching element 43 is mounted on the front side wiring 45s (see FIG. 9). More specifically, the switching element 43 is bonded to the front side wiring 45s using a conductive bonding material such as solder paste or Ag paste. It can also be said that the switching element 43 is arranged at the center of the second substrate surface 41s in the x direction.
  • the semiconductor light emitting device 32 and the switching device 43 are arranged apart from each other in the z direction.
  • the switching element 43 is formed into a flat plate shape. As shown in FIG. 7, the thickness TS of the switching element 43 is thicker than the thickness TL of the semiconductor light emitting element 32.
  • the shape of the switching element 43 viewed from the y direction is rectangular. In this embodiment, the shape of the switching element 43 when viewed from the y direction is a square. Note that the shape of the switching element 43 viewed from the y direction can be arbitrarily changed. In one example, the shape of the switching element 43 viewed from the y direction may be a rectangular shape in which the z direction is the longitudinal direction and the x direction is the lateral direction.
  • the size of the switching element 43 in the x direction is larger than the size of the semiconductor light emitting element 32 in the x direction.
  • the size of the switching element 43 in the x direction is smaller than twice the size of the semiconductor light emitting device 32 in the x direction.
  • the size of the switching element 43 in the y direction is larger than the size of the semiconductor light emitting element 32 in the y direction.
  • the size of the switching element 43 in the y direction is more than twice the size of the semiconductor light emitting element 32 in the y direction, and less than four times the size of the semiconductor light emitting device 32 in the y direction.
  • the source electrode 43S and the anode electrode 36 of the semiconductor light emitting element 32 are connected by a plurality of wires W1. Thereby, the source electrode 43S and the anode electrode 36 are electrically connected. Further, the source electrode 43S and the connecting portion 28A of the lead pin 23A are connected by one wire W2. Thereby, the source electrode 43S and the lead pin 23A are electrically connected. The gate electrode 43G and the connecting portion 28B of the lead pin 23B are connected by one wire W3. Further, the front side wiring 45s exposed from the wire opening 46c and the connection portion 28C of the lead pin 23C are connected by one wire W4. Thereby, the front side wiring 45s and the lead pin 23C are electrically connected.
  • the plurality of capacitors 44 are electronic components that cooperate with the switching element 43 to supply current to the semiconductor light emitting element 32. As shown in FIG. 2, each capacitor 44 is formed into a substantially rectangular parallelepiped shape. As shown in FIG. 6, the capacitor 44 has a rectangular shape when viewed from the y direction, with the z direction being the longitudinal direction and the x direction being the lateral direction. The plurality of capacitors 44 are arranged spaced apart from each other in the x direction. For this reason, the plurality of capacitors 44 are arranged so that the arrangement direction thereof is the short side direction of the capacitors 44.
  • the first electrode 44A of each capacitor 44 is bonded to the first mounting surface 24A using a conductive bonding material such as solder paste or Ag paste. Thereby, the first electrode 44A of each capacitor 44 is electrically connected to the heat sink 22. Since the cathode electrode 37 (see FIG. 8) of the semiconductor light emitting element 32 is electrically connected to the heat sink 22, it can be said that the first electrode 44A is electrically connected to the cathode electrode 37 via the heat sink 22.
  • the drain electrode 43D of the switching element 43 is electrically connected to the front side wiring 45s.
  • the anode electrode of diode D is electrically connected to the heat sink 22 (see FIG. 6) via lead pin 23D, for example, and the cathode electrode of diode D is electrically connected to source electrode 43S via lead pin 23A and wire W2. has been done.
  • the heat sink 22 is electrically connected to the cathode electrode 37 of the semiconductor light emitting element 32.
  • the source electrode 43S of the switching element 43 is electrically connected to the anode electrode 36 of the semiconductor light emitting element 32 by a wire W1. Therefore, the diode D is connected in antiparallel to the semiconductor light emitting element 32.
  • the semiconductor light emitting unit 100 includes a semiconductor light emitting device 10 and a heat sink 110 that radiates heat from the semiconductor light emitting device 10.
  • the semiconductor light emitting unit 100 further includes a circuit board 120 electrically connected to the semiconductor light emitting device 10.
  • the heat dissipation body 110 includes a heat dissipation base 130 and a cap cover section 140 that stands up from the heat dissipation base 130.
  • the heat sink 110 is made of a material containing, for example, stainless steel, Fe, Al, or Cu.
  • the base side surface 133 and the base side surface 134 are spaced apart from each other in the x direction.
  • Each of the base side surface 133 and the base side surface 134 is a flat surface extending along the yz plane.
  • the base side surface 135 and the base side surface 136 are spaced apart from each other in the z direction.
  • Each of the base side surface 135 and the base side surface 136 is a flat surface extending along the xy plane.
  • the cap cover portion 140 extends from the base surface 131 of the heat dissipation base 130 in the y direction. That is, the base surface 131 is a surface on which the cap cover portion 140 is erected.
  • the cap cover part 140 is formed into a flat plate shape with the z direction being the thickness direction.
  • the size of the cap cover part 140 in the x direction is smaller than the size of the heat dissipation base 130 in the x direction.
  • the cap cover part 140 has a first cover surface 141 and a second cover surface 142 facing oppositely to each other in the z direction.
  • the first cover surface 141 faces the same side as the base side surface 135, and the second cover surface 142 faces the same side as the base side surface 136. As shown in FIG. 13, in this embodiment, the first cover surface 141 is flush with the base side surface 135.
  • the cap cover part 140 has a through hole 143 that penetrates in the thickness direction (z direction).
  • the through hole 143 is circular when viewed from the z direction.
  • the inner diameter of the through hole 143 is equal to the outer diameter of the cap 50 of the semiconductor light emitting device 10.
  • the circuit board 120 is placed on the base surface 131 of the heat dissipation base 130.
  • the circuit board 120 is spaced apart from the base surface 131 of the heat dissipation base 130 on the side opposite to the base back surface 132 in the thickness direction (y direction) of the heat dissipation base 130 .
  • a gap is formed between circuit board 120 and base surface 131 in the y direction.
  • the circuit board 120 is formed into a flat plate shape with the thickness direction being in the y direction.
  • the circuit board 120 is arranged closer to the base side surface 135 than the base side surface 136 in the z direction.
  • the circuit board 120 is placed adjacent to the cap cover part 140.
  • Circuit board 120 is arranged parallel to base surface 131 of heat dissipation base 130 . As shown in FIG. 12, the size of the circuit board 120 in the x direction is larger than the size of the cap cover part 140 in the x direction.
  • the circuit board 120 for example, at least one of a diode D, a resistive element R, and a driver circuit PM of the laser system LS shown in FIG. 11 may be mounted.
  • the circuit board 120 includes a diode D, a resistance element R, and a driver circuit PM, respectively.
  • the semiconductor light emitting device 10 is attached to a cap cover section 140. More specifically, the cap cover portion 140 is connected to the side surface of the cap 50 (the outer peripheral surface of the cylindrical portion 51) of the semiconductor light emitting device 10 in a heat transferable manner.
  • the cap 50 is press-fitted into the through hole 143 of the cap cover part 140 from the second cover surface 142 side so that the cap cover part 140 is connected to the side surface of the cap 50 in a heat transferable manner.
  • the cap 50 may be loosely fitted into the through hole 143 so that the cap cover portion 140 is connected to the side surface of the cap 50 in a heat transferable manner. That is, the cap 50 may be inserted into the through hole 143 in a range where heat from the side surface of the cap 50 is transmitted to the cap cover part 140.
  • the side surface of the cap 50 is connected to the cap cover part 140 in a heat-transferable manner with the opening 53 facing in a direction intersecting the thickness direction (y direction) of the heat dissipation base part 130.
  • the side surface of the cap 50 is connected to the cap cover part 140 in a heat transferable manner with the opening part 53 facing in a direction perpendicular to the thickness direction (y direction) of the heat dissipation base part 130. More specifically, when the cap 50 is press-fitted into the through hole 143, the top plate portion 52 of the cap 50 faces the z direction. That is, the opening 53 formed in the top plate portion 52 opens toward the z direction.
  • the semiconductor light emitting unit 100 is configured such that the opening 53 (see FIG. 1) of the cap 50 faces sideways (z direction). Therefore, the semiconductor light emitting device 32 emits light in the z direction.
  • the inner surface of the through hole 143 is connected to the entire circumference of the side surface of the cap 50 so as to allow heat transfer. More specifically, the inner surface forming the through hole 143 covers the entire circumference of the side surface of the cap 50. That is, the entire circumference of the side surface of the cap 50 is press-fitted into the inner surface forming the through hole 143. Therefore, the side surface of the cap 50 is in contact with the inner surface forming the through hole 143 over its entire circumference.
  • the semiconductor light emitting device 10 is attached to the cap cover part 140 so that its thickness direction intersects with the thickness direction of the heat dissipation base part 130.
  • the semiconductor light emitting device 10 is attached to the cap cover part 140 so that its thickness direction is perpendicular to the thickness direction of the heat dissipation base part 130.
  • the base 21 is in contact with the cap cover part 140.
  • the entire surface of the base surface 21s of the base 21 exposed from the cap 50 is in contact with the second cover surface 142 of the cap cover section 140.
  • the side surface of the cap 50 is connected to the cap cover section 140 in a heat transferable manner, and the base 21 is connected to the cap cover section 140. Connected for heat transfer.
  • the thickness TCC of the cap cover portion 140 is thicker than the height dimension HCP of the cap 50. Therefore, the top plate portion 52 of the cap 50 is arranged closer to the second cover surface 142 with respect to the first cover surface 141 of the cap cover portion 140.
  • the thickness TCC of the cap cover part 140 can be defined by the distance between the first cover surface 141 and the second cover surface 142 in the z direction.
  • the height dimension HCP of the cap 50 can be defined by the distance between the base surface 21s of the base 21 and the top plate portion 52 of the cap 50 in the z direction.
  • An opening cover member 150 may be attached to the cap cover portion 140.
  • the opening cover member 150 is bonded to the first cover surface 141 of the cap cover portion 140 with an adhesive or the like.
  • the opening cover member 150 covers the through hole 143.
  • the opening cover member 150 is formed into a cylindrical shape with a bottom.
  • a bottom portion 151 of the opening cover member 150 is provided at a position away from the first cover surface 141.
  • An opening 152 is formed in this bottom portion 151 .
  • the opening 152 is formed at a position overlapping the through hole 143 when viewed from the z direction.
  • One or more lenses can be accommodated within the aperture cover member 150. Thereby, light from the semiconductor light emitting device 10 passes through the through hole 143 and the lens in the aperture cover member 150, and exits from the aperture 152 in the z direction.
  • the plurality of lead pins 23A to 23D of the semiconductor light emitting device 10 are mounted on the circuit board 120.
  • the lead pins 23A to 23D are mounted on an end portion of the circuit board 120 adjacent to the cap cover portion 140 in the z direction.
  • Each of the lead pins 23A to 23D is inserted into the circuit board 120 in the y direction by being bent.
  • the portions of each of the lead pins 23A to 23D inserted into the circuit board 120 are joined to the circuit board 120 with a conductive joining member such as solder paste.
  • each of the terminal portions 29A to 29D of the lead pins 23A to 23D includes a first portion extending in the z direction from the base 21, a second portion extending in the y direction and mounted on the circuit board 120, and a first portion. and a bent portion formed between the first portion and the second portion.
  • the thickness TCC of the cap cover portion 140 and the height dimension HCP of the cap 50 can be changed arbitrarily.
  • the thickness TCC of the cap cover portion 140 and the height dimension HCP of the cap 50 may be equal to each other.
  • the thickness TCC of the cap cover portion 140 may be thinner than the height dimension HCP of the cap 50.
  • the circuit board 120 is placed at a position overlapping the base 21 when viewed from the z direction.
  • the circuit board 120 is arranged at a position closer to the heat dissipation base 130 than the center of the base 21 in the y direction.
  • FIG. 15 shows a perspective structure of a semiconductor light emitting unit 100X of a comparative example.
  • the semiconductor light emitting unit 100X of the comparative example is mounted on the circuit board 120 such that the thickness direction of the circuit board 120 is the same as the light emission direction. Therefore, in the semiconductor light emitting unit 100X of the comparative example, each lead pin 23A to 23D is mounted in a through hole (not shown) formed in the circuit board 120 without being bent. Note that the semiconductor light emitting unit 100X of the comparative example includes the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example shown in FIG.
  • FIG. 16 shows an example of the internal structure of a semiconductor light emitting device 10X of a comparative example.
  • the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example is different from the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment in that the first substrate 31 is omitted and the semiconductor light emitting element 32 is mounted on the second substrate 41, and the semiconductor light emitting device 10X is different from the heat sink 22.
  • the main difference is that the stepped portion 25 is omitted.
  • components of the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example that are common to the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
  • the main difference between the heat sink 22X in the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example and the heat sink 22 (see FIG. 2) of the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment is that it does not have a stepped portion 25 (protruding portion 26). different.
  • the heat sink 22X has a mounting surface 24X. Since the heat sink 22X does not have the stepped portion 25, the mounting surface 24X is a flat surface along the xz plane.
  • the second substrate 41 is bonded to the mounting surface 24X using a conductive bonding material. On the second substrate surface 41s of the second substrate 41, a semiconductor light emitting element 32, a switching element 43, and four capacitors 44 are mounted.
  • the semiconductor light emitting element 32 is arranged closer to the tip surface 22a of the heat sink 22 than the switching element 43 is.
  • the semiconductor light emitting element 32 is arranged at a position overlapping the switching element 43 when viewed from the z direction. Similar to the semiconductor light emitting device 10 of the first embodiment, the four capacitors 44 are arranged two by two in the x direction with respect to the switching element 43.
  • the second substrate 41 includes first surface-side wiring and second surface-side wiring.
  • the first surface-side wiring and the second surface-side wiring are spaced apart from each other in the z direction.
  • the first surface-side wiring is arranged closer to the tip end surface 22a of the heat sink 22 with respect to the second surface-side wiring.
  • the semiconductor light emitting device 32 and the first electrodes 44A of each capacitor 44 are mounted on the first surface side wiring. Therefore, the cathode electrode 37 (see FIG. 8) of the semiconductor light emitting device 32 and the first electrode 44A of each capacitor 44 are electrically connected via the first surface side wiring.
  • the switching element 43 and the second electrode 44B of each capacitor 44 are mounted on the second surface side wiring. Therefore, the drain electrode 43D (see FIG. 8) of the switching element 43 and the second electrode 44B of each capacitor 44 are electrically connected via the second surface wiring.
  • FIG. 17 shows the heat transfer coefficient and semiconductor light emission of the semiconductor light emitting unit 100X of the comparative example when the frequency of the control signal that drives the switching element 43, that is, the switching frequency of the switching element 43, is changed to 10 kHz, 50 kHz, 100 kHz, and 200 kHz. The relationship with the temperature of the element 32 is shown.
  • FIG. 18 shows the relationship between the heat transfer coefficient of the semiconductor light emitting unit 100 of this embodiment and the temperature of the semiconductor light emitting element 32 when the switching frequency of the switching element 43 is changed to 10 kHz, 50 kHz, 100 kHz, and 200 kHz. .
  • FIGS. 17 and 18 a graph where the switching frequency of the switching element 43 is 10 kHz is shown by a two-dot chain line, a graph where the switching frequency is 50 kHz is shown with a one-dot chain line, a graph where the switching frequency is 100 kHz is shown with a broken line, and a graph where the switching frequency is 200 kHz is shown with a solid line. .
  • the semiconductor light emitting unit 100X of the comparative example when the switching frequencies of the switching element 43 are set to 50 kHz, 100 kHz, and 200 kHz in natural air cooling, the temperature of the semiconductor light emitting element 32 exceeds 100°C. Therefore, depending on the allowable temperature limit of the semiconductor light emitting element 32, the semiconductor light emitting unit 100X of the comparative example may not be able to allow the switching frequency of the switching element 43 to be 50 kHz or more in natural air cooling.
  • the heat radiation path of the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example is mainly a path through which heat is transferred from the lead pins 23A to 23D to the circuit board 120, so that it is difficult for the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example to radiate heat.
  • the semiconductor light emitting unit 100 of this embodiment even when the switching frequency of the switching element 43 is set to 200 kHz in natural air cooling, the temperature of the semiconductor light emitting element 32 is less than 60°C (50°C degree). Therefore, in the semiconductor light emitting unit 100 of this embodiment, it is possible to allow the switching frequency of the switching element 43 to be 200 kHz in natural air cooling. In this way, the semiconductor light emitting unit 100 of this embodiment has higher heat dissipation performance than the semiconductor light emitting unit 100X of the comparative example.
  • the semiconductor light emitting unit 100 of this embodiment has more heat radiation paths than the semiconductor light emitting unit 100X of the comparative example, it is considered that the semiconductor light emitting element 32 can easily radiate heat. Furthermore, since the thermal conductivity of the first substrate 31 is higher than that of the second substrate 41, it is considered that the heat of the semiconductor light emitting element 32 is easily transferred from the first substrate 31 to the heat sink 22. Therefore, the semiconductor light emitting unit 100 of this embodiment can make the switching frequency of the switching element 43 higher than that of the semiconductor light emitting unit 100X of the comparative example.
  • the graph in FIG. 19 shows the results of heat conduction analysis for natural air cooling, forced air cooling, and water cooling.
  • the ranges of heat transfer coefficients for natural air cooling, forced air cooling, and water cooling are similar to the graphs in FIGS. 17 and 18.
  • the pulse width of the control signal that turns on the switching element 43 is 2 nS
  • the peak optical output of the semiconductor light emitting element 32 is 500 W.
  • the temperature of Cu, Al, Fe, and stainless steel is approximately 40° C., so there is almost no temperature difference in the semiconductor light emitting element 32 between Cu, which has the highest thermal conductivity, and stainless steel, which has the lowest thermal conductivity. Further, in Cu, Al, and Fe, the temperature of the semiconductor light emitting device 32 does not vary greatly. Since the temperature of Fe in natural air cooling is approximately 70° C., any one of Cu, Al, and Fe can be used as the material constituting the heat sink 110 in natural air cooling. In forced air cooling and water cooling, stainless steel can also be used as a material constituting the heat sink 110.
  • FIG. 20 shows the relationship between the volume of the heat sink 110 (heat sink base 130) and the temperature of the semiconductor light emitting element 32.
  • Al is used as the material constituting the heat sink 110.
  • the heat transfer coefficient is changed to 5W/m 2 /K, 10W/m 2 /K, 100W/m 2 /K, and 1000W/m 2 /K, and the heat radiator 110 is It shows the temperature of the semiconductor light emitting element 32 when the volume is changed.
  • heat transfer coefficients of 5 W/m 2 /K and 10 W/m 2 /K correspond to natural air cooling
  • heat transfer coefficients of 100 W/m 2 /K correspond to forced air cooling.
  • a coefficient of 1000 W/m 2 /K corresponds to water cooling.
  • the graph with two-dot chain line is the case when the heat transfer coefficient is 1000 W/m 2 /K
  • the graph with one-dot chain line is the case when the heat transfer coefficient is 100 W/m 2 /K
  • the broken line is the graph when the heat transfer coefficient is 100 W/m 2 /K.
  • the graph with a solid line corresponds to a case where the heat transfer coefficient is 10 W/m 2 /K
  • the graph with a solid line corresponds to a case where the heat transfer coefficient is 5 W/m 2 /K.
  • the temperature of the semiconductor light emitting element 32 gradually increases as the volume decreases.
  • the volume of the heat radiating body 110 is 30000 mm 3 or more.
  • the thermal conductivity is, for example, 50 W/mK or more, even if the volume of the heat dissipation body 110 (heat dissipation base 130) is in the range of less than 30000 mm 3 , the semiconductor light emitting element It is considered that the temperature of No. 32 can be lower than 100°C.
  • FIG. 21 shows the results of heat conduction analysis when the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example is applied to the semiconductor light emitting unit 100.
  • the heat conduction analysis results when the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment is applied to the semiconductor light emitting unit 100 are shown in FIG. 18 as described above.
  • FIG. 21 shows the relationship between the heat transfer coefficient and the temperature of the semiconductor light emitting element 32 when the switching frequency of the switching element 43 is changed to 10 kHz, 50 kHz, 100 kHz, and 200 kHz.
  • the temperature of the semiconductor light emitting element 32 when the switching frequency of the switching element 43 is 10 kHz is almost the same between the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example and the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment.
  • the switching frequency of the switching element 43 increases to 50 kHz, 100 kHz, and 200 kHz, the degree to which the temperature of the semiconductor light emitting element 32 in the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment becomes lower than that of the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example increases. .
  • the temperature of the semiconductor light emitting element 32 in the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example is about 90°C
  • the temperature of the semiconductor light emitting element 32 becomes less than 60°C (approximately 50°C).
  • the temperature of the semiconductor light emitting element 32 in the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment is lower by nearly 40 degrees Celsius than in the semiconductor light emitting device 10X of the comparative example.
  • the semiconductor light emitting device 10 includes a base 21 , a conductive heat sink 22 erected on the base 21 , and a first substrate 31 and a second substrate 41 attached to the heat sink 22 so as to be spaced apart from each other. , a semiconductor light emitting device 32 mounted on a first substrate 31, and a drive circuit element 42 mounted on a second substrate 41 and driving the semiconductor light emitting device 32.
  • the first substrate 31 on which the semiconductor light emitting element 32 is mounted and the second substrate 41 on which the drive circuit element 42 is mounted are attached to the heat sink 22 so as to be spaced apart from each other. Heat from the element 32 is transmitted to the heat sink 22 via the first substrate 31. In other words, the heat of the semiconductor light emitting device 32 is less likely to be transferred to the second substrate 41. Therefore, it is possible to suppress the heat of the semiconductor light emitting element 32 from affecting the drive circuit element 42.
  • the heat transfer coefficient of the first substrate 31 is higher than that of the second substrate 41. According to this configuration, the heat of the semiconductor light emitting element 32 is easily transmitted to the heat sink 22 via the first substrate 31. Therefore, the heat dissipation performance of the semiconductor light emitting device 10 can be improved.
  • the first substrate 31 is formed of aluminum nitride, alumina, copper-tungsten alloy, copper-aluminum nitride-copper, copper-diamond alloy, or silver-diamond alloy.
  • the heat of the semiconductor light emitting element 32 is easily transmitted to the heat sink 22 via the first substrate 31, and the semiconductor light emitting element 32 is caused to emit light due to the difference in linear expansion coefficient between the first substrate 31 and the semiconductor light emitting element 32. It is possible to reduce the force applied to the element 32 at the same time.
  • the drive circuit element 42 includes a capacitor 44 having a first electrode 44A and a second electrode 44B.
  • the first electrode 44A of the capacitor 44 is mounted on the first mounting surface 24A of the heat sink 22, and the second electrode 44B of the capacitor 44 is mounted on the second substrate 41.
  • the first electrode 44A of the capacitor 44 since the first electrode 44A of the capacitor 44 is mounted on the first mounting surface 24A of the heat sink 22, the first electrode 44A can emit semiconductor light through the first mounting surface 24A and the first substrate 31. It is electrically connected to the element 32. Therefore, compared to the case where the first electrode 44A of the capacitor 44 is mounted on the second substrate 41, the conductive path between the first electrode 44A and the semiconductor light emitting element 32 can be made shorter.
  • the second substrate 41 includes a second substrate surface 41s on which the drive circuit element 42 is mounted.
  • the first mounting surface 24A and the second substrate surface 41s are at the same position.
  • the capacitor 44 arranged so as to straddle the z-direction between the first mounting surface 24A and the second board surface 41s is largely tilted in the y-direction with respect to the z-direction when viewed from the x-direction. Instead, it can be mounted on the first mounting surface 24A and the second substrate surface 41s.
  • the first mounting surface 24A is configured as a flat surface in which the first region where the light emitting unit 30 is mounted and the second region where the capacitor 44 is mounted are flush with each other. According to this configuration, compared to a configuration in which a step is formed between the first region and the second region, the conductive path between the first electrode 44A of the capacitor 44 and the cathode electrode 37 of the semiconductor light emitting element 32 is can be shortened.
  • the semiconductor light emitting device 32 has a plurality of light emitting parts 32A. According to this configuration, the light intensity of the semiconductor light emitting element 32 can be increased since it has a plurality of light emitting parts 32A.
  • the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment includes the first substrate 31 on which the semiconductor light emitting element 32 is mounted, the heat of the semiconductor light emitting element 32 is difficult to be transferred to the second substrate 41. Therefore, it is possible to both increase the light intensity of the semiconductor light emitting element 32 and suppressing the influence of the heat of the semiconductor light emitting element 32 on the drive circuit element 42.
  • the heat of the semiconductor light emitting element 32 is easily transmitted to the heat sink 22 via the first substrate 31. Therefore, it is possible to suppress the temperature of the semiconductor light emitting element 32 from becoming excessively high.
  • the first electrode 44A of the capacitor 44 When viewed from the x direction, the first electrode 44A of the capacitor 44 is placed at a position overlapping the first substrate 31 (semiconductor light emitting device 32). According to this configuration, the first electrode 44A and the first The conductive path between the substrate 31 (semiconductor light emitting device 32) can be shortened.
  • the through hole 34 is provided in the first substrate 31 at a position overlapping the semiconductor light emitting element 32. According to this configuration, the conductive path between the semiconductor light emitting element 32 and the heat sink 22 can be shortened.
  • the cap cover part 140 is configured to be connected to the side surface of the cap 50 in a heat transferable manner, and the cap cover part 140 includes a through hole 143 into which the cap 50 is press-fitted. According to this configuration, the heat of the semiconductor light emitting element 32 is efficiently transmitted from the cap 50 to the cap cover section 140. Therefore, it is possible to further suppress the temperature of the semiconductor light emitting element 32 from increasing excessively due to, for example, the switching element 43 being driven at a high frequency.
  • the circuit board 120 is arranged at a position adjacent to the cap cover part 140.
  • the plurality of lead pins 23A to 23D of the semiconductor light emitting device 10 are mounted on an end portion of the circuit board 120 adjacent to the cap cover portion 140.
  • the base 21 of the semiconductor light emitting device 10 and the circuit board 120 can be brought close to each other, and the lead pins 23A to 23D can be mounted on the circuit board 120 near the base 21. Therefore, the lengths of the terminal portions 29A to 29D of the lead pins 23A to 23D can be shortened.
  • the semiconductor light emitting device 10 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 22 to 25.
  • the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment differs from the semiconductor light emitting device 10 of the first embodiment mainly in the configuration of the heat sink 22, the configuration of the second substrate 41, and the mounting manner of the capacitor 44.
  • the same reference numerals are given to the same components as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • a recess 49 is formed at the end of the second substrate 41 and is recessed from the end.
  • the recess 49 is open toward the distal end surface 22a when viewed from the y direction. More specifically, the recess 49 is recessed from the second substrate side surface 41a toward the second substrate side surface 41b.
  • the recess 49 is formed in the center of the second substrate 41 in the x direction.
  • a region RG is formed by the recess 49 .
  • Region RG is a region surrounded by three second substrate side surfaces of second substrate 41 that constitute recess 49 . As shown in FIG. 23, the region RG has a rectangular shape when viewed from the y direction, with the x direction being the longitudinal direction and the z direction being the lateral direction.
  • the first surface-side wiring 61 is formed closer to the second substrate side surface 41b than the recess 49.
  • the first surface-side wiring 61 has a rectangular shape, when viewed from the y direction, the x direction is the longitudinal direction, and the z direction is the lateral direction.
  • the first surface-side wiring 61 is formed over most of the portion of the second substrate 41 that is closer to the second substrate side surface 41b than the recess 49.
  • each second surface-side wiring 62 When viewed from the x direction, each second surface-side wiring 62 is arranged at a position partially overlapping with the first substrate 31. In this embodiment, each second surface-side wiring 62 is disposed with respect to the first substrate 31 so as to be shifted to the side opposite to the tip surface 22a.
  • the second substrate 41 has a plurality of (six in this embodiment) first through holes 63 and a plurality (six in this embodiment) of second through holes 64.
  • Each first through hole 63 and each second through hole 64 penetrates the second substrate 41 in its thickness direction (y direction).
  • Each first through hole 63 and each second through hole 64 are formed of a conductive material.
  • each first through hole 63 and each second through hole 64 are formed of a material containing Cu.
  • the plurality of first through holes 63 are provided in the second substrate 41 closer to the second substrate side surface 41b than the recess 49 and at the center in the x direction.
  • the 16 first through holes 63 are arranged in a grid pattern, with four in the x direction and four in the z direction. Each first through hole 63 is electrically connected to the first surface side wiring 61.
  • a first heat dissipating material 65 is provided inside each first through hole 63. More specifically, the first heat dissipating material 65 is provided so as to fill the inside of each first through hole 63.
  • the first heat dissipating material 65 is made of, for example, a metal material.
  • the first heat dissipating material 65 is formed of a material containing Cu. That is, the first heat dissipating material 65 may be formed of the same material as the first through hole 63.
  • the plurality of second through holes 64 are formed at positions overlapping with the second surface-side wiring 62 when viewed from the y direction.
  • the plurality of second through holes 64 are formed closer to the second substrate side surface 41 a than the first surface side wiring 61 of the second substrate 41 .
  • three second through holes 64 are arranged on each side of the recess 49 in the x direction.
  • the plurality of second through holes 64 are aligned in the z direction and spaced apart from each other in the x direction.
  • Each second through hole 64 is electrically connected to the second front side wiring 62.
  • a second heat dissipation material 66 is provided inside each second through hole 64. More specifically, the second heat dissipating material 66 is provided so as to fill the inside of each second through hole 64 .
  • the second heat dissipating material 66 is made of, for example, a metal material.
  • the second heat dissipating material 66 is formed of a material containing Cu. That is, the second heat dissipating material 66 may be formed of the same material as the second through hole 64.
  • each of the first through holes 63 and the second through holes 64 can be changed arbitrarily.
  • the materials constituting the first heat radiating material 65 and the second heat radiating material 66 can be changed arbitrarily.
  • the first heat dissipating material 65 may be formed of a material different from that of the first through hole 63.
  • the second heat dissipating material 66 may be formed of a different material from that of the second through hole 64.
  • each of the first heat radiating material 65 and the second heat radiating material 66 may be formed of an insulating material.
  • the second substrate 41 has a front-side resist layer 67 that covers a part of the first front-side wiring 61 and a part of the second front-side wiring 62.
  • the front side resist layer 67 is formed of an insulating material.
  • the front side resist layer 67 has a switching element opening 67a, a plurality of (two in this embodiment) first capacitor openings 67b, and a plurality (two in this embodiment) of second capacitor openings. 67c, and a wire opening 67d.
  • the switching element opening 67a, each of the second capacitor openings 67c, and the wire opening 67d expose the first front-side wiring 61 from the front-side resist layer 67.
  • Each first capacitor opening 67b exposes the second surface-side wiring 62 from the surface-side resist layer 67.
  • the switching element opening 67a is formed at a position overlapping the recess 49 when viewed from the z direction.
  • the switching element opening 67a exposes each first through hole 63 and each first heat dissipation material 65.
  • the second capacitor opening 67c is formed distributed on both sides of the switching element opening 67a in the x direction.
  • the two second capacitor openings 67c are formed to be aligned with each other in the z-direction and spaced apart from each other in the x-direction.
  • the two second capacitor openings 67c are arranged at positions overlapping with the switching element openings 67a when viewed from the x direction.
  • the wire opening 67d is formed closer to the second substrate side surface 41b than the second capacitor opening 67c.
  • the wire opening 67d is arranged on one side in the x direction with respect to the switching element opening 67a.
  • the first capacitor opening 67b is formed closer to the second substrate side surface 41a than the switching element opening 67a.
  • the first capacitor openings 67b are formed distributed on both sides of the recess 49 in the x direction.
  • the two first capacitor openings 67b are formed to be aligned with each other in the z-direction and spaced apart from each other in the x-direction.
  • the two first capacitor openings 67b are formed at the same position in the x direction with respect to the two corresponding second capacitor openings 67c.
  • the switching element 43 is arranged within the switching element opening 67a. More specifically, the switching element 43 is bonded to the first surface wiring 61 exposed through the switching element opening 67a using a conductive bonding material. Thereby, the drain electrode 43D (see FIG. 8) of the switching element 43 is electrically connected to the first surface wiring 61.
  • the four capacitors 44 are dispersed and arranged two each on both sides of the recess 49 in the x direction.
  • the first electrode 44A of the capacitor 44 is arranged at a position overlapping the first capacitor opening 67b when viewed from the y direction.
  • the first electrode 44A is bonded to the second surface wiring 62 exposed through the first capacitor opening 67b using a conductive bonding material.
  • the first electrode 44A is electrically connected to the second surface wiring 62.
  • the second electrode 44B of the capacitor 44 is arranged at a position overlapping the second capacitor opening 67c when viewed from the y direction.
  • the second electrode 44B is bonded to the first surface wiring 61 exposed through the second capacitor opening 67c using a conductive bonding material.
  • the second electrode 44B is electrically connected to the first surface wiring 61. It can also be said that the second electrode 44B is electrically connected to the drain electrode 43D of the switching element 43. In this way, both the first electrode 44A and the second electrode 44B of each capacitor 44 are mounted on the second substrate 41.
  • the arrangement relationship between the switching element 43 and the four capacitors 44 can be said to be the same as in the first embodiment. Further, the circuit configuration of the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the second substrate 41 has two backside wirings 68, a first backside resist layer 69A, and a second backside resist layer 69B.
  • the two back side wirings 68 are formed in a distributed manner on both sides of the recess 49 in the x direction of the second substrate 41 .
  • Each back side wiring 68 is arranged at a position overlapping with the second front side wiring 62 (see FIG. 24) corresponding to the back side wiring 68 when viewed from the y direction.
  • the two back side wirings 68 are arranged to be aligned with each other in the z direction and spaced apart from each other in the x direction.
  • the back side wiring 68 is arranged at a position overlapping the recess 49 when viewed from the x direction.
  • the back side wiring 68 has a rectangular shape with the x direction being the longitudinal direction and the z direction being the lateral direction.
  • Each back side wiring 68 is electrically connected to a plurality of second through holes 64. Therefore, the back side wiring 68 and the second front side wiring 62, which are arranged at positions overlapping with each other when viewed from the y direction, are electrically connected by the plurality of second through holes 64.
  • the first back side resist layer 69A is formed closer to the second substrate side surface 41b than the recess 49.
  • the first back side resist layer 69A has a rectangular shape when viewed from the y direction, with the x direction being the longitudinal direction and the z direction being the lateral direction.
  • the first back side resist layer 69A is formed over most of the portion of the second substrate 41 that is closer to the second substrate side surface 41b than the recess 49.
  • the first back side resist layer 69A is arranged at a position overlapping the first front side wiring 61 when viewed from the y direction. Therefore, the first back side resist layer 69A covers the plurality of first through holes 63 and the plurality of first heat dissipating materials 65.
  • the second back side resist layer 69B has an opening 69BA.
  • the opening 69BA exposes the back side wiring 68, the second through hole 64, and the second heat dissipation material 66.
  • the first electrode 44A is electrically connected to the semiconductor light emitting element 32 via the second through hole 64, the back side wiring 68, and the first substrate 31.
  • the backside wiring 68 corresponds to a "pad electrically connected to a heat sink.”
  • the light emitting unit 30 when viewed from the y direction, the light emitting unit 30 is arranged so that at least a portion thereof enters the region RG while being separated from the second substrate 41. Therefore, when viewed from the y direction, the first substrate 31 can be said to be arranged such that at least a portion thereof enters the region RG while being separated from the second substrate 41. In this embodiment, the light emitting unit 30 is arranged so that a part of it enters the region RG when viewed from the y direction. For this reason, in this embodiment, the first substrate 31 is arranged so that a portion thereof enters the region RG.
  • the first substrate 31 includes a portion that protrudes toward the tip end surface 22a of the heat sink 22 with respect to the second substrate side surface 41a of the second substrate 41.
  • the distance G1 between the first substrate 31 and the tip surface 22a in the z direction is smaller than the distance G2 between the first substrate 31 and the bottom surface of the recess 49 of the second substrate 41 in the z direction.
  • the configurations of the first substrate 31 and the semiconductor light emitting device 32 are similar to those in the first embodiment. Therefore, the cathode electrode 37 (see FIG. 8) of the semiconductor light emitting device 32 is electrically connected to the heat sink 22. Further, the positional relationship of the first substrate 31 and the semiconductor light emitting device 32 with respect to the switching element 43 and the capacitor 44 is the same as in the first embodiment.
  • the semiconductor light emitting element 32 is arranged at the same position as the switching element 43 in the x direction, the semiconductor light emitting element 32 is arranged at a position overlapping with the switching element 43 when viewed from the z direction.
  • a recess 49 is formed at the end of the second substrate 41, recessed from the end.
  • the first substrate 31 is spaced apart from the second substrate 41 and is arranged so that at least a portion thereof enters the region RG formed by the recess 49 .
  • the drive circuit element 42 includes a capacitor 44 having a first electrode 44A and a second electrode 44B. Both the first electrode 44A and the second electrode 44B of the capacitor 44 are mounted on the second substrate 41.
  • the second substrate 41 includes a second through hole 64 that electrically connects the first electrode 44A of the capacitor 44 and the heat sink 22.
  • the conductive path between the first electrode 44A and the heat sink 22 can be shortened compared to a configuration in which the first electrode 44A of the capacitor 44 and the heat sink 22 are electrically connected, for example, by a wire. can.
  • the diameter of the second through hole 64 tends to be larger than the diameter of the wire. Therefore, inductance can be reduced by making the diameter of the second through hole 64 larger than the diameter of the wire.
  • the first electrode 44A of each capacitor 44 is arranged closer to the switching element 43 than the first mounting surface 24A of the heat sink 22. That is, the first electrode 44A is arranged closer to the switching element 43 than the first substrate 31 (semiconductor light emitting element 32).
  • the second electrode 44B of each capacitor 44 is arranged at a position overlapping the switching element 43 when viewed from the x direction. In this way, each capacitor 44 is entirely disposed closer to the switching element 43 with respect to the semiconductor light emitting element 32. In other words, the entire semiconductor light emitting element 32 is arranged closer to the tip surface 22a of the heat sink 22 than each capacitor 44 is.
  • the second substrate 41 has front side wiring 71 and connection wiring 72.
  • the front side wiring 71 and the connection wiring 72 are formed on the second substrate surface 41s of the second substrate 41. Both the front side wiring 71 and the connection wiring 72 are formed of copper foil, for example.
  • the front side wiring 71 is arranged closer to the base 21 (see FIG. 26) of the second substrate 41. When viewed from the y direction, the front side wiring 71 has a rectangular shape with the x direction being the longitudinal direction and the z direction being the lateral direction.
  • the second substrate 41 has a plurality of (16 in this embodiment) through holes 73.
  • Each through hole 73 penetrates the second substrate 41 in its thickness direction (y direction).
  • Through hole 73 is formed of a conductive material.
  • each through hole 73 is formed of a material containing Cu.
  • the plurality of through holes 73 are provided in the second substrate 41 closer to the base 21 (see FIG. 26) than the connection wiring 72 and at the center in the x direction.
  • the 16 through holes 73 are arranged in a grid pattern, with four in the x direction and four in the z direction. Each through hole 73 is electrically connected to the front side wiring 71.
  • a heat dissipating material 74 is provided inside each through hole 73. More specifically, the heat dissipating material 74 is provided so as to fill the inside of each through hole 73.
  • the heat dissipating material 74 is made of, for example, a metal material.
  • the heat dissipating material 74 is formed of a material containing Cu. That is, the heat dissipating material 74 may be formed of the same material as the through hole 73.
  • the switching element opening 75a is formed at a position overlapping the central portion of the front-side wiring 71 in the x-direction when viewed from the z-direction.
  • the switching element opening 75a exposes the front side wiring 71, the plurality of through holes 73, and the heat dissipation material 74.
  • the two second capacitor openings 75c are formed distributed on both sides of the switching element opening 75a in the x direction.
  • the two second capacitor openings 75c are formed to be aligned with each other in the z-direction and spaced apart from each other in the x-direction.
  • Each of the second capacitor openings 75c is formed at the end closer to the connection wire 72 of both ends of the front surface wiring 71 in the z direction.
  • the two first capacitor openings 75b are formed closer to the first mounting surface 24A than the switching element opening 75a.
  • the two first capacitor openings 75b are arranged closer to the first mounting surface 24A than the second capacitor opening 75c.
  • the two first capacitor openings 75b are formed distributed on both sides of the switching element opening 75a in the x direction.
  • the two first capacitor openings 75b are formed to be aligned with each other in the z-direction and spaced apart from each other in the x-direction.
  • the two first capacitor openings 75b are formed at the same position in the x direction with respect to the two corresponding second capacitor openings 75c.
  • a part of the second wire opening 75e closer to the switching element opening 75a overlaps with the first capacitor opening 75b when viewed from the x direction.
  • the size of the second wire opening 75e in the x direction is larger than the size of the semiconductor light emitting element 32 (first substrate 31) in the x direction.
  • the first mounting surface 24A of the heat sink 22 and the connection wiring 72 are connected by a wire W5.
  • the first end of the wire W5 is joined to the first attachment surface 24A, and the second end of the wire W5 is connected to the connection wiring 72 exposed through the second wire opening 75e of the front side resist layer 75. It is joined.
  • the wires W5 are arranged on both sides of the four wires W1 connecting the semiconductor light emitting element 32 and the switching element 43 in the x direction.
  • the wires W5 are arranged on both sides of the semiconductor light emitting device 32 in the x direction, separated from the semiconductor light emitting device 32, when viewed from the y direction.
  • the wire W5 is arranged between the semiconductor light emitting element 32 (first substrate 31) and the capacitor 44 in the x direction when viewed from the y direction. Note that the number of wires W5 can be changed arbitrarily.
  • the second back side resist layer 77 is arranged closer to the tip end surface 22a of the heat sink 22 than the first back side resist layer 76 of the second substrate 41.
  • the second back side resist layer 77 is spaced apart from the first back side resist layer 76 in the z direction.
  • the second back side resist layer 77 is arranged at a position overlapping the connection wiring 72 (see FIG. 28) when viewed from the y direction.
  • the size of the second back side resist layer 77 in the z direction is smaller than the size of the first back side resist layer 76 in the z direction.
  • the first back side resist layer 76 and the second back side resist layer 77 may be configured as a back side resist layer formed integrally. In this case, the back side resist layer may be formed over the entire second substrate back surface 41r of the second substrate 41, for example.
  • the light emitting unit 30 is attached to the first attachment surface 24A.
  • the attachment position of the light emitting unit 30 to the heat sink 22 is the same as in the first embodiment.
  • the configuration of the light emitting unit 30 is the same as that in the first embodiment. That is, the cathode electrode 37 (see FIG. 8) of the semiconductor light emitting device 32 is electrically connected to the heat sink 22. Therefore, the first electrode 44A of the capacitor 44 is electrically connected to the cathode electrode 37 via the connection wiring 72, the wire W5, and the heat sink 22. Note that the circuit configuration of the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • connection wiring 72 and the first mounting surface 24A of the heat sink 22 are connected by the wire W5, but the electrical connection mode between the connection wiring 72 and the first mounting surface 24A is not limited to this.
  • connection wiring 72 and the first mounting surface 24A may be electrically connected by a connection member such as a clip or a ribbon instead of the wire W5.
  • the first electrode 44A The conductive path between the semiconductor light emitting device 32 and the semiconductor light emitting device 32 can be shortened. Further, the connection structure between the connection wiring 72 and the heat sink 22 can be simplified.
  • FIG. 30 shows a perspective structure inside the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment.
  • the cap 50 is omitted from the semiconductor light emitting device 10 in FIG. 30.
  • the connection structure between the cap 50 and the wires W1 to W4 is the same as in the first embodiment.
  • FIG. 31 shows a cross-sectional structure of the heat sink 22, the light emitting unit 30, and the drive unit 40 in the semiconductor light emitting device 10 of FIG. 30, taken along the yz plane.
  • wires W1 to W4 are omitted in FIG. 31.
  • the heat sink 22 is formed of a material whose linear expansion coefficient is closer to that of the semiconductor light emitting element 32 than in the first embodiment.
  • the heat sink 22 may be formed of a different material from the base 21.
  • the heat sink 22 is made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than Cu.
  • the heat sink 22 may be formed of a material containing Fe.
  • the heat sink 22 may be made of, for example, Fe or an alloy of Fe and nickel (Ni). Note that the material constituting the heat sink 22 can be changed arbitrarily.
  • the semiconductor light emitting device 10 includes a base 21 , a conductive heat sink 22 erected on the base 21 , a second substrate 41 attached to the heat sink 22 , and a second substrate 41 of the heat sink 22 .
  • the semiconductor light emitting device 32 includes semiconductor light emitting devices 32 directly attached to different positions, and a drive circuit device 42 that is at least partially mounted on the second substrate 41 and drives the semiconductor light emitting devices 32.
  • the semiconductor light emitting device 32 is directly attached to the heat sink 22 without using the first substrate 31 (see FIG. 2). Therefore, the heat of the semiconductor light emitting element 32 is easily transmitted to the heat sink 22.
  • a semiconductor light emitting device 10 according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 32 and 33.
  • the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment differs from the semiconductor light emitting device 10 of the second embodiment mainly in that the first substrate 31 is omitted.
  • the same reference numerals are given to the same components as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the semiconductor light emitting element 32 is arranged so that at least a portion thereof enters the region RG while being separated from the second substrate 41. In this embodiment, a portion of the semiconductor light emitting element 32 enters the region RG.
  • FIG. 34 shows a perspective structure inside the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment.
  • the cap 50 is omitted from the semiconductor light emitting device 10 in FIG. 34.
  • the connection structure between the cap 50 and the wires W1 to W5 is the same as in the third embodiment.
  • FIG. 35 shows a cross-sectional structure of the heat sink 22, the light emitting unit 30, and the drive unit 40 in the semiconductor light emitting device 10 of FIG. 34, taken along the yz plane.
  • wires W1 to W5 are omitted in FIG. 35.
  • the heat sink 22 is formed of a material whose linear expansion coefficient is closer to that of the semiconductor light emitting element 32 than in the third embodiment.
  • the heat sink 22 may be formed of a different material from the base 21.
  • the heat sink 22 is made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than Cu.
  • the heat sink 22 may be formed of a material containing Fe.
  • the heat sink 22 may be made of, for example, Fe or an alloy of Fe and nickel (Ni). Note that the material constituting the heat sink 22 can be changed arbitrarily. According to the semiconductor light emitting device 10 of this embodiment, the same effect as (4-1) of the fourth embodiment can be obtained.
  • the position of the first mounting surface 24A of the heat sink 22 in the y direction with respect to the second mounting surface 24B can be changed arbitrarily.
  • the position of the first mounting surface 24A with respect to the second mounting surface 24B in the y direction may be different from the position of the second substrate surface 41s of the second board 41 with respect to the second mounting surface 24B in the y direction. That is, the first mounting surface 24A may be arranged closer to the second mounting surface 24B than the second substrate surface 41s in the y direction. Further, the first mounting surface 24A may be arranged further away from the second mounting surface 24B than the second substrate surface 41s in the y direction.
  • the first mounting surface 24A is such that the first area where the light emitting unit 30 is mounted and the second area where the capacitor 44 is mounted are flush with each other.
  • the position of the first region in the y direction with respect to the second mounting surface 24B and the position of the second region with respect to the second mounting surface 24B in the y direction may be different from each other.
  • the first region may be arranged closer to the second mounting surface 24B than the second region in the y direction. In this case, the position of the second region in the y direction with respect to the second mounting surface 24B may be the same as the position of the second substrate surface 41s of the second substrate 41 with respect to the second mounting surface 24B in the y direction.
  • the protrusion 26 may be omitted from the heat sink 22. That is, the heat sinks 22 of the second and fifth embodiments may be used.
  • the configuration of the mounting surface 24 of the heat sink 22 can be arbitrarily changed.
  • the mounting surface 24 includes a first region where the light emitting unit 30 is mounted and a second region where the drive unit 40 is mounted. The first region may protrude in the y direction with respect to the second region. That is, the first region may be located closer to the second substrate surface 41s of the second substrate 41 than the second region.
  • the length of the first substrate 31 in the x direction can be changed arbitrarily.
  • the first substrate 31 may extend to a position overlapping each capacitor 44 when viewed from the z direction.
  • the protrusion 26 (see FIG. 7) may be omitted from the heat sink 22.
  • Heat sink 22 includes a mounting surface 24 as in the second embodiment. Both the first substrate 31 and the second substrate 41 are attached to the mounting surface 24.
  • the position of the first board surface 31s of the first board 31 in the y direction with respect to the mounting surface 24 and the position of the second board surface 41s of the second board 41 with respect to the mounting surface 24 in the y direction are the same. You can.
  • the first electrode 44A of each capacitor 44 is mounted on the first substrate surface 31s of the first substrate 31.
  • the second electrode 44B of each capacitor 44 is mounted on the second substrate surface 41s of the second substrate 41.
  • connection wiring 72 includes a first wiring that is electrically connected to the first electrodes 44A of two capacitors 44 arranged on one side in the x direction with respect to the switching element 43, and It may also include a second wiring electrically connected to the first electrodes 44A of the two capacitors 44 arranged on the other side in the x direction.
  • the first wiring and the second wiring are spaced apart from each other in the x direction.
  • a plurality of wires W5 are provided so as to be connected to each of the first wiring and the second wiring.
  • the first substrate 31 may extend to a position where it overlaps at least one of the plurality of capacitors 44 when viewed from the z direction.
  • each of the materials constituting the first substrate 31 and the materials constituting the second substrate 41 can be changed arbitrarily.
  • the second substrate 41 may be made of a material with high heat transfer coefficient, such as alumina. In this case, the heat transfer coefficient of the first substrate 31 may be equal to the heat transfer coefficient of the second substrate 41.
  • the first substrate 31 may be a glass epoxy substrate similarly to the second substrate 41.
  • the first substrate 31 may have a through hole 34 and a heat dissipation material 35.
  • the heat of the semiconductor light emitting element 32 is more easily transmitted to the heat sink 22 than to the second substrate 41 due to the through hole 34 and the heat dissipation material 35 . Therefore, the influence of the heat of the semiconductor light emitting element 32 on the drive circuit element 42 can be reduced.
  • the through holes 47 and the heat dissipation material 48 may be omitted from the second substrate 41.
  • the back side resist layer 46r first back side resist layers 69A, 76 and second back side resist layers 69B, 77
  • the back side resist layer 46r may be omitted from the second substrate 41.
  • the recess 49 may be omitted from the second substrate 41. That is, the second substrate 41 may have a rectangular shape when viewed from the y direction, with the x direction being the longitudinal direction and the z direction being the lateral direction. In this case, the light emitting unit 30 is arranged closer to the tip surface 22a of the heat sink 22 than the second substrate 41 is.
  • the configuration of the drive circuit element 42 can be changed arbitrarily.
  • the number of capacitors 44 may be two, or five or more. Further, either the capacitor 44 or the switching element 43 may be omitted.
  • drive circuit element 42 includes switching element 43 .
  • the capacitor 44 is provided outside the semiconductor light emitting device 10.
  • the capacitor 44 may be arranged on one side of the switching element 43 in the x direction.
  • the switching element 43 may be a horizontally structured MOSFET.
  • a source electrode 43S, a drain electrode 43D, and a gate electrode 43G are formed on the switching element surface 43s of the switching element 43.
  • the drive circuit element 42 may include at least one of the diode D and the resistance element R of the laser system LS.
  • the diode D when the drive circuit element 42 includes a diode D, the diode D may be mounted on the second substrate surface 41s of the second substrate 41, for example.
  • the drive circuit element 42 includes a resistance element R the resistance element R may be mounted on the second substrate surface 41s of the second substrate 41, for example.
  • the drive circuit element 42 includes both the diode D and the resistance element R, each of the diode D and the resistance element R may be mounted on the second substrate surface 41s of the second substrate 41, for example.
  • the end portion of the cylindrical portion 51 on the side that contacts the base 21 may have a flange portion.
  • the flange portion is formed, for example, over the entire circumference of the cylindrical portion 51.
  • the transparent plate 54 may be omitted.
  • the cylindrical part 51 and the top plate part 52 of the cap 50 may be formed separately. In this case, the cylindrical portion 51 and the top plate portion 52 are joined to each other by adhesive or welding.
  • the inner surface of the through hole 143 of the cap cover portion 140 of the heat sink 110 and the cap 50 of the semiconductor light emitting device 10 may be in partial contact in the circumferential direction of the cap 50.
  • the through hole 143 of the cap cover part 140 may have an opening that does not cover the cap 50 in the circumferential direction of the cap 50.
  • the diameter of the through hole 143 of the cap cover part 140 may be larger than the outer diameter of the cap 50. That is, the cap 50 may be inserted into the through hole 143.
  • a heat radiating member 160 is interposed between the cylindrical portion 51 of the cap 50 and the inner surface forming the through hole 143.
  • the heat dissipation member 160 may be made of, for example, a known thermally conductive compound or a heat conductive sheet (heat dissipation sheet).
  • FIG. 38 is a view seen from the first cover surface 141 of the cap cover part 140 with the opening cover member 150 (see FIG. 37) omitted.
  • the heat radiating member 160 may be interposed between the cylindrical portion 51 of the cap 50 and the inner surface of the through hole 143 over the entire circumference of the cylindrical portion 51 of the cap 50.
  • the heat of the semiconductor light emitting device 10 is easily transmitted from the cap 50 to the cap cover part 140 via the heat radiating member 160. Thereby, it is possible to suppress the temperature of the semiconductor light emitting device 10 from becoming excessively high.
  • the heat radiating member 160 is interposed between the cylindrical portion 51 of the cap 50 and the inner surface of the through hole 143 over the entire circumference of the cylindrical portion 51 of the cap 50, so that the heat of the semiconductor light emitting device 10 is transferred to the cap 50. This makes it easier for the heat to be transmitted to the cap cover part 140 via the heat radiating member 160.
  • heat radiating member 160 may be provided partially in the circumferential direction of the cylindrical portion 51 of the cap 50. Further, the heat radiation member 160 may be partially provided in the height direction (z direction) of the cylindrical portion 51 of the cap 50.
  • the base 21 and the cap cover part 140 of the semiconductor light emitting device 10 may be separated from each other.
  • the opening cover member 150 may be omitted from the semiconductor light emitting unit 100.
  • the circuit board 120 may be arranged so as to be in contact with the heat dissipation base 130.
  • the heat dissipation base 130 may have, for example, an accommodation recess that accommodates the terminal portions 29A to 29D of the plurality of lead pins 23A to 23D of the semiconductor light emitting device 10.
  • the terminal portions 29A to 29D can be separated from the heat dissipation base 130 by the accommodation recess.
  • the semiconductor light emitting unit 100 may include the semiconductor light emitting device 10X shown in FIG. 16. Since the configuration of the cap 50 and the base 21 is the same as that of the semiconductor light emitting unit 100 of the first embodiment, the effects (1-14) to (1-19) of the first embodiment can also be obtained with this configuration. . In this manner, in the semiconductor light emitting unit 100, the semiconductor light emitting element 32 does not need to be mounted on a substrate (first substrate 31) different from the second substrate 41.
  • a and B should be understood to mean “A only, or B only, or both A and B.”
  • the term “on” includes the meanings of “on” and “above” unless the context clearly dictates otherwise. Therefore, the expression “A is formed on B” means that in each of the above embodiments, A can be placed directly on B by contacting B, but as a modification, A can be placed directly on B without contacting B. It is contemplated that it may be placed above the. That is, the term “on” does not exclude structures in which other members are formed between A and B.
  • the z direction used in this disclosure does not necessarily have to be the vertical direction, nor does it need to completely coincide with the vertical direction. Therefore, various structures according to the present disclosure are not limited to "up” and “down” in the z direction described herein to be “up” and “down” in the vertical direction.
  • the x direction may be a vertical direction
  • the y direction may be a vertical direction.
  • the first substrate (31) includes a first base material (31A),
  • the difference between the linear expansion coefficient of the first base material (31A) and the linear expansion coefficient of the semiconductor light emitting element (32) is the linear expansion coefficient of the heat sink (22) and the linear expansion coefficient of the semiconductor light emitting element (32).
  • the semiconductor light emitting device according to appendix A1 or A2 wherein the difference is smaller than the difference between the semiconductor light emitting device and the semiconductor light emitting device according to appendix A1 or A2.
  • the semiconductor light emitting device (32) includes an anode electrode (36) and a cathode electrode (37), The semiconductor light emitting device according to any one of appendices A1 to A7, wherein the first substrate (31) includes a through hole (34) that electrically connects the cathode electrode (36) and the heat sink (22). .
  • the second substrate (41) includes a substrate surface (41s) on which the drive circuit element (42) is mounted,
  • Appendix A10 The semiconductor light emitting device according to any one of Appendices A1 to A5, wherein the heat sink (22) includes a mounting surface (24) to which both the first substrate (31) and the second substrate (41) are attached. .
  • a recess (49) recessed from the end is formed at the end of the second substrate (41),
  • the first substrate (31) is spaced apart from the second substrate (41) and is arranged so that at least a portion thereof enters a region (RG) formed by the recess (49).
  • the drive circuit element (42) includes a capacitor (44) having a first electrode (44A) and a second electrode (44B), Both the first electrode (44A) and the second electrode (44B) of the capacitor (44) are mounted on the second substrate (41),
  • connection wiring (72) and the heat sink (22) are connected by a wire (W5).
  • Appendix A16 The semiconductor light emitting device according to any one of appendices A1 to A15, wherein the semiconductor light emitting element (32) has a plurality of light emitting parts (32A).
  • [Appendix A17] a cap attached to the base (21) and covering the heat sink (22), the first substrate (31), the second substrate (41), the semiconductor light emitting element (32), and the drive circuit element (42); Further comprising (50), The semiconductor light emitting device according to any one of appendices A1 to A16, wherein the cap (50) has an opening (53) that can emit light from the semiconductor light emitting element (32).
  • Appendix A19 The semiconductor light emitting device according to appendix A18, wherein the semiconductor light emitting element (32) is bonded to the heat sink (22) with a conductive bonding material.
  • Appendix A20 The semiconductor light emitting device according to appendix A18 or A19, wherein the drive circuit element (42) includes a switching element (43) and a capacitor (44).
  • the heat sink (22) is a second mounting surface (24B) to which the board (41) is attached; a first mounting surface (24A) formed closer to the tip of the heat sink (22) than the second mounting surface (24B) and to which the semiconductor light emitting element is directly attached; The first mounting surface (24A) protrudes from the second mounting surface (24B) in the thickness direction (y direction) orthogonal to the direction in which the heat sink is erected (z direction).
  • the semiconductor light emitting device according to any one of the above.
  • the drive circuit element (42) includes a capacitor (44) having a first electrode (44A) and a second electrode (44B), The first electrode (44A) of the capacitor (44) is mounted on the first mounting surface (24A), The semiconductor light emitting device according to appendix A21, wherein the second electrode (44B) of the capacitor (44) is mounted on the substrate (41).
  • the substrate (41) includes a substrate surface (41s) on which the drive circuit element (42) is mounted,
  • a recess (49) recessed from the end is formed at the end of the substrate (41),
  • the semiconductor light emitting element (32) is arranged so that at least a portion thereof enters a region (RG) formed by the recess (49) while being separated from the substrate (41).
  • the drive circuit element (42) includes a capacitor (44) having a first electrode (44A) and a second electrode (44B), Both the first electrode (44A) and the second electrode (44B) of the capacitor (44) are mounted on the substrate (41), The semiconductor light emitting device according to appendix A24 or A25, wherein the substrate (41) includes a through hole (64) that electrically connects the first electrode (44A) of the capacitor (44) and the heat sink (22). .
  • the substrate (41) includes a pad (68) electrically connected to the heat sink (22),
  • the first electrode (44A) of the capacitor (44) is electrically connected to the semiconductor light emitting element (32) via the through hole (64), the pad (68), and the heat sink (22).
  • the semiconductor light emitting device according to Appendix A26.
  • the drive circuit element (42) is a switching element (43); a capacitor (44) having a first electrode (44A) and a second electrode (44B);
  • the semiconductor light emitting element (32) and the switching element (43) are arranged to be spaced apart from each other in the direction in which the heat sink (22) is erected (z direction), A portion of the substrate (41) between the semiconductor light emitting element (32) and the switching element (43) in the upright direction (z direction) is provided with a portion for electrically connecting to the heat sink (22).
  • connection wiring (72) is provided, The semiconductor light emitting device according to any one of appendices A18 to A23, wherein the first electrode (44A) of the capacitor (44) is mounted on the connection wiring (72).
  • connection wiring (72) and the heat sink (22) are connected by a wire (W5).
  • Appendix A30 The semiconductor light emitting device according to any one of appendices A18 to A29, wherein the semiconductor light emitting element (32) has a plurality of light emitting parts (32A).
  • Appendix A31 further comprising a cap (50) attached to the base (21) and covering the heat sink (22), the substrate (41), the semiconductor light emitting element (32), and the drive circuit element (42),
  • the semiconductor light emitting device according to any one of appendices A18 to A30, wherein the cap (50) has an opening (53) through which light from the semiconductor light emitting element (32) can be emitted.
  • Appendix A32 The semiconductor light emitting device according to appendix A8, wherein the first substrate (31) includes a heat dissipating material (35) provided in the through hole (34).
  • a semiconductor light emitting device (10) according to any one of Appendices A1 to A32, A semiconductor light emitting unit (100) comprising: a heat radiator (110) to which the semiconductor light emitting device (10) is attached.
  • the semiconductor light emitting device (10) has an opening (53) that opens in one direction, and a side surface facing in a direction intersecting the one direction, and the semiconductor light emitting device (32) and the drive circuit element (42). )
  • the heat sink (110) is a plate-shaped heat dissipation base (130);
  • the cap (50) stands upright from the heat dissipation base (130), with the opening (53) facing a direction (z direction) intersecting the thickness direction (y direction) of the heat dissipation base (130).
  • a cap cover part (140) connected to the side surface of the cap cover part (140) in a heat transferable manner;
  • the semiconductor light emitting unit according to appendix A34.
  • the heat dissipation base (130) includes a base surface (131) on which the cap cover part (140) is erected,
  • the semiconductor light emitting unit includes a circuit board (120) arranged parallel to the base surface (131) of the heat dissipation base (130),
  • the semiconductor light emitting device (10) includes a plurality of lead pins protruding from the base (21) toward the side opposite to the cap (50) in the thickness direction (z direction) of the plate-shaped base (21). (23A to 23D),
  • the semiconductor light emitting device (10) is arranged in the cap cover part (140) so that the thickness direction (z direction) of the base (21) intersects the thickness direction (y direction) of the heat dissipation base (130).
  • the semiconductor light emitting unit according to appendix A35, wherein the semiconductor light emitting unit is mounted on the circuit board (120) with each of the plurality of lead pins (23A to 23D) bent.
  • the cap cover part (140) is connected to a side surface of the cap (50) in a heat transfer manner, and the cap cover part (140) includes a through hole (143) into which the cap (50) is press-fitted.
  • the semiconductor light emitting unit according to appendix A35 or A36.
  • the cap cover part (140) includes a through hole (143) into which the cap (50) is inserted, The cap cover part (140) is connected to the side surface of the cap (50) in a heat transferable manner, and a heat dissipation member (160) is provided between the inner surface forming the through hole (143) and the side surface of the cap. ) is present in the semiconductor light emitting unit according to appendix A35 or A36.
  • Appendix A39 The semiconductor light emitting unit according to appendix A37 or A38, wherein the inner surface forming the through hole (143) is connected to the side surface of the cap (50) over the entire circumference in a heat transferable manner.
  • Appendix A42 The semiconductor light emitting unit according to any one of appendices A35 to A41, wherein the cap cover portion (140) is in contact with the base (21).
  • the semiconductor light emitting device (10) includes: a semiconductor light emitting device (32); a cap (50) having an opening (53) opening in one direction and a side surface facing in a direction intersecting the one direction, and covering the semiconductor light emitting element (32);
  • the heat sink (110) is a plate-shaped heat dissipation base (130);
  • the cap (50) stands upright from the heat dissipation base (130), with the opening (53) facing a direction (z direction) intersecting the thickness direction (y direction) of the heat dissipation base (130).
  • a cap cover part (140) connected to the side surface of the cap cover part (140) in a heat transferable manner;
  • the cap cover part (140) is connected to a side surface of the cap (50) in a heat transfer manner, and the cap cover part (140) includes a through hole (143) into which the cap (50) is press-fitted.
  • the semiconductor light emitting device (10) includes a drive circuit element (42) configured to drive the semiconductor light emitting element (32), The semiconductor light emitting unit according to any one of appendices B1 to B11, wherein the cap (50) covers the drive circuit element (42).
  • Second Capacitor opening 75d ...First wire opening 75e...Second wire opening 76...First back side resist layer 77...Second back side resist layer 100...Semiconductor light emitting unit 100X...Semiconductor light emitting unit of comparative example 110 ...Heat dissipation body 120...Circuit board 130...Heat dissipation base 131...Base surface 132...Base back surface 133-136...Base side surface 140...Cap cover section 141...First cover surface 142...Second cover surface 143...Through hole 150...Opening cover Member 151... Bottom 152... Opening 160... Heat dissipation member LS... Laser system D... Diode R... Resistance element DV... Driving power supply PM...
  • Driver circuit RG Area W1 to W5... Wire DB... Second mounting surface and second substrate Distance between the two substrate surfaces in the y direction DH...Distance between the second mounting surface and the first mounting surface in the y direction G1...Distance between the first substrate and the tip surface of the heat sink G2...First substrate Distance between and the bottom of the concave part of the second board HB...Height of the second board from the mounting surface HC1...Height of the capacitor from the first mounting surface HC2...Height of the capacitor from the surface of the second board HCP ...Height dimension of the cap HL1...Height of the semiconductor light emitting element from the first mounting surface HL2...Height of the semiconductor light emitting element from the mounting surface HR...Depth of the recess HS...Height of the switching element from the second substrate surface LR...

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Abstract

半導体発光装置は、ベースと、ベース上に立設した導電性のヒートシンクと、ヒートシンクにおいて互いに離隔するように取り付けられた第1基板および第2基板と、第1基板に実装された半導体発光素子と、第2基板に実装され、半導体発光素子を駆動させるように構成された駆動回路素子と、を備える。

Description

半導体発光装置
 本開示は、半導体発光装置に関する。
 半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子を駆動させる駆動回路素子とを備える構成が知られている(たとえば特許文献1参照)。このような半導体発光装置は、様々な電子機器に搭載される光源装置として広く採用されている。
特開2021-174820号公報
 ところで、半導体発光素子の熱が駆動回路素子に影響を与えてしまうおそれがある。
 本開示の一態様である半導体発光装置は、ベースと、前記ベース上に立設した導電性のヒートシンクと、前記ヒートシンクにおいて互いに離隔するように取り付けられた第1基板および第2基板と、前記第1基板に実装された半導体発光素子と、前記第2基板に実装され、前記半導体発光素子を駆動させるように構成された駆動回路素子と、を備える。
 本開示の一態様である半導体発光装置は、ベースと、前記ベース上に立設した導電性のヒートシンクと、前記ヒートシンクに取り付けられた基板と、前記ヒートシンクのうち前記基板とは異なる位置に直接的に取り付けられた半導体発光素子と、前記基板に少なくとも部分的に実装され、前記半導体発光素子を駆動させるように構成された駆動回路素子と、を備える。
 上記半導体発光装置によれば、駆動回路素子の半導体発光素子に起因する熱影響を低減することができる。
図1は、第1実施形態の半導体発光装置の斜視図である。 図2は、図1の半導体発光装置からキャップを取り除いた状態の斜視図である。 図3は、図1の半導体発光装置を概略的に示す断面図である。 図4は、図2の半導体発光装置のステムを概略的に示す斜視図である。 図5は、図4とは反対側から視たステムを概略的に示す斜視図である。 図6は、図3のスイッチング素子およびその周辺の拡大図である。 図7は、図2の半導体発光装置を概略的に示す側面図である。 図8は、半導体発光装置を図6に示すF8-F8線で切断した断面図である。 図9は、半導体発光装置のヒートシンクに取り付けられた第1基板および第2基板の正面図である。 図10は、図9の第1基板および第2基板の裏面図である。 図11は、第1実施形態の半導体発光装置を備えたレーザシステムの回路図である。 図12は、半導体発光装置を備える半導体発光ユニットの斜視構造を概略的に示す斜視図である。 図13は、図12の半導体発光ユニットの側面図である。 図14は、図13のキャップカバー部およびその周辺の拡大図である。 図15は、比較例の半導体発光ユニットの斜視構造を概略的に示す斜視図である。 図16は、比較例の半導体発光装置の断面図である。 図17は、比較例の半導体発光ユニットの熱伝導解析結果を示すグラフである。 図18は、第1実施形態の半導体発光ユニットの熱伝導解析結果を示すグラフである。 図19は、第1実施形態の半導体発光ユニットについて、放熱体の材料を変更した場合の熱伝導解析結果を示すグラフである。 図20は、第1実施形態の半導体発光ユニットについて、放熱体の体積を変更した場合の熱伝導解析結果を示すグラフである。 図21は、比較例の半導体発光装置を備える半導体発光ユニットの熱伝導解析結果を示すグラフである。 図22は、第2実施形態の半導体発光装置について、半導体発光装置からキャップを取り除いた状態の斜視図である。 図23は、図22の半導体発光装置のスイッチング素子およびその周辺の拡大図である。 図24は、半導体発光装置のヒートシンクに取り付けられた第1基板および第2基板の正面図である。 図25は、図24の第1基板および第2基板の裏面図である。 図26は、第3実施形態の半導体発光装置について、半導体発光装置からキャップを取り除いた状態の斜視図である。 図27は、図26の半導体発光装置のスイッチング素子およびその周辺の拡大図である。 図28は、半導体発光装置のヒートシンクに取り付けられた第1基板および第2基板の正面図である。 図29は、図28の第1基板および第2基板の裏面図である。 図30は、第4実施形態の半導体発光装置について、半導体発光装置からキャップを取り除いた状態の斜視図である。 図31は、図30の半導体発光装置について、ヒートシンク、発光ユニット、および駆動ユニットの断面構造を概略的に示す断面図である。 図32は、第5実施形態の半導体発光装置について、半導体発光装置からキャップを取り除いた状態の斜視図である。 図33は、図32の半導体発光装置について、ヒートシンク、発光ユニット、および駆動ユニットの断面構造を概略的に示す断面図である。 図34は、第6実施形態の半導体発光装置について、半導体発光装置からキャップを取り除いた状態の斜視図である。 図35は、図34の半導体発光装置について、ヒートシンク、発光ユニット、および駆動ユニットの断面構造を概略的に示す断面図である。 図36は、変更例の半導体発光装置について、半導体発光装置からキャップを取り除いた状態の斜視図である。 図37は、変更例の半導体発光ユニットについて、キャップカバー部およびその周辺の側面構造を拡大して示す側面図である。 図38は、図37の半導体発光ユニットについて、キャップカバー部およびその周辺の正面構造を拡大して示す正面図である。
 以下、添付図面を参照して本開示における半導体発光装置のいくつかの実施形態について説明する。
 なお、説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される構成要素は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするために、断面図では、ハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
 以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図していない。
 <第1実施形態>
 [半導体発光装置の概略構成]
 図1~図10を参照して、第1実施形態の半導体発光装置10の構成について説明する。図1は、半導体発光装置10の斜視構造を示している。図2は、図1の半導体発光装置10から後述するキャップ50を取り外した状態の斜視構造を示している。
 図1に示す半導体発光装置10は、たとえば3次元距離計測の一例であるLiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)としてのレーザシステムに用いることができる。なお、半導体発光装置10は、2次元距離計測用のレーザシステムに用いられてもよい。
 図1および図2に示すように、半導体発光装置10は、ステム20と、ステム20に取り付けられた発光ユニット30および駆動ユニット40と、発光ユニット30および駆動ユニット40を囲むキャップ50と、を備える。図1に示すとおり、半導体発光装置10は、CANパッケージ型の半導体レーザである。
 図2に示すように、ステム20は、平板状のベース21と、ベース21上に立設した導電性のヒートシンク22と、外部端子を構成する複数(本実施形態では4つ)のリードピン23A~23Dと、を有する。発光ユニット30および駆動ユニット40の双方は、ヒートシンク22に取り付けられている。ここで、本実施形態における以降の説明では、ベース21の厚さ方向をz方向とし、z方向と直交する方向のうち互いに直交する2方向をx方向およびy方向とする。
 図2に示すように、発光ユニット30は、第1基板31と、第1基板31に実装された半導体発光素子32と、を含む。第1基板31は、ヒートシンク22に取り付けられている。本実施形態では、半導体発光素子32は、半導体レーザが用いられている。ここで、本明細書において、「実装」とは、はんだペースト、銀(Ag)ペースト等の導電性接合材によって接合されることを意味する。つまり、「部品Aが部品Bに実装される」とは、部品Aが導電性接合材によって部品Bに直接的に取り付けられることを意味する。
 駆動ユニット40は、第2基板41と、第2基板41に実装された駆動回路素子42と、を含む。
 第2基板41は、ヒートシンク22において第1基板31から離隔した位置に取り付けられている。より詳細には、第2基板41は、ヒートシンク22のうち第1基板31よりもベース21寄りの部分に取り付けられている。第2基板41は、ヒートシンク22の突出部26に対してz方向に離隔して配置されている。なお、第2基板41とヒートシンク22との間には、第2基板41およびヒートシンク22とは異なる中間部材が介在していてもよい。つまり、「第2基板41がヒートシンク22に取り付けられる」とは、第2基板41がヒートシンク22に直接的に取り付けられる構成と、第2基板41が中間部材を介して間接的にヒートシンク22に取り付けられる構成との両方の構成を含む。
 駆動回路素子42は、スイッチング素子43および複数(本実施形態では4つ)のコンデンサ44を含む。スイッチング素子43は、4本のワイヤW1によって4つの発光部32A(図6参照)と個別に電気的に接続されている。スイッチング素子43は、ワイヤW2,W3によってリードピン23A,23Bと個別に電気的に接続されている。第2基板41は、ワイヤW4によってリードピン23Cと電気的に接続されている。
 図3に示すように、キャップ50は、ヒートシンク22、第1基板31、第2基板41、半導体発光素子32、および駆動回路素子42を覆っている。キャップ50は、円筒状に形成されている。キャップ50は、たとえば遮光材料によって形成されている。遮光材料の一例は、鉄(Fe)である。
 キャップ50は、開口部53を有する天板部52と、天板部52が一端に設けられた筒部51と、を有する。本実施形態では、筒部51は、円筒状である。天板部52は、筒部51のz方向の一端を覆っている。また、開口部53は、天板部52を通過して半導体発光素子32からの光を出射可能となるように構成されている。キャップ50は、開口部53を閉塞する透光板54を有する。透光板54は、透明樹脂またはガラスによって形成された平板である。透光板54は、天板部52の内面に取り付けられている。
 キャップ50は、一方向に開口した開口部53と、一方向と交差する方向を向く側面とを有するともいえる。ここで、図2および図3に示す例においては、開口部53が開口する方向である一方向は、z方向となる。キャップ50の側面は、筒部51の外周面である。筒部51の外周面は、z方向と交差する方向に向いている。このため、一方向と交差する方向とは、本実施形態では、z方向と交差する方向である。本実施形態では、筒部51の外周面は、z方向と直交する方向に向いている。なお、ここで説明した方向は、半導体発光装置10の配置態様によって変更される。つまり、開口部53がz方向ではなく、たとえばy方向に開口している場合、一方向はy方向となり、一方向と交差する方向はy方向と交差する方向となる。
 半導体発光装置10は、リードピン23A~23Dおよびスイッチング素子43を介して半導体発光素子32に電流が供給される。これにより、半導体発光素子32から出射されるレーザ光は、z方向に向けて、つまりキャップ50の開口部53を通過する。
 [ステムの詳細な構成]
 図4および図5に示すように、ベース21およびヒートシンク22は、一体に形成されている。このため、本実施形態では、ベース21も導電性の材料によって形成されている。ベース21およびヒートシンク22は、たとえば銅(Cu)、Cu合金、Fe、Fe合金、アルミニウム(Al)、Al合金等によって形成されている。なお、ベース21およびヒートシンク22は、個別に形成されていてもよい。この場合、個別に形成されたベース21およびヒートシンク22を互いに接合することによってステム20が構成される。また、ベース21を構成する材料と、ヒートシンク22を構成する材料とは互いに異なっていてもよい。
 z方向から視たベース21の形状は、略円形状である。本実施形態では、ベース21の直径は5.6mm程度であり、ベース21の厚さは1.2mm程度である。ベース21は、z方向において互いに反対側を向くベース表面21sおよびベース裏面21rを含む。つまり、z方向は、ベース21の厚さ方向であるともいえる。なお、ベース21の直径および厚さの各々は任意に変更可能である。
 ヒートシンク22は、ベース21のベース表面21sに対して垂直な方向に立設している。つまり、ヒートシンク22は、ベース21の厚さ方向に延びている。このため、z方向は、ヒートシンク22の立設方向であるといえる。
 ヒートシンク22は、ベース21の中心に対してy方向に偏った位置に設けられている。ヒートシンク22は、ベース21のベース表面21sからz方向に延びている。つまり、z方向は、ヒートシンク22の立設方向であるともいえる。本実施形態では、ベース21のベース表面21sからのヒートシンク22の高さ(ヒートシンク22のz方向の大きさ)は、4.45mm程度である。
 z方向から視たヒートシンク22の形状は、略扇形状である。ヒートシンク22のうちベース21の中心側の面は、発光ユニット30および駆動ユニット40(ともに図3参照)が取り付けられる取付面24である。取付面24は、z方向およびx方向に沿った平坦面を含む。
 ヒートシンク22は、取付面24として、発光ユニット30が取り付けられた第1取付面24Aと、駆動ユニット40が取り付けられた第2取付面24Bと、を含む。第1取付面24Aは、第2取付面24Bよりもヒートシンク22の先端側に形成されている。本実施形態では、第1取付面24Aは、ヒートシンク22の先端面22aと連続する面である。第1取付面24Aおよび第2取付面24Bの双方は、xz平面に沿った平坦面である。第2取付面24Bは、ヒートシンク22の先端部よりもベース21寄りの位置に形成されている。第1取付面24Aの面積は、第2取付面24Bの面積よりも小さい。
 また、ヒートシンク22は、y方向において第1取付面24Aの位置と第2取付面24Bの位置とが互いに異なるような段差部25を含む。つまり、第1取付面24Aは、第2取付面24Bに対してヒートシンク22の立設方向(z方向)と直交する厚さ方向に突出している。ここで、図4から分かるとおり、y方向は、ヒートシンク22の厚さ方向であるといえる。このように、ヒートシンク22の先端部は、ヒートシンク22の先端部よりもベース21寄りの部分よりもy方向においてベース21の中心側に突出している。ヒートシンク22は、第1取付面24Aを含む突出部26を有しているといえる。突出部26は、第2取付面24Bに対してy方向に突出している。
 ヒートシンク22の先端面22a、つまりヒートシンク22のうちz方向においてベース21から最も離れた端面は、z方向に直交する平坦面に形成されている。z方向から視た先端面22aの形状は、たとえば円弧状である。
 ベース21には、ベース21を厚さ方向(z方向)に貫通する複数の貫通孔が設けられている。本実施形態では、複数の貫通孔は、たとえば3つの貫通孔21A,21B,21Cを含む。これら貫通孔21A,21B,21Cは、z方向から視てベース21の中心に対してヒートシンク22とは反対側に偏った位置に設けられている。z方向から視た貫通孔21A,21B,21Cの形状は、たとえば略円形状である。本実施形態では、貫通孔21A,21B,21Cの直径は互いに等しく、たとえば1.0mm程度である。なお、z方向から視た貫通孔21A,21B,21Cの形状およびサイズの各々は任意に変更可能である。
 リードピン23A,23B,23Cは、ベース21をその厚さ方向(z方向)に貫通している。より詳細には、リードピン23Aは貫通孔21Aに挿入され、リードピン23Bは貫通孔21Bに挿入され、リードピン23Cは貫通孔21Cに挿入されている。リードピン23Aと貫通孔21Aを構成する内周面との間、リードピン23Bと貫通孔21Bを構成する内周面との間、およびリードピン23Cと貫通孔21Cを構成する内周面との間の各々には、リードピン23A,23B,23Cをベース21に対して絶縁する絶縁材27が充填されている。絶縁材27は、たとえば絶縁性の樹脂材料またはガラス等によって形成されている。
 リードピン23A,23B,23Cは、ベース21のベース表面21sおよびベース裏面21rの双方からz方向に突出している。リードピン23A,23B,23Cは、接続部28A,28B,28Cと端子部29A,29B,29Cとを含む。接続部28A,28B,28Cは、リードピン23A,23B,23Cのうちベース表面21sからz方向に突出した部分であり、駆動ユニット40の駆動回路素子42(ともに図3参照)と電気的に接続する部分である。端子部29A,29B,29Cは、リードピン23A,23B,23Cのうちベース裏面21rからz方向に突出した部分であり、半導体発光装置10が回路基板に実装される場合に回路基板に電気的に接続される外部端子を構成している。
 図5に示すように、リードピン23Dは、ベース21のベース裏面21rからz方向に突出している一方、ベース表面21s(図4参照)からz方向に突出していない。リードピン23Dは、z方向から視て、ヒートシンク22と重なる位置に固定されている。
 リードピン23Dは、端子部29Dを含む。端子部29Dは、リードピン23Dのうちベース裏面21rからz方向に突出した部分であり、半導体発光装置10が回路基板に実装される場合に回路基板に電気的に接続される外部端子を構成している。リードピン23Dの端子部29Dのうちベース21のベース裏面21r側の端部には、端子部29Dの先端部よりも直径が大きい接続部29DAが設けられている。接続部29DAは、たとえば平板状に形成されている。接続部29DAは、ベース21に固定されている。これにより、リードピン23Dは、ベース21と電気的に接続されている。ベース21がヒートシンク22と電気的に接続されているため、リードピン23Dは、ヒートシンク22と電気的に接続されている。
 [発光ユニットおよび駆動ユニットの構成]
 図6は、半導体発光装置10のうち発光ユニット30および駆動ユニット40を拡大した正面構造を示している。図7は、図2のスイッチング素子43およびその周辺の側面構造を示している。図8は、ヒートシンク22、発光ユニット30、および駆動ユニット40の断面構造を示している。図9は、ヒートシンク22に取り付けられた第1基板31および第2基板41の正面構造を示している。図10は、第1基板31および第2基板41の各々の裏面構造を示している。図7および図8において、理解を容易にするために、ワイヤW1~W4を省略している。図9において、理解を容易にするために、半導体発光素子32と、駆動回路素子42であるスイッチング素子43および複数のコンデンサ44の各々とを二点鎖線で示している。図10において、便宜上、ヒートシンク22を二点鎖線で示している。
 図6に示すように、第1基板31は、ヒートシンク22の第1取付面24Aに取り付けられている。より詳細には、第1基板31は、はんだペーストまたは銀(Ag)ペースト等の導電性接合材によって第1取付面24Aに接合されている。本実施形態では、第1基板31は、Agペーストによって第1取付面24Aに接合されている。第1基板31は、y方向から視て、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状に形成されている。
 第1基板31は、第1取付面24Aのうち先端面22a寄りに配置されている。より詳細には、第1基板31のz方向の中央は、第1取付面24Aのz方向の中央よりも先端面22a寄りに位置している。第1基板31は、第1取付面24Aのx方向の中央に配置されている。第1基板31のx方向の長さは、第1取付面24Aのx方向の長さよりも短い。一例では、第1基板31のx方向の長さは、第1取付面24Aのx方向の長さの1/2よりも短い。一例では、第1基板31のx方向の長さは、第1取付面24Aのx方向の長さの1/3よりも短い。
 第1基板31は、絶縁性を有する第1基材31Aを有する。第1基材31Aは、半導体発光素子32を支持している。第1基材31Aは、平板状に形成されている。第1基材31Aは、半導体発光素子32の放熱のため、高い熱伝達率を有する。一例では、第1基材31Aの熱伝達率は、第2基板41の後述する第2基材41Aの熱伝達率よりも高い。
 また、第1基材31Aは、ヒートシンク22よりも半導体発光素子32に近い線膨張係数を有する材料によって形成されている。つまり、第1基材31Aの線膨張係数と半導体発光素子32の線膨張係数との差は、ヒートシンク22の線膨張係数と半導体発光素子32の線膨張係数との差よりも小さい。第1基材31Aは、たとえば窒化アルミニウム、アルミナ、銅-タングステン合金(CuW)、銅-窒化アルミニウム-銅(Cu-AlN-Cu)、銅-ダイアモンド合金、銀-ダイアモンド合金のいずれかによって形成されている。ここで、ヒートシンク22がCuで構成される場合、ヒートシンク22の線膨張係数は16.5×10-6(1/K)であり、第1基材31Aがアルミナで構成される場合、第1基板31の線膨張係数は7.2×10-6(1/K)である。また、半導体発光素子32がヒ化ガリウム(GaAs)で構成される場合、半導体発光素子32の線膨張係数は5.4×10-6(1/K)である。このように、第1基材31Aは、高い熱伝達率を有しかつ半導体発光素子32に近い線膨張係数を有する。
 図7に示すように、第1基板31は、y方向において互いに反対側を向く第1基板表面31sおよび第1基板裏面31rを含む。第1基板表面31sは第1取付面24Aと同じ側を向き、第1基板裏面31rは第1取付面24Aと対面している。半導体発光素子32は、第1基板表面31sに実装されている。ここで、第1基板表面31sは第1基材31Aの基材表面によって構成されている。第1基板裏面31rは第1基材31Aの基材裏面によって構成されている。
 第1基板31の厚さTB1は、半導体発光素子32の厚さTLよりも厚い。第1基板31の厚さTB1は、スイッチング素子43の厚さTSよりも厚い。ここで、半導体発光素子32の厚さTLは、半導体発光素子32の後述する素子表面32sと素子裏面32rとのy方向の間の距離によって定義できる。スイッチング素子43の厚さTSは、スイッチング素子43の後述するスイッチング素子表面43sとスイッチング素子裏面43rとのy方向の間の距離によって定義できる。
 第1基板31の厚さTB1は、たとえば0.1mm以上0.4mm以下である。また、第1基板31の厚さTB1は、第1基板31の第1基板表面31sと第1基板裏面31rとのy方向の間の距離によって定義できる。第2基板41の厚さTB2は、第2基板41の後述する第2基板表面41sと第2基板裏面41rとのy方向の間の距離によって定義できる。
 なお、第1基板31の厚さTB1の厚さは任意に変更可能である。一例では、第1基板31の厚さTB1は、第2基板41の厚さTB2と等しくてもよい。ここで、第1基板31の厚さTB1と第2基板41の厚さTB2との差がたとえば第1基板31の厚さTB1の10%以内であれば、第1基板31の厚さTB1が第2基板41の厚さTB2と等しいといえる。また一例では、第1基板31の厚さTB1は、第2基板41の厚さTB2よりも薄くてもよい。また一例では、第1基板31の厚さTB1は、第2基板41の厚さTB2よりも厚くてもよい。
 図9および図10に示すように、第1基板31は、第1基板表面31sに形成された表面側配線33sと、第1基板裏面31rに形成された裏面側配線33rと、を有する。表面側配線33sは、第1基板表面31sよりも一回り小さい矩形状に形成されている。裏面側配線33rは、第1基板裏面31rよりも一回り小さい矩形状に形成されている。
 図8~図10に示すように、第1基板31は、複数(本実施形態では4つ)のスルーホール34を含む。各スルーホール34は、導電材料によって形成されている。一例では、各スルーホール34は、Cuを含む材料によって形成されている。
 図9および図10に示すように、複数のスルーホール34は、z方向において互いに揃った状態でx方向において一列に配列されている。つまり、複数のスルーホール34は、第1基板31の長手方向に一列に配列されている。各スルーホール34は、第1基板31をその厚さ方向(y方向)に貫通している。各スルーホール34は、表面側配線33sおよび裏面側配線33rの双方に接続されている。これにより、表面側配線33sおよび裏面側配線33rは、各スルーホール34によって電気的に接続されている。
 各スルーホール34の内部には、放熱材35が設けられている。より詳細には、放熱材35は、各スルーホール34の内部を埋めるように設けられている。放熱材35は、たとえば金属材料によって形成されている。一例では、放熱材35は、Cuを含む材料によって形成されている。つまり、放熱材35は、スルーホール34と同じ材料によって形成されていてもよい。なお、放熱材35は、スルーホール34とは異なる材料で形成されていてもよい。一例では、放熱材35は、絶縁材料によって形成されていてもよい。
 図8に示すように、半導体発光素子32は、表面側配線33sに実装されている。より詳細には、半導体発光素子32は、導電性接合材によって表面側配線33sに接合されている。図6に示すように、半導体発光素子32は、複数(本実施形態では4つ)の発光部32Aを含む。複数の発光部32Aは、z方向において互いに揃った状態でx方向において一列に配列されている。つまり、複数の発光部32Aは、第1基板31の長手方向に一列に配列されている。ここで、1つの発光部32Aの出力は、たとえば125W(ワット)である。このため、本実施形態では、4つの発光部32Aを有するため、半導体発光素子32の出力は、500Wである。このように、半導体発光素子32は、光強度の向上のため、高出力となるように構成されている。
 半導体発光素子32は、y方向から視て、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状に形成されている。各発光部32Aは、y方向から視て、z方向が長手方向となり、x方向が短手方向となる矩形状に形成されている。複数の発光部32Aは、半導体発光素子32の長手方向に配列されているともいえる。
 図8に示すように、半導体発光素子32は、y方向において互いに反対側を向く素子表面32sおよび素子裏面32rを有する。素子表面32sは第1基板表面31sと同じ側を向き、素子裏面32rは第1基板裏面31rと同じ側を向いている。このため、素子裏面32rは、導電性接合材を介して表面側配線33sに接合されている。導電性接合材としては、たとえばAgペーストが用いられる。
 半導体発光素子32は、アノード電極36およびカソード電極37を含む。アノード電極36は、素子表面32sに形成されている。カソード電極37は、素子裏面32rに形成されている。これにより、カソード電極37は、導電性接合材を介して表面側配線33sに電気的に接続されている。表面側配線33sはスルーホール34を介して裏面側配線33rに電気的に接続されており、かつ裏面側配線33rは導電性接合材を介して第1取付面24Aに電気的に接続されているため、カソード電極37はヒートシンク22と電気的に接続されている。
 半導体発光素子32は、z方向に向けて光を出射する発光面32aを有する。発光面32aは、ヒートシンク22の先端面22aと同じ側を向いている。z方向から視て、発光面32aは、キャップ50の開口部53(図1参照)と重なる位置に配置されている。
 図6に示すように、第2基板41は、ヒートシンク22の第2取付面24Bに取り付けられている。より詳細には、第2基板41は、はんだペーストまたはAgペースト等の導電性接合材によって第2取付面24Bに接合されている。本実施形態では、第2基板41は、はんだペーストによって第2取付面24Bに接合されている。なお、第2基板41をヒートシンク22に接合する接合材としては、エポキシ樹脂等の絶縁性を有する接合材が用いられてもよい。この接合材は、窒化アルミニウム、シリカ、アルミナ等のフィラーを含んでいてもよい。
 第2基板41は、y方向から視て、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状に形成されている。第2基板41のx方向の大きさは第1基板31のx方向の大きさよりも大きく、第2基板41のz方向の大きさは第1基板31のz方向の大きさよりも大きい。第2基板41は、z方向においてベース21のベース表面21sから離隔して配置されている。
 図3に示すように、第2基板41は、第2取付面24Bのうち第1取付面24A寄りに配置されている。より詳細には、第2基板41のz方向の中央は、第2取付面24Bのz方向の中央よりも第1取付面24A寄りに位置している。第2基板41は、第2取付面24Bのx方向の中央に配置されている。y方向から視て、第2基板41と第1取付面24Aとのz方向の間の距離は、第2基板41とベース21のベース表面21sとのz方向の間の距離よりも短いともいえる。
 第2基板41のx方向の長さは、第2取付面24Bのx方向の長さよりも短い。一例では、第2基板41のx方向の長さは、第2取付面24Bのx方向の長さの1/2よりも大きい。第2基板41の厚さは、たとえば0.1mm以上0.4mm以下である。
 第2基板41は、絶縁性を有する第2基材41Aを有する。第2基材41Aは、駆動回路素子42を支持している。第2基材41Aは、平板状に形成されている。第2基材41Aは、たとえばガラスエポキシ基板が用いられている。
 図8に示すように、第2基板41は、y方向において互いに反対側を向く第2基板表面41sおよび第2基板裏面41rを含む。第2基板表面41sは第2取付面24Bと同じ側を向き、第2基板裏面41rは第2取付面24Bと対面している。駆動回路素子42は、第2基板表面41sに実装されている。ここで、第2基板表面41sは第2基材41Aの基材表面によって構成されている。第2基板裏面41rは第2基材41Aの基材裏面によって構成されている。
 図7に示すように、本実施形態では、第2基板41は、y方向において第2基板表面41sが第1取付面24Aと同じ位置となるように、第2取付面24Bに取り付けられている。つまり、第2取付面24Bと第2基板41の第2基板表面41sとのy方向の間の距離DBと、第2取付面24Bと第1取付面24Aとのy方向の間の距離DHとが互いに等しい。ここで、距離DBと距離DHとの差がたとえば距離DHの10%以内であれば、距離DBと距離DHとが互いに等しいといえる。換言すると、y方向において第2基板表面41sが第1取付面24Aと同じ位置であるといえる。
 図9に示すように、第2基板41は、第2基板表面41sに形成された表面側配線45sと、表面側配線45sを覆う表面側レジスト層46sと、を有する。
 表面側配線45sは、図9の破線で示すように、第2基板表面41sよりも一回り小さい矩形状に形成されている。
 表面側レジスト層46sは、絶縁材料によって形成されている。表面側レジスト層46sは、第2基板表面41sの全体にわたり形成されている。表面側レジスト層46sは、スイッチング素子用開口部46aと、複数(本実施形態では2つ)のコンデンサ用開口部46bと、ワイヤ用開口部46cと、を有する。スイッチング素子用開口部46a、各コンデンサ用開口部46b、およびワイヤ用開口部46cは、表面側レジスト層46sから表面側配線45sを露出している。
 スイッチング素子用開口部46aは、第2基板表面41sのx方向の中央に形成されている。複数のコンデンサ用開口部46bは、スイッチング素子用開口部46aのx方向の両側に分散して形成されている。各コンデンサ用開口部46bは、第2基板表面41sのz方向の中央よりも第1基板31寄りに形成されている。各コンデンサ用開口部46bは、x方向から視て、スイッチング素子用開口部46aと重なる位置に配置されている。図6に示すとおり、ワイヤ用開口部46cは、x方向において、スイッチング素子用開口部46aに対してリードピン23C寄りに形成されている。y方向から視たワイヤ用開口部46cは、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。
 図8~図10に示すように、第2基板41は、複数(本実施形態では16個)のスルーホール47を含む。複数のスルーホール47は、y方向から視て、スイッチング素子用開口部46a内に配置されている。各スルーホール47は、導電材料によって形成されている。一例では、各スルーホール47は、Cuを含む材料によって形成されている。
 複数のスルーホール47は、格子状に配列されている。各スルーホール47は、第2基板41をその厚さ方向(y方向)に貫通している。各スルーホール47は、表面側配線45sに接続されている。
 各スルーホール47の内部には、放熱材48が設けられている。より詳細には、放熱材48は、各スルーホール47の内部を埋めるように設けられている。放熱材48は、たとえば金属材料によって形成されている。一例では、放熱材48は、Cuを含む材料によって形成されている。つまり、放熱材48は、スルーホール47と同じ材料によって形成されていてもよい。なお、放熱材48は、スルーホール47とは異なる材料で形成されていてもよい。放熱材48は、第2基板41よりも熱伝導率が高い材料によって形成されていればよい。一例では、放熱材48は、セラミック等の絶縁材料によって形成されていてもよい。
 図10に示すように、第2基板41は、第2基板裏面41rを覆う裏面側レジスト層46rを有する。裏面側レジスト層46rは、各スルーホール47および放熱材48を覆っている。本実施形態では、裏面側レジスト層46rは、第2基板裏面41rの全体にわたり形成されている。裏面側レジスト層46rは、絶縁材料によって形成されている。このため、第2基板41は、ヒートシンク22に対して電気的に絶縁されている。
 図6に示すように、第2基板表面41sには、駆動回路素子42としてスイッチング素子43および複数のコンデンサ44の各々が実装されている。
 スイッチング素子43は、スイッチング素子用開口部46a内に配置されている。このため、スイッチング素子43は、表面側配線45s(図9参照)に実装されている。より詳細には、スイッチング素子43は、はんだペーストまたはAgペースト等の導電性接合材によって表面側配線45sに接合されている。スイッチング素子43は、第2基板表面41sのx方向の中央に配置されているともいえる。半導体発光素子32およびスイッチング素子43は、z方向において互いに離隔して配列されている。
 スイッチング素子43は、半導体発光素子32に供給される電流を制御する半導体素子である。スイッチング素子43は、たとえばトランジスタである。本実施形態では、スイッチング素子43としてMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)が用いられている。スイッチング素子43は、ソース電極43S、ドレイン電極43D(図8参照)、およびゲート電極43Gを含む。
 スイッチング素子43は、平板状に形成されている。図7に示すように、スイッチング素子43の厚さTSは、半導体発光素子32の厚さTLよりも厚い。y方向から視たスイッチング素子43の形状は矩形状である。本実施形態では、y方向から視たスイッチング素子43の形状は正方形である。なお、y方向から視たスイッチング素子43の形状は任意に変更可能である。一例では、y方向から視たスイッチング素子43の形状は、z方向が長手方向となり、x方向が短手方向となる矩形状であってもよい。
 図6に示すように、スイッチング素子43のx方向の大きさは、半導体発光素子32のx方向の大きさよりも大きい。図示された例においては、スイッチング素子43のx方向の大きさは、半導体発光素子32のx方向の大きさの2倍よりも小さい。スイッチング素子43のy方向の大きさは、半導体発光素子32のy方向の大きさよりも大きい。図示された例においては、スイッチング素子43のy方向の大きさは、半導体発光素子32のy方向の大きさの2倍よりも大きく4倍よりも小さい。
 図8に示すように、スイッチング素子43は、y方向において互いに反対側を向くスイッチング素子表面43sおよびスイッチング素子裏面43rを有する。
 スイッチング素子表面43sは、第2基板表面41sと同じ側を向く面である。スイッチング素子表面43sには、ソース電極43Sおよびゲート電極43Gが形成されている。ソース電極43Sは、スイッチング素子表面43sの大部分にわたり形成されている。図6に示すように、ゲート電極43Gは、スイッチング素子表面43sのz方向の両端部のうち第1基板31とは反対側の端部かつx方向の中央に形成されている。
 図8に示すように、スイッチング素子裏面43rは、第2基板裏面41rと同じ側を向く面である。スイッチング素子裏面43rは、第2基板表面41sと対面する面であるともいえる。スイッチング素子裏面43rには、ドレイン電極43Dが形成されている。このように、本実施形態のスイッチング素子43には、縦型構造のMOSFETが用いられている。
 スイッチング素子裏面43rは、導電性接合材によって表面側配線45sに接合されている。このため、ドレイン電極43Dは、導電性接合材を介して表面側配線45sと電気的に接続されている。
 図6に示すように、ソース電極43Sと半導体発光素子32のアノード電極36とは、複数本のワイヤW1によって接続されている。これにより、ソース電極43Sとアノード電極36とが電気的に接続されている。また、ソース電極43Sとリードピン23Aの接続部28Aとは、1本のワイヤW2によって接続されている。これにより、ソース電極43Sとリードピン23Aとが電気的に接続されている。ゲート電極43Gとリードピン23Bの接続部28Bとは、1本のワイヤW3によって接続されている。また、ワイヤ用開口部46cから露出した表面側配線45sとリードピン23Cの接続部28Cとは、1本のワイヤW4によって接続されている。これにより、表面側配線45sとリードピン23Cとが電気的に接続されている。
 ワイヤW1~W4は、ワイヤボンディング装置によって形成されるボンディングワイヤであり、たとえば金(Au),Al,Cu等の導体によって形成されている。本実施形態では、ワイヤW1~W4は、互いに同一の材料(たとえばCu)によって形成されている。なお、ワイヤW1~W4のうち少なくとも1本のワイヤが他のワイヤと異なる材料によって形成されていてもよい。
 なお、ワイヤW1の本数は任意に変更可能である。一例では、ワイヤW1の本数は、半導体発光素子32の発光部32Aの個数によって設定される。また、ワイヤW2,W3,W4の各々の本数は任意に変更可能である。
 複数のコンデンサ44は、スイッチング素子43と協働して半導体発光素子32に電流を供給する電子部品である。図2に示すように、各コンデンサ44は、略直方体状に形成されている。図6に示すように、y方向から視たコンデンサ44の形状は、z方向が長手方向となり、x方向が短手方向となる矩形状である。複数のコンデンサ44は、x方向において互いに離隔して配列されている。このため、複数のコンデンサ44は、その配列方向がコンデンサ44の短手方向となるように配列されている。
 各コンデンサ44は、第1電極44Aおよび第2電極44Bを有する。第1電極44Aおよび第2電極44Bは、z方向において互いに離隔して形成されている。図示された例においては、第1電極44Aはコンデンサ44のz方向の両端部のうちヒートシンク22の先端面22a寄りの端部に設けられている。第2電極44Bはコンデンサ44のz方向の両端部のうち先端面22aとは反対側の端部に設けられている。本実施形態では、複数のコンデンサ44の形状およびサイズは互いに同一である。また、複数のコンデンサ44の容量は、互いに等しい。
 各コンデンサ44は、第1取付面24Aと第2基板41とのz方向の間を跨ぐように配置されている。つまり、各コンデンサ44においては、第1電極44Aが第2基板41よりも第1取付面24A寄りに配置されている。
 各コンデンサ44の第1電極44Aは、はんだペーストまたはAgペースト等の導電性接合材によって第1取付面24Aに接合されている。これにより、各コンデンサ44の第1電極44Aは、ヒートシンク22と電気的に接続されている。半導体発光素子32のカソード電極37(図8参照)がヒートシンク22と電気的に接続されているため、第1電極44Aはヒートシンク22を介してカソード電極37と電気的に接続されているともいえる。
 ヒートシンク22の第1取付面24Aは、発光ユニット30が実装される第1領域と、コンデンサ44の第1電極44Aが実装される第2領域と、を含む。本実施形態では、第1取付面24Aは、第1領域と第2領域が面一となる平坦面として構成されている。
 各コンデンサ44の第2電極44Bは、導電性接合材によって第2基板41の第2基板表面41sに接合されている。より詳細には、各コンデンサ44の第2電極44Bは、y方向から視て、第2基板41のコンデンサ用開口部46bと重なる位置に配置されている。このため、各コンデンサ44の第2電極44Bは、導電性接合材によってコンデンサ用開口部46bから露出した表面側配線45sに接合されている。これにより、各コンデンサ44の第2電極44Bは、導電性接合材を介して表面側配線45sと電気的に接続されている。スイッチング素子43のドレイン電極43D(図8参照)が表面側配線45sと電気的に接続されているため、各コンデンサ44の第2電極44Bは、ドレイン電極43Dと電気的に接続されている。
 各コンデンサ44は、x方向から視て、第1基板31(半導体発光素子32)とスイッチング素子43との双方と重なる位置に配置されている。より詳細には、各コンデンサ44の第1電極44Aは、x方向から視て、第1基板31(半導体発光素子32)と重なる位置に配置されている。各コンデンサ44の第2電極44Bは、x方向から視て、スイッチング素子43と重なる位置に配置されている。
 各コンデンサ44の第1電極44Aは、半導体発光素子32に対してスイッチング素子43寄りにずれて配置されている。図示された例においては、各コンデンサ44の第1電極44Aは、半導体発光素子32のz方向の中央(第1基板31のz方向の中央)よりもスイッチング素子43寄りにずれて配置されている。
 また、スイッチング素子43のx方向の両側に分散して配置されたコンデンサ44は、y方向から視て、半導体発光素子32およびスイッチング素子43に対して対称的に配置されている。これにより、スイッチング素子43のx方向の一方側に配置された2つのコンデンサ44からスイッチング素子43を経て半導体発光素子32に電流が流れるループ状の第1配線経路と、スイッチング素子43のx方向の他方側に配置された2つのコンデンサ44からスイッチング素子43を経て半導体発光素子32に電流が流れるループ状の第2配線経路とが半導体発光素子32およびスイッチング素子43に対して対称的に形成されている。
 [半導体発光装置の回路構成]
 以上のとおり説明した構成の半導体発光装置10の回路構成について、図11を用いて説明する。図11は、半導体発光装置10が用いられたレーザシステムLSの回路構成を示している。図11に示すように、レーザシステムLSは、半導体発光装置10、駆動電源DV、抵抗素子R、ダイオードD、およびドライバ回路PMを備える。
 駆動電源DVは、正極および負極を有する直流電源であって、半導体発光装置10に電力を供給する。抵抗素子Rは、駆動電源DVの正極と半導体発光装置10との間に設けられている。ダイオードDは、半導体発光素子32と逆並列に接続されており、半導体発光素子32への電流の逆流を防止する。ダイオードDとしては、たとえばショットキーバリアダイオードが用いられる。ドライバ回路PMは、スイッチング素子43のオンオフを制御する制御信号をスイッチング素子43のゲート電極43Gに出力する。ドライバ回路PMは、たとえばパルス状の信号を生成する矩形波発振回路と、矩形波発振回路と半導体発光装置10との間に設けられたゲートドライバIC(Integrated Circuit)とを含んでいる。ゲートドライバICは、矩形波発振回路からの信号に基づいてスイッチング素子43の制御信号を生成する。
 半導体発光素子32とスイッチング素子43とは直列に接続されている。より詳細には、半導体発光素子32のアノード電極36とスイッチング素子43のソース電極43Sとが電気的に接続されている。スイッチング素子43のドレイン電極43Dは、表面側配線45s(図8参照)と電気的に接続されている。半導体発光素子32のカソード電極37は、ヒートシンク22と電気的に接続されている。
 コンデンサ44は、半導体発光素子32およびスイッチング素子43の直列体と並列に接続されている。より詳細には、コンデンサ44の第1電極44Aが半導体発光素子32のカソード電極37と電気的に接続されており、コンデンサ44の第2電極44Bがスイッチング素子43のドレイン電極43Dと電気的に接続されている。
 スイッチング素子43のドレイン電極43Dは、表面側配線45sと電気的に接続されている。ダイオードDのアノード電極はたとえばリードピン23Dを介してヒートシンク22(図6参照)に電気的に接続されており、ダイオードDのカソード電極はリードピン23AおよびワイヤW2を介してソース電極43Sに電気的に接続されている。これにより、ヒートシンク22は、半導体発光素子32のカソード電極37と電気的に接続されている。スイッチング素子43のソース電極43Sは、ワイヤW1によって半導体発光素子32のアノード電極36と電気的に接続されている。このため、ダイオードDは、半導体発光素子32に対して逆並列に接続されている。
 スイッチング素子43のゲート電極43Gは、リードピン23Bと電気的に接続されている。ドライバ回路PMは、リードピン23Bに電気的に接続されている。このため、ドライバ回路PMは、スイッチング素子43のゲート電極43Gに電気的に接続されている。また、ドライバ回路PMおよび駆動電源DVの負極のそれぞれは、グランドに接続されている。
 このような構成のレーザシステムLSでは、次のように動作する。すなわち、ドライバ回路PMの制御信号によってスイッチング素子43がオフ状態にされると、駆動電源DVによってコンデンサ44が蓄電される。そしてドライバ回路PMの制御信号によってスイッチング素子43がオン状態にされると、コンデンサ44が放電することによって半導体発光素子32に電流が流れる。これにより、半導体発光素子32はパルスレーザ光を出射する。
 [半導体発光ユニット]
 図12~図14を参照して、半導体発光装置10の適用例としての半導体発光ユニット100の構成について説明する。
 図12は、半導体発光ユニット100において半導体発光素子32の出射方向とは反対側から視た斜視構造を示している。図13は、図12の半導体発光ユニット100の側面構造を示している。図14は、図13の半導体発光装置10およびその周辺を拡大した側面構造を示している。半導体発光ユニット100の半導体発光装置10は、第1~第6実施形態のいずれかの半導体発光装置10を用いることができる。
 図12に示すように、半導体発光ユニット100は、半導体発光装置10と、半導体発光装置10を放熱する放熱体110と、を備える。半導体発光ユニット100は、半導体発光装置10と電気的に接続された回路基板120をさらに備える。
 放熱体110は、放熱基部130と、放熱基部130から立設するキャップカバー部140と、を含む。放熱体110は、たとえばステンレス、Fe、Al、およびCuのいずれかを含む材料によって形成されている。
 放熱基部130とキャップカバー部140とは、個別に形成された後、溶接等によって互いに接合されている。このため、放熱基部130を構成する材料と、キャップカバー部140を構成する材料とが互いに異なっていてもよい。なお、放熱基部130とキャップカバー部140とは、単一部材として形成されていてもよい。
 放熱基部130は、y方向が厚さ方向となる板状に形成されている。放熱基部130は、半導体発光装置10に対して十分に大きい体積を有する。y方向から視て、放熱基部130は、z方向が短手方向となり、x方向が長手方向となる矩形状である。放熱基部130は、基部表面131と、基部表面131とは反対側の基部裏面132と、基部表面131と基部裏面132とを繋ぐ4つの基部側面133~136と、を有する。
 基部側面133および基部側面134は、x方向において互いに離隔して配置されている。基部側面133および基部側面134の各々は、yz平面に沿って延びる平坦面である。基部側面135および基部側面136は、z方向において互いに離隔して配置されている。基部側面135および基部側面136の各々は、xy平面に沿って延びる平坦面である。
 キャップカバー部140は、放熱基部130の基部表面131からy方向に延びている。つまり、基部表面131は、キャップカバー部140が立設された面である。キャップカバー部140は、z方向が厚さ方向となる平板状に形成されている。キャップカバー部140のx方向の大きさは、放熱基部130のx方向の大きさよりも小さい。キャップカバー部140は、z方向において互いに反対側を向く第1カバー面141および第2カバー面142を有する。第1カバー面141は基部側面135と同じ側を向き、第2カバー面142は基部側面136と同じ側を向いている。図13に示すとおり、本実施形態では、第1カバー面141は基部側面135と面一となる。
 図14に示すように、キャップカバー部140は、その厚さ方向(z方向)に貫通する貫通孔143を有する。z方向から視て、貫通孔143は円形である。貫通孔143の内径は、半導体発光装置10のキャップ50の外径と等しい。
 図12および図13に示すように、回路基板120は、放熱基部130の基部表面131上に配置されている。回路基板120は、放熱基部130の基部表面131に対して、放熱基部130の厚さ方向(y方向)において基部裏面132とは反対側に離隔して配置されている。図示された例においては、回路基板120と基部表面131とのy方向の間には、空隙が形成されている。回路基板120は、y方向が厚さ方向となる平板状に形成されている。回路基板120は、z方向において基部側面136よりも基部側面135寄りに配置されている。本実施形態では、回路基板120は、キャップカバー部140と隣り合う位置に配置されている。回路基板120は、放熱基部130の基部表面131に対して平行に配置されている。図12に示すように、回路基板120のx方向の大きさは、キャップカバー部140のx方向の大きさよりも大きい。
 回路基板120には、たとえば図11に示すレーザシステムLSのダイオードD、抵抗素子R、およびドライバ回路PMの少なくとも1つが実装されていてもよい。本実施形態では、回路基板120には、ダイオードD、抵抗素子R、およびドライバ回路PMの各々が実装されている。
 次に、放熱体110および回路基板120に対する半導体発光装置10の取付構造について説明する。
 図14に示すように、半導体発光装置10は、キャップカバー部140に取り付けられている。より詳細には、キャップカバー部140は、半導体発光装置10のキャップ50の側面(筒部51の外周面)と熱伝達可能に接続されている。本実施形態では、キャップカバー部140がキャップ50の側面と熱伝達可能に接続する構成として、キャップ50は、キャップカバー部140の貫通孔143に第2カバー面142側から圧入されている。
 なお、キャップカバー部140がキャップ50の側面と熱伝達可能に接続する構成として、キャップ50は、貫通孔143に隙間嵌めされていてもよい。つまり、キャップ50の側面からの熱がキャップカバー部140に伝達される範囲において、キャップ50は、貫通孔143に挿入されていてもよい。
 キャップ50の側面は、開口部53が放熱基部130の厚さ方向(y方向)と交差する方向を向いた状態でキャップカバー部140と熱伝達可能に接続されている。一例では、キャップ50の側面は、開口部53が放熱基部130の厚さ方向(y方向)と直交する方向を向いた状態でキャップカバー部140と熱伝達可能に接続されている。より詳細には、キャップ50が貫通孔143に圧入された状態において、キャップ50は、その天板部52がz方向を向いている。つまり、天板部52に形成された開口部53がz方向に向けて開口している。このように、半導体発光ユニット100では、キャップ50の開口部53(図1参照)が側方(z方向)を向いた状態となるように構成されている。このため、半導体発光素子32は、z方向に向けて光を出射する。
 本実施形態では、貫通孔143を構成する内面は、キャップ50の側面の全周にわたり熱伝達可能に接続されている。より詳細には、貫通孔143を構成する内面は、キャップ50の側面の全周にわたり覆っている。つまり、キャップ50は、その側面の全周が貫通孔143を構成する内面に対して圧入されている。このため、キャップ50の側面は、その全周にわたり貫通孔143を構成する内面に接している。
 半導体発光装置10は、その厚さ方向が放熱基部130の厚さ方向と交差するようにキャップカバー部140に取り付けられている。一例では、半導体発光装置10は、その厚さ方向が放熱基部130の厚さ方向と直交するようにキャップカバー部140に取り付けられている。
 キャップ50が貫通孔143に圧入された状態において、ベース21はキャップカバー部140に接している。本実施形態では、ベース21のベース表面21sのうちキャップ50から露出した部分の全面がキャップカバー部140の第2カバー面142と接している。このように、本実施形態では、半導体発光装置10がキャップカバー部140に取り付けられることによって、キャップ50の側面がキャップカバー部140と熱伝達可能に接続されるとともにベース21がキャップカバー部140と熱伝達可能に接続されている。
 キャップカバー部140の厚さTCCは、キャップ50の高さ寸法HCPよりも厚い。このため、キャップ50の天板部52は、キャップカバー部140の第1カバー面141に対して第2カバー面142寄りに配置されている。ここで、キャップカバー部140の厚さTCCは、第1カバー面141と第2カバー面142とのz方向の間の距離によって定義できる。キャップ50の高さ寸法HCPは、ベース21のベース表面21sとキャップ50の天板部52とのz方向の間の距離によって定義できる。
 キャップカバー部140には、開口カバー部材150が取り付けられていてもよい。開口カバー部材150は、キャップカバー部140の第1カバー面141に接着材等によって接合されている。開口カバー部材150は、貫通孔143を覆っている。
 開口カバー部材150は、有底円筒状に形成されている。開口カバー部材150の底部151は、第1カバー面141から離れた位置に設けられている。この底部151には、開口152が形成されている。開口152は、z方向から視て、貫通孔143と重なる位置に形成されている。
 開口カバー部材150内には、1または複数のレンズを収容することができる。これにより、半導体発光装置10からの光は、貫通孔143および開口カバー部材150内のレンズを透過して、開口152からz方向に出射する。
 図14に示すように、キャップ50が貫通孔143に圧入された状態において、半導体発光装置10の複数本のリードピン23A~23Dは、回路基板120に実装されている。リードピン23A~23Dは、回路基板120のうちキャップカバー部140とz方向に隣り合う端部に実装されている。リードピン23A~23Dの各々は、屈曲することによって回路基板120に対してy方向に挿入されている。リードピン23A~23Dの各々のうち回路基板120に挿入された部分は、はんだペースト等の導電性接合部材によって回路基板120に接合されている。このように、リードピン23A~23Dの端子部29A~29Dの各々は、ベース21からz方向に延びる第1部分と、y方向に延びるとともに回路基板120に実装される第2部分と、第1部分と第2部分との間に形成された屈曲部と、を含む。
 なお、キャップカバー部140の厚さTCCとキャップ50の高さ寸法HCPとの関係は任意に変更可能である。一例では、キャップカバー部140の厚さTCCとキャップ50の高さ寸法HCPとは互いに等しくてもよい。また、キャップカバー部140の厚さTCCは、キャップ50の高さ寸法HCPよりも薄くてもよい。キャップカバー部140の厚さTCCは、キャップ50の高さ寸法HCPよりも薄い場合、キャップ50の天板部52は、キャップカバー部140の第1カバー面141から突出している。
 回路基板120は、z方向から視て、ベース21と重なる位置に配置されている。回路基板120は、ベース21のy方向の中心よりも放熱基部130寄りの位置に配置されている。
 [作用]
 本実施形態の半導体発光装置10の作用と半導体発光ユニット100の作用の双方について説明する。
 (半導体発光ユニットの作用)
 まず、図15~図21を参照して、半導体発光ユニット100の作用について説明する。図15は、比較例の半導体発光ユニット100Xの斜視構造を示している。
 図15に示すように、比較例の半導体発光ユニット100Xは、回路基板120の厚さ方向が光の放射方向と同じとなるように回路基板120に実装されている。このため、比較例の半導体発光ユニット100Xにおいては、各リードピン23A~23Dが屈曲されることなく、回路基板120に形成されたスルーホール(図示略)に実装されている。なお、比較例の半導体発光ユニット100Xは、図16に示す比較例の半導体発光装置10Xを備える。
 図16は、比較例の半導体発光装置10Xの内部構造の一例を示している。比較例の半導体発光装置10Xは、本実施形態の半導体発光装置10と比較して、第1基板31が省略されかつ第2基板41に半導体発光素子32が実装されている点と、ヒートシンク22から段差部25が省略された点とが主に異なる。なお、説明を簡便化するために、比較例の半導体発光装置10Xのうち本実施形態の半導体発光装置10と共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
 比較例の半導体発光装置10Xにおけるヒートシンク22Xは、本実施形態の半導体発光装置10のヒートシンク22(図2参照)と比較して、段差部25(突出部26)を有していない点が主に異なる。ヒートシンク22Xは、取付面24Xを有する。ヒートシンク22Xが段差部25を有していないため、取付面24Xはxz平面に沿った平坦面となる。取付面24Xには、第2基板41が導電性接合材によって接合されている。第2基板41の第2基板表面41sには、半導体発光素子32、スイッチング素子43、および4つのコンデンサ44が実装されている。半導体発光素子32は、スイッチング素子43よりもヒートシンク22の先端面22a寄りに配置されている。z方向から視て、半導体発光素子32は、スイッチング素子43と重なる位置に配置されている。4つのコンデンサ44は、第1実施形態の半導体発光装置10と同様に、スイッチング素子43に対してx方向に2つずつ分散して配置されている。
 図示していないが、第2基板41は、第1表面側配線および第2表面側配線を含む。第1表面側配線および第2表面側配線は、z方向において互いに離隔して配置されている。第1表面側配線は、第2表面側配線に対してヒートシンク22の先端面22a寄りに配置されている。第1表面側配線上には、半導体発光素子32および各コンデンサ44の第1電極44Aが実装されている。このため、半導体発光素子32のカソード電極37(図8参照)と各コンデンサ44の第1電極44Aとは、第1表面側配線を介して電気的に接続されている。第2表面側配線上には、スイッチング素子43および各コンデンサ44の第2電極44Bが実装されている。このため、スイッチング素子43のドレイン電極43D(図8参照)と各コンデンサ44の第2電極44Bとは、第2表面側配線を介して電気的に接続されている。
 図17は、スイッチング素子43を駆動する制御信号の周波数、つまりスイッチング素子43のスイッチング周波数を10kHz、50kHz、100kHz、および200kHzと変更した場合の比較例の半導体発光ユニット100Xの熱伝達係数と半導体発光素子32の温度との関係を示している。
 図18は、スイッチング素子43のスイッチング周波数を10kHz、50kHz、100kHz、および200kHzと変更した場合の本実施形態の半導体発光ユニット100の熱伝達係数と半導体発光素子32の温度との関係を示している。
 図17および図18では、スイッチング素子43のスイッチング周波数が10kHzのグラフを二点鎖線で示し、50kHzのグラフを一点鎖線で示し、100kHzのグラフを破線で示し、200kHzのグラフを実線で示している。
 図17および図18のグラフでは、自然空冷を行った場合と、強制空冷を行った場合と、水冷を行った場合とについての熱伝導解析結果を示している。自然空冷における熱伝達係数の範囲はたとえば5W/m/K以上50W/m/K以下の範囲であり、強制空冷における熱伝達係数の範囲はたとえば100W/m/K以上500W/m/Kの範囲であり、水冷の熱伝達係数はたとえば1000W/m/Kである。なお、これら熱伝導解析では、スイッチング素子43をオンする制御信号のパルス幅を2nSとし、半導体発光装置10のピーク光出力(本実施形態では半導体発光素子32の4つの発光部32Aの光出力の合計)を500Wとしている。
 図17および図18に示すように、比較例の半導体発光ユニット100Xおよび本実施形態の半導体発光ユニット100の双方は、スイッチング素子43のスイッチング周波数が10kHz、50kHz、100kHz、および200kHzの順に高くなるにつれて同一の熱伝達係数における半導体発光素子32の温度が高くなる。また、比較例の半導体発光ユニット100Xおよび本実施形態の半導体発光ユニット100の双方は、熱伝達係数が小さくなるにつれて半導体発光素子32の温度が高くなる。熱伝達係数の減少量に対する半導体発光素子32の温度の上昇量は、スイッチング素子43のスイッチング周波数が10kHz、50kHz、100kHz、および200kHzの順に大きくなる。
 図17に示すように、比較例の半導体発光ユニット100Xでは、自然空冷においてスイッチング素子43のスイッチング周波数を50kHz、100kHz、および200kHzとした場合、半導体発光素子32の温度が100℃を超えてしまう。このため、半導体発光素子32の耐熱温度によっては、比較例の半導体発光ユニット100Xでは、自然空冷においてスイッチング素子43のスイッチング周波数を50kHz以上とすることを許容できないおそれがある。これは、比較例の半導体発光装置10Xの放熱経路がリードピン23A~23Dから回路基板120に伝熱する経路が主であるので、比較例の半導体発光装置10Xが放熱しにくいためと考えられる。
 一方、図18に示すように、本実施形態の半導体発光ユニット100では、自然空冷においてスイッチング素子43のスイッチング周波数を200kHzとした場合であっても半導体発光素子32の温度が60℃未満(50℃程度)となる。このため、本実施形態の半導体発光ユニット100では、自然空冷においてスイッチング素子43のスイッチング周波数を200kHzすることを許容できる。このように、本実施形態の半導体発光ユニット100は、比較例の半導体発光ユニット100Xよりも放熱性能が高くなっている。これは、放熱体110のキャップカバー部140が半導体発光装置10のキャップ50およびベース21に接しているので、キャップ50およびベース21からキャップカバー部140に半導体発光装置10の熱が伝わるためと考えられる。つまり、本実施形態の半導体発光ユニット100は、比較例の半導体発光ユニット100Xよりも放熱経路が多いため、半導体発光素子32が放熱しやすいと考えられる。さらに、第1基板31の熱伝導率が第2基板41の熱伝導率よりも高いので、半導体発光素子32の熱が第1基板31からヒートシンク22に伝わりやすいためと考えられる。したがって、本実施形態の半導体発光ユニット100は、比較例の半導体発光ユニット100Xよりもスイッチング素子43のスイッチング周波数を高くすることができる。
 図19は、放熱体110を構成する材料を変更した場合の本実施形態の半導体発光ユニット100の熱伝達係数と半導体発光素子32の温度との関係を示している。図19では、放熱体110を構成する材料として、Cu、Al、Fe、およびステンレスが用いられている。なお、Cuの熱伝導率は402W/mKであり、Alの熱伝導率は237W/mKであり、Feの熱伝導率は80.3W/mKであり、ステンレスの熱伝導率は15W/mKである。図19では、放熱体110の放熱基部130のx方向の寸法が100mm、z方向の寸法が100mm、y方向の寸法(厚さ寸法)が10mmのものが用いられている。なお、図19において、二点鎖線のグラフは放熱体110を構成する材料がCuの場合であり、一点鎖線のグラフは放熱体110を構成する材料がAlの場合であり、破線のグラフは放熱体110を構成する材料がFeの場合であり、実線のグラフは放熱体110を構成する材料がステンレスの場合である。
 図19のグラフでは、自然空冷を行った場合と、強制空冷を行った場合と、水冷を行った場合とについての熱伝導解析結果を示している。自然空冷、強制空冷、および水冷の熱伝達係数の範囲は図17および図18のグラフと同様である。なお、これら熱伝導解析では、スイッチング素子43をオンする制御信号のパルス幅を2nSとし、半導体発光素子32のピーク光出力を500Wとしている。
 図19に示すように、熱伝達係数が小さくなるにつれて放熱体110を構成する材料の種類に応じた半導体発光素子32の温度のばらつきが大きくなる。換言すると、水冷、強制空冷、および自然空冷の順に放熱体110を構成する材料の種類に応じた半導体発光素子32の温度のばらつきが大きくなる。自然空冷においては、熱伝導率が最も高いCuと最も低いステンレスとの間で、半導体発光素子32に対して最大約30℃の温度差が生じる。一方、水冷においては、Cu,Al、Fe、およびステンレスは概ね40℃であるため、熱伝導率が最も高いCuと最も低いステンレスとの間で、半導体発光素子32の温度差はほとんど生じない。また、Cu、Al、およびFeは、半導体発光素子32の温度が大きくばらついていない。自然空冷においてFeが約70℃であるため、自然空冷であればCu、Al、およびFeのいずれかを放熱体110を構成する材料として用いることができる。強制空冷および水冷においては、ステンレスも放熱体110を構成する材料として用いることができる。
 図20は、放熱体110(放熱基部130)の体積と半導体発光素子32の温度との関係を示している。図20では、放熱体110を構成する材料としてAlが用いられている。また、図20では、熱伝達係数を5W/m/K、10W/m/K、100W/m/K、および1000W/m/Kに変更した場合であって、放熱体110の体積を変更した場合の半導体発光素子32の温度を示している。ここで、熱伝達係数が5W/m/Kおよび10W/m/Kでは自然空冷の場合に相当し、熱伝達係数が100W/m/Kでは強制空冷の場合に相当し、熱伝達係数が1000W/m/Kでは水冷の場合に相当する。なお、図20のグラフにおいて、二点鎖線のグラフは熱伝達係数が1000W/m/Kの場合であり、一点鎖線のグラフは熱伝達係数が100W/m/Kの場合であり、破線のグラフは熱伝達係数が10W/m/Kの場合であり、実線のグラフは熱伝達係数が5W/m/Kの場合である。
 図20に示すように、熱伝達係数が100W/m/Kおよび1000W/m/Kの場合、すなわち強制空冷および水冷の場合、放熱体110(放熱基部130)の体積の変化に対して半導体発光素子32の温度がほとんど変化しない。一方、熱伝達係数が5W/m/Kおよび10W/m/Kの場合、すなわち自然空冷の場合、放熱体110(放熱基部130)の体積の変化に対して半導体発光素子32の温度が大きく変化する。図20においては、放熱体110(放熱基部130)の体積が30000mm未満の範囲では体積が小さくなるにつれて半導体発光素子32の温度が急激に高くなる。一方、放熱体110(放熱基部130)の体積が30000mm以上の範囲では体積が小さくなるにつれて半導体発光素子32の温度が緩やかに高くなる。このように、自然空冷の場合、放熱体110(放熱基部130)の体積が30000mm以上であることが好ましい。また、図19および図20に示す結果に基づいて、熱伝導率がたとえば50W/mK以上であれば、放熱体110(放熱基部130)の体積が30000mm未満の範囲であっても半導体発光素子32の温度を100℃以下とすることができると考えられる。
 (半導体発光装置の作用)
 次に、図18および図21を参照して、半導体発光装置10の作用について説明する。
 図21は、比較例の半導体発光装置10Xが半導体発光ユニット100に適用された場合の熱伝導解析結果を示している。本実施形態の半導体発光装置10が半導体発光ユニット100に適用された場合の熱伝導解析結果は、上述のとおり図18に示されている。図21は、図18と同様に、スイッチング素子43のスイッチング周波数を10kHz、50kHz、100kHz、および200kHzと変更した場合の熱伝達係数と半導体発光素子32の温度との関係を示している。
 図21では、図18と同様に、スイッチング素子43のスイッチング周波数が10kHzのグラフを二点鎖線で示し、50kHzのグラフを一点鎖線で示し、100kHzのグラフを破線で示し、200kHzのグラフを実線で示している。また、図21のグラフでは、自然空冷を行った場合と、強制空冷を行った場合と、水冷を行った場合とについての熱伝導解析結果を示している。自然空冷、強制空冷、および水冷の熱伝達係数の範囲は図18と同様である。なお、これら熱伝導解析では、スイッチング素子43をオンする制御信号のパルス幅を2nS(2ナノ秒)とし、半導体発光素子32のピーク光出力を500Wとしている。
 図18および図21に示すように、スイッチング素子43のスイッチング周波数が10kHzの場合の半導体発光素子32の温度は、比較例の半導体発光装置10Xおよび本実施形態の半導体発光装置10で殆ど変わらない。スイッチング素子43のスイッチング周波数が50kHz、100kHz、および200kHzと高くなるにつれて、比較例の半導体発光装置10Xに対して本実施形態の半導体発光装置10における半導体発光素子32の温度が低くなる度合が高くなる。
 特に、自然空冷においてスイッチング素子43のスイッチング周波数を200kHzとした場合、比較例の半導体発光装置10Xでは半導体発光素子32の温度が90℃程度であるのに対し、本実施形態の半導体発光装置10では半導体発光素子32の温度が60℃未満(50℃程度)となる。このように、自然空冷においてスイッチング素子43のスイッチング周波数を200kHzとした場合、比較例の半導体発光装置10Xに対して本実施形態の半導体発光装置10では、半導体発光素子32の温度が40℃近く低くなる。このように、本実施形態の半導体発光装置10は、比較例の半導体発光装置10Xよりも放熱性能が高くなっている。これは、第1基板31の熱伝導率が第2基板41の熱伝導率よりも高いので、半導体発光素子32の熱が第1基板31からヒートシンク22に伝わりやすいためと考えられる。したがって、本実施形態の半導体発光装置10は、比較例の半導体発光装置10Xよりもスイッチング素子43のスイッチング周波数を高くすることができる。
 [効果]
 本実施形態の半導体発光装置10および半導体発光ユニット100によれば、以下の効果が得られる。
 (1-1)半導体発光装置10は、ベース21と、ベース21上に立設した導電性のヒートシンク22と、ヒートシンク22において互いに離隔するように取り付けられた第1基板31および第2基板41と、第1基板31に実装された半導体発光素子32と、第2基板41に実装され、半導体発光素子32を駆動させる駆動回路素子42と、を備える。
 この構成によれば、半導体発光素子32が実装された第1基板31と、駆動回路素子42が実装された第2基板41とが互いに離隔するようにヒートシンク22に取り付けられているため、半導体発光素子32の熱が第1基板31を介してヒートシンク22に伝わる。つまり、半導体発光素子32の熱は、第2基板41に伝わりにくくなる。したがって、半導体発光素子32の熱が駆動回路素子42に影響を与えることを抑制できる。
 (1-2)第1基板31の熱伝達率は、第2基板41の熱伝達率よりも高い。
 この構成によれば、半導体発光素子32の熱が第1基板31を介してヒートシンク22に伝わりやすくなる。したがって、半導体発光装置10の放熱性能の向上を図ることができる。
 (1-3)第1基板31の線膨張係数と半導体発光素子32の線膨張係数との差は、ヒートシンク22の線膨張係数と半導体発光素子32の線膨張係数との差よりも小さい。
 この構成によれば、第1基板31と半導体発光素子32との線膨張係数の差に起因して半導体発光素子32に加わる力を低減できる。したがって、温度変化に起因して半導体発光素子32の電気的特性に影響を与えることを低減できる。
 (1-4)第1基板31は、窒化アルミニウム、アルミナ、銅-タングステン合金、銅-窒化アルミニウム-銅、銅-ダイアモンド合金、銀-ダイアモンド合金のいずれかによって形成されている。
 この構成によれば、半導体発光素子32の熱が第1基板31を介してヒートシンク22に伝わりやすくなることと、第1基板31と半導体発光素子32との線膨張係数の差に起因する半導体発光素子32に加わる力を低減できることとの両立を図ることができる。
 (1-5)ヒートシンク22は、第2基板41が取り付けられた第2取付面24Bと、第2取付面24Bよりもヒートシンク22の先端側に取り付けられ、第1基板31が取り付けられる第1取付面24Aと、を含む。第1取付面24Aは、第2取付面24Bに対してヒートシンク22の立設方向(z方向)と直交する厚さ方向(y方向)に突出している。
 この構成によれば、ヒートシンク22の第1取付面24Aのy方向の位置と第2基板41の第2基板表面41sのy方向の位置とのずれを低減することができる。このため、たとえば第1取付面24Aと第2基板41とのz方向の間を跨ぐように配置された部品が第1取付面24Aと第2基板表面41sとの双方に取り付けられる場合、ヒートシンク22の第1取付面24Aのy方向の位置と第2基板41の第2基板表面41sのy方向の位置とのずれを考慮した配置が必要なくなるため、部品を容易に配置することができる。
 (1-6)駆動回路素子42は、第1電極44Aおよび第2電極44Bを有するコンデンサ44を含む。コンデンサ44の第1電極44Aはヒートシンク22の第1取付面24Aに実装され、コンデンサ44の第2電極44Bは第2基板41に実装されている。
 この構成によれば、コンデンサ44の第1電極44Aがヒートシンク22の第1取付面24Aに実装されているため、第1電極44Aは、第1取付面24Aおよび第1基板31を介して半導体発光素子32と電気的に接続されている。このため、コンデンサ44の第1電極44Aが第2基板41に実装される場合と比較して、第1電極44Aと半導体発光素子32との間の導電経路を短くすることができる。
 (1-7)第2基板41は、駆動回路素子42が実装された第2基板表面41sを含む。y方向において、第1取付面24Aと第2基板表面41sとが同じ位置となる。
 この構成によれば、第1取付面24Aと第2基板表面41sとのz方向の間を跨るように配置されたコンデンサ44が、x方向から視てz方向に対してy方向に大きく傾くことなく、第1取付面24Aと第2基板表面41sとに実装できる。したがって、ヒートシンク22の第1取付面24Aのy方向の位置と第2基板41の第2基板表面41sのy方向の位置とのずれを考慮した配置が必要なくなるため、コンデンサ44を第1取付面24Aおよび第2基板表面41sに容易に実装できる。
 (1-8)第1取付面24Aは、発光ユニット30が実装される第1領域と、コンデンサ44が実装される第2領域とが面一となる平坦面として構成されている。
 この構成によれば、第1領域と第2領域との間に段差が形成される構成と比較して、コンデンサ44の第1電極44Aと半導体発光素子32のカソード電極37との間の導電経路を短くすることができる。
 (1-9)半導体発光素子32は、複数の発光部32Aを有する。
 この構成によれば、複数の発光部32Aを有するため、半導体発光素子32の光強度を高めることができる。
 一方、半導体発光素子32の光強度を高くすると、半導体発光素子32の発熱量が多くなる。つまり、半導体発光素子32の温度が高くなりやすい。この点、本実施形態の半導体発光装置10は、半導体発光素子32が実装された第1基板31を備えるため、半導体発光素子32の熱が第2基板41に伝わりにくくなる。したがって、半導体発光素子32の光強度を高くすることと、半導体発光素子32の熱が駆動回路素子42に影響を与えることを抑制することとの両立を図ることができる。加えて、第1基板31が第2基板41よりも放熱性に優れた基板を用いることによって、半導体発光素子32の熱が第1基板31を介してヒートシンク22に伝わりやすくなる。したがって、半導体発光素子32の温度が過度に高くなることを抑制できる。
 (1-10)x方向から視て、コンデンサ44の第1電極44Aは、第1基板31(半導体発光素子32)と重なる位置に配置されている。
 この構成によれば、コンデンサ44の第1電極44Aが第1基板31(半導体発光素子32)に対してz方向にずれた位置に配置された構成と比較して、第1電極44Aと第1基板31(半導体発光素子32)との間の導電経路を短くすることができる。
 (1-11)半導体発光素子32は、アノード電極36およびカソード電極37を含む。第1基板31は、カソード電極37とヒートシンク22とを電気的に接続するスルーホール34を含む。
 この構成によれば、スルーホール34によって半導体発光素子32とヒートシンク22とを電気的に接続するとともに、半導体発光素子32の熱をヒートシンク22に効率よく伝えることができる。
 (1-12)スルーホール34は、第1基板31のうち半導体発光素子32と重なる位置に設けられている。
 この構成によれば、半導体発光素子32とヒートシンク22との間の導電経路を短くすることができる。
 (1-13)第1基板31は、スルーホール34内に設けられた放熱材35を含む。
 この構成によれば、半導体発光素子32の熱をヒートシンク22にさらに効率よく伝えることができる。
 (1-14)半導体発光ユニット100は、半導体発光装置10と、半導体発光装置10が取り付けられる放熱体110と、を備える。半導体発光装置10は、半導体発光素子32および駆動回路素子42と、一方向に開口した開口部53と、一方向と交差する方向を向く側面(筒部52の外周面)とを有し、半導体発光素子32および駆動回路素子42を覆うキャップ50と、を備える。放熱体110は、板状の放熱基部130と、放熱基部130から立設し、キャップ50の開口部53が放熱基部130の厚さ方向(y方向)と交差する方向(z方向)を向いた状態でキャップ50の側面と熱伝達可能に接続されたキャップカバー部140と、を含む。
 この構成によれば、半導体発光素子32の熱は、キャップ50の側面(筒部52の外周面)を介してキャップカバー部140に伝わる。このため、キャップ50の側面と熱伝達可能に接続されたキャップカバー部140を備えていない半導体発光ユニットと比較して、放熱性能を向上させることができる。したがって、たとえばスイッチング素子43が高周波で駆動することに起因して半導体発光素子32の温度が過度に上昇することを抑制できる。
 (1-15)キャップカバー部140がキャップ50の側面と熱伝達可能に接続する構成として、キャップカバー部140は、キャップ50が圧入される貫通孔143を含む。
 この構成によれば、半導体発光素子32の熱がキャップ50からキャップカバー部140に効率よく伝わる。このため、たとえばスイッチング素子43が高周波で駆動することに起因して半導体発光素子32の温度が過度に上昇することをさらに抑制できる。
 (1-16)貫通孔143を構成する内面は、キャップ50の側面と全周にわたり熱伝達可能に接続されている。
 この構成によれば、キャップカバー部140がキャップ50の側面の全周にわたりキャップ50からの熱を伝達可能となるため、半導体発光素子32の熱が効率よくキャップカバー部140に伝わる。このため、たとえばスイッチング素子43が高周波で駆動することに起因して半導体発光素子32の温度が過度に上昇することをさらに抑制できる。
 (1-17)キャップカバー部140は、ベース21と接している。
 この構成によれば、半導体発光素子32の熱がベース21からキャップカバー部140に伝わる。つまり、半導体発光素子32からキャップカバー部140への放熱経路が増える。このため、たとえばスイッチング素子43が高周波で駆動することに起因して半導体発光素子32の温度が過度に上昇することをさらに抑制できる。
 (1-18)キャップカバー部140は、キャップ50の高さ寸法HCPよりも厚い厚さTCCを有する。
 この構成によれば、キャップカバー部140がキャップ50の側面に対してキャップ50の高さ方向の全体にわたり覆うことができる。これにより、半導体発光素子32の熱がキャップ50からキャップカバー部140に伝達するための面積が大きくなるため、半導体発光素子32からキャップカバー部140に効率よく放熱することができる。したがって、たとえばスイッチング素子43が高周波で駆動することに起因して半導体発光素子32の温度が過度に上昇することをさらに抑制できる。
 (1-19)回路基板120は、キャップカバー部140と隣り合う位置に配置されている。半導体発光装置10の複数本のリードピン23A~23Dは、回路基板120のうちキャップカバー部140と隣り合う端部に実装されている。
 この構成によれば、半導体発光装置10のベース21と回路基板120とを接近させることができ、回路基板120のうちベース21の近くにリードピン23A~23Dを実装することができる。このため、リードピン23A~23Dの端子部29A~29Dの長さを短くすることができる。
 <第2実施形態>
 図22~図25を参照して、第2実施形態の半導体発光装置10について説明する。本実施形態の半導体発光装置10は、第1実施形態の半導体発光装置10と比較して、ヒートシンク22の構成と、第2基板41の構成と、コンデンサ44の実装態様とが主に異なる。以下の説明において、第1実施形態と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
 図22は、本実施形態の半導体発光装置10の内部の斜視構造を示している。理解を容易にするために、図22では、半導体発光装置10からキャップ50を省略している。キャップ50と、ワイヤW1~W4の接続構成とは第1実施形態と同様である。図23は、図22をy方向から視た第2基板41およびその周辺を拡大した正面構造を示している。図24は、第1基板31および第2基板41の正面構造を示している。図24では、理解を容易にするために、半導体発光素子32および駆動回路素子42を二点鎖線で示している。図25は、第1基板31および第2基板41の裏面構造を示している。図25では、便宜上、ヒートシンク22を二点鎖線で示している。
 図22に示すように、ヒートシンク22は、第1基板31および第2基板41の双方が取り付けられた取付面24を含む。取付面24は、xz平面に沿った平坦面である。このため、取付面24のうち第1基板31が取り付けられた領域と、取付面24のうち第2基板41が取り付けられた領域とは面一となる。
 本実施形態では、第2基板41は、z方向において取付面24のうち先端面22a寄りに取り付けられている。より詳細には、y方向から視て、第2基板41と先端面22aとのz方向の間の距離は、第2基板41とベース21のベース表面21sとのz方向の間の距離よりも小さい。
 図23に示すように、第2基板41は、z方向において互いに反対側を向く第2基板側面41a,41bを含む。第2基板側面41aは第2基板41のうち先端面22a寄りの基板側面であり、第2基板側面41bは第2基板41のうち先端面22aとは反対側の基板側面である。第2基板側面41a,41bは、xy平面に沿った平坦面である。第2基板側面41a,41bは、第2基材41Aの基材側面によって構成されている。
 第2基板41の端部には、この端部から凹む凹部49が形成されている。凹部49は、y方向から視て、先端面22aに向けて開口している。より詳細には、凹部49は、第2基板側面41aから第2基板側面41bに向けて凹んでいる。凹部49は、第2基板41のx方向の中央部に形成されている。凹部49によって領域RGが形成されている。領域RGは、凹部49を構成する第2基板41の3つの第2基板側面によって囲まれた領域である。図23に示すとおり、領域RGは、y方向から視て、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。
 図24に示すように、凹部49の深さHRは、第1基板31のz方向の大きさLZ以上である。第1基板31のz方向の大きさLZは、第1基板31の短手方向の大きさである。凹部49のx方向の大きさLRは、スイッチング素子43のx方向の大きさLSX(図23参照)以上である。ここで、凹部49の深さHRは領域RGの短手方向の長さに対応し、凹部49のx方向の大きさLRは領域RGの長手方向の長さに対応している。
 第2基板41は、第1表面側配線61および第2表面側配線62を有する。第1表面側配線61および第2表面側配線62は、第2基板41の第2基板表面41sに形成されている。第1表面側配線61および第2表面側配線62は、たとえば銅箔によって形成されている。
 第1表面側配線61は、凹部49よりも第2基板側面41b寄りに形成されている。第1表面側配線61は、y方向から視てx方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。第1表面側配線61は、第2基板41のうち凹部49よりも第2基板側面41b寄りの部分の大部分にわたり形成されている。
 第2表面側配線62は、第2基板41のうち凹部49のx方向の両側に分散して2つ形成されている。2つの第2表面側配線62は、第1表面側配線61よりも第2基板側面41a寄りに配置されている。2つの第2表面側配線62は、z方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離隔して配置されている。x方向から視て、各第2表面側配線62は、凹部49と重なる位置に配置されている。y方向から視て、各第2表面側配線62は、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。x方向から視て、各第2表面側配線62は、第1基板31と部分的に重なる位置に配置されている。本実施形態では、各第2表面側配線62は、第1基板31に対して先端面22aとは反対側にずれて配置されている。
 第2基板41は、複数(本実施形態では16個)の第1スルーホール63と、複数(本実施形態では6個)の第2スルーホール64と、を有する。各第1スルーホール63および各第2スルーホール64は、第2基板41をその厚さ方向(y方向)に貫通している。各第1スルーホール63および各第2スルーホール64は、導電材料によって形成されている。一例では、各第1スルーホール63および各第2スルーホール64は、Cuを含む材料によって形成されている。
 複数の第1スルーホール63は、第2基板41のうち凹部49よりも第2基板側面41b寄りかつx方向の中央に設けられている。本実施形態では、16個の第1スルーホール63は、x方向に4個およびz方向に4個の格子状に配置されている。各第1スルーホール63は、第1表面側配線61に電気的に接続されている。
 各第1スルーホール63の内部には、第1放熱材65が設けられている。より詳細には、第1放熱材65は、各第1スルーホール63の内部を埋めるように設けられている。第1放熱材65は、たとえば金属材料によって形成されている。一例では、第1放熱材65は、Cuを含む材料によって形成されている。つまり、第1放熱材65は、第1スルーホール63と同じ材料によって形成されていてもよい。
 複数の第2スルーホール64は、y方向から視て、第2表面側配線62と重なる位置に形成されている。複数の第2スルーホール64は、第2基板41のうち第1表面側配線61よりも第2基板側面41a寄りに形成されている。本実施形態では、第2スルーホール64は、凹部49のx方向の両側に3個ずつ配置されている。複数の第2スルーホール64は、z方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離隔して配列されている。各第2スルーホール64は、第2表面側配線62と電気的に接続されている。
 各第2スルーホール64の内部には、第2放熱材66が設けられている。より詳細には、第2放熱材66は、各第2スルーホール64の内部を埋めるように設けられている。第2放熱材66は、たとえば金属材料によって形成されている。一例では、第2放熱材66は、Cuを含む材料によって形成されている。つまり、第2放熱材66は、第2スルーホール64と同じ材料によって形成されていてもよい。
 なお、第1スルーホール63および第2スルーホール64の各々の個数は、任意に変更可能である。第1放熱材65および第2放熱材66を構成する材料は、任意に変更可能である。第1放熱材65は、第1スルーホール63とは異なる材料で形成されていてもよい。第2放熱材66は、第2スルーホール64とは異なる材料で形成されていてもよい。一例では、第1放熱材65および第2放熱材66の各々は、絶縁材料によって形成されていてもよい。
 第2基板41は、第1表面側配線61の一部および第2表面側配線62の一部を覆う表面側レジスト層67を有する。表面側レジスト層67は、絶縁材料によって形成されている。表面側レジスト層67は、スイッチング素子用開口部67aと、複数(本実施形態では2つ)の第1コンデンサ用開口部67bと、複数(本実施形態では2つ)の第2コンデンサ用開口部67cと、ワイヤ用開口部67dと、を有する。スイッチング素子用開口部67a、各第2コンデンサ用開口部67c、およびワイヤ用開口部67dは、表面側レジスト層67から第1表面側配線61を露出している。各第1コンデンサ用開口部67bは、表面側レジスト層67から第2表面側配線62を露出している。
 スイッチング素子用開口部67aは、z方向から視て、凹部49と重なる位置に形成されている。スイッチング素子用開口部67aは、各第1スルーホール63および各第1放熱材65を露出している。
 第2コンデンサ用開口部67cは、スイッチング素子用開口部67aのx方向の両側に分散して形成されている。2つの第2コンデンサ用開口部67cは、z方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離隔して形成されている。2つの第2コンデンサ用開口部67cは、x方向から視て、スイッチング素子用開口部67aと重なる位置に配置されている。
 ワイヤ用開口部67dは、第2コンデンサ用開口部67cよりも第2基板側面41b寄りに形成されている。ワイヤ用開口部67dは、スイッチング素子用開口部67aに対してx方向の一方側に配置されている。
 第1コンデンサ用開口部67bは、スイッチング素子用開口部67aよりも第2基板側面41a寄りに形成されている。第1コンデンサ用開口部67bは、凹部49のx方向の両側に分散して形成されている。2つの第1コンデンサ用開口部67bは、z方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離隔して形成されている。2つの第1コンデンサ用開口部67bは、対応する2つの第2コンデンサ用開口部67cに対してx方向において揃った位置に形成されている。
 スイッチング素子43は、スイッチング素子用開口部67a内に配置されている。より詳細には、スイッチング素子43は、スイッチング素子用開口部67aによって露出した第1表面側配線61に導電性接合材によって接合されている。これにより、スイッチング素子43のドレイン電極43D(図8参照)は、第1表面側配線61と電気的に接続されている。
 4つのコンデンサ44は、凹部49のx方向の両側に2つずつ分散して配置されている。コンデンサ44の第1電極44Aは、y方向から視て、第1コンデンサ用開口部67bと重なる位置に配置されている。第1電極44Aは、第1コンデンサ用開口部67bによって露出した第2表面側配線62と導電性接合材によって接合されている。第1電極44Aは、第2表面側配線62と電気的に接続されている。コンデンサ44の第2電極44Bは、y方向から視て、第2コンデンサ用開口部67cと重なる位置に配置されている。第2電極44Bは、第2コンデンサ用開口部67cによって露出した第1表面側配線61と導電性接合材によって接合されている。第2電極44Bは、第1表面側配線61と電気的に接続されている。第2電極44Bは、スイッチング素子43のドレイン電極43Dと電気的に接続されているともいえる。このように、各コンデンサ44の第1電極44Aおよび第2電極44Bの双方は、第2基板41に実装されている。
 なお、スイッチング素子43および4つのコンデンサ44の配置関係は、第1実施形態と同様であるといえる。また、本実施形態の半導体発光装置10の回路構成は、第1実施形態と同様である。
 図25に示すように、第2基板41は、2つの裏面側配線68と、第1裏面側レジスト層69Aおよび第2裏面側レジスト層69Bと、を有する。
 2つの裏面側配線68は、第2基板41のうち凹部49のx方向の両側に分散して形成されている。各裏面側配線68は、y方向から視て、裏面側配線68に対応する第2表面側配線62(図24参照)と重なる位置に配置されている。2つの裏面側配線68は、z方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離隔して配置されている。x方向から視て、裏面側配線68は、凹部49と重なる位置に配置されている。y方向から視て、裏面側配線68は、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。
 各裏面側配線68は、複数の第2スルーホール64と電気的に接続されている。このため、y方向から視て互いに重なる位置に配置された裏面側配線68と第2表面側配線62とは、複数の第2スルーホール64によって電気的に接続されている。
 第1裏面側レジスト層69Aは、凹部49よりも第2基板側面41b寄りに形成されている。第1裏面側レジスト層69Aは、y方向から視てx方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。第1裏面側レジスト層69Aは、第2基板41のうち凹部49よりも第2基板側面41b寄りの部分の大部分にわたり形成されている。第1裏面側レジスト層69Aは、y方向から視て、第1表面側配線61と重なる位置に配置されている。このため、第1裏面側レジスト層69Aは、複数の第1スルーホール63および複数の第1放熱材65を覆っている。
 第2裏面側レジスト層69Bは、2つの裏面側配線68の各々を覆うように2つ設けられている。第2裏面側レジスト層69Bは、開口部69BAを有する。開口部69BAは、裏面側配線68、第2スルーホール64、および第2放熱材66を露出している。これにより、第2基板41がヒートシンク22に取り付けられた状態において、裏面側配線68は、導電性接合材を介してヒートシンク22と電気的に接続されている。つまり、第2表面側配線62は、裏面側配線68および第2スルーホール64を介してヒートシンク22と電気的に接続されている。このため、図24のコンデンサ44の第1電極44Aは、ヒートシンク22に電気的に接続されている。したがって、第1電極44Aは、第2スルーホール64、裏面側配線68、および第1基板31を介して半導体発光素子32に電気的に接続されているといえる。このように、裏面側配線68は、「ヒートシンクと電気的に接続されるパッド」に対応している。
 図23に示すように、y方向から視て、発光ユニット30は、第2基板41と離隔している状態で少なくとも一部が領域RG内に入り込むように配置されている。このため、y方向から視て、第1基板31は、第2基板41と離隔している状態で少なくとも一部が領域RG内に入り込むように配置されているといえる。本実施形態では、y方向から視て、発光ユニット30の一部が領域RG内に入り込むように配置されている。このため、本実施形態では、第1基板31の一部が領域RG内に入り込むように配置されている。第1基板31は、第2基板41の第2基板側面41aに対してヒートシンク22の先端面22a寄りに突出した部分を含む。第1基板31と先端面22aとのz方向の間の距離G1は、第1基板31と第2基板41の凹部49の底面とのz方向の間の距離G2よりも小さい。なお、第1基板31および半導体発光素子32の構成は、第1実施形態と同様である。このため、半導体発光素子32のカソード電極37(図8参照)は、ヒートシンク22に電気的に接続されている。また、スイッチング素子43およびコンデンサ44に対する第1基板31および半導体発光素子32の位置関係は、第1実施形態と同様である。
 半導体発光素子32がx方向においてスイッチング素子43と同じ位置に配置されているため、z方向から視て、半導体発光素子32は、スイッチング素子43と重なる位置に配置されている。
 [効果]
 本実施形態の半導体発光装置10によれば、第1実施形態の(1-1)~(1-4)および(1-9)~(1-13)の効果に加え、以下の効果が得られる。
 (2-1)第2基板41の端部には、当該端部から凹む凹部49が形成されている。第1基板31は、第2基板41と離隔している状態で少なくとも一部が当該凹部49によって形成された領域RG内に入り込むように配置されている。
 この構成によれば、第1基板31が第2基板41の第2基板側面41aよりもヒートシンク22の先端面22a寄りに位置する場合と比較して、第1基板31に実装された半導体発光素子32と第2基板41に実装されたコンデンサ44の第1電極44Aとの間の導電経路を短くすることができる。また、半導体発光素子32とスイッチング素子43とを互いに近づけることができるため、半導体発光素子32とスイッチング素子43とを接続するワイヤW1を短くすることができる。
 (2-2)駆動回路素子42は、第1電極44Aおよび第2電極44Bを有するコンデンサ44を含む。コンデンサ44の第1電極44Aおよび第2電極44Bの双方は、第2基板41に実装されている。第2基板41は、コンデンサ44の第1電極44Aとヒートシンク22とを電気的に接続する第2スルーホール64を含む。
 この構成によれば、コンデンサ44の第1電極44Aとヒートシンク22とをたとえばワイヤによって電気的に接続する構成と比較して、第1電極44Aとヒートシンク22との間の導電経路を短くすることができる。加えて、第2スルーホール64の直径は、ワイヤの直径よりも大きくしやすい。このため、第2スルーホール64の直径をワイヤの直径よりも大きくすることによってインダクタンスを低減できる。
 <第3実施形態>
 図26~図29を参照して、第3実施形態の半導体発光装置10について説明する。本実施形態の半導体発光装置10は、第1実施形態の半導体発光装置10と比較して、第2基板41の構成およびコンデンサ44の実装態様が主に異なる。以下の説明において、第1実施形態と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
 図26は、本実施形態の半導体発光装置10の内部の斜視構造を示している。理解を容易にするために、図26では、半導体発光装置10からキャップ50を省略している。キャップ50と、ワイヤW1~W4の接続構成とは第1実施形態と同様である。図27は、図26をy方向から視た第2基板41およびその周辺を拡大した正面構造を示している。図28は、第1基板31および第2基板41の正面構造を示している。図28では、理解を容易にするために、半導体発光素子32および駆動回路素子42を二点鎖線で示している。図29は、第1基板31および第2基板41の裏面構造を示している。図29では、便宜上、ヒートシンク22を二点鎖線で示している。
 図26に示すように、駆動ユニット40の第2基板41には、各コンデンサ44の第1電極44Aおよび第2電極44Bが実装されている。各コンデンサ44の第1電極44Aおよび第2電極44Bの第2基板41への実装構造は、第2実施形態と同様である。第2基板41は、たとえばワイヤW5によってヒートシンク22と電気的に接続されている。
 図27に示すように、各コンデンサ44の第1電極44Aは、ヒートシンク22の第1取付面24Aよりもスイッチング素子43寄りに配置されている。つまり、第1電極44Aは、第1基板31(半導体発光素子32)よりもスイッチング素子43寄りに配置されている。各コンデンサ44の第2電極44Bは、x方向から視て、スイッチング素子43と重なる位置に配置されている。このように、各コンデンサ44は、その全体が半導体発光素子32に対してスイッチング素子43寄りに配置されている。換言すると、半導体発光素子32は、その全体が各コンデンサ44よりもヒートシンク22の先端面22a寄りに配置されている。
 図28に示すように、第2基板41は、表面側配線71および接続配線72を有する。表面側配線71および接続配線72は、第2基板41の第2基板表面41sに形成されている。表面側配線71および接続配線72の双方は、たとえば銅箔によって形成されている。
 表面側配線71は、第2基板41のうちベース21(図26参照)寄りに配置されている。y方向から視て、表面側配線71は、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。
 接続配線72は、第2基板41のうち表面側配線71よりも第1取付面24A寄りに配置されている。接続配線72は、z方向において表面側配線71から離隔して配置されている。y方向から視て、接続配線72は、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。接続配線72のx方向の大きさは、たとえば表面側配線71のx方向の大きさと等しい。接続配線72のz方向の大きさは、表面側配線71のz方向の大きさよりも小さい。
 第2基板41は、複数(本実施形態では16個)のスルーホール73を有する。各スルーホール73は、第2基板41をその厚さ方向(y方向)に貫通している。スルーホール73は、導電材料によって形成されている。一例では、各スルーホール73は、Cuを含む材料によって形成されている。
 複数のスルーホール73は、第2基板41のうち接続配線72よりもベース21(図26参照)寄りかつx方向の中央に設けられている。本実施形態では、16個のスルーホール73は、x方向に4個およびz方向に4個の格子状に配置されている。各スルーホール73は、表面側配線71に電気的に接続されている。
 各スルーホール73の内部には、放熱材74が設けられている。より詳細には、放熱材74は、各スルーホール73の内部を埋めるように設けられている。放熱材74は、たとえば金属材料によって形成されている。一例では、放熱材74は、Cuを含む材料によって形成されている。つまり、放熱材74は、スルーホール73と同じ材料によって形成されていてもよい。
 なお、放熱材74を構成する材料は、任意に変更可能である。放熱材74は、スルーホール73とは異なる材料で形成されていてもよい。一例では、放熱材74は、絶縁材料によって形成されていてもよい。
 第2基板41は、表面側配線71の一部および接続配線72の一部を覆う表面側レジスト層75を有する。表面側レジスト層75は、絶縁材料によって形成されている。表面側レジスト層75は、スイッチング素子用開口部75aと、複数(本実施形態では2つ)の第1コンデンサ用開口部75bと、複数(本実施形態では2つ)の第2コンデンサ用開口部75cと、第1ワイヤ用開口部75dと、第2ワイヤ用開口部75eと、を有する。スイッチング素子用開口部75a、各第2コンデンサ用開口部75c、および第1ワイヤ用開口部75dは、表面側レジスト層75から表面側配線71を露出している。各第1コンデンサ用開口部75bおよび第2ワイヤ用開口部75eは、表面側レジスト層75から接続配線72を露出している。
 スイッチング素子用開口部75aは、z方向から視て、表面側配線71のx方向の中央部と重なる位置に形成されている。スイッチング素子用開口部75aは、表面側配線71、複数のスルーホール73、および放熱材74を露出している。
 2つの第2コンデンサ用開口部75cは、スイッチング素子用開口部75aのx方向の両側に分散して形成されている。2つの第2コンデンサ用開口部75cは、z方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離隔して形成されている。各第2コンデンサ用開口部75cは、表面側配線71のz方向の両端部のうち接続配線72に近い方の端部に形成されている。
 第1ワイヤ用開口部75dは、第2コンデンサ用開口部75cよりもベース21(図26参照)寄りに形成されている。第1ワイヤ用開口部75dは、スイッチング素子用開口部75aに対してx方向の一方側に配置されている。
 2つの第1コンデンサ用開口部75bは、スイッチング素子用開口部75aよりも第1取付面24A寄りに形成されている。2つの第1コンデンサ用開口部75bは、第2コンデンサ用開口部75cよりも第1取付面24A寄りに配置されている。2つの第1コンデンサ用開口部75bは、スイッチング素子用開口部75aのx方向の両側に分散して形成されている。2つの第1コンデンサ用開口部75bは、z方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離隔して形成されている。2つの第1コンデンサ用開口部75bは、対応する2つの第2コンデンサ用開口部75cに対してx方向において揃った位置に形成されている。
 第2ワイヤ用開口部75eは、接続配線72のx方向の中央部と重なる位置に形成されている。y方向から視て、第2ワイヤ用開口部75eは、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。第2ワイヤ用開口部75eは、x方向において互いに離隔した2つの第1コンデンサ用開口部75bの間に形成されている。本実施形態では、第2ワイヤ用開口部75eは、x方向から視て、第1コンデンサ用開口部75bと部分的に重なる位置に配置されている。より詳細には、z方向において、第1コンデンサ用開口部75bに対して第1取付面24A寄りにずれて形成されている。第2ワイヤ用開口部75eのうちスイッチング素子用開口部75a寄りの一部は、x方向から視て、第1コンデンサ用開口部75bと重なっている。第2ワイヤ用開口部75eのx方向の大きさは、半導体発光素子32(第1基板31)のx方向の大きさよりも大きい。
 図27に示すように、スイッチング素子43は、スイッチング素子用開口部75a内に配置されている。より詳細には、スイッチング素子43は、スイッチング素子用開口部75aによって露出した表面側配線71に導電性接合材によって接合されている。これにより、スイッチング素子43のドレイン電極43D(図8参照)は、表面側配線71と電気的に接続されている。
 4つのコンデンサ44は、スイッチング素子43のx方向の両側に2つずつ分散して配置されている。コンデンサ44の第1電極44Aは、y方向から視て、第1コンデンサ用開口部75bと重なる位置に配置されている。第1電極44Aは、第1コンデンサ用開口部75bによって露出した接続配線72と導電性接合材によって接合されている。第1電極44Aは、接続配線72と電気的に接続されている。コンデンサ44の第2電極44Bは、y方向から視て、第2コンデンサ用開口部75cと重なる位置に配置されている。第2電極44Bは、第2コンデンサ用開口部75cによって露出した表面側配線71と導電性接合材によって接合されている。第2電極44Bは、表面側配線71と電気的に接続されている。第2電極44Bは、スイッチング素子43のドレイン電極43Dと電気的に接続されているともいえる。なお、スイッチング素子43および4つのコンデンサ44の配置関係は、第1実施形態と同様であるといえる。
 ヒートシンク22の第1取付面24Aと接続配線72とは、ワイヤW5によって接続されている。具体的には、ワイヤW5の第1端部は第1取付面24Aに接合され、ワイヤW5の第2端部は表面側レジスト層75の第2ワイヤ用開口部75eによって露出した接続配線72に接合されている。ワイヤW5は、半導体発光素子32およびスイッチング素子43を接続する4本のワイヤW1のx方向の両側に配置されている。ワイヤW5は、y方向から視て、半導体発光素子32のx方向の両側に半導体発光素子32から離隔して配置されている。ワイヤW5は、y方向から視て、半導体発光素子32(第1基板31)とコンデンサ44とのx方向の間に配置されている。なお、ワイヤW5の本数は任意に変更可能である。
 図29に示すように、第2基板41は、第1裏面側レジスト層76および第2裏面側レジスト層77を有する。第1裏面側レジスト層76および第2裏面側レジスト層77の双方は、第2基板裏面41rに形成されている。第1裏面側レジスト層76および第2裏面側レジスト層77の双方は、絶縁材料によって形成されている。
 第1裏面側レジスト層76は、第2基板41のうちベース21(図26参照)寄りに配置されている。y方向から視て、第1裏面側レジスト層76は、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状である。第1裏面側レジスト層76は、y方向から視て、表面側配線71(図28参照)と重なる位置に配置されている。y方向から視た第1裏面側レジスト層76のサイズは、たとえば表面側配線71のサイズと同じである。第1裏面側レジスト層76は、複数のスルーホール73を覆っている。このため、第1裏面側レジスト層76は、複数のスルーホール73とヒートシンク22とを絶縁している。
 第2裏面側レジスト層77は、第2基板41のうち第1裏面側レジスト層76よりもヒートシンク22の先端面22a寄りに配置されている。第2裏面側レジスト層77は、z方向において第1裏面側レジスト層76から離隔して配置されている。第2裏面側レジスト層77は、y方向から視て、接続配線72(図28参照)と重なる位置に配置されている。第2裏面側レジスト層77のz方向の大きさは、第1裏面側レジスト層76のz方向の大きさよりも小さい。なお、第1裏面側レジスト層76と第2裏面側レジスト層77とが一体に形成された裏面側レジスト層として構成されていてもよい。この場合、裏面側レジスト層は、たとえば第2基板41の第2基板裏面41rの全体にわたり形成されていてもよい。
 図27に示すとおり、発光ユニット30は、第1取付面24Aに取り付けられている。発光ユニット30のヒートシンク22に対する取付位置は、第1実施形態と同様である。発光ユニット30の構成は、第1実施形態と同様である。つまり、半導体発光素子32のカソード電極37(図8参照)は、ヒートシンク22に電気的に接続されている。このため、コンデンサ44の第1電極44Aは、接続配線72、ワイヤW5、およびヒートシンク22を介してカソード電極37と電気的に接続されている。なお、本実施形態の半導体発光装置10の回路構成は、第1実施形態と同様である。
 なお、本実施形態では、接続配線72とヒートシンク22の第1取付面24AとをワイヤW5で接続したが、接続配線72と第1取付面24Aとの電気的な接続態様はこれに限られない。たとえば、接続配線72と第1取付面24Aとは、ワイヤW5に代えて、クリップまたはリボン等の接続部材によって電気的に接続されていてもよい。
 [効果]
 本実施形態の半導体発光装置10によれば、第1実施形態の(1-1)~(1-5)、(1-9)、および(1-11)~(1-13)の効果に加え、以下の効果が得られる。
 (3-1)駆動回路素子42は、スイッチング素子43と、第1電極44Aおよび第2電極44Bを有するコンデンサ44と、を含む。ヒートシンク22の立設方向であるz方向において、半導体発光素子32とスイッチング素子43とが互いに離隔して配列されている。第2基板41のうちz方向における半導体発光素子32とスイッチング素子43との間の部分には、ヒートシンク22と電気的に接続するための接続配線72が設けられている。コンデンサ44の第1電極44Aは、接続配線72に実装されている。接続配線72およびヒートシンク22は、ワイヤW5によって接続されている。
 この構成によれば、第2基板41にスルーホールを設けて、ヒートシンク22の第2取付面24Bとコンデンサ44の第1電極44Aとを電気的に接続する場合と比較して、第1電極44Aと半導体発光素子32との間の導電経路を短くすることができる。また、接続配線72とヒートシンク22との接続構造の簡素化を図ることができる。
 <第4実施形態>
 図30および図31を参照して、第4実施形態の半導体発光装置10について説明する。本実施形態の半導体発光装置10は、第1実施形態の半導体発光装置10と比較して、第1基板31が省略された点が主に異なる。以下の説明において、第1実施形態と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
 図30は、本実施形態の半導体発光装置10の内部の斜視構造を示している。理解を容易にするために、図30では、半導体発光装置10からキャップ50を省略している。キャップ50と、ワイヤW1~W4の接続構成とは第1実施形態と同様である。図31は、図30の半導体発光装置10におけるヒートシンク22、発光ユニット30、および駆動ユニット40をyz平面で切断した断面構造を示している。理解を容易にするために、図31ではワイヤW1~W4を省略している。
 図30および図31に示すように、半導体発光素子32は、ヒートシンク22のうち第2基板41とは異なる位置に直接的に取り付けられている。より詳細には、半導体発光素子32は、第1取付面24Aに直接的に取り付けられている。具体的には、半導体発光素子32は、導電性接合材によってヒートシンク22の第1取付面24Aに接合されている。つまり、半導体発光素子32は、第1取付面24Aに実装されている。このため、半導体発光素子32のカソード電極37は、ヒートシンク22に電気的に接続されている。ここで、本実施形態では、第2基板41は「ヒートシンクに取り付けられた基板」に対応している。
 図31に示すように、第1取付面24Aからの半導体発光素子32の高さHL1は、第1取付面24Aからのコンデンサ44の高さHC1よりも低い。第1取付面24Aからの半導体発光素子32の高さHL1は、第2基板41の第2基板表面41sからのスイッチング素子43の高さHSよりも低い。
 本実施形態では、ヒートシンク22は、第1実施形態よりも線膨張係数が半導体発光素子32の線膨張係数に近い材料によって形成されている。この場合、ヒートシンク22は、ベース21とは異なる材料によって形成されていてもよい。ヒートシンク22は、Cuよりも線膨張係数が小さい材料によって形成されている。一例では、ヒートシンク22は、Feを含む材料によって形成されていてもよい。ヒートシンク22は、たとえばFeまたはFeとニッケル(Ni)との合金よって形成されていてもよい。なお、ヒートシンク22を構成する材料は任意に変更可能である。
 [効果]
 本実施形態の半導体発光装置10によれば、第1実施形態の(1-5)~(1-10)の効果に加え、以下の効果が得られる。
 (4-1)半導体発光装置10は、ベース21と、ベース21上に立設した導電性のヒートシンク22と、ヒートシンク22に取り付けられた第2基板41と、ヒートシンク22のうち第2基板41とは異なる位置に直接的に取り付けられた半導体発光素子32と、第2基板41に少なくとも部分的に実装され、半導体発光素子32を駆動させる駆動回路素子42と、を備える。
 この構成によれば、半導体発光素子32と、駆動回路素子42が実装された第2基板41とが互いに離隔するようにヒートシンク22に取り付けられているため、半導体発光素子32の熱がヒートシンク22に伝わりやすく、第2基板41に伝わりにくい。したがって、半導体発光素子32の熱が駆動回路素子42に影響を与えることを抑制できる。
 加えて、半導体発光素子32がヒートシンク22に第1基板31(図2参照)を介すことなく、直接的にヒートシンク22に取り付けられている。このため、半導体発光素子32の熱がヒートシンク22に伝わりやすくなる。
 (4-2)ヒートシンク22は、第2基板41が取り付けられた第2取付面24Bと、第2取付面24Bよりもヒートシンク22の先端側に形成され、半導体発光素子32が実装された第1取付面24Aと、を含む。第1取付面24Aは、第2取付面24Bに対してヒートシンク22の立設方向(z方向)と直交する厚さ方向であるy方向に突出している。第1取付面24Aは、第2取付面24Bよりも第2基板41の第2基板表面41s寄りに位置している。
 この構成によれば、ヒートシンク22の第2取付面24Bに対する半導体発光素子32のy方向の位置と、第2取付面24Bに対するスイッチング素子43のy方向の位置とが互いに近くなる。これにより、半導体発光素子32とスイッチング素子43とを接続するワイヤW1を短くすることができる。
 <第5実施形態>
 図32および図33を参照して、第5実施形態の半導体発光装置10について説明する。本実施形態の半導体発光装置10は、第2実施形態の半導体発光装置10と比較して、第1基板31が省略された点が主に異なる。以下の説明において、第1実施形態と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
 図32は、本実施形態の半導体発光装置10の内部の斜視構造を示している。理解を容易にするために、図32では、半導体発光装置10からキャップ50を省略している。キャップ50と、ワイヤW1~W4の接続構成とは第2実施形態と同様である。図33は、図32の半導体発光装置10におけるヒートシンク22、発光ユニット30、および駆動ユニット40をyz平面で切断した断面構造を示している。理解を容易にするために、図33ではワイヤW1~W4を省略している。
 図32および図33に示すように、半導体発光素子32は、ヒートシンク22のうち第2基板41とは異なる位置に直接的に取り付けられている。より詳細には、半導体発光素子32は、導電性接合材によってヒートシンク22の取付面24に接合されている。つまり、半導体発光素子32は、取付面24に実装されている。このため、半導体発光素子32のカソード電極37は、ヒートシンク22に電気的に接続されている。ここで、本実施形態では、第2基板41は「ヒートシンクに取り付けられた基板」に対応している。
 半導体発光素子32は、第2基板41と離隔している状態で少なくとも一部が領域RG内に入り込むように配置されている。本実施形態では、半導体発光素子32の一部は、領域RGに入り込んでいる。
 図33に示すように、取付面24からの半導体発光素子32の高さHL2は、取付面24からの第2基板41の高さHBよりも低い。このため、半導体発光素子32は、スイッチング素子43およびコンデンサ44よりも取付面24の近くに配置されている。取付面24からの半導体発光素子32の高さHL2は、第2基板41の第2基板表面41sからのコンデンサ44の高さHC2よりも低い。取付面24からの半導体発光素子32の高さHL2は、第2基板41の第2基板表面41sからのスイッチング素子43の高さHSよりも低い。
 本実施形態では、ヒートシンク22は、第2実施形態よりも線膨張係数が半導体発光素子32の線膨張係数に近い材料によって形成されている。この場合、ヒートシンク22は、ベース21とは異なる材料によって形成されていてもよい。ヒートシンク22は、Cuよりも線膨張係数が小さい材料によって形成されている。一例では、ヒートシンク22は、Feを含む材料によって形成されていてもよい。ヒートシンク22は、たとえばFeまたはFeとニッケル(Ni)との合金よって形成されていてもよい。なお、ヒートシンク22を構成する材料は任意に変更可能である。本実施形態の半導体発光装置10によれば、第4実施形態の(4-1)と同様の効果が得られる。
 <第6実施形態>
 図34および図35を参照して、第6実施形態の半導体発光装置10について説明する。本実施形態の半導体発光装置10は、第3実施形態の半導体発光装置10と比較して、第1基板31が省略された点が主に異なる。以下の説明において、第1実施形態と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
 図34は、本実施形態の半導体発光装置10の内部の斜視構造を示している。理解を容易にするために、図34では、半導体発光装置10からキャップ50を省略している。キャップ50と、ワイヤW1~W5の接続構成とは第3実施形態と同様である。図35は、図34の半導体発光装置10におけるヒートシンク22、発光ユニット30、および駆動ユニット40をyz平面で切断した断面構造を示している。理解を容易にするために、図35ではワイヤW1~W5を省略している。
 図34および図35に示すように、半導体発光素子32は、ヒートシンク22のうち第2基板41とは異なる位置に直接的に取り付けられている。より詳細には、半導体発光素子32は、第1取付面24Aに直接的に取り付けられている。具体的には、半導体発光素子32は、導電性接合材によってヒートシンク22の第1取付面24Aに接合されている。つまり、半導体発光素子32は、第1取付面24Aに実装されている。このため、半導体発光素子32のカソード電極37は、ヒートシンク22に電気的に接続されている。ここで、本実施形態では、第2基板41は「ヒートシンクに取り付けられた基板」に対応している。
 図35に示すように、第1取付面24Aからの半導体発光素子32の高さHL1は、第2基板41の第2基板表面41sからのコンデンサ44の高さHC2よりも低い。第1取付面24Aからの半導体発光素子32の高さHL1は、第2基板41の第2基板表面41sからのスイッチング素子43の高さHSよりも低い。
 本実施形態では、ヒートシンク22は、第3実施形態よりも線膨張係数が半導体発光素子32の線膨張係数に近い材料によって形成されている。この場合、ヒートシンク22は、ベース21とは異なる材料によって形成されていてもよい。ヒートシンク22は、Cuよりも線膨張係数が小さい材料によって形成されている。一例では、ヒートシンク22は、Feを含む材料によって形成されていてもよい。ヒートシンク22は、たとえばFeまたはFeとニッケル(Ni)との合金よって形成されていてもよい。なお、ヒートシンク22を構成する材料は任意に変更可能である。本実施形態の半導体発光装置10によれば、第4実施形態の(4-1)と同様の効果が得られる。
 <変更例>
 上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、上記各実施形態および以下の各変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
 [ヒートシンクの変更例]
 ・第1、第3、第4、および第6実施形態において、ヒートシンク22の突出部26と第2基板41とのz方向の間に隙間が形成されていたが、これに限られない。第2基板41は、z方向において突出部26と接触するように配置されていてもよい。この構成によれば、y方向から視て、半導体発光素子32とスイッチング素子43との間の距離を小さくすることができる。これにより、半導体発光素子32のアノード電極36とスイッチング素子43のソース電極43Sとを接続するワイヤW1の長さを短くすることができる。
 ・第1、第3、第4、および第6実施形態において、ヒートシンク22の第1取付面24Aの第2取付面24Bに対するy方向の位置は任意に変更可能である。第1取付面24Aの第2取付面24Bに対するy方向の位置は、第2基板41の第2基板表面41sの第2取付面24Bに対するy方向の位置と異なっていてもよい。つまり、第1取付面24Aは、y方向において第2基板表面41sよりも第2取付面24B寄りに配置されていてもよい。また、第1取付面24Aは、y方向において第2基板表面41sよりも第2取付面24Bから離れて配置されていてもよい。
 ・第1、第3、第4、および第6実施形態において、第1取付面24Aは、発光ユニット30が実装される第1領域と、コンデンサ44が実装される第2領域とが面一となる平坦面として構成されていたが、これに限られない。第1領域の第2取付面24Bに対するy方向の位置と、第2領域の第2取付面24Bに対するy方向の位置とが互いに異なっていてもよい。第1領域は、y方向において第2領域よりも第2取付面24B寄りに配置されていてもよい。この場合、第2領域の第2取付面24Bに対するy方向の位置は、第2基板41の第2基板表面41sの第2取付面24Bに対するy方向の位置と同じであってもよい。
 ・第3および第6実施形態において、ヒートシンク22から突出部26を省略してもよい。つまり、第2および第5実施形態のヒートシンク22が用いられていてもよい。
 ・第2および第5実施形態において、ヒートシンク22の取付面24の構成は任意に変更可能である。一例では、取付面24は、発光ユニット30が実装される第1領域と、駆動ユニット40が実装される第2領域と、を含む。第1領域は、第2領域に対してy方向に突出していてもよい。つまり、第1領域は、第2領域に対して第2基板41の第2基板表面41s寄りに位置していてもよい。
 [第1基板および第2基板の変更例]
 ・第1実施形態において、第1基板31のx方向の長さは任意に変更可能である。一例では、図36に示すように、z方向から視て、第1基板31は、各コンデンサ44と重なる位置まで延びていてもよい。この場合、たとえばヒートシンク22から突出部26(図7参照)を省略してもよい。ヒートシンク22は、第2実施形態のような取付面24を含む。第1基板31および第2基板41の双方は、取付面24に取り付けられている。この場合、たとえば第1基板31の第1基板表面31sの取付面24に対するy方向の位置と、第2基板41の第2基板表面41sの取付面24に対するy方向の位置とが互いに同じであってもよい。各コンデンサ44の第1電極44Aは、第1基板31の第1基板表面31sに実装されている。各コンデンサ44の第2電極44Bは、第2基板41の第2基板表面41sに実装されている。
 ・第3実施形態において、接続配線72の構成は任意に変更可能である。一例では、接続配線72は、スイッチング素子43に対してx方向の一方側に配置された2つのコンデンサ44の第1電極44Aと電気的に接続される第1配線と、スイッチング素子43に対してx方向の他方側に配置された2つのコンデンサ44の第1電極44Aと電気的に接続される第2配線と、を含んでもよい。第1配線と第2配線とは、x方向において互いに離隔して配置されている。ワイヤW5は、第1配線と第2配線との各々に接続されるように複数本設けられている。
 ・第3実施形態において、表面側レジスト層75の構成は任意に変更可能である。一例では、y方向から視て、接続配線72のうち半導体発光素子32とスイッチング素子43とを接続するワイヤW1と重なる領域を覆うように構成されていてもよい。つまり、第2ワイヤ用開口部75eは、ワイヤW5が接続可能な領域が開口されていればよい。
 ・第1~第3実施形態において、z方向から視て、第1基板31は、複数のコンデンサ44の少なくとも1つと重なる位置まで延びていてもよい。
 ・第1~第3実施形態において、第1基板31を構成する材料および第2基板41を構成する材料の各々は任意に変更可能である。一例では、第2基板41がアルミナ等の熱伝達率の高い材料によって構成されていてもよい。この場合、第1基板31の熱伝達率は、第2基板41の熱伝達率と等しくてもよい。
 また、第1基板31は、第2基板41と同様にガラスエポキシ基板が用いられていてもよい。この場合、第1基板31は、スルーホール34および放熱材35を有してもよい。スルーホール34および放熱材35によって半導体発光素子32の熱は第2基板41よりもヒートシンク22に伝わりやすくなる。したがって、半導体発光素子32の熱が駆動回路素子42に与える影響を低減できる。
 ・第1~第3実施形態において、第2基板41からスルーホール47および放熱材48を省略してもよい。この場合、第2基板41から裏面側レジスト層46r(第1裏面側レジスト層69A,76および第2裏面側レジスト層69B,77)を省略してもよい。
 ・第2および第5実施形態において、第2基板41から凹部49を省略してもよい。つまり、第2基板41は、y方向から視て、x方向が長手方向となり、z方向が短手方向となる矩形状であってもよい。この場合、発光ユニット30は、第2基板41よりもヒートシンク22の先端面22a寄りに配置されている。
 [駆動回路素子の変更例]
 ・各実施形態において、駆動回路素子42の構成は任意に変更可能である。一例では、コンデンサ44は2個であってもよいし、5個以上であってもよい。また、コンデンサ44およびスイッチング素子43のいずれかを省略してもよい。一例では、駆動回路素子42は、スイッチング素子43を含む。コンデンサ44は、半導体発光装置10の外部に設けられている。
 ・各実施形態において、コンデンサ44は、スイッチング素子43に対してx方向の一方側に配置されていてもよい。
 ・各実施形態において、スイッチング素子43は、横型構造のMOSFETが用いられていてもよい。この場合、スイッチング素子43のスイッチング素子表面43sには、ソース電極43S、ドレイン電極43D、およびゲート電極43Gが形成されている。
 ・各実施形態において、駆動回路素子42は、レーザシステムLSのダイオードDおよび抵抗素子Rの少なくとも一方を含んでいてもよい。この場合、駆動回路素子42がダイオードDを含む場合、ダイオードDはたとえば第2基板41の第2基板表面41sに実装されていてもよい。駆動回路素子42が抵抗素子Rを含む場合、抵抗素子Rはたとえば第2基板41の第2基板表面41sに実装されていてもよい。駆動回路素子42がダイオードDおよび抵抗素子Rの双方を含む場合、ダイオードDおよび抵抗素子Rの各々は、たとえば第2基板41の第2基板表面41sに実装されていてもよい。
 [キャップの変更例]
 ・各実施形態において、筒部51のうちベース21と接触する側の端部は、フランジ部を有してもよい。フランジ部は、たとえば筒部51の全周にわたり形成されている。
 ・各実施形態において、透光板54を省略してもよい。
 ・各実施形態において、キャップ50は、筒部51と天板部52とが個別に形成されていてもよい。この場合、筒部51および天板部52は、接着または溶接によって互いに接合されている。
 [半導体発光ユニットの変更例]
 ・放熱体110のキャップカバー部140の貫通孔143を構成する内面と半導体発光装置10のキャップ50とは、キャップ50の周方向において部分的に接触していてもよい。
 ・キャップカバー部140の貫通孔143は、キャップ50の周方向においてキャップ50を覆わないような開口を有していてもよい。
 ・キャップカバー部140の貫通孔143の径は、キャップ50の外径よりも大きくてもよい。つまり、キャップ50が貫通孔143に挿入されていてもよい。この場合、たとえば図37に示すように、キャップ50の筒部51と貫通孔143を構成する内面との間には、放熱部材160が介在している。放熱部材160は、たとえば既知の熱伝導性コンパウンドまたは熱伝導シート(放熱シート)が用いられていてもよい。
 図38は、開口カバー部材150(図37参照)を省略した状態でキャップカバー部140の第1カバー面141から視た図である。図37に示すように、放熱部材160は、キャップ50の筒部51の全周にわたりキャップ50の筒部51と貫通孔143を構成する内面との間に介在していてもよい。
 この構成によれば、半導体発光装置10の熱がキャップ50から放熱部材160を介してキャップカバー部140に伝達しやすくなる。これにより、半導体発光装置10の温度が過度に高くなることを抑制できる。
 加えて、放熱部材160は、キャップ50の筒部51の全周にわたりキャップ50の筒部51と貫通孔143を構成する内面との間に介在することによって、半導体発光装置10の熱がキャップ50から放熱部材160を介してキャップカバー部140にさらに伝達しやすくなる。
 なお、放熱部材160は、キャップ50の筒部51の周方向において部分的に設けられていてもよい。また、放熱部材160は、キャップ50の筒部51の高さ方向(z方向)において部分的に設けられていてもよい。
 ・半導体発光装置10のベース21とキャップカバー部140とは互いに離隔していてもよい。
 ・半導体発光ユニット100から開口カバー部材150を省略してもよい。
 ・回路基板120は、放熱基部130と接するように配置されていてもよい。この場合、放熱基部130は、たとえば、半導体発光装置10の複数のリードピン23A~23Dの端子部29A~29Dを収容する収容凹部を有していてもよい。収容凹部によって端子部29A~29Dは、放熱基部130から離隔することができる。
 ・第1実施形態において、半導体発光ユニット100は、図16に示される半導体発光装置10Xを備えていてもよい。キャップ50およびベース21の構成は第1実施形態の半導体発光ユニット100と同じであるため、この構成においても第1実施形態の(1-14)~(1-19)の効果を得ることができる。このように、半導体発光ユニット100では、半導体発光素子32が第2基板41とは別の基板(第1基板31)に実装される構成でなくてもよい。
 ・半導体発光ユニット100は、第2~第6実施形態の半導体発光装置10のいずれか1つを備えていてもよい。
 ・半導体発光ユニット100に用いられる半導体発光装置は、駆動ユニット40を含んでいない半導体発光装置であってもよい。この場合、半導体発光装置は、ヒートシンク22に半導体発光素子32が実装された構成であってもよい。つまり、半導体発光装置は、第1基板31を含んでいなくてもよい。
 本明細書において、「AおよびBのうちの少なくとも1つ」とは、「Aのみ、または、Bのみ、または、AおよびBの両方」を意味するものとして理解されるべきである。
 本開示で使用される「~上に」という用語は、文脈によって明らかにそうでないことが示されない限り、「~上に」と「~の上方に」の意味を含む。したがって、「AがB上に形成される」という表現は、上記各実施形態ではAがBに接触してB上に直接配置され得るが、変更例として、AがBに接触することなくBの上方に配置され得ることが意図される。すなわち、「~上に」という用語は、AとBとの間に他の部材が形成される構造を排除しない。
 本開示で使用されるz方向は必ずしも鉛直方向である必要はなく、鉛直方向に完全に一致している必要もない。したがって、本開示による種々の構造は、本明細書で説明されるz方向の「上」および「下」が鉛直方向の「上」および「下」であることに限定されない。例えば、x方向が鉛直方向であってもよく、またはy方向が鉛直方向であってもよい。
 <付記>
 上記各実施形態および各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、限定する意図ではなく理解の補助のために、付記に記載した構成について実施形態中の対応する符号を括弧書きで示す。符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各符号に記載された構成要素は、符号で示される構成要素に限定されるべきではない。
 [付記A1]
 ベース(21)と、
 前記ベース(21)上に立設した導電性のヒートシンク(22)と、
 前記ヒートシンク(22)において互いに離隔するように取り付けられた第1基板(31)および第2基板(41)と、
 前記第1基板(31)に実装された半導体発光素子(32)と、
 前記第2基板(41)に実装され、前記半導体発光素子(32)を駆動させるように構成された駆動回路素子(42)と、を備える、半導体発光装置(10)。
 [付記A2]
 前記第1基板(31)は、第1基材(31A)を含み、
 前記第2基板(41)は、第2基材(41A)を含み、
 前記第1基材(31A)の熱伝達率は、前記第2基材(41A)の熱伝達率よりも高い
 付記A1に記載の半導体発光装置。
 [付記A3]
 前記第1基板(31)は、第1基材(31A)を含み、
 前記第1基材(31A)の線膨張係数と前記半導体発光素子(32)の線膨張係数との差は、前記ヒートシンク(22)の線膨張係数と前記半導体発光素子(32)の線膨張係数との差よりも小さい
 付記A1またはA2に記載の半導体発光装置。
 [付記A4]
 前記第1基板(31)は、第1基材(31A)を含み、
 前記第1基材(31A)は、窒化アルミニウム、アルミナ、銅-タングステン合金(CuW)、銅-窒化アルミニウム-銅(Cu-AlN-Cu)、銅-ダイアモンド合金、銀-ダイアモンド合金のいずれかによって形成されている
 付記A1~A3のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A5]
 前記駆動回路素子(42)は、スイッチング素子(43)およびコンデンサ(44)を含む
 付記A1~A4のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A6]
 前記ヒートシンク(22)は、
 前記第2基板(41)が取り付けられた第2取付面(24B)と、
 前記第2取付面(24B)よりも前記ヒートシンク(22)の先端側に形成され、前記第1基板(31)が取り付けられた第1取付面(24A)と、を含み、
 前記第1取付面(24A)は、前記第2取付面(24B)に対して前記ヒートシンクの立設方向(z方向)と直交する厚さ方向(y方向)に突出している
 付記A1~A5のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A7]
 前記駆動回路素子(42)は、第1電極(44A)および第2電極(44B)を有するコンデンサ(44)を含み、
 前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)は、前記第1取付面(24A)に実装され、
 前記コンデンサ(44)の前記第2電極(44B)は、前記第2基板(41)に実装されている
 付記A6に記載の半導体発光装置。
 [付記A8]
 前記半導体発光素子(32)は、アノード電極(36)およびカソード電極(37)を含み、
 前記第1基板(31)は、前記カソード電極(36)と前記ヒートシンク(22)とを電気的に接続するスルーホール(34)を含む
 付記A1~A7のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A9]
 前記第2基板(41)は、前記駆動回路素子(42)が実装された基板表面(41s)を含み、
 前記ヒートシンクの厚さ方向(y方向)において、前記第1取付面(24A)と前記基板表面(41s)とが同じ位置となる
 付記A6またはA7に記載の半導体発光装置。
 [付記A10]
 前記ヒートシンク(22)は、前記第1基板(31)および前記第2基板(41)の双方が取り付けられた取付面(24)を含む
 付記A1~A5のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A11]
 前記第2基板(41)の端部には、当該端部から凹む凹部(49)が形成されており、
 前記第1基板(31)は、前記第2基板(41)と離隔している状態で少なくとも一部が当該凹部(49)によって形成された領域(RG)内に入り込むように配置されている
 付記A10に記載の半導体発光装置。
 [付記A12]
 前記駆動回路素子(42)は、第1電極(44A)および第2電極(44B)を有するコンデンサ(44)を含み、
 前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)および前記第2電極(44B)の双方は、前記第2基板(41)に実装されており、
 前記第2基板(41)は、前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)と前記ヒートシンク(22)とを電気的に接続するスルーホール(64)を含む
 付記A10またはA11に記載の半導体発光装置。
 [付記A13]
 前記第2基板(41)は、前記ヒートシンク(22)と電気的に接続されるパッド(68)を含み、
 前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)は、前記スルーホール(64)、前記パッド(68)、および前記第1基板(31)を介して前記半導体発光素子(32)に電気的に接続されている
 付記A12に記載の半導体発光装置。
 [付記A14]
 前記駆動回路素子(42)は、
 スイッチング素子(43)と、
 第1電極(44A)および第2電極(44B)を有するコンデンサ(44)と、を含み、
 前記ヒートシンク(22)の立設方向(z方向)において、前記半導体発光素子(32)と前記スイッチング素子(43)とが互いに離隔して配列されており、
 前記第2基板(41)のうち前記立設方向(z方向)における前記半導体発光素子(32)と前記スイッチング素子(43)との間の部分には、前記ヒートシンク(22)と電気的に接続するための接続配線(72)が設けられ、
 前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)は、前記接続配線(72)に実装されている
 付記A1~A13のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A15]
 前記接続配線(72)および前記ヒートシンク(22)は、ワイヤ(W5)によって接続されている
 付記A14に記載の半導体発光装置。
 [付記A16]
 前記半導体発光素子(32)は、複数の発光部(32A)を有する
 付記A1~A15のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A17]
 前記ベース(21)に取り付けられ、前記ヒートシンク(22)、前記第1基板(31)、前記第2基板(41)、前記半導体発光素子(32)、および前記駆動回路素子(42)を覆うキャップ(50)をさらに備え、
 前記キャップ(50)は、前記半導体発光素子(32)からの光を出射可能な開口(53)を有する
 付記A1~A16のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A18]
 ベース(21)と、
 前記ベース(21)上に立設した導電性のヒートシンク(22)と、
 前記ヒートシンク(22)に取り付けられた基板(41)と、
 前記ヒートシンク(22)のうち前記基板とは異なる位置に直接的に取り付けられた半導体発光素子(32)と、
 前記基板(41)に少なくとも部分的に実装され、前記半導体発光素子(32)を駆動させるように構成された駆動回路素子(42)と、を備える
 半導体発光装置(10)。
 [付記A19]
 前記半導体発光素子(32)は、導電性接合材によって前記ヒートシンク(22)に接合されている
 付記A18に記載の半導体発光装置。
 [付記A20]
 前記駆動回路素子(42)は、スイッチング素子(43)およびコンデンサ(44)を含む
 付記A18またはA19に記載の半導体発光装置。
 [付記A21]
 前記ヒートシンク(22)は、
 前記基板(41)が取り付けられた第2取付面(24B)と、
 前記第2取付面(24B)よりも前記ヒートシンク(22)の先端側に形成され、前記半導体発光素子が直接的に取り付けられた第1取付面(24A)と、を含み、
 前記第1取付面(24A)は、前記第2取付面(24B)に対して前記ヒートシンクの立設方向(z方向)と直交する厚さ方向(y方向)に突出している
 付記A18~A20のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A22]
 前記駆動回路素子(42)は、第1電極(44A)および第2電極(44B)を有するコンデンサ(44)を含み、
 前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)は、前記第1取付面(24A)に実装され、
 前記コンデンサ(44)の前記第2電極(44B)は、前記基板(41)に実装されている
 付記A21に記載の半導体発光装置。
 [付記A23]
 前記基板(41)は、前記駆動回路素子(42)が実装された基板表面(41s)を含み、
 前記ヒートシンクの厚さ方向(y方向)において、前記第1取付面(24A)と前記基板表面(41s)とが同じ位置となる
 付記A21またはA22に記載の半導体発光装置。
 [付記A24]
 前記ヒートシンク(22)は、前記半導体発光素子(32)および前記基板(41)の双方が取り付けられた取付面(24)を含む
 付記A18~A20のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A25]
 前記基板(41)の端部には、当該端部から凹む凹部(49)が形成されており、
 前記半導体発光素子(32)は、前記基板(41)と離隔している状態で少なくとも一部が当該凹部(49)によって形成された領域(RG)内に入り込むように配置されている
 付記A24に記載の半導体発光装置。
 [付記A26]
 前記駆動回路素子(42)は、第1電極(44A)および第2電極(44B)を有するコンデンサ(44)を含み、
 前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)および前記第2電極(44B)の双方は、前記基板(41)に実装されており、
 前記基板(41)は、前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)と前記ヒートシンク(22)とを電気的に接続するスルーホール(64)を含む
 付記A24またはA25に記載の半導体発光装置。
 [付記A27]
 前記基板(41)は、前記ヒートシンク(22)と電気的に接続されるパッド(68)を含み、
 前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)は、前記スルーホール(64)、前記パッド(68)、および前記ヒートシンク(22)を介して前記半導体発光素子(32)に電気的に接続されている
 付記A26に記載の半導体発光装置。
 [付記A28]
 前記駆動回路素子(42)は、
 スイッチング素子(43)と、
 第1電極(44A)および第2電極(44B)を有するコンデンサ(44)と、を含み、
 前記ヒートシンク(22)の立設方向(z方向)において、前記半導体発光素子(32)と前記スイッチング素子(43)とが互いに離隔して配列されており、
 前記基板(41)のうち前記立設方向(z方向)における前記半導体発光素子(32)と前記スイッチング素子(43)との間の部分には、前記ヒートシンク(22)と電気的に接続するための接続配線(72)が設けられ、
 前記コンデンサ(44)の前記第1電極(44A)は、前記接続配線(72)に実装されている
 付記A18~A23のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A29]
 前記接続配線(72)および前記ヒートシンク(22)は、ワイヤ(W5)によって接続されている
 付記A28に記載の半導体発光装置。
 [付記A30]
 前記半導体発光素子(32)は、複数の発光部(32A)を有する
 付記A18~A29のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A31]
 前記ベース(21)に取り付けられ、前記ヒートシンク(22)、前記基板(41)、前記半導体発光素子(32)、および前記駆動回路素子(42)を覆うキャップ(50)をさらに備え、
 前記キャップ(50)は、前記半導体発光素子(32)からの光を出射可能な開口(53)を有する
 付記A18~A30のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
 [付記A32]
 前記第1基板(31)は、前記スルーホール(34)内に設けられた放熱材(35)を含む
 付記A8に記載の半導体発光装置。
 [付記A33]
 付記A1~A32のいずれか1つの半導体発光装置(10)と、
 前記半導体発光装置(10)が取り付けられた放熱体(110)と、を備える、半導体発光ユニット(100)。
 [付記A34]
 前記半導体発光装置(10)は、一方向に開口した開口部(53)と、前記一方向と交差する方向を向く側面とを有し、前記半導体発光素子(32)および前記駆動回路素子(42)を覆うキャップ(50)を備える
 付記A33に記載の半導体発光ユニット。
 [付記A35]
 前記放熱体(110)は、
 板状の放熱基部(130)と、
 前記放熱基部(130)から立設し、前記開口部(53)が前記放熱基部(130)の厚さ方向(y方向)と交差する方向(z方向)を向いた状態で前記キャップ(50)の側面と熱伝達可能に接続されたキャップカバー部(140)と、
 を含む
 付記A34に記載の半導体発光ユニット。
 [付記A36]
 前記放熱基部(130)は、前記キャップカバー部(140)が立設された基部表面(131)を含み、
 前記半導体発光ユニットは、前記放熱基部(130)の前記基部表面(131)に対して平行に配置された回路基板(120)を備え、
 前記半導体発光装置(10)は、板状の前記ベース(21)の厚さ方向(z方向)において前記ベース(21)から前記キャップ(50)とは反対側に向けて突出した複数本のリードピン(23A~23D)を有し、
 前記半導体発光装置(10)は、前記ベース(21)の厚さ方向(z方向)が前記放熱基部(130)の厚さ方向(y方向)と交差するように前記キャップカバー部(140)に取り付けられ、かつ前記複数本のリードピン(23A~23D)の各々が屈曲された状態で前記回路基板(120)に実装されている
 付記A35に記載の半導体発光ユニット。
 [付記A37]
 前記キャップカバー部(140)が前記キャップ(50)の側面と熱伝達可能に接続する構成として、前記キャップカバー部(140)は、前記キャップ(50)が圧入される貫通孔(143)を含む
 付記A35またはA36に記載の半導体発光ユニット。
 [付記A38]
 前記キャップカバー部(140)は、前記キャップ(50)が挿入される貫通孔(143)を含み、
 前記キャップカバー部(140)が前記キャップ(50)の側面と熱伝達可能に接続する構成として、前記貫通孔(143)を構成する内面と前記キャップの側面との間には、放熱部材(160)が介在している
 付記A35またはA36に記載の半導体発光ユニット。
 [付記A39]
 前記貫通孔(143)を構成する内面は、前記キャップ(50)の側面と全周にわたり熱伝達可能に接続されている
 付記A37またはA38に記載の半導体発光ユニット。
 [付記A40]
 前記キャップカバー部(140)に取り付けられ、前記貫通孔(143)を覆うように設けられた開口カバー部材(150)を備える
 付記A37~A39のいずれか1つに記載の半導体発光ユニット。
 [付記A41]
 前記キャップ(50)は、
 前記開口部(53)を有する天板部(52)と、前記天板部(52)が一端に設けられた筒部(51)と、を有し、
 前記側面は、前記筒部(51)の外周面である
 付記A35~A40のいずれか1つに記載の半導体発光ユニット。
 [付記A42]
 前記キャップカバー部(140)は、前記ベース(21)と接している
 付記A35~A41のいずれか1つに記載の半導体発光ユニット。
 [付記A43]
 前記キャップカバー部(140)は、前記キャップ(50)の高さ寸法(HCP)よりも厚い厚さ(TCC)を有する
 付記A35~A42のいずれか1つに記載の半導体発光ユニット。
 [付記A44]
 前記放熱基部(130)は、前記基部表面(131)とは反対側を向く基部裏面(132)を含み、
 前記回路基板(120)は、前記放熱基部(130)の前記基部表面(131)に対して、前記放熱基部(130)の厚さ方向(y方向)において前記基部裏面(132)とは反対側に離隔して配置されている
 付記A36に記載の半導体発光ユニット。
 [付記A45]
 前記回路基板(120)は、前記キャップカバー部(140)と隣り合う位置に配置され、
 前記複数本のリードピン(23A~23D)は、前記回路基板(120)のうち前記キャップカバー部(140)と隣り合う端部に実装されている
 付記A36またはA44に記載の半導体発光ユニット。
 [付記B1]
 半導体発光装置(10)と、
 前記半導体発光装置(10)が取り付けられた放熱体(110)と、を備え、
 前記半導体発光装置(10)は、
 半導体発光素子(32)と、
 一方向に開口した開口部(53)と、前記一方向と交差する方向を向く側面とを有し、前記半導体発光素子(32)を覆うキャップ(50)と、を備え、
 前記放熱体(110)は、
 板状の放熱基部(130)と、
 前記放熱基部(130)から立設し、前記開口部(53)が前記放熱基部(130)の厚さ方向(y方向)と交差する方向(z方向)を向いた状態で前記キャップ(50)の側面と熱伝達可能に接続されたキャップカバー部(140)と、
 を含む
 半導体発光ユニット(100)。
 [付記B2]
 前記放熱基部(130)は、前記キャップカバー部(140)が立設された基部表面(131)を含み、
 前記半導体発光ユニット(100)は、前記放熱基部(130)の前記基部表面(131)に対して平行に配置された回路基板(120)を備え、
 前記半導体発光装置(10)は、
 前記キャップ(50)が取り付けられた板状のベース(21)と、
 前記ベース(21)の厚さ方向(z方向)において前記ベース(21)から前記キャップ(50)とは反対側に向けて突出した複数本のリードピン(23A~23D)と、を有し、
 前記半導体発光装置(10)は、前記ベース(21)の厚さ方向(z方向)が前記放熱基部(130)の厚さ方向(y方向)と交差するように前記キャップカバー部(140)に取り付けられ、かつ前記複数本のリードピン(23A~23D)の各々が屈曲された状態で前記回路基板(120)に実装されている
 付記B1に記載の半導体発光ユニット。
 [付記B3]
 前記キャップカバー部(140)が前記キャップ(50)の側面と熱伝達可能に接続する構成として、前記キャップカバー部(140)は、前記キャップ(50)が圧入される貫通孔(143)を含む
 付記B1またはB2に記載の半導体発光ユニット。
 [付記B4]
 前記キャップカバー部(140)は、前記キャップ(50)が挿入される貫通孔(143)を含み、
 前記キャップカバー部(140)が前記キャップ(50)の側面と熱伝達可能に接続する構成として、前記貫通孔(143)を構成する内面と前記キャップの側面との間には、放熱部材(160)が介在している
 付記B1またはB2に記載の半導体発光ユニット。
 [付記B5]
 前記貫通孔(143)を構成する内面は、前記キャップ(50)の側面と全周にわたり熱伝達可能に接続されている
 付記B3またはB4に記載の半導体発光ユニット。
 [付記B6]
 前記キャップ(50)は、
 前記開口部(53)を有する天板部(52)と、前記天板部(52)が一端に設けられた筒部(51)と、を有し、
 前記側面は、前記筒部(51)の外周面である
 付記B3~B5のいずれか1つに記載の半導体発光ユニット。
 [付記B7]
 前記キャップカバー部(140)は、前記ベース(21)と接している
 付記B2に記載の半導体発光ユニット。
 [付記B8]
 前記キャップカバー部(140)は、前記キャップ(50)の高さ寸法(HCP)よりも厚い厚さ(TCC)を有する
 付記B1~B7のいずれか1つに記載の半導体発光ユニット。
 [付記B9]
 前記キャップカバー部(140)に取り付けられ、前記貫通孔(143)を覆うように設けられた開口カバー部材(150)を備える
 付記B3~B6のいずれか1つに記載の半導体発光ユニット。
 [付記B10]
 前記放熱基部(130)は、前記基部表面(131)とは反対側を向く基部裏面(132)を含み、
 前記回路基板(120)は、前記放熱基部(130)の前記基部表面(131)に対して、前記放熱基部(130)の厚さ方向(y方向)において前記基部裏面(132)とは反対側に離隔して配置されている
 付記B2に記載の半導体発光ユニット。
 [付記B11]
 前記回路基板(120)は、前記キャップカバー部(140)と隣り合う位置に配置され、
 前記複数本のリードピン(23A~23D)は、前記回路基板(120)のうち前記キャップカバー部(140)と隣り合う端部に実装されている
 付記B2またはB10に記載の半導体発光ユニット。
 [付記B12]
 前記半導体発光装置(10)は、前記半導体発光素子(32)を駆動させるように構成された駆動回路素子(42)を備え、
 前記キャップ(50)は、前記駆動回路素子(42)を覆っている
 付記B1~B11のいずれか1つに記載の半導体発光ユニット。
 [付記B13]
 前記駆動回路素子(42)は、スイッチング素子(43)およびコンデンサ(44)を含む
 付記B12に記載の半導体発光ユニット。
 以上の説明は単に例示である。本開示の技術を説明する目的のために列挙された構成要素および方法(製造プロセス)以外に、より多くの考えられる組み合わせおよび置換が可能であることを当業者は認識し得る。本開示は、特許請求の範囲を含む本開示の範囲内に含まれるすべての代替、変形、および変更を包含することが意図される。
 10…半導体発光装置
 10X…比較例の半導体発光装置
 20…ステム
 21…ベース
 21s…ベース表面
 21r…ベース裏面
 21A~21C…貫通孔
 22…ヒートシンク
 22a…先端面
 23A~23D…リードピン
 24…取付面
 24A…第1取付面
 24B…第2取付面
 25…段差部
 26…突出部
 27…絶縁材
 28A~28C…接続部
 29A~29D…端子部
 29DA…接続部
 30…発光ユニット
 31…第1基板
 31A…第1基材
 31s…第1基板表面
 31r…第1基板裏面
 32…半導体発光素子
 32A…発光部
 32a…発光面
 32s…素子表面
 32r…素子裏面
 33s…表面側配線
 33r…裏面側配線
 34…スルーホール
 35…放熱材
 36…アノード電極
 37…カソード電極
 40…駆動ユニット
 41…第2基板
 41A…第2基材
 41s…第2基板表面
 41r…第2基板裏面
 41a,41b…第2基板側面
 42…駆動回路素子
 43…スイッチング素子
 43s…スイッチング素子表面
 43r…スイッチング素子裏面
 43S…ソース電極
 43D…ドレイン電極
 43G…ゲート電極
 44…コンデンサ
 44A…第1電極
 44B…第2電極
 45s…表面側配線
 46s…表面側レジスト層
 46r…裏面側レジスト層
 46a…スイッチング素子用開口部
 46b…コンデンサ用開口部
 46c…ワイヤ用開口部
 47…スルーホール
 48…放熱材
 49…凹部
 50…キャップ
 51…筒部
 52…天板部
 53…開口部
 54…透光板
 61…第1表面側配線
 62…第2表面側配線
 63…第1スルーホール
 64…第2スルーホール
 65…第1放熱材
 66…第2放熱材
 67…表面側レジスト層
 67a…スイッチング素子用開口部
 67b…第1コンデンサ用開口部
 67c…第2コンデンサ用開口部
 67d…ワイヤ用開口部
 68…裏面側配線
 69A…第1裏面側レジスト層
 69B…第2裏面側レジスト層
 69BA…開口部
 71…表面側配線
 72…接続配線
 73…スルーホール
 74…放熱材
 75…表面側レジスト層
 75a…スイッチング素子用開口部
 75b…第1コンデンサ用開口部
 75c…第2コンデンサ用開口部
 75d…第1ワイヤ用開口部
 75e…第2ワイヤ用開口部
 76…第1裏面側レジスト層
 77…第2裏面側レジスト層
 100…半導体発光ユニット
 100X…比較例の半導体発光ユニット
 110…放熱体
 120…回路基板
 130…放熱基部
 131…基部表面
 132…基部裏面
 133~136…基部側面
 140…キャップカバー部
 141…第1カバー面
 142…第2カバー面
 143…貫通孔
 150…開口カバー部材
 151…底部
 152…開口
 160…放熱部材
 LS…レーザシステム
 D…ダイオード
 R…抵抗素子
 DV…駆動電源
 PM…ドライバ回路
 RG…領域
 W1~W5…ワイヤ
 DB…第2取付面と第2基板の第2基板表面とのy方向の間の距離
 DH…第2取付面と第1取付面とのy方向の間の距離
 G1…第1基板とヒートシンクの先端面との間の距離
 G2…第1基板と第2基板の凹部の底面との間の距離
 HB…取付面からの第2基板の高さ
 HC1…第1取付面からのコンデンサの高さ
 HC2…第2基板表面からのコンデンサの高さ
 HCP…キャップの高さ寸法
 HL1…第1取付面からの半導体発光素子の高さ
 HL2…取付面からの半導体発光素子の高さ
 HR…凹部の深さ
 HS…第2基板表面からのスイッチング素子の高さ
 LR…凹部のx方向の大きさ
 LSX…スイッチング素子のx方向の大きさ
 LZ…第1基板のz方向の大きさ
 TB1…第1基板の厚さ
 TB2…第2基板の厚さ
 TCC…キャップカバー部の厚さ
 TL…半導体発光素子の厚さ
 TS…スイッチング素子の厚さ

Claims (19)

  1.  ベースと、
     前記ベース上に立設した導電性のヒートシンクと、
     前記ヒートシンクにおいて互いに離隔するように取り付けられた第1基板および第2基板と、
     前記第1基板に実装された半導体発光素子と、
     前記第2基板に実装され、前記半導体発光素子を駆動させるように構成された駆動回路素子と、
    を備える
     半導体発光装置。
  2.  前記第1基板は、第1基材を含み、
     前記第2基板は、第2基材を含み、
     前記第1基材の熱伝達率は、前記第2基材の熱伝達率よりも高い
     請求項1に記載の半導体発光装置。
  3.  前記第1基板は、第1基材を含み、
     前記第1基材の線膨張係数と前記半導体発光素子の線膨張係数との差は、前記ヒートシンクの線膨張係数と前記半導体発光素子の線膨張係数との差よりも小さい
     請求項1または2に記載の半導体発光装置。
  4.  前記第1基板は、第1基材を含み、
     前記第1基材は、窒化アルミニウム、アルミナ、銅-タングステン合金、銅-窒化アルミニウム-銅、銅-ダイアモンド合金、銀-ダイアモンド合金のいずれかによって形成されている
     請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  5.  前記駆動回路素子は、スイッチング素子およびコンデンサを含む
     請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  6.  前記ヒートシンクは、
     前記第2基板が取り付けられた第2取付面と、
     前記第2取付面よりも前記ヒートシンクの先端側に形成され、前記第1基板が取り付けられた第1取付面と、
    を含み、
     前記第1取付面は、前記第2取付面に対して前記ヒートシンクの立設方向と直交する厚さ方向に突出している
     請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  7.  前記駆動回路素子は、第1電極および第2電極を有するコンデンサを含み、
     前記コンデンサの前記第1電極は、前記第1取付面に実装され、
     前記コンデンサの前記第2電極は、前記第2基板に実装されている
     請求項6に記載の半導体発光装置。
  8.  前記半導体発光素子は、アノード電極およびカソード電極を含み、
     前記第1基板は、前記カソード電極と前記ヒートシンクとを電気的に接続するスルーホールを含む
     請求項1~7のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  9.  前記第2基板は、前記駆動回路素子が実装された基板表面を含み、
     前記ヒートシンクの厚さ方向において、前記第1取付面と前記基板表面とが同じ位置となる
     請求項6または7に記載の半導体発光装置。
  10.  前記ヒートシンクは、前記第1基板および前記第2基板の双方が取り付けられた取付面を含む
     請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  11.  前記第2基板の端部には、当該端部から凹む凹部が形成されており、
     前記第1基板は、前記第2基板と離隔している状態で少なくとも一部が当該凹部によって形成された領域内に入り込むように配置されている
     請求項10に記載の半導体発光装置。
  12.  前記駆動回路素子は、第1電極および第2電極を有するコンデンサを含み、
     前記コンデンサの前記第1電極および前記第2電極の双方は、前記第2基板に実装されており、
     前記第2基板は、前記コンデンサの前記第1電極と前記ヒートシンクとを電気的に接続するスルーホールを含む
     請求項10または11に記載の半導体発光装置。
  13.  前記第2基板は、前記ヒートシンクと電気的に接続されるパッドを含み、
     前記コンデンサの前記第1電極は、前記スルーホール、前記パッド、および前記第1基板を介して前記半導体発光素子に電気的に接続されている
     請求項12に記載の半導体発光装置。
  14.  前記駆動回路素子は、
     スイッチング素子と、
     第1電極および第2電極を有するコンデンサと、
    を含み、
     前記ヒートシンクの立設方向において、前記半導体発光素子と前記スイッチング素子とが互いに離隔して配列されており、
     前記第2基板のうち前記立設方向における前記半導体発光素子と前記スイッチング素子との間の部分には、前記ヒートシンクと電気的に接続するための接続配線が設けられ、
     前記コンデンサの前記第1電極は、前記接続配線に実装されている
     請求項1~13のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  15.  前記接続配線および前記ヒートシンクは、ワイヤによって接続されている
     請求項14に記載の半導体発光装置。
  16.  前記半導体発光素子は、複数の発光部を有する
     請求項1~15のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  17.  前記ベースに取り付けられ、前記ヒートシンク、前記第1基板、前記第2基板、前記半導体発光素子、および前記駆動回路素子を覆うキャップをさらに備え、
     前記キャップは、前記半導体発光素子からの光を出射可能な開口を有する
     請求項1~16のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
  18.  ベースと、
     前記ベース上に立設した導電性のヒートシンクと、
     前記ヒートシンクに取り付けられた基板と、
     前記ヒートシンクのうち前記基板とは異なる位置に直接的に取り付けられた半導体発光素子と、
     前記基板に少なくとも部分的に実装され、前記半導体発光素子を駆動させるように構成された駆動回路素子と、
    を備える
     半導体発光装置。
  19.  前記半導体発光素子は、導電性接合材によって前記ヒートシンクに接合されている
     請求項18に記載の半導体発光装置。
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