WO2025216136A1 - 発光装置 - Google Patents
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
Definitions
- This disclosure relates to a light-emitting device.
- Patent Document 1 discloses a semiconductor light-emitting device including a semiconductor light-emitting element, a switching element that drives the semiconductor light-emitting element, and a capacitor.
- parasitic inductance exists in the wiring path of a circuit including a semiconductor light emitting element, and the parasitic inductance can affect the output characteristics of the semiconductor light emitting device.
- a light-emitting device includes an insulating substrate that includes a first substrate surface and a second substrate surface opposite the first substrate surface, a first conductive layer provided on the first substrate surface, one or more intermediate conductive layers embedded in the substrate, a second conductive layer provided on the second substrate surface, a plurality of via conductors provided in the substrate that electrically connect the first conductive layer, the one or more intermediate conductive layers, and the second conductive layer, a light-emitting component mounted on the first substrate surface and electrically connected to the first conductive layer, and a driver mounted on the first substrate surface and electrically connected to the first conductive layer for driving the light-emitting component.
- the light emitting component includes a base including a first surface and a second surface opposite the first surface, a semiconductor light emitting element mounted on the first surface and electrically connected to the base, a first lead connected to the second surface, and a second lead penetrating the base and electrically insulated from the base, the light emitting component is electrically connected to the first conductive layer by the first lead and the second lead, and a first distance between the first conductive layer and an intermediate conductive layer of the one or more intermediate conductive layers closest to the first conductive layer is shorter than a second distance between the first substrate surface and the base.
- FIG. 1 is a schematic plan view of an exemplary light emitting device according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic plan view of the intermediate conductive layer of the light emitting device of FIG.
- FIG. 3 is a schematic plan view of the second conductive layer of the light emitting device of FIG.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device taken along line F4-F4 in FIG.
- FIG. 5 is a schematic plan view of the light emitting component of FIG.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the light emitting component taken along line F6-F6 in FIG.
- FIG. 7 is a schematic perspective view of the semiconductor light emitting device of FIG.
- FIG. 8 is a schematic circuit diagram of an exemplary lighting system including the lighting device of FIG. FIG.
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a current path in the light emitting device of FIG.
- FIG. 10 is a schematic plan view of an exemplary light emitting device according to the second embodiment.
- 11 is a schematic plan view of the intermediate conductive layer of the light emitting device of FIG.
- FIG. 12 is a schematic plan view of the second conductive layer of the light emitting device of FIG.
- FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the light emitting device taken along line F13-F13 in FIG.
- FIG. 14 is a schematic plan view of an exemplary light emitting device according to the third embodiment.
- 15 is a schematic plan view of the intermediate conductive layer of the light emitting device of FIG.
- FIG. 16 is a schematic plan view of the second conductive layer of the light emitting device of FIG.
- FIG. 17 is a schematic plan view of the light emitting component of FIG.
- FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the light emitting component taken along line F18-F18 in FIG.
- FIG. 19 is a schematic plan view of a light emitting component according to a modified example.
- FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of the light emitting component taken along line F20-F20 in FIG.
- FIG. 21 is a schematic plan view of a light emitting component according to a modified example.
- FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of the light emitting component taken along line F22-F22 in FIG.
- FIG. 23 is a schematic plan view of a light emitting device according to a modified example.
- FIG. 24 is a schematic plan view of a light emitting device according to a modified example.
- FIG. 25 is a schematic plan view of a light emitting device according to a modified example.
- phrases "at least one” as used in this disclosure means “one or more” of the desired options.
- the phrase “at least one” as used in this disclosure means “only one option” or “both of two options” if the number of options is two.
- the phrase “at least one” as used in this disclosure means “only one option” or “any combination of two or more options” if the number of options is three or more.
- FIG. 1 shows a schematic planar structure of a light-emitting device 10 according to the first embodiment, including a substrate 20, a first conductive layer 31, a light-emitting component 40, and a drive circuit 70.
- FIG. 2 shows a schematic planar structure of an intermediate conductive layer 33 (first intermediate conductive layer 34).
- FIG. 3 shows a schematic planar structure of a second conductive layer 32 (second intermediate conductive layer 35).
- FIG. 3 shows the second conductive layer 32 seen through the substrate 20 from the first substrate surface 21 side of the substrate 20, which is the component mounting surface.
- FIG. 4 shows a schematic cross-sectional structure taken along line F4-F4 in FIG. 1.
- FIG. 5 shows a schematic planar structure of a light-emitting component 40
- FIG. 6 shows a schematic cross-sectional structure taken along line F6-F6 in FIG. 5.
- FIG. 7 is a schematic perspective view of the semiconductor light-emitting element 50 shown in FIG. 4.
- Figure 8 is a schematic circuit diagram of an exemplary lighting system 800 including the lighting device 10 of Figure 1.
- Figure 9 is a schematic cross-sectional view showing the current paths of the lighting device 10 of Figure 1.
- planar view refers to viewing the light-emitting device 10 in the Z-axis direction.
- the light emitting device 10 of the first embodiment includes a substrate 20 , a light emitting component 40 , and a drive circuit 70 .
- the light emitting component 40 and the drive circuit 70 are provided on the substrate 20.
- the drive circuit 70 drives the light emitting component 40.
- the substrate 20 has a rectangular shape in a plan view. A plan view is synonymous with viewing the light-emitting device 10 in the thickness direction of the substrate 20 (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1).
- the substrate 20 includes a first substrate surface 21, a second substrate surface 22 (see FIG. 4) opposite the first substrate surface 21, and first to fourth side surfaces 23 to 26.
- the first side surface 23 and the second side surface 24 correspond to both end surfaces of the substrate 20 in the Y-axis direction. In the example of FIG.
- the first side surface 23 is located on the lower side of the paper surface, and the second side surface 24 is located on the upper side of the paper surface.
- the third side surface 25 and the fourth side surface 26 correspond to both end surfaces of the substrate 20 in the X-axis direction.
- the third side surface 25 is located on the left side of the paper surface, and the fourth side surface 26 is located on the right side of the paper surface.
- the substrate 20 may be a multi-layer substrate.
- the substrate 20 includes a first insulating layer 27A, a second insulating layer 27B, and a third insulating layer 27C.
- the first insulating layer 27A and the second insulating layer 27B are arranged with the third insulating layer 27C sandwiched between them.
- the third insulating layer 27C can be said to be arranged between the first insulating layer 27A and the second insulating layer 27B.
- the first insulating layer 27A includes a first substrate surface 21.
- the second insulating layer 27B includes a second substrate surface 22.
- the first insulating layer 27A, the second insulating layer 27B, and the third insulating layer 27C are made of, for example, an insulating material.
- the insulating material is a material containing epoxy resin, such as glass epoxy resin.
- Another example of the insulating material is a material containing ceramic.
- AlN (aluminum nitride) or Al 2 O 3 (alumina) may be used as the material containing ceramic.
- the first insulating layer 27A includes the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the front surface of the first insulating layer 27A can be said to constitute the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the second insulating layer 27B includes the second substrate surface 22 of the substrate 20.
- the back surface of the second insulating layer 27B can be said to constitute the second substrate surface 22 of the substrate 20.
- the interfaces between the first insulating layer 27A, the second insulating layer 27B, and the third insulating layer 27C are shown with solid lines, but in reality these interfaces may not be clear.
- the light emitting device 10 of the first embodiment may include a plurality of conductive layers.
- the plurality of conductive layers may include a first conductive layer 31, a second conductive layer 32, and at least one intermediate conductive layer 33.
- the first conductive layer 31 is provided on the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the second conductive layer 32 is provided on the second substrate surface 22 of the substrate 20.
- the intermediate conductive layer 33 is embedded within the substrate 20.
- the light emitting device 10 includes two intermediate conductive layers 33.
- the light emitting device 10 may include a first intermediate conductive layer 34 embedded between the first insulating layer 27A and the third insulating layer 27C, and a second intermediate conductive layer 35 embedded between the third insulating layer 27C and the second insulating layer 27B.
- the light emitting device 10 may include three or more intermediate conductive layers 33.
- the substrate 20, the first conductive layer 31, the second conductive layer 32, and the intermediate conductive layer 33 form a multilayer substrate.
- the multilayer substrate may be, for example, a four-layer substrate.
- the second intermediate conductive layer 35 may be omitted.
- the first intermediate conductive layer 34 is a conductive layer closer to the first conductive layer 31 than the second conductive layer 32.
- the second intermediate conductive layer 35 is a conductive layer closer to the second conductive layer 32 than the first conductive layer 31.
- the first intermediate conductive layer 34 corresponds to the conductive layer closest to the first conductive layer 31.
- the first conductive layer 31, the second conductive layer 32, and the intermediate conductive layer 33 (34, 35) may be composed of one or more materials selected from the group including, for example, Cu (copper), Al (aluminum), Ti (titanium), TiN (titanium nitride), Au (gold), Ag (silver), and W (tungsten).
- the first conductive layer 31, the second conductive layer 32, and the intermediate conductive layer 33 (34, 35) may be composed of multiple conductive films.
- the first conductive layer 31, the second conductive layer 32, and the intermediate conductive layer 33 (34, 35) may be composed of a first conductive film made of a material containing Cu and a second conductive film on the first conductive film.
- the first conductive film may be, for example, copper foil, and the second conductive film may be a plated film.
- the distance L11 between the first conductive layer 31 and the first intermediate conductive layer 34 may be different from the distance L13 between the first intermediate conductive layer 34 and the second intermediate conductive layer 35.
- the distance L11 between the first conductive layer 31 and the first intermediate conductive layer 34 is smaller than the distance L13 between the first intermediate conductive layer 34 and the second intermediate conductive layer 35.
- the distance L11 between the first conductive layer 31 and the first intermediate conductive layer 34 may be greater than 0 mm and less than or equal to 0.3 mm. In one example, the distance L11 is 0.1 mm.
- the distance L13 between the first intermediate conductive layer 34 and the second intermediate conductive layer 35 may be greater than 0 mm and less than or equal to 1.0 mm. In one example, the distance L13 is 0.6 mm.
- the distance L12 between the second intermediate conductive layer 35 and the second conductive layer 32 may be equal to the distance L11 between the first conductive layer 31 and the first intermediate conductive layer 34.
- the distance L12 between the second intermediate conductive layer 35 and the second conductive layer 32 may be different from the distance L11 between the first conductive layer 31 and the first intermediate conductive layer 34.
- the distance L12 between the second intermediate conductive layer 35 and the second conductive layer 32 may be smaller than the distance L13 between the first intermediate conductive layer 34 and the second intermediate conductive layer 35.
- the first substrate surface 21 of the substrate 20 is covered with a first resist layer 37A.
- the first resist layer 37A covers a portion of the first conductive layer 31 arranged on the first substrate surface 21.
- the first resist layer 37A includes an opening that partially exposes the first conductive layer 31.
- the portion of the first conductive layer 31 exposed from the first resist layer 37A may be a pad or land to which the light-emitting component 40 or the drive circuit 70 is electrically connected.
- the second substrate surface 22 of the substrate 20 is covered with a second resist layer 37B.
- the second resist layer 37B covers the second conductive layer 32 arranged on the second substrate surface 22.
- the first resist layer 37A and the second resist layer 37B are formed of an insulating material such as an epoxy resin or a polyimide resin.
- the first resist layer 37A and the second resist layer 37B may contain a filler such as silica or alumina.
- the openings in the first resist layer 37A are indicated by dashed two-dot lines.
- the substrate 20 includes a through-hole 28 at each of the four corners of the substrate 20.
- the through-holes 28 penetrate the substrate 20 in the Z-axis direction.
- Each through-hole 28 is provided for fixing the light-emitting device 10 to a support member or the like.
- a fixing member such as a screw is inserted into each through-hole 28.
- the light emitting component 40 includes a stem 41 and a semiconductor light emitting element 50 .
- the stem 41 supports the semiconductor light emitting element 50.
- the stem 41 also electrically connects the semiconductor light emitting element 50 to the substrate 20.
- the stem 41 includes a base 42 , a first lead 43 , a second lead 44 , and an insulating material 45 .
- the base 42 supports the semiconductor light-emitting element 50.
- the base 42 is a plate-shaped member.
- the base 42 has a substantially circular shape when viewed from the Z-axis direction.
- the base 42 includes a first surface 42A and a second surface 42B opposite the first surface 42A.
- the base 42 may be made of a material containing iron (Fe), for example.
- the surface of the base 42 may include a plating layer.
- the plating layer may be made of a material containing nickel (Ni), for example.
- the thickness of the base 42 is, for example, approximately 1.2 mm.
- the base 42 includes three through holes 42C that penetrate the base 42 in the Z-axis direction.
- the through holes 42C are roughly circular when viewed in the Z-axis direction, and their diameter is large enough to allow the second lead 44 to be inserted through them.
- the diameter of the through holes 42C is approximately 1.0 mm.
- the through holes 42C are formed to fix the second lead 44 to the base 42. As shown in Figure 5, the multiple through holes 42C may be arranged on a circumference of a predetermined radius in a plan view.
- the first lead 43 and the second lead 44 are provided to fix the light emitting component 40 to the substrate 20, and form a power supply path to the semiconductor light emitting element 50.
- the first lead 43 and the second lead 44 may be made of a material containing, for example, Fe and Ni.
- the first lead 43 and the second lead 44 may include a plating layer that forms the surface.
- the plating layer may be made of a material containing, for example, Ni.
- the first lead 43 and the second lead 44 are rod-shaped members with a diameter of approximately 0.45 mm.
- the first lead 43 is connected to the base 42 .
- the first lead 43 includes a connection portion 43A and a terminal portion 43C.
- the connection portion 43A is provided at one end of the terminal portion 43C.
- the terminal portion 43C has the same thickness as the second lead 44.
- the connection portion 43A has a larger diameter than the terminal portion 43C, that is, the connection portion 43A is thicker than the terminal portion 43C.
- the end surface of the connection portion 43A is a connection surface 43B.
- the first lead 43 is arranged so that the connection surface 43B of the connection portion 43A faces the second surface 42B of the base 42.
- the first lead 43 may be arranged on the circumference of the base 42 on which the multiple through holes 42C are arranged.
- the connection surface 43B of the first lead 43 is joined to the second surface 42B of the base 42.
- the connection surface 43B of the first lead 43 and the second surface 42B of the base 42 may be joined by, for example, silver brazing or resistance welding.
- the multiple second leads 44 are inserted into the multiple through holes 42C.
- An insulating material 45 is filled between each second lead 44 and each through hole 42C.
- the second leads 44 are spaced apart from the base 42 by the insulating material 45.
- the insulating material 45 is made of an electrically insulating material. This material is, for example, glass.
- the insulating material 45 supports the second leads 44 while electrically insulating them from the base 42.
- the second lead 44 includes a connection portion 44A and a terminal portion 44C.
- the connection portion 44A protrudes from the first surface 42A of the base 42, and the terminal portion 44C protrudes from the second surface 42B of the base 42.
- the connection portion 44A is connected to the semiconductor light-emitting element 50 by a wire 46.
- the wire 46 is connected to the tip surface 44B of the connection portion 44A.
- the terminal portion 44C is used when mounting the light-emitting device 10 on the substrate 20.
- the height L21 of the connection portion 44A may be the length from the first surface 42A of the base 42 to the tip surface 44B of the connection portion 44A.
- the height L21 of the connection portion 44A is, for example, approximately 0.1 mm.
- the semiconductor light emitting element 50 is mounted on the first surface 42 A of the base 42 .
- the semiconductor light emitting device 50 includes a light emitting chip 51 and a submount 55 .
- the light emitting chip 51 is, for example, a semiconductor laser chip.
- the submount 55 is connected to the first surface 42A of the base 42.
- the light emitting chip 51 is electrically connected to the base 42 by the submount 55.
- the light-emitting chip 51 is electrically connected to the second lead 44 by a wire 46.
- a first end of the wire 46 is connected to the light-emitting chip 51, and a second end of the wire 46 is connected to the tip surface 44B of the second lead 44.
- the wire 46 is made of a material containing Au, for example.
- a current supply path to the light-emitting chip 51 is formed by the first lead 43, the base 42, the submount 55, the light-emitting chip 51, the wire 46, and the second lead 44.
- the light-emitting component 40 includes a cover 47.
- the cover 47 may be called a cap.
- the cover 47 is fixed to the first surface 42A of the base 42.
- the cover 47 covers the semiconductor light-emitting element 50.
- the cover 47 is made of a material containing Fe.
- the cover 47 has a body portion 47A, a flange portion 47B, and a top portion 47C.
- the body portion 47A surrounds the semiconductor light-emitting element 50 when viewed from the Z-axis direction.
- the body portion 47A has a cylindrical shape.
- the flange portion 47B is connected to the lower end of the body portion 47A.
- the flange portion 47B extends outward from the body when viewed from the Z-axis direction.
- the flange portion 47B has a circular ring shape when viewed from the Z-axis direction.
- the flange portion 47B is fixed to the first surface 42A of the base 42 by welding, a bonding material, or the like.
- the top portion 47C is connected to the upper end of the body portion 47A.
- the top portion 47C has a circular plate shape when viewed from the Z-axis direction.
- the top portion 47C has a window portion 47D. Laser light emitted from the semiconductor light-emitting element 50 passes through the window portion 47D.
- the top portion 47C includes a circular window portion 47D when viewed from the Z-axis direction.
- the light-emitting component 40 may include a window member 48.
- the window member 48 is attached to the underside of the top portion 47C in the figure.
- the window member 48 covers the window portion 47D.
- the window member 48 is translucent to light in a wavelength band that includes the laser light emitted from the semiconductor light-emitting element 50.
- the window member 48 is made of glass.
- the window member 48 may be omitted.
- a semiconductor light emitting device 50 includes a light emitting chip 51 .
- the light-emitting chip 51 emits laser light in a predetermined wavelength band.
- the light-emitting chip 51 is a surface-emitting laser element.
- the light-emitting chip 51 is configured with a photonic-crystal surface-emitting laser (PCSEL) element.
- the PCSEL element is capable of high-power operation (high-brightness operation) by emitting a beam with high beam quality and a narrow divergence angle, and is characterized by having little temperature dependence of the operating wavelength.
- the light-emitting chip 51 may also be configured with a vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) element.
- VCSEL vertical-cavity surface-emitting laser
- the light-emitting chip 51 includes a first element surface 51A and a second element surface 51B opposite the first element surface 51A.
- the light-emitting chip 51 includes a first electrode 52A provided on the first element surface 51A and a second electrode 52B provided on the second element surface 51B.
- the light-emitting chip 51 includes a light-emitting region 53 in the center of the element surface.
- the first electrode 52A is formed, for example, in the shape of a rectangular ring, including an opening (through-hole) that exposes the light-emitting region 53 on the element surface.
- the second electrode 52B is formed, for example, over the entire back surface of the element.
- the first electrode 52A corresponds to a cathode electrode
- the second electrode 52B corresponds to an anode electrode.
- the semiconductor light-emitting element 50 includes a submount 55.
- the light-emitting chip 51 is mounted on the submount 55.
- the light-emitting chip 51 is mounted on the base 42 using the submount 55.
- the submount 55 is larger than the light-emitting chip 51 in a planar view.
- the light-emitting chip 51 may be approximately 0.9 mm x 0.9 mm in size, while the submount 55 may be approximately 1.2 mm x 1.2 mm in size.
- the submount 55 may be made of an alloy of Cu and W.
- the submount 55 may also be made of a material other than Cu and W.
- the submount 55 includes, for example, a surface bonding portion 56.
- a material for the surface bonding portion 56 is an alloy of Au and tin (Sn), but other metal materials may also be used. Using such a submount 55 makes it easier to mount the light-emitting chip 51 on the base 42.
- the first electrode 52A of the light-emitting chip 51 is electrically connected to the multiple second leads 44 by multiple wires 46.
- the first ends of the wires 46 are connected to the first electrodes 52A provided on the first element surface 51A of the light-emitting chip 51, and the second ends of the wires 46 are connected to the tip surfaces 44B of the second leads 44.
- the second electrodes 52B of the light-emitting chip 51 are electrically connected to the submount 55.
- the height L21 of the tip surface 44B of the second lead 44 is lower than the height L22 of the first electrode 52A of the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50.
- the height L21 of the tip surface 44B of the second lead 44 may be said to be the length of the connection portion 44A of the second lead 44 protruding from the first surface 42A of the base 42.
- the height L21 of the tip surface 44B of the second lead 44 may be the distance in the Z-axis direction from the first surface 42A of the base 42 to the tip surface 44B of the second lead 44.
- the height L21 of the tip surface 44B of the second lead 44 may be equal to the height L22 of the first electrode 52A of the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50.
- the height L21 of the tip surface 44B of the second lead 44 may be higher than the height L22 of the first electrode 52A of the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50.
- the driving circuit 70 is provided to drive the light emitting component 40.
- the driving circuit 70 is configured to drive the light emitting chip 51 of the light emitting component 40.
- the drive circuit 70 includes a switching element 71 and one or more capacitors 72.
- the drive circuit 70 includes five capacitors 72.
- the number of capacitors 72 may be changed as appropriate, for example, depending on the light-emitting chips 51 of the light-emitting component 40.
- the switching element 71 and the light-emitting component 40 are arranged side by side in a first direction in a plan view.
- the first direction may be the Y-axis direction.
- the switching element 71 is provided in a position adjacent to or close to the light-emitting component 40 in the Y-axis direction.
- the switching element 71 has a rectangular shape in a plan view.
- the switching element 71 includes a horizontal transistor.
- the horizontal transistor may be a high electron mobility transistor (HEMT) made of a nitride semiconductor such as gallium nitride (GaN).
- the horizontal transistor may be a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET).
- the switching element 71 includes a first element surface 71A and a second element surface 71B opposite the first element surface 71A. As shown in FIG. 1, the switching element 71 includes a gate electrode 71G, a source electrode 71S, and a drain electrode 71D provided on the first element surface 71A. In FIG. 4, the source electrode 71S and drain electrode 71D of the switching element 71 are shown. The switching element 71 is mounted with the first element surface 71A facing the substrate 20.
- the multiple capacitors 72 are arranged on the opposite side of the light-emitting component 40 from the switching element 71.
- the multiple capacitors 72 and the switching element 71 are arranged with the light-emitting component 40 in between.
- the multiple capacitors 72 are arranged in a direction that intersects the first direction, the Y-axis direction, and in one example, along the X-axis direction that is perpendicular to the Y-axis direction.
- the multiple capacitors 72 may be, for example, ceramic capacitors.
- the multiple capacitors 72 are rectangular in plan view, with two long sides along the Y-axis direction and two short sides along the X-axis direction.
- the multiple capacitors 72 are spaced apart from each other and lined up in a row in the X-axis direction with their long sides adjacent to each other.
- the capacitor 72 includes a first electrode 72A and a second electrode 72B.
- the first electrode 72A is located at one end of the capacitor 72 in the Y-axis direction
- the second electrode 72B is located at the other end of the capacitor 72 in the Y-axis direction.
- the light emitting device 10 includes a protection diode 73 that protects the light emitting chip 51 of the light emitting component 40.
- the protection diode 73 is mounted on the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the protection diode 73 is arranged in the X-axis direction relative to the light emitting component 40 in a planar view. It can be said that the light emitting component 40 and the protection diode 73 are arranged side by side in the X-axis direction in a planar view.
- the protection diode 73 is arranged adjacent to or close to the light emitting component 40 in the X-axis direction.
- the light-emitting device 10 includes a gate driver 76 for driving the switching element 71.
- the gate driver 76 is disposed adjacent to or in close proximity to the switching element 71.
- the gate driver 76 is mounted on the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the gate driver 76 is disposed spaced apart from the switching element 71 in the X-axis direction in a plan view.
- the light emitting device 10 may include a signal input connector 83 to which a pulse signal is supplied.
- the signal input connector 83 may be a high-frequency connector such as an SMB connector.
- the pulse signal is used to control the switching element 71 and is supplied to the gate driver 76.
- the signal input connector 83 is mounted on the second substrate surface 22 of the substrate 20. In one example, the signal input connector 83 may be positioned closer to the third side surface 25 of the substrate 20.
- the light emitting device 10 may include a second power connector 82 for supplying operating power to the gate driver 76.
- the second power connector 82 is mounted on the second board surface 22 of the board 20. In one example, the second power connector 82 may be positioned closer to the first side surface 23 of the board 20.
- the light-emitting device 10 may include a first power connector 81 that supplies a drive current for charging the capacitor 72.
- the first power connector 81 is mounted on the second board surface 22 of the board 20. In one example, the first power connector 81 may be positioned closer to the fourth side surface of the board 20.
- the light emitting device 10 may include a current limiting resistor 74.
- the current limiting resistor 74 prevents backflow from the capacitor 72.
- the light emitting device 10 may include one or more current limiting resistors 74.
- the current limiting resistor 74 may be located adjacent to or in close proximity to the first power connector 81. In one example, the current limiting resistor 74 is mounted on the first board surface 21 of the board 20.
- the light emitting device 10 may include a capacitor 75.
- the capacitor 75 may be disposed adjacent to or in close proximity to the first power connector 81.
- the capacitor 75 is mounted on the first board surface 21 of the board 20.
- the light emitting device 10 includes a first conductive layer 31, a second conductive layer 32, a first intermediate conductive layer 34, and a second intermediate conductive layer 35.
- the second intermediate conductive layer 35 has the same structure as the second conductive layer 32. Therefore, the first conductive layer 31, the first intermediate conductive layer 34, and the second conductive layer 32 will be described.
- the first conductive layer 31 may include a plurality of patterned conductors spaced apart from one another.
- the first conductive layer 31 includes first to eighth patterned conductors 101 to 108.
- the first pattern conductor 101 constitutes a ground conductor.
- the first pattern conductor 101 is arranged in the central portion in the Y-axis direction on the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the first pattern conductor 101 is arranged spaced apart from the first side surface 23 and the second side surface 24 of the substrate 20.
- the first pattern conductor 101 includes a first portion 101A, a second portion 101B, and a third portion 101C that electrically connects the first portion 101A and the second portion 101B.
- the first portion 101A extends from the fourth side surface 26 of the substrate 20 along the X-axis direction to the central portion of the substrate 20 in the X-axis direction.
- the second portion 101B is arranged spaced apart from the first portion 101A in the Y-axis direction.
- the second portion 101B extends from the fourth side surface 26 of the substrate 20 along the X-axis direction.
- the third portion 101C is a portion provided closer to the third side surface 25 of the substrate 20.
- the third portion 101C extends along the third side surface 25 of the substrate 20.
- the second pattern conductor 102 extends along the X-axis direction from the fourth side surface 26 of the substrate 20.
- the second pattern conductor 102 is spaced apart in the Y-axis direction from the first portion 101A of the first pattern conductor 101.
- the first portion 101A of the first pattern conductor 101 and the second pattern conductor 102 are used to mount the capacitor 72.
- the capacitor 72 includes a first electrode 72A and a second electrode 72B.
- the first electrode 72A of the capacitor 72 is bonded to the second pattern conductor 102 by a conductive bonding material SD (see Figure 4).
- the second electrode 72B of the capacitor 72 is bonded to the first portion of the first pattern conductor 101 by a conductive bonding material SD (see Figure 4).
- the third pattern conductor 103 is arranged spaced apart in the Y-axis direction from the second pattern conductor 102.
- the third pattern conductor 103 is arranged between the second pattern conductor 102 and the second portion 101B of the first pattern conductor 101.
- the second pattern conductor 102 and the third pattern conductor 103 are used to mount the light-emitting component 40.
- the second pattern conductor 102 includes a first land 102A
- the third pattern conductor 103 includes a plurality of second lands 103A.
- the first land 102A and the second land 103A are used to connect the first lead 43 and the second lead 44 of the light-emitting component 40 shown in FIG. 5.
- the first land 102A may be electrically connected to a first through-hole 102B that penetrates the substrate 20.
- the first through-hole 102B may be a conductive film provided on the inner surface of a through-hole that penetrates the first to third insulating layers 27A to 27C of the substrate 20.
- the second land 103A may be electrically connected to a second through-hole 103B that penetrates the substrate 20.
- the second through-hole 103B may be a conductive film provided on the inner surface of a through-hole that penetrates the first to third insulating layers 27A to 27C of the substrate 20.
- the first lead 43 of the light-emitting component 40 is inserted into the first through-hole 102B and is electrically connected to the first through-hole 102B and the first land 102A by conductive bonding material SD.
- the second lead 44 of the light-emitting component 40 is inserted into the second through-hole 103B and is electrically connected to the second through-hole 103B and the second land 103A by conductive bonding material SD.
- the light-emitting component 40 is electrically connected between the second pattern conductor 102 and the third pattern conductor 103.
- the light emitting component 40 is fixed to the substrate 20 by connecting the first lead 43 and the second lead 44 to the first land 102A and the second land 103A.
- the base 42 of the light emitting component 40 is disposed at a distance from the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the distance L11 between the first conductive layer 31 and the first intermediate conductive layer 34 may be smaller than the distance L31 between the first substrate surface 21 of the substrate 20 and the base 42 of the light emitting component 40.
- the distance L31 between the first substrate surface 21 of the substrate 20 and the base 42 of the light emitting component 40 may be greater than 0 mm and equal to or less than 2 mm. In one example, the distance L31 is 1 mm.
- a protection diode 73 is electrically connected to the second pattern conductor 102 and the third pattern conductor 103.
- the anode electrode 73A of the protection diode 73 is joined to the third pattern conductor 103 by a conductive bonding material.
- the cathode electrode 73B of the protection diode 73 is joined to the second pattern conductor 102 by a conductive bonding material.
- a fourth pattern conductor 104 is arranged between the second pattern conductor 102 and the second portion 101B of the first pattern conductor 101.
- a first power connector 81 may be connected to the second portion 101B of the first pattern conductor 101 and the fourth pattern conductor 104.
- the first power connector 81 includes two connector terminals.
- the fourth pattern conductor 104 includes a third land 104A, and the second portion 101B of the first pattern conductor 101 includes a fourth land 101BA.
- the third land 104A and the fourth land 101BA are used to connect the two connector terminals.
- the third land 104A may be electrically connected to a third through hole 104B that penetrates the substrate 20.
- the third through hole 104B may be a conductive film provided on the inner surface of a through hole that penetrates the first to third insulating layers 27A to 27C of the substrate 20.
- the fourth land 101BA may be electrically connected to a fourth through hole 101BB that penetrates the substrate 20.
- the fourth through hole 101BB may be a conductive film provided on the inner surface of a through hole that penetrates the first to third insulating layers 27A to 27C of the substrate 20.
- the connector terminals of the first power connector 81 are inserted into the fourth through hole 101BB and the third through hole 104B, respectively, and are electrically connected to the third land 104A and the fourth land 101BA by a conductive bonding material.
- a capacitor 75 is electrically connected to the fourth pattern conductor 104 and the second portion of the first pattern conductor 101.
- the capacitor 75 includes a first electrode 75A and a second electrode 75B.
- the first electrode 75A of the capacitor 75 is joined to the fourth pattern conductor 104 by a conductive bonding material.
- the second electrode 75B of the capacitor 75 is joined to the second portion 101B of the first pattern conductor 101 by a conductive bonding material.
- a current-limiting resistor 74 is electrically connected to the fourth pattern conductor 104 and the second pattern conductor 102.
- the first electrode 74A of the current-limiting resistor 74 is joined to the fourth pattern conductor 104 by a conductive bonding material.
- the second electrode 74B of the current-limiting resistor 74 is joined to the second pattern conductor 102 by a conductive bonding material.
- the third pattern conductor 103 includes a drain connection portion 103C extending toward the second portion 101B of the first pattern conductor 101.
- the second portion 101B of the first pattern conductor 101 includes portions that sandwich the drain connection portion 103C.
- the drain electrode 71D of the switching element 71 is electrically connected to the drain connection portion 103C.
- the switching element 71 is arranged so as to straddle the drain connection portion 103C of the third pattern conductor 103.
- the source electrode 71S of the switching element 71 is electrically connected to the second portion 101B of the first pattern conductor 101.
- the gate electrode 71G of the switching element 71 is electrically connected to the fifth pattern conductor 105, which is arranged adjacent to the drain connection portion 103C of the third pattern conductor 103.
- the fifth pattern conductor 105 extends along the X-axis direction from the drain connection portion 103C of the third pattern conductor 103.
- the third portion 101C of the first pattern conductor 101 includes a recess in which a portion of the fifth pattern conductor 105 is disposed.
- the sixth pattern conductor 106 and the seventh pattern conductor 107 are disposed within the recess of the first pattern conductor 101.
- the sixth pattern conductor 106 and the seventh pattern conductor 107 extend along the X-axis direction.
- the gate driver 76 is electrically connected to the fifth pattern conductor 105, the sixth pattern conductor 106, and the seventh pattern conductor 107.
- the sixth pattern conductor 106 includes a fifth land 106A arranged closer to the third side surface 25 of the substrate 20.
- the third portion 101C of the first pattern conductor 101 includes a plurality of sixth lands 101CB arranged around the fifth land 106A.
- the fifth land 106A and the sixth land 101CB are used to connect the signal input connector 83.
- the fifth land 106A may be electrically connected to a through hole 106B that penetrates the substrate 20.
- the through hole 106B may be a conductive film provided on the inner surface of a through hole that penetrates the first to third insulating layers 27A to 27C of the substrate 20.
- the sixth land 101CB may be electrically connected to a through hole 101CC that penetrates the substrate 20.
- the through hole 101CC may be a conductive film provided on the inner surface of a through hole that penetrates the first to third insulating layers 27A to 27C of the substrate 20.
- the terminal of the signal input connector 83 is inserted into the through hole 106B and is electrically connected to the fifth land 106A and through hole 106B by a conductive bonding material.
- the terminal (lead) of the signal input connector 83 is inserted into the through hole 101CC and is electrically connected to the sixth land 101CB and the through hole 101CC.
- the seventh pattern conductor 107 is disposed apart from the sixth pattern conductor 106 in the Y-axis direction.
- the first pattern conductor 101 includes a fourth portion 101D disposed between the sixth pattern conductor 106 and the seventh pattern conductor 107 in a plan view. The fourth portion 101D of the first pattern conductor 101, the fifth pattern conductor 105, the sixth pattern conductor 106, and the seventh pattern conductor 107 are electrically connected to terminals of the gate driver 76.
- the eighth pattern conductor 108 is arranged between the sixth pattern conductor 106 and the seventh pattern conductor 107 and the fifth pattern conductor 105.
- the eighth pattern conductor 108 may have a rectangular shape that is long in the Y-axis direction in a plan view.
- the eighth pattern conductor 108 is connected to a pad of the gate driver 76.
- the eighth pattern conductor 108 may be used for heat dissipation of the gate driver 76.
- the eighth pattern conductor 108 may be connected to the first pattern conductor 101. For example, it may be connected to the fourth portion 101D of the first pattern conductor 101.
- the first conductive layer 31 may include a seventh land 109A surrounded by a third portion 101C of the first pattern conductor 101.
- the third portion 101C of the first pattern conductor 101 may include an eighth land 101CD located adjacent to the seventh land 109A.
- the seventh land 109A and the eighth land 101CD are used to connect two connector terminals of the second power connector 82.
- the seventh land 109A may be electrically connected to a through hole 109B that penetrates the substrate 20.
- the through hole 109B may include a conductive film that is also received on the inner surface of the through hole that penetrates the first to third insulating layers 27A to 27C of the substrate 20.
- the eighth land 101CD may be electrically connected to a through hole 101CE that penetrates the substrate 20.
- the through hole 101CE may also include a conductive film that is also received on the inner surface of the through hole that penetrates the first to third insulating layers 27A to 27C of the substrate 20.
- the connector terminals of the second power connector 82 that are inserted into the through holes 109B and 101CE, respectively, are electrically connected to the seventh land 109A, the eighth land 101CD, and the through holes 109B and 101CE by a conductive bonding material.
- the first intermediate conductive layer 34 may include a plurality of intermediate conductors spaced apart from one another.
- the first intermediate conductive layer 34 may include first to sixth intermediate conductors 301 to 306.
- the first intermediate conductor 301 has a rectangular shape in a plan view.
- the first intermediate conductor 301 surrounds the second to sixth intermediate conductors 302 to 306.
- the first intermediate conductor 301 may form a ground conductor.
- the second intermediate conductor 302 is positioned so as to overlap the first land 102A of the second pattern conductor 102 shown in FIG. 1.
- the second intermediate conductor 302 is electrically connected to the first land 102A via the first through hole 102B.
- the second intermediate conductor 302 is electrically connected to the first lead 43 of the light-emitting component 40.
- the third intermediate conductor 303 is positioned so as to overlap the second land 103A of the third pattern conductor 103 shown in FIG. 1.
- the first intermediate conductive layer 34 includes a plurality of third intermediate conductors 303.
- the third intermediate conductors 303 are electrically connected to the second land 103A via the second through hole 103B.
- the third intermediate conductors 303 are electrically connected to the second lead 44 of the light-emitting component 40.
- the fourth intermediate conductor 304 is positioned so as to overlap the third land 104A of the fourth pattern conductor 104 shown in FIG. 1.
- the fourth intermediate conductor 304 is electrically connected to the third land 104A via the third through hole 104B.
- the fourth intermediate conductor 304 is electrically connected to the connector terminal of the first power connector 81.
- the fifth intermediate conductor 305 is positioned so as to overlap the fifth land 106A of the sixth pattern conductor 106 shown in FIG. 1.
- the fifth intermediate conductor 305 is electrically connected to the fifth land 106A via the through hole 106B.
- the fifth intermediate conductor 305 is electrically connected to a terminal of the signal input connector 83.
- the sixth intermediate conductor 306 extends in the Y-axis direction from a position overlapping with the seventh land 109A shown in FIG. 1 to a position overlapping with the seventh pattern conductor 107.
- the sixth intermediate conductor 306 is electrically connected to the seventh pattern conductor 107 by the third via conductor 403.
- the sixth intermediate conductor 306 is also electrically connected to the seventh land 109A by the through hole 109B.
- the sixth intermediate conductor 306 is electrically connected to a connector terminal of the second power connector 82.
- the second conductive layer 32 may include a plurality of pattern conductors spaced apart from one another.
- the second conductive layer 32 may include first to seventh pattern conductors 201 to 207.
- the first patterned conductor 201 has a rectangular shape in a plan view and surrounds the second to seventh patterned conductors 202 to 207.
- the second pattern conductor 202 is disposed at a position overlapping the first land 102A of the second pattern conductor 102 shown in Fig. 1.
- the second pattern conductor 202 is electrically connected to the first land 102A via the first through hole 102B.
- the second pattern conductor 202 is electrically connected to the first lead 43 of the light emitting component 40.
- the third pattern conductor 203 is arranged in a position overlapping the second land 103A of the third pattern conductor 103 shown in FIG. 1.
- the first intermediate conductive layer 34 includes a plurality of third pattern conductors 203.
- the third pattern conductor 203 is electrically connected to the second land 103A via the second through hole 103B.
- the third pattern conductor 203 is electrically connected to the second lead 44 of the light-emitting component 40.
- the fourth pattern conductor 204 is positioned so as to overlap the third land 104A of the fourth pattern conductor 104 shown in FIG. 1.
- the fourth pattern conductor 204 is electrically connected to the third land 104A via the third through hole 104B.
- the fifth pattern conductor 205 is positioned so as to overlap the fifth land 106A of the sixth pattern conductor 106 shown in FIG. 1.
- the fifth pattern conductor 205 is electrically connected to the fifth land 106A via the through hole 106B.
- the sixth pattern conductor 206 is positioned so as to overlap the seventh land 109A shown in FIG. 1.
- the sixth pattern conductor 206 is electrically connected to the seventh land 109A via a through hole 109B.
- the seventh pattern conductor 207 is arranged in a position overlapping the seventh pattern conductor 107 shown in FIG. 1.
- the seventh pattern conductor 207 is electrically connected to the seventh pattern conductor 107 by the fourth via conductor 404.
- the light emitting component 40 includes a plurality of via conductors 400 provided in the substrate 20.
- the plurality of via conductors 400 penetrate the substrate 20 from the first substrate surface 21 to the second substrate surface 22 of the substrate 20.
- the substrate 20 includes a plurality of via holes that penetrate in the Z-axis direction, and the via conductors 400 may be conductive films provided on the inner surfaces of the via holes. Alternatively, the via conductors 400 may be conductors filled in the via holes.
- the plurality of via conductors 400 electrically connect the first conductive layer 31, the intermediate conductive layer 33, and the second conductive layer 32.
- the multiple via conductors include multiple first via conductors 401.
- the multiple first via conductors 401 are arranged on the opposite side of the capacitor 72 from the light emitting component 40.
- the multiple first via conductors 401 are provided in the first portion 101A of the first pattern conductor 101 of the first conductive layer 31.
- the multiple first via conductors 401 are aligned along the X-axis direction.
- the multiple first via conductors 401 may form a via row aligned in the X-axis direction.
- Multiple via rows may be provided and aligned in the Y-axis direction.
- the multiple first via rows may form multiple via rows.
- the multiple first via conductors 401 may be arranged in a matrix.
- the multiple first via conductors 401 electrically connect the first portion 101A of the first pattern conductor 101 of the first conductive layer 31, the first intermediate conductor 301 of the first intermediate conductive layer 34, and the first pattern conductor 201 of the second intermediate conductive layer 35 and the second conductive layer 32.
- the multiple via conductors 400 include multiple second via conductors 402.
- the multiple second via conductors 402 are arranged on the opposite side of the switching element 71 from the light emitting component 40.
- the multiple second via conductors 402 are provided in the second portion 101B of the first pattern conductor 101 of the first conductive layer 31.
- the multiple second via conductors 402 are aligned along the X-axis direction.
- the multiple second via conductors 402 may form a via row aligned in the X-axis direction.
- Multiple via rows may be provided and aligned in the Y-axis direction.
- the multiple second via rows may form multiple via rows.
- the multiple second via conductors 402 may be arranged in a matrix.
- the multiple second via conductors 402 electrically connect the second portion 101B of the first pattern conductor 101 of the first conductive layer 31, the first intermediate conductor 301 of the first intermediate conductive layer 34, and the first pattern conductor 201 of the second intermediate conductive layer 35 and the second conductive layer 32.
- the plurality of via conductors 400 include a third via conductor 403 and a fourth via conductor 404 .
- the third via conductor 403 is disposed at a position overlapping the eighth pattern conductor 108 of the first conductive layer 31.
- the third via conductor 403 electrically connects the eighth pattern conductor 108 of the first conductive layer 31, the first intermediate conductor 301 of the first intermediate conductive layer 34, and the first pattern conductor 201 of the second intermediate conductive layer 35 and the second conductive layer 32.
- the fourth via conductor 404 is positioned so as to overlap the seventh pattern conductor 107 of the first conductive layer 31.
- the fourth via conductor 404 electrically connects the seventh pattern conductor 107 of the first conductive layer 31, the sixth intermediate conductor 306 of the first intermediate conductive layer 34, and the sixth pattern conductor 206 of the second intermediate conductive layer 35 and the second conductive layer 32.
- a light emitting system 800 includes a light emitting device 10 , a DC power supply 801 , a control power supply 802 , and a pulse generator 803 .
- the DC power supply 801, capacitor 75, and current-limiting resistor 74 are configured to supply current to the light-emitting component 40 and drive circuit 70.
- the first electrode 74A of the current-limiting resistor 74 is electrically connected to the positive electrode of the DC power supply 801 and the first electrode of the capacitor 75.
- the second electrode 74B of the current-limiting resistor 74 is electrically connected to the second electrode 52B (anode electrode) of the light-emitting component 40 and the first electrode 72A of the capacitor 72.
- the gate driver 76 is electrically connected to the gate electrode 71 G of the switching element 71 .
- the pulse generator 803 and the control power supply 802 are each electrically connected to the gate driver 76.
- the pulse generator 803 is configured to output a pulse signal to each of the gate drivers 76 for controlling the switching elements 71.
- the control power supply 802 is configured to apply an operating voltage to each of the gate drivers 76.
- the negative electrode of the DC power supply 801, the second electrode of the capacitor 75, the pulse generator 803, the second electrode 72B of the capacitor 72, the negative electrode of the control power supply 802, and the source electrode 71S of the switching element 71 are electrically connected to the ground terminal.
- the drain electrode 71D of the switching element 71 is electrically connected to the second lead 44 of the light-emitting component 40 and the anode electrode 73A of the protection diode 73.
- the cathode electrode 73B of the protection diode 73 is electrically connected to the first lead 43 of the light-emitting component 40.
- the drive circuit 70 when the switching element 71 of the drive circuit 70 is in the OFF state, the capacitor 72 is charged by the DC power supply 801. When the switching element 71 switches from the OFF state to the ON state, current flows from the capacitor 72 to the light-emitting component 40. The switching element 71 is repeatedly turned on and off by a pulsed control signal supplied from the pulse generator 803, causing the light-emitting component 40 to emit pulsed laser light. In this way, the drive circuit 70 is configured to drive the light-emitting component 40.
- (Operation of the first embodiment) 9 shows a current path CP1 of a current flowing through the switching element 71 and capacitor 72 of the drive circuit 70 and the semiconductor light emitting element 50 of the light emitting component 40.
- the current path CP1 is indicated by a bold arrow.
- Current path CP1 is generally configured as a loop in which current flows from the first electrode 72A of capacitor 72, through the light-emitting component 40, switching element 71, and first intermediate conductive layer 34, to the second electrode 72B of capacitor 72. More specifically, current in current path CP1 flows through the first electrode 72A of capacitor 72, the second pattern conductor 102 of the first conductive layer 31, the first lead 43 of the light-emitting component 40, the base 42, the submount 55, the light-emitting chip 51, the wire 46, the second lead 44, the third pattern conductor 103 of the first conductive layer 31, the switching element 71, the second portion 101B of the first pattern conductor 101 of the first conductive layer 31, the second via conductor 402, the first intermediate conductive layer 34, the first via conductor 401, the first portion 101A of the first pattern conductor 101 of the first conductive layer 31, and the second electrode 72B of capacitor 72, in that order.
- Current path CP1 is composed of the light-emitting component 40, switching element 71, capacitor 72, first conductive layer 31 provided on the first substrate surface 21 of the substrate 20, and first intermediate conductive layer 34 embedded in the substrate 20 and close to the first conductive layer 31.
- the light-emitting component 40 is electrically connected to the first conductive layer 31 by connecting the first lead 43 and second lead 44 to the first land 102A and second land 103A.
- the semiconductor light-emitting element 50 of the light-emitting component 40 is bonded to the first surface 42A of the base 42 of the light-emitting component 40.
- the light-emitting device 10 can bring the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50 close to the first conductive layer 31 by connecting the semiconductor light-emitting element 50 to the first conductive layer 31 provided on the first substrate surface 21 of the substrate 20 using the base 42, first lead 43, and second lead 44. Furthermore, the area of the region surrounded by the current path CP1 that supplies current to the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50 can be reduced when viewed from the X-axis direction. The area of the region surrounded by the current path CP1 affects the parasitic inductance of the current path CP1, and the smaller the area of the region, the smaller the parasitic inductance. Therefore, in the light-emitting device 10, the parasitic inductance can be reduced, and the effects of parasitic inductance can be reduced.
- the light emitting device 10 of the first embodiment provides the following effects.
- the light emitting device 10 includes an insulating substrate 20 including a first substrate surface 21 and a second substrate surface 22 opposite the first substrate surface 21.
- a first conductive layer 31 is provided on the first substrate surface 21.
- One or more intermediate conductive layers 33 are embedded in the substrate 20.
- a second conductive layer 32 is provided on the second substrate surface 22.
- a plurality of via conductors 400 are provided in the substrate 20 and electrically connect the first conductive layer 31, the intermediate conductive layer 33, and the second conductive layer 32.
- a light emitting component 40 is mounted on the first substrate surface 21 and electrically connected to the first conductive layer 31.
- a drive circuit 70 that drives the light emitting component 40 is mounted on the first substrate surface 21 and electrically connected to the first conductive layer 31.
- the light-emitting component 40 includes a base 42 including a first surface 42A and a second surface 42B opposite the first surface 42A, a semiconductor light-emitting element 50 mounted on the first surface 42A and electrically connected to the base 42, a first lead 43 connected to the second surface 42B, and a second lead 44 that passes through the base 42 and is electrically insulated from the base 42.
- the light-emitting component 40 is electrically connected to the first conductive layer 31 by the first lead 43 and the second lead 44.
- the semiconductor light-emitting element 50 is bonded to the first surface 42A of the base 42.
- the current path CP1 that passes current to the light-emitting chip 51 of the light-emitting component 40 is composed of the light-emitting component 40, the switching element 71, the capacitor 72, a first conductive layer 31 provided on the first substrate surface 21 of the substrate 20, and a first intermediate conductive layer 34 embedded in the substrate 20 and close to the first conductive layer 31.
- a light-emitting device 10 that connects the semiconductor light-emitting element 50 to the first conductive layer 31 provided on the first substrate surface 21 of the substrate 20 using a base 42, a first lead 43, and a second lead 44 the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50 can be brought closer to the first conductive layer 31.
- the area of the region surrounded by the current path CP1 that supplies current to the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50 can be reduced when viewed from the X-axis direction.
- parasitic inductance can be reduced, thereby reducing the effects of parasitic inductance.
- the light-emitting component 40 is fixed to the substrate 20 by connecting the first lead 43 and the second lead 44 to the first land 102A and the second land 103A.
- the base 42 of the light-emitting component 40 is disposed at a distance from the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the distance L11 between the first conductive layer 31 and the first intermediate conductive layer 34 is smaller than the distance L31 between the first substrate surface 21 of the substrate 20 and the base 42 of the light-emitting component 40. Therefore, the area of the region surrounded by the current path CP1 that supplies current to the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50 can be made smaller.
- parasitic inductance can be reduced, thereby reducing the effects of parasitic inductance.
- the light-emitting component 40 has a semiconductor light-emitting element 50 mounted on the first surface 42A of the base 42.
- the light-emitting component 40 is fixed to the substrate 20 by a first lead 43 connected to the base 42 and a second lead 44 fixed to the base 42. In this way, the light-emitting component 40 including the first lead 43 and second lead 44 allows the semiconductor light-emitting element 50 to be easily mounted on the substrate 20.
- the light-emitting component 40 includes a cover 47 fixed to the stem 41.
- the cover 47 covers the semiconductor light-emitting element 50 mounted on the first surface 42A of the base 42 of the stem 41. Therefore, the semiconductor light-emitting element 50 can be protected.
- the light-emitting component 40 includes a plurality of second leads 44 that penetrate the base 42 and are electrically insulated from the base 42.
- the plurality of second leads 44 are electrically connected to the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50 by a plurality of wires 46.
- Current flows through the light-emitting chip 51 via the plurality of second leads 44 and the plurality of wires 46. In this way, by using the plurality of second leads 44 and the plurality of wires 46, it is possible to reduce the parasitic inductance in the current path CP1 that carries current to the semiconductor light-emitting element 50.
- first via conductors 401 By providing multiple first via conductors 401, it is possible to reduce the parasitic inductance in the current path CP1 that passes current through the semiconductor light emitting element 50.
- the light-emitting component 40 includes a semiconductor light-emitting element 50 mounted on the first surface 42A of the base 42.
- the semiconductor light-emitting element 50 includes a light-emitting chip 51, which is a surface-emitting laser element. Therefore, it is easy to obtain a light-emitting device 10 that emits laser light in a direction perpendicular to the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the light emitting device 10 of the second embodiment differs from the light emitting device 10 of the first embodiment mainly in the arrangement of the light emitting components 40 and the switching elements 71 and capacitors 72 of the drive circuit 70.
- the following describes the second embodiment, focusing on the differences from the light emitting device 10 of the first embodiment. Note that components common to the light emitting device 10 of the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted.
- FIG. 10 is a schematic plan view of an exemplary light-emitting device according to the second embodiment.
- FIG. 11 is a schematic plan view of an intermediate conductive layer of the light-emitting device of FIG. 10.
- FIG. 12 is a schematic plan view of a second conductive layer of the light-emitting device of FIG. 10.
- FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the light-emitting device taken along line F13-F13 of FIG. 10.
- the light emitting device 10 includes a substrate 20 , a light emitting component 40 , and a drive circuit 70 .
- the drive circuit 70 includes a switching element 71 and one or more capacitors 72 .
- the capacitor 72 and the light-emitting component 40 are arranged side by side in a first direction in a plan view.
- the first direction may be the Y-axis direction.
- the capacitor 72 is provided in a position adjacent to or close to the light-emitting component 40 in the Y-axis direction.
- the switching element 71 is arranged on the opposite side of the capacitor 72 from the light-emitting component 40.
- the light-emitting component 40, switching element 71, and capacitor 72 can be said to be arranged side by side in the Y-axis direction.
- the light-emitting component 40 and switching element 71 can be said to be arranged with the capacitor 72 sandwiched between them.
- the light emitting device 10 of the second embodiment includes a first conductive layer 31, a second conductive layer 32, a first intermediate conductive layer 34, and a second intermediate conductive layer 35.
- the second intermediate conductive layer 35 has the same structure as the second conductive layer 32. Therefore, the first conductive layer 31, the first intermediate conductive layer 34, and the second conductive layer 32 will be described below.
- the first conductive layer 31 may include a plurality of pattern conductors spaced apart from one another.
- the first conductive layer 31 includes first to eighth pattern conductors 101 to 108 and a ninth pattern conductor 110.
- the first pattern conductor 101 includes a fifth portion 101E that is spaced apart from the first portion 101A in the Y-axis direction.
- the source electrode 71S of the switching element 71 is joined to the fifth portion 101E. As shown in FIG. 13, the source electrode 71S of the switching element 71 is joined to the fifth portion 101E of the first pattern conductor 101 by a conductive bonding material SD.
- the ninth pattern conductor 110 is arranged in the Y-axis direction between the first portion 101A of the first pattern conductor 101 and the fifth portion 101E of the first pattern conductor 101.
- the ninth pattern conductor 110 and the fifth portion 101E of the first pattern conductor 101 are arranged at a distance in the Y-axis direction from the first portion 101A of the first pattern conductor 101.
- the ninth pattern conductor 110 includes a connection portion 110A extending toward the fifth portion 101E of the first pattern conductor 101.
- the connection portion 110A of the ninth pattern conductor 110 is electrically connected to the drain electrode 71D of the switching element 71. As shown in FIG. 13, the drain electrode 71D of the switching element 71 is joined to the connection portion 110A of the ninth pattern conductor 110 by a conductive bonding material SD.
- the second pattern conductor 102 includes a first portion 121 that is spaced apart in the Y-axis direction from the first portion 101A of the first pattern conductor 101.
- the first portion 121 of the second pattern conductor 102 is the portion where the current-limiting resistor 74 is connected between the second pattern conductor 102 and the fourth pattern conductor 104.
- the second pattern conductor 102 includes a second portion 122 that is arranged spaced apart in the Y-axis direction from the fifth portion 101E of the first pattern conductor 101.
- the second portion 122 of the second pattern conductor 102 is arranged between the fifth portion 101E of the first pattern conductor 101 and the third pattern conductor 103 in the Y-axis direction.
- a capacitor 72 is electrically connected to the second portion 122 of the second pattern conductor 102 and the fifth portion 101E of the first pattern conductor 101.
- the capacitor 72 includes a first electrode 72A and a second electrode 72B. As shown in FIG. 13, the first electrode 72A of the capacitor 72 is joined to the second portion 122 of the second pattern conductor 102 by a conductive bonding material SD. The second electrode 72B of the capacitor 72 is joined to the fifth portion 101E of the first pattern conductor 101 by a conductive bonding material SD.
- the light emitting component 40 is electrically connected to the second portion 122 of the second pattern conductor 102 and the third pattern conductor 103.
- the second portion 122 of the second pattern conductor 102 includes a first land 102A
- the third pattern conductor 103 includes a plurality of second lands 103A.
- the first lead 43 of the light emitting component 40 is electrically connected to the first land 102A by a conductive bonding material SD.
- the second lead 44 of the light emitting component 40 is electrically connected to the second land 103A by a conductive bonding material SD.
- the light emitting component 40 is electrically connected between the second portion 122 of the second pattern conductor 102 and the third pattern conductor 103.
- a protection diode 73 is electrically connected to the second portion 122 of the second pattern conductor 102 and the third pattern conductor 103.
- the anode electrode 73A of the protection diode 73 is joined to the third pattern conductor 103 by a conductive bonding material.
- the cathode electrode 73B of the protection diode 73 is joined to the second portion 122 of the second pattern conductor 102 by a conductive bonding material.
- the first intermediate conductive layer 34 may include a plurality of intermediate conductors spaced apart from one another.
- the first intermediate conductive layer 34 may include first to sixth intermediate conductors 301 to 306.
- the third intermediate conductor 303 has a rectangular shape that is long in the Y-axis direction in a plan view.
- the third intermediate conductor 303 is arranged to surround the second intermediate conductor 302.
- the third intermediate conductor 303 extends from a position overlapping with the third pattern conductor 103 of the first conductive layer 31 shown in FIG. 10 to a position overlapping with the ninth pattern conductor 110 of the first conductive layer 31.
- the second land 103A of the third pattern conductor 103 of the first conductive layer 31 shown in FIG. 10 overlaps with the third intermediate conductor 303.
- the third intermediate conductor 303 is electrically connected to the second land 103A of the third pattern conductor 103 shown in FIG. 10 by a second through hole 103B.
- the second conductive layer 32 may include a plurality of pattern conductors spaced apart from one another.
- the second conductive layer 32 may include first to seventh pattern conductors 201 to 207.
- the third patterned conductor 203 has the same shape as the third intermediate conductor 303 of the first intermediate conductive layer 34 .
- the third pattern conductor 203 has a rectangular shape that is elongated in the Y-axis direction in plan view.
- the third pattern conductor 203 is arranged to surround the second pattern conductor 202.
- the third pattern conductor 203 extends from a position overlapping the third pattern conductor 203 of the first conductive layer 31 shown in FIG. 10 to a position overlapping the ninth pattern conductor 110 of the first conductive layer 31.
- the second land 103A of the third pattern conductor 103 of the first conductive layer 31 shown in FIG. 10 overlaps the third pattern conductor 203 of the second conductive layer 32.
- the third pattern conductor 203 of the second conductive layer 32 is electrically connected to the second land 103A of the first conductive layer 31 by a second through hole 103B.
- the multiple first via conductors 401 are arranged on the opposite side of the switching element 71 from the capacitor 72.
- the multiple first via conductors 401 are provided in the ninth pattern conductor 110 of the first conductive layer 31.
- the multiple first via conductors 401 are aligned along the X-axis direction.
- the multiple first via conductors 401 may form a via row aligned in the X-axis direction.
- a plurality of via rows may be provided and aligned in the Y-axis direction.
- the multiple first via rows may form multiple via rows.
- the multiple first via conductors 401 may be arranged in a matrix.
- the multiple first via conductors 401 electrically connect the ninth pattern conductor 110 of the first conductive layer 31, the third intermediate conductor 303 of the first intermediate conductive layer 34, and the third pattern conductor 203 of the second intermediate conductive layer 35 and the second conductive layer 32.
- the multiple second via conductors 402 are arranged on the opposite side of the light emitting component 40 from the capacitor 72.
- the multiple second via conductors 402 are provided in the third pattern conductor 103 of the first conductive layer 31.
- the multiple second via conductors 402 are aligned along the X-axis direction.
- the multiple second via conductors 402 may form a via row aligned in the X-axis direction.
- Multiple via rows may be provided and aligned in the Y-axis direction.
- the multiple second via rows may form multiple via rows.
- the multiple second via conductors 402 may be arranged in a matrix.
- the multiple second via conductors 402 electrically connect the third pattern conductor 103 of the first conductive layer 31, the third intermediate conductor 303 of the first intermediate conductive layer 34, and the third pattern conductor 203 of the second intermediate conductive layer 35 and the second conductive layer 32.
- a current path CP2 of a current flowing through the switching element 71 and capacitor 72 of the drive circuit 70 and the semiconductor light emitting element 50 of the light emitting component 40 is indicated by a thick arrow.
- Current path CP2 is generally configured as a loop in which current flows from the first electrode 72A of capacitor 72, through the light-emitting component 40, the third intermediate conductor 303 of the first intermediate conductive layer 34, and the switching element 71, to the second electrode 72B of capacitor 72.
- the current path CP2 is configured as a loop in which current flows in the following order: the first electrode 72A of the capacitor 72, the second portion 122 of the second pattern conductor 102 on the first conductive layer 31, the first lead 43 of the light-emitting component 40, the base 42 of the light-emitting component 40, the submount 55, the light-emitting chip 51, the wire 46, the second lead 44, the third pattern conductor 103 on the first conductive layer 31, the second via conductor 402, the third intermediate conductor 303 on the first intermediate conductive layer 34, the first via conductor 401, the ninth pattern conductor 110 on the first conductive layer 31, the switching element 71, the fifth portion 101E of the first pattern conductor 101 on the first conductive layer 31, and the second electrode 72B of the capacitor 72.
- the light emitting device 10 of the second embodiment has the following advantages. (2-1) In the light emitting device 10 of the second embodiment, the light emitting component 40, the switching element 71, and the capacitor 72 are aligned in the Y-axis direction. The light emitting component 40 and the switching element 71 are arranged to sandwich the capacitor 72. The light emitting device 10 of the second embodiment can achieve the same effects as the light emitting device 10 of the first embodiment.
- a light emitting device 10 according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.
- the light emitting device 10 of the third embodiment differs from the light emitting device 10 of the second embodiment mainly in the configuration of the light emitting component 500.
- FIG. 14 is a schematic plan view of an exemplary light-emitting device according to the third embodiment.
- FIG. 15 is a schematic plan view of an intermediate conductive layer of the light-emitting device of FIG. 14.
- FIG. 16 is a schematic plan view of a second conductive layer of the light-emitting device of FIG. 14.
- FIG. 17 is a schematic plan view of the light-emitting component of FIG. 14.
- FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the light-emitting component taken along line F18-F18 of FIG. 17.
- the light emitting device 10 includes a substrate 20 , a light emitting component 500 , and a drive circuit 70 .
- the drive circuit 70 includes a switching element 71 and one or more capacitors 72 .
- the light emitting component 500 includes a stem 41, a semiconductor light emitting element 510, and a reflecting element 520.
- the stem 41 supports the semiconductor light emitting element 510.
- the stem 41 also electrically connects the semiconductor light emitting element 510 to the substrate 20.
- the stem 41 includes a base 42 , a first lead 43 , a second lead 44 , and an insulating material 45 .
- the base 42 includes two through holes 42C that penetrate the base 42 in the Z-axis direction.
- the through holes 42C are roughly circular when viewed from the Z-axis direction, and their diameter is large enough to allow the second lead 44 to be inserted through them.
- the through holes 42C are formed to fix the second lead 44 to the base 42.
- the two through holes 42C may be arranged on a straight line that passes through the center of the base 42 in a plan view.
- the first lead 43 is connected to the base 42 .
- the two second leads 44 are inserted into the plurality of through holes 42 C.
- An insulating material 45 is filled between each of the second leads 44 and the through holes 42 C.
- the semiconductor light emitting element 510 is mounted on the first surface 42A of the base 42. In one example, the semiconductor light emitting element 510 is disposed at a position overlapping the first lead 43 in a plan view.
- the semiconductor light emitting device 510 includes a light emitting chip 511 and a submount 517 .
- the light-emitting chip 511 is, for example, a semiconductor laser chip.
- the submount 517 is connected to the first surface 42A of the base 42.
- the light-emitting chip 511 is electrically connected to the base 42 via the submount 517.
- the light-emitting chip 511 is electrically connected to the second lead 44 by a wire 46.
- a first end of the wire 46 is connected to the light-emitting chip 511, and a second end of the wire 46 is connected to the tip surface 44B of the second lead 44.
- the wire 46 is made of a material containing Au, for example.
- a current supply path to the light-emitting chip 511 is formed by the first lead 43, the base 42, the submount 517, the light-emitting chip 511, the wire 46, and the second lead 44.
- the light-emitting chip 511 is a laser diode that emits laser light in a predetermined wavelength band, and is an edge-emitting laser (EEL).
- the light-emitting chip 511 includes a first element surface 512 and a second element surface 513 opposite to the first element surface 512.
- the light-emitting chip 511 includes a first electrode 514 provided on the first element surface 512 and a second electrode 515 provided on the second element surface 513.
- the first electrode 514 corresponds to an anode electrode
- the second electrode 515 corresponds to a cathode electrode.
- the light-emitting chip 511 has a roughly rectangular shape that is long in the Y-axis direction in plan view. As shown in Figures 17 and 18, the light-emitting chip 511 is positioned with the end surface 516 that emits laser light facing toward the center of the base 42.
- the reflecting element 520 is fixed to the first surface 42A of the base 42.
- the reflecting element 520 is a light-reflecting mirror.
- the reflecting element 520 includes a fixed surface 521 fixed to the base 42 and a reflecting surface 522 that forms a predetermined angle with respect to the fixed surface 521. The angle formed between the fixed surface 521 and the reflecting surface 522 may be 45 degrees.
- the reflecting element 520 is arranged with the reflecting surface 522 facing the end surface 516 of the light-emitting chip 511.
- the reflecting element 520 is arranged to reflect the laser light emitted from the light-emitting chip 511 in a direction perpendicular to the first surface 42A of the base 42.
- the reflective element 520 may be a diffraction grating.
- the diffraction grating may be either a reflective or transmissive type.
- a reflective diffraction grating like a light-reflecting mirror, may be configured to reflect the laser light emitted from the light-emitting chip 511 in a direction perpendicular to the first surface 42A of the base 42.
- a transmissive diffraction grating may be configured to emit the laser light emitted from the light-emitting chip 511 in a direction perpendicular to the first surface 42A of the base 42 by refracting light.
- the second portion 122 of the second pattern conductor 102 includes two first lands 102A.
- the third pattern conductor 103 includes one second land 103A.
- the first lead 43 of the light emitting component 500 is electrically connected to the second land 103A by a conductive adhesive.
- the two second leads 44 of the light emitting component 500 are electrically connected to the two first lands 102A by a conductive adhesive.
- the light emitting component 500 is electrically connected between the third pattern conductor 103 and the second portion 122 of the second pattern conductor 102.
- the first intermediate conductive layer 34 includes two second intermediate conductors 302.
- the two second intermediate conductors 302 are arranged at positions overlapping the two first lands 102A of the second portion 122 of the second pattern conductor 102 shown in Fig. 14.
- the two second intermediate conductors 302 are electrically connected to the first lands 102A shown in Fig. 14 by first through holes 102B.
- the second conductive layer 32 includes two second patterned conductors 202.
- the two second patterned conductors 202 are arranged at positions overlapping the two first lands 102A of the second portion 122 of the second patterned conductor 102 shown in Fig. 14.
- the two second patterned conductors 202 are electrically connected to the first lands 102A shown in Fig. 14 by first through holes 102B.
- the light emitting device 10 of the third embodiment has the following advantages. (3-1)
- the light emitting device 10 of the third embodiment includes a semiconductor light emitting element 510 in which a light emitting chip 511, which is an edge-emitting laser element, is mounted on the first surface 42A of the base 42.
- the light emitting device 10 of the third embodiment can also achieve the same effects as the light emitting device 10 of the first embodiment.
- the light-emitting component 500 includes a reflecting element 520 mounted on the base 42.
- the reflecting element 520 reflects the laser light emitted from the end surface 516 of the light-emitting chip 511 in a direction perpendicular to the first surface 42A of the base 42. Therefore, it is easy to obtain a light-emitting device 10 that emits laser light in a direction perpendicular to the first substrate surface 21 of the substrate 20.
- the configuration of the light emitting components 40 and 500 may be changed as appropriate.
- 19 and 20 show a light emitting component 550 which is a modified example of the light emitting component 40 of the first embodiment.
- the base 42 of the light emitting component 550 includes a mounting recess 551.
- the mounting recess 551 is recessed in the first surface 42A of the base 42 toward the second surface 42B of the base 42.
- the mounting recess 551 may have a rectangular shape in a planar view.
- the shape of the mounting recess 551 in a planar view may be any shape, such as a circular shape.
- the mounting recess 551 is larger than the outer shape of the semiconductor light emitting element 50 in a planar view.
- the semiconductor light emitting element 50 is mounted on a bottom surface 552 of the mounting recess 551.
- the depth L41 of the mounting recess 551 may be set so that at least a portion of the semiconductor light-emitting element 50 is disposed within the mounting recess 551.
- the depth L41 of the mounting recess 551 may be set so that the height L42 of the first electrode 52A of the light-emitting chip 51 of the semiconductor light-emitting element 50 is equal to the height L21 of the tip surface 44B of the second lead 44, with respect to the first surface 42A of the base 42.
- the height L42 of the first electrode 52A of the light-emitting chip 51 may be the distance in the Z-axis direction from the first surface 42A of the base 42 to the upper surface of the first electrode 52A of the light-emitting chip 51.
- the height L21 of the tip surface 44B of the second lead 44 may be the distance in the Z-axis direction from the first surface 42A of the base 42 to the tip surface 44B of the second lead 44.
- the first end of the wire 46 is connected to the first electrode 52A provided on the first element surface 51A of the light-emitting chip 51, and the second end of the wire 46 is connected to the tip surface 44B of the second lead 44.
- the light-emitting component 500 shown in Figures 17 and 18 may also have a mounting recess 551 provided in the base 42.
- the mounting recess 551 may have a size that allows the semiconductor light-emitting element 510 to be mounted on the bottom surface 552, and the reflective element 520 may be mounted on the first surface 42A of the base 42.
- the mounting recess 551 may also have a size that allows the semiconductor light-emitting element 510 and the reflective element 520 to be mounted on the bottom surface 552.
- FIG. 21 and 22 show a modified light emitting component 600.
- the light emitting component 600 of the modified example includes a stem 601 and a semiconductor light emitting element 510 . It includes a stem 601 and a heat sink 602 .
- the heat sink 602 is provided on the first surface 42A of the base 42.
- the heat sink 602 is formed in a roughly fan shape.
- the heat sink 602 includes a support surface 603 in its center.
- the support surface 603 is provided for mounting the semiconductor light emitting element 510.
- the support surface 603 is a flat surface along the Z-axis direction and the X-axis direction.
- the heat sink 602 is made of a material containing Fe, for example.
- the heat sink 602 is formed integrally with the base 42.
- the second lead 44 includes a connection portion 44D and a terminal portion 44C.
- the connection portion 44D includes a connection surface 44E to which the wire 46 is connected.
- the connection surface 44E may be a plane extending along the Z-axis direction and the X-axis direction, similar to the support surface 603 of the heat sink 602.
- the semiconductor light-emitting element 510 is mounted on the support surface 603 of the heat sink 602.
- the semiconductor light-emitting element 510 includes a light-emitting chip 511 and a submount 517.
- the light-emitting chip 511 is a laser diode that emits laser light in a predetermined wavelength band.
- the light-emitting chip 511 is an edge-emitting laser element (EEL).
- EEL edge-emitting laser element
- the light-emitting chip 511 is mounted on the heat sink 602 with its end surface 516, which emits the laser light, facing in the Z-axis direction perpendicular to the first surface 42A of the base 42, and away from the first surface 42A of the base 42.
- the semiconductor light-emitting element 510 includes the light-emitting chip 511, which is an edge-emitting laser element, and is positioned so as to emit laser light in a direction perpendicular to the first surface 42A of the base 42.
- a light-emitting device using a light-emitting component 500 including semiconductor light-emitting elements 510 arranged in this manner can also reduce inductance in the current path.
- FIG. 23 shows a schematic planar structure of a modified light-emitting device 10.
- the substrate 20 has a generally rectangular shape in which the length in the Y-axis direction is longer than the length in the X-axis direction.
- the switching element 700 of the drive circuit 70 includes a gate electrode 700G and three source electrodes 700S arranged along a first side edge 701, and four drain electrodes 700D arranged along a second side edge 702 opposite the first side edge 701.
- the switching element 700 may be configured as a semiconductor package including a lateral transistor chip.
- the switching element 700 is arranged such that the drain electrode 700D is located closer to the light-emitting component 40, and the gate electrode 700G and the source electrode 700S are located on the opposite side of the drain electrode 700D from the light-emitting component 40.
- the gate driver 76 is arranged spaced apart from the gate electrode 700G of the switching element 700 in the Y-axis direction.
- the fifth land 106A and sixth land 101CB, to which the signal input connector 83 is connected, are arranged closer to the first side surface 23 of the substrate 20 than the gate driver 76.
- the sixth pattern conductor 106, including the fifth land 106A, extends toward the gate driver 76.
- Figure 24 shows the schematic structure of a modified light-emitting device 10.
- the switching element 710 of the drive circuit 70 includes a gate electrode 710G and three source electrodes 710S arranged along a first side 711, and four drain electrodes 710D arranged along a second side 712 opposite the first side 711.
- the switching element 710 may be configured as a semiconductor package including a vertical transistor chip.
- the switching element 710 is arranged such that the drain electrode 710D is located closer to the light-emitting component 40, and the gate electrode 710G and source electrode 710S are located on the opposite side of the drain electrode 710D from the light-emitting component 40.
- the gate driver 76 is arranged spaced apart in the Y-axis direction from the gate electrode 710G of the switching element 710.
- the fifth land 106A and sixth land 101CB, to which the signal input connector 83 is connected, are arranged closer to the second side surface 24 of the substrate 20 than the gate driver 76.
- the fifth land 106A and sixth land 101CB, to which the signal input connector 83 is connected are arranged so as to overlap the light-emitting component 40 and the switching element 710 when viewed from the X-axis direction.
- the switching element 720 of the drive circuit 70 includes a gate electrode 720G and two drain electrodes 720D arranged along a first side 721, and a source electrode 720S1 and two drain electrodes 720D arranged along a second side 722 opposite the first side 721.
- the switching element 720 further includes a source electrode 720S2 arranged between the gate electrode 720G and the source electrode 720S1.
- the switching element 720 may be configured as a semiconductor package including a vertical transistor chip.
- the switching element 720 is arranged such that the drain electrode 720D is located closer to the light-emitting component 40, and the gate electrode 720G and the source electrodes 720S1 and 720S2 are located on the opposite side of the drain electrode 720D from the light-emitting component 40.
- the gate driver 76 is spaced apart in the Y-axis direction from the gate electrode 720G of the switching element 720 and is positioned closer to the third side surface 25 of the substrate 20.
- the fifth land 106A and sixth land 101CB, to which the signal input connector 83 is connected, are arranged closer to the second side surface 24 of the substrate 20 than the gate driver 76.
- the fifth land 106A and sixth land 101CB, to which the signal input connector 83 is connected are arranged so as to overlap the light-emitting component 40 and the switching element 710 when viewed from the X-axis direction.
- the term “on” includes both the meanings of “on” and “above,” unless the context clearly indicates otherwise.
- the expression “a first layer is formed on a second layer” is intended to mean that in some embodiments, the first layer may be placed directly on the second layer in contact with the second layer, while in other embodiments, the first layer may be placed above the second layer without contacting the second layer.
- the term “on” does not exclude a structure in which another layer is formed between the first and second layers.
- the Z-axis direction used in this disclosure does not necessarily have to be the vertical direction, nor does it have to completely coincide with the vertical direction. Therefore, various structures according to this disclosure (for example, the structure shown in Figure 1) are not limited to the "up” and “down” in the Z-axis direction described in this disclosure being "up” and “down” in the vertical direction.
- the X-axis direction may be the vertical direction
- the Y-axis direction may be the vertical direction.
- a first distance (L11) between the first conductive layer (31) and an intermediate conductive layer (34) among the one or more intermediate conductive layers that is closest to the first conductive layer (31) is shorter than a second distance (L31) between the first substrate surface (21) and the base (42); 2.
- the first distance (L11) is greater than 0 mm and equal to or less than 0.3 mm
- the second distance (L31) is greater than 0 mm and equal to or less than 2 mm. 3.
- the substrate (20) includes a first insulating layer (27A) including the first substrate surface (21), a second insulating layer (27B) including the second substrate surface (22), and a third insulating layer (27C) disposed between the first insulating layer (27A) and the second insulating layer (27B),
- the plurality of intermediate conductive layers (33) include a first intermediate conductive layer (34) embedded between the first insulating layer (27A) and the third insulating layer (27C), and a second intermediate conductive layer (35) embedded between the third insulating layer (27C) and the second insulating layer (27B),
- the first distance is the distance between the first conductive layer (31) and the first intermediate conductive layer (34). 4.
- the first insulating layer (27A) is thinner than the third insulating layer (27C). 5.
- the thickness of the first insulating layer (27A) is equal to or less than half the thickness of the third insulating layer (27C). 5.
- the thickness of the second insulating layer (27B) is equal to the thickness of the first insulating layer (27A). 7.
- the semiconductor light emitting element (50) a submount (55) electrically connected to the base (42); a light-emitting chip (51) disposed on the submount; Including, 8. The light emitting device according to claim 1.
- the light-emitting chip (51) includes a first electrode (52A) and a second electrode (52B) provided on the opposite side of the first electrode (52A), The first electrode (52A) is electrically connected to the second lead (44), The second electrode (52B) is electrically connected to the base (42) by the submount. 9. The light-emitting device of claim 8.
- the light-emitting chip (51) is a surface-emitting laser element configured to emit light in a direction intersecting the first surface (42A) of the base (42). 10.
- the light-emitting chip is a photonic crystal surface-emitting laser element or a vertical cavity surface-emitting laser element. 11. The light-emitting device of claim 10.
- the base (42) includes a mounting recess (551) on the first surface (42A) that is recessed toward the second surface (42B),
- the semiconductor light emitting element (50) is connected to the bottom surface (552) of the mounting recess (551). 12.
- the light emitting device according to any one of claims 9 to 11.
- the light-emitting chip (551) is an edge-emitting laser element
- the light emitting component (500) includes a reflecting element (520) provided on the first surface (42A) of the base (42) and configured to reflect light emitted from the edge-emitting laser element. 10.
- the reflective element (520) is a light-reflecting mirror or a diffraction grating; 14.
- the base (42) includes a mounting recess (551) on the first surface (42A) that is recessed toward the second surface (42B),
- the semiconductor light emitting element (50) is mounted on the bottom surface (552) of the mounting recess (551),
- the reflective element (520) is mounted on the first surface (42A).
- the base (42) includes a mounting recess (551) on the first surface (42A) that is recessed toward the second surface (42B),
- the semiconductor light emitting element (50) and the reflecting element (520) are mounted on the bottom surface of the mounting recess (551).
- the mounting recess (551) is configured so that the height from the first surface (42A) to the tip of the second lead (44) is equal to the height from the first surface (42A) to the first electrode. 17.
- a height from the first surface (42A) of the base (42) to the tip of the second lead (44) is lower than a height from the first surface (42A) of the base (42) to the first electrode of the light-emitting chip; 17.
- the light emitting device according to any one of claims 9 to 16.
- the second lead (44) protrudes from the first surface (42A) of the base (42), The wire (46) is connected to the distal end surface of the second lead (44). 22.
- the light emitting component (40, 500) includes a plurality of the second leads (44) and a plurality of the wires (46) that electrically connect the semiconductor light emitting element (50) and the plurality of the second leads (44). 23.
- the light emitting component (40, 500) includes a cover (47) fixed to the first surface (42A) of the base (42) and covering the semiconductor light emitting element (50),
- the cover (47) includes a window portion (47D) configured to allow light emitted from the semiconductor light emitting element (50) to pass through. 24.
- the light emitting device according to any one of claims 1 to 23.
- the light emitting component (40, 500) is translucent to the light emitted from the semiconductor light emitting element (50) and includes a window member (48) that closes the window portion (47D). 25.
- the drive circuit (70) includes a switching element (71) and a capacitor (72), In a plan view seen from the thickness direction of the substrate (20), the light-emitting component, the switching element (71), and the capacitor (72) are aligned in a first direction, and the switching element (71) and the capacitor (72) are arranged so as to sandwich the light-emitting component. 26.
- the plurality of via conductors includes a plurality of first via conductors (401) and a plurality of second via conductors (402),
- the plurality of first via conductors (401) are arranged on the opposite side of the capacitor (72) from the light emitting component (40),
- the plurality of second via conductors (402) are arranged on the opposite side of the switching element (71) from the light emitting component (40).
- the drive circuit (70) includes a switching element (71) and a capacitor (72), In a plan view seen from the thickness direction of the substrate (20), the light-emitting component, the switching element (71), and the capacitor (72) are aligned in a first direction, and the light-emitting component and the switching element (71) are arranged so as to sandwich the capacitor (72). 26.
- the plurality of via conductors includes a plurality of first via conductors (401) and a plurality of second via conductors (402),
- the plurality of first via conductors (401) are arranged on the opposite side of the switching element (71) from the capacitor (72),
- the plurality of second via conductors (402) are arranged on the opposite side of the light emitting component from the capacitor (72). 29.
- the plurality of first via conductors (401) form a via row arranged along a second direction intersecting the first direction.
- the plurality of second via conductors (402) form a via row arranged along a second direction intersecting the first direction.
- the drive circuit (70) further includes a gate driver that drives the switching element (71). 32.
- the light emitting device according to any one of claims 26 to 31.
- the gate driver is disposed apart from the switching element (71) in a second direction intersecting the first direction. 33.
- the driving circuit (70) further includes a protection diode connected in anti-parallel to the light emitting component. 34.
- the protection diode is disposed apart from the light emitting component in a second direction intersecting the first direction with respect to the light emitting component; 35.
- the substrate (20) is formed of any one of glass epoxy resin, ceramic, and silicon. 36.
- the light emitting component is a base (42) including a first surface (42A) and a second surface (42B) opposite the first surface (42A); a heat sink provided upright from the first surface (42A) of the base (4
- the light emitting component is a base (42) including a first surface (42A) and a second surface (42B) opposite the first surface (42A); a semiconductor light emitting element (50) mounted on the first surface (42A
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Abstract
発光部品は、ベースと半導体発光素子と第1リードと第2リードとを含む。ベースは、第1面と、第1面とは反対側の第2面と、を含む。半導体発光素子は、第1面の上に搭載され、ベースと電気的に接続される。第1リードは第2面に接続される。第2リードはベースを貫通するとともにベースと電気的に絶縁される。発光部品は、第1リードおよび第2リードによって第1導電層と電気的に接続されている。半導体発光素子は、ベースの第1面に接合されている。
Description
本開示は、発光装置に関するものである。
特許文献1は、半導体発光素子と、半導体発光素子を駆動するスイッチング素子およびキャパシタを含む半導体発光装置を開示する。
[概要]
半導体発光装置では、半導体発光素子を含む回路の配線経路には寄生インダクタンスが存在する。寄生インダクタンスは、半導体発光装置の出力特性に影響を及ぼし得る。
半導体発光装置では、半導体発光素子を含む回路の配線経路には寄生インダクタンスが存在する。寄生インダクタンスは、半導体発光装置の出力特性に影響を及ぼし得る。
本開示の一態様である発光装置は、第1基板面と、前記第1基板面とは反対側の第2基板面と、を含み、絶縁性を有する基板と、前記第1基板面に設けられた第1導電層と、前記基板内に埋め込まれた1または複数の中間導電層と、前記第2基板面に設けられた第2導電層と、前記基板内に設けられ、前記第1導電層、前記1または複数の中間導電層、および前記第2導電層を電気的に接続する複数のビア導体と、前記第1基板面に搭載され、前記第1導電層と電気的に接続された発光部品と、前記第1基板面に搭載され、前記第1導電層と電気的に接続され、前記発光部品を駆動する駆動回路と、を含み、前記発光部品は、第1面と、第1面とは反対側の第2面と、を含むベースと、前記第1面の上に搭載され、前記ベースと電気的に接続された半導体発光素子と、前記第2面に接続された第1リードと、前記ベースを貫通するとともに前記ベースと電気的に絶縁された第2リードと、を含み、前記発光部品は、前記第1リードおよび前記第2リードによって前記第1導電層と電気的に接続されており、前記1または複数の中間導電層のうちの前記第1導電層に最も近い中間導電層と前記第1導電層との間の第1距離は、前記第1基板面と前記ベースとの間の第2距離よりも短い。
[詳細な説明]
以下、添付図面を参照して本開示の発光装置のいくつかの実施形態を説明する。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。本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単に対象物を区別するために用いられており、対象物を順位づけするものではない。
以下、添付図面を参照して本開示の発光装置のいくつかの実施形態を説明する。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。本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単に対象物を区別するために用いられており、対象物を順位づけするものではない。
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ない。
本開示で使用される「少なくとも1つ」という表現は、所望の選択肢の「1つ以上」を意味する。一例として、本開示で使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が2つであれば「1つの選択肢のみ」または「2つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本開示で使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が3つ以上であれば「1つの選択肢のみ」または「2つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
[第1実施形態]
図1から図9を参照して第1実施形態の発光装置10について説明する。
図1は、第1実施形態の発光装置10の概略平面構造を示し、基板20、第1導電層31、発光部品40、駆動回路70を示している。図2は、中間導電層33(第1中間導電層34)の概略平面構造を示している。図3は、第2導電層32(第2中間導電層35)の概略平面構造を示している。図3は、部品搭載面である基板20の第1基板面21の側から基板20を透過した第2導電層32が示されている。図3では、図1の第1導電層31および図2の第1中間導電層34に対する第2導電層32の位置を分かりやすくするために、基板20の第2絶縁層27Bが一点鎖線で示されている。図4は、図1のF4-F4線に沿った概略断面構造を示している。図5は、発光部品40の概略平面構造を示し、図6は、図5のF6-F6線に沿った概略断面構造を示している。図7は、図4の半導体発光素子50の概略斜視図である。図8は、図1の発光装置10を含む例示的な発光システム800の概略回路図である。図9は、図1の発光装置10の電流経路を示す概略断面図である。
図1から図9を参照して第1実施形態の発光装置10について説明する。
図1は、第1実施形態の発光装置10の概略平面構造を示し、基板20、第1導電層31、発光部品40、駆動回路70を示している。図2は、中間導電層33(第1中間導電層34)の概略平面構造を示している。図3は、第2導電層32(第2中間導電層35)の概略平面構造を示している。図3は、部品搭載面である基板20の第1基板面21の側から基板20を透過した第2導電層32が示されている。図3では、図1の第1導電層31および図2の第1中間導電層34に対する第2導電層32の位置を分かりやすくするために、基板20の第2絶縁層27Bが一点鎖線で示されている。図4は、図1のF4-F4線に沿った概略断面構造を示している。図5は、発光部品40の概略平面構造を示し、図6は、図5のF6-F6線に沿った概略断面構造を示している。図7は、図4の半導体発光素子50の概略斜視図である。図8は、図1の発光装置10を含む例示的な発光システム800の概略回路図である。図9は、図1の発光装置10の電流経路を示す概略断面図である。
なお、本開示では、図中に示された互いに直交するXYZ軸に基づいて構成部材を説明する場合がある。本開示において使用される「平面視」という用語は、Z軸方向に発光装置10を視ることをいう。
(発光装置の全体構成)
第1実施形態の発光装置10は、基板20と、発光部品40と、駆動回路70と、を含む。
第1実施形態の発光装置10は、基板20と、発光部品40と、駆動回路70と、を含む。
発光部品40、駆動回路70は、基板20の上に設けられている。第1実施形態の発光装置10は、駆動回路70により発光部品40を駆動する。
基板20は平面視において矩形状を有している。なお、平面視とは、基板20の厚さ方向(図1にて紙面に垂直な方向)に発光装置10を視ることと同義である。基板20は、第1基板面21と、第1基板面21とは反対側の第2基板面22(図4参照)と、第1~第4側面23~26とを含む。第1側面23および第2側面24は、Y軸方向における基板20の両端面に相当する。図1の例では、第1側面23は紙面下側に位置し、第2側面24は紙面上側に位置する。第3側面25および第4側面26は、X軸方向における基板20の両端面に相当する。図1の例では、第3側面25は紙面左側に位置し、第4側面26は紙面右側に位置する。
基板20は平面視において矩形状を有している。なお、平面視とは、基板20の厚さ方向(図1にて紙面に垂直な方向)に発光装置10を視ることと同義である。基板20は、第1基板面21と、第1基板面21とは反対側の第2基板面22(図4参照)と、第1~第4側面23~26とを含む。第1側面23および第2側面24は、Y軸方向における基板20の両端面に相当する。図1の例では、第1側面23は紙面下側に位置し、第2側面24は紙面上側に位置する。第3側面25および第4側面26は、X軸方向における基板20の両端面に相当する。図1の例では、第3側面25は紙面左側に位置し、第4側面26は紙面右側に位置する。
図4に示されるように、基板20は、多層基板であってよい。一例では、基板20は、第1絶縁層27A、第2絶縁層27B、および第3絶縁層27Cを含む。第1絶縁層27Aおよび第2絶縁層27Bは、第3絶縁層27Cを挟んで配置されている。第3絶縁層27Cは、第1絶縁層27Aと第2絶縁層27Bとの間に配置されているといえる。第1絶縁層27Aは、第1基板面21を含む。第2絶縁層27Bは、第2基板面22を含む。
第1絶縁層27A、第2絶縁層27B、および第3絶縁層27Cは、たとえば絶縁材料によって構成されている。絶縁材料の一例は、エポキシ樹脂を含む材料であり、たとえばガラスエポキシ樹脂が用いられてよい。絶縁材料の他の例は、セラミックを含む材料である。セラミックを含む材料としては、たとえばAlN(窒化アルミニウム)またはAl2O3(アルミナ)が用いられてよい。
第1絶縁層27Aは、基板20の第1基板面21を含む。第1絶縁層27Aの表面は、基板20の第1基板面21を構成するといえる。第2絶縁層27Bは、基板20の第2基板面22を含む。第2絶縁層27Bの裏面は、基板20の第2基板面22を構成するといえる。図4では、説明を目的として第1絶縁層27A、第2絶縁層27B、および第3絶縁層27Cの間の界面を実線で示しているが、これらの界面は実際には明確でない場合がある。
第1実施形態の発光装置10は、複数の導電層を含んでいてよい。複数の導電層は、第1導電層31、第2導電層32、少なくとも1つの中間導電層33を含んでいてよい。
第1導電層31は、基板20の第1基板面21に設けられている。第2導電層32は、基板20の第2基板面22に設けられている。中間導電層33は、基板20内に埋め込まれている。一例では、発光装置10は、2つの中間導電層33を含む。発光装置10は、第1絶縁層27Aと第3絶縁層27Cとの間に埋め込まれた第1中間導電層34と、第3絶縁層27Cと第2絶縁層27Bとの間に埋め込まれた第2中間導電層35と、を含んでいてよい。発光装置10は、3つ以上の中間導電層33を含んでいてよい。基板20、第1導電層31、第2導電層32、および中間導電層33は、多層基板を構成している。多層基板は、たとえば4層基板であってよい。第2中間導電層35は、省略されてもよい。
第1導電層31は、基板20の第1基板面21に設けられている。第2導電層32は、基板20の第2基板面22に設けられている。中間導電層33は、基板20内に埋め込まれている。一例では、発光装置10は、2つの中間導電層33を含む。発光装置10は、第1絶縁層27Aと第3絶縁層27Cとの間に埋め込まれた第1中間導電層34と、第3絶縁層27Cと第2絶縁層27Bとの間に埋め込まれた第2中間導電層35と、を含んでいてよい。発光装置10は、3つ以上の中間導電層33を含んでいてよい。基板20、第1導電層31、第2導電層32、および中間導電層33は、多層基板を構成している。多層基板は、たとえば4層基板であってよい。第2中間導電層35は、省略されてもよい。
第1中間導電層34は、第2導電層32に対して第1導電層31寄りの導電層である。第2中間導電層35は、第1導電層31に対して第2導電層32寄りの導電層である。第1中間導電層34は、2つの中間導電層33のうち、第1導電層31に最も近い導電層に相当する。
第1導電層31、第2導電層32、および中間導電層33(34,35)は、たとえばCu(銅)、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)、TiN(窒化チタン)、Au(金)、Ag(銀)、およびW(タングステン)を含む群から選択された1つまたは複数の材料によって構成されていてよい。第1導電層31、第2導電層32、および中間導電層33(34,35)は、複数の導電膜から構成されていてよい。たとえば、第1導電層31、第2導電層32、および中間導電層33(34,35)は、Cuを含む材料により構成された第1導電膜と、第1導電膜上の第2導電膜と、により構成されていてよい。第1導電膜はたとえば銅箔であってよく、第2導電膜はめっき膜であってよい。
第1導電層31と第1中間導電層34との間の距離L11は、第1中間導電層34と第2中間導電層35との間の距離L13と異なっていてよい。第1導電層31と第1中間導電層34との間の距離L11は、第1中間導電層34と第2中間導電層35との間の距離L13よりも小さい。第1導電層31と第1中間導電層34との間の距離L11は、0mmより大きく0.3mm以下であってよい。一例では、距離L11は、0.1mmである。第1中間導電層34と第2中間導電層35との間の距離L13は、0mmより大きく1.0mm以下であってよい。一例では、距離L13は、0.6mmである。第2中間導電層35と第2導電層32との間の距離L12は、第1導電層31と第1中間導電層34との間の距離L11と等しくてよい。第2中間導電層35と第2導電層32との間の距離L12は、第1導電層31と第1中間導電層34との間の距離L11と異なっていてもよい。第2中間導電層35と第2導電層32との間の距離L12は、第1中間導電層34と第2中間導電層35との間の距離L13よりも小さくてよい。
図4に示されるように、基板20の第1基板面21は、第1レジスト層37Aにより覆われている。第1レジスト層37Aは、第1基板面21に配置された第1導電層31の一部を覆っている。第1レジスト層37Aは、第1導電層31を部分的に露出する開口部を含む。第1導電層31のうちの第1レジスト層37Aから露出される部分は、発光部品40、駆動回路70が電気的に接続されるパッドやランド等であってよい。基板20の第2基板面22は、第2レジスト層37Bにより覆われている。第2レジスト層37Bは、第2基板面22に配置された第2導電層32を覆っている。第1レジスト層37Aおよび第2レジスト層37Bは、たとえば、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂などの絶縁材料で形成されている。第1レジスト層37Aおよび第2レジスト層37Bは、シリカまたはアルミナなどのフィラーを含んでもよい。なお、図1では、第1レジスト層37Aの開口部が二点鎖線によって示されている。
図1から図3に示されるように、基板20は、基板20の四隅にそれぞれ貫通孔28を含む。貫通孔28は、基板20をZ軸方向に貫通している。各貫通孔28は、発光装置10を支持部材等に固定するために設けられている。各貫通孔28には、ねじ等の固定部材が挿通される。
(発光部品)
図5、図6に示されるように、発光部品40は、ステム41、半導体発光素子50を含む。
図5、図6に示されるように、発光部品40は、ステム41、半導体発光素子50を含む。
ステム41は、半導体発光素子50を支持するものである。また、ステム41は、半導体発光素子50を基板20に電気的に接続するものである。
ステム41は、ベース42、第1リード43、第2リード44、および絶縁材45を含む。
ステム41は、ベース42、第1リード43、第2リード44、および絶縁材45を含む。
ベース42は、半導体発光素子50を支持する。ベース42は、板状の部材である。ベース42は、Z軸方向から視て略円形状である。ベース42は、第1面42Aと、第1面42Aとは反対側の第2面42Bと、を含む。ベース42は、たとえば鉄(Fe)を含む材料により構成されていてよい。ベース42は、表面をめっき層を含んでいてよい。めっき層は、たとえば、ニッケル(Ni)を含む材料により構成されていてよい。ベース42の厚さは、一例では1.2mm程度である。
ベース42は、ベース42をZ軸方向に貫通する3つの貫通孔42Cを含む。貫通孔42Cは、Z軸方向から視て概略円形状であり、その直径は第2リード44が挿通される大きさである。貫通孔42Cの直径は、1.0mm程度である。貫通孔42Cは、第2リード44をベース42に固定するために形成されている。図5に示すように、複数の貫通孔42Cは、平面視で、所定の半径の円周上に配置されていてよい。
第1リード43および第2リード44は、発光部品40を基板20に固定するために設けられ、かつ半導体発光素子50への電力供給経路をなす。第1リード43および第2リード44は、たとえばFe、Niを含む材料により構成されていてよい。第1リード43および第2リード44は、表面を構成するめっき層を含んでいてよい。めっき層は、たとえばNiを含む材料により構成されていてよい。第1リード43および第2リード44の直径は、0.45mm程度の棒状部材である。
図6に示すように、第1リード43は、ベース42に接続されている。
第1リード43は、接続部43Aと端子部43Cとを含む。接続部43Aは、端子部43Cの一端に設けられている。端子部43Cは、第2リード44と同様の太さである。接続部43Aは、端子部43Cよりも拡径された形状、つまり接続部43Aは端子部43Cよりも太くなっている。その接続部43Aの端面は接続面43Bである。
第1リード43は、接続部43Aと端子部43Cとを含む。接続部43Aは、端子部43Cの一端に設けられている。端子部43Cは、第2リード44と同様の太さである。接続部43Aは、端子部43Cよりも拡径された形状、つまり接続部43Aは端子部43Cよりも太くなっている。その接続部43Aの端面は接続面43Bである。
第1リード43は、接続部43Aの接続面43Bをベース42の第2面42Bと対向して配置される。一例では、第1リード43は、ベース42の複数の貫通孔42Cが配置された円周上に配置されていてよい。第1リード43の接続面43Bは、ベース42の第2面42Bが接合される。第1リード43の接続面43Bとベース42の第2面42Bとの間の接合方法は、たとえば銀ロウ付け、抵抗溶接、が用いられてよい。
複数の第2リード44は、各々複数の貫通孔42Cに挿通されている。第2リード44と貫通孔42Cとの間にはそれぞれ絶縁材45が充填されている。第2リード44は、絶縁材45により、ベース42から離隔して配置されている。絶縁材45は、電気絶縁性を有する材料により構成されている。この材料はたとえばガラスである。絶縁材45により、第2リード44は、ベース42に対して電気絶縁がなされた状態で指示されている。
第2リード44は、接続部44Aと端子部44Cとを含む。接続部44Aは、ベース42の第1面42Aから突出した部分であり、端子部44Cはベース42の第2面42Bから突出した部分である。接続部44Aは、ワイヤ46により半導体発光素子50と接続される部分である。ワイヤ46は、接続部44Aの先端面44Bに接続される。端子部44Cは、発光装置10を基板20に実装する際に用いられる。接続部44Aの高さL21は、ベース42の第1面42Aから接続部44Aの先端面44Bまでの長さであってよい。接続部44Aの高さL21は、一例では0.1mm程度である。
半導体発光素子50は、ベース42の第1面42Aに搭載されている。
半導体発光素子50は、発光チップ51と、サブマウント55と、を含む。
発光チップ51は、たとえば半導体レーザチップである。サブマウント55は、ベース42の第1面42Aに接続されている。発光チップ51は、サブマウント55により、ベース42と電気的に接続されている。
半導体発光素子50は、発光チップ51と、サブマウント55と、を含む。
発光チップ51は、たとえば半導体レーザチップである。サブマウント55は、ベース42の第1面42Aに接続されている。発光チップ51は、サブマウント55により、ベース42と電気的に接続されている。
発光チップ51は、ワイヤ46により第2リード44と電気的に接続されている。一例では、ワイヤ46の第1端は、発光チップ51に接続され、ワイヤ46の第2端は第2リード44の先端面44Bに接続されている。ワイヤ46は、たとえばAuを含む材料により構成されている。発光部品40において、第1リード43、ベース42、サブマウント55、発光チップ51、ワイヤ46、および第2リード44によって、発光チップ51への電流供給経路が形成される。
発光部品40は、カバー47を含む。カバー47は、キャップと呼ばれてよい。カバー47は、ベース42の第1面42Aに固定されている。カバー47は、半導体発光素子50を覆っている。カバー47は、Feを含む材料により構成されている。
カバー47は、胴部47A、鍔部47B、及び天部47Cを有する。胴部47AはZ軸方向から視て半導体発光素子50を囲んでいる。胴部47Aは、一例では円筒状を有している。鍔部47Bは、胴部47Aの下端に繋がっている。鍔部47Bは、Z軸方向から視て胴部から外側に向かって延出している。鍔部47Bは、一例では、Z軸方向から視て円環形状を有している。鍔部47Bは、ベース42の第1面42Aに、溶接または接合材等によって固定されている。天部47Cは、胴部47Aの上端に繋がっている。天部47Cは、一例ではZ軸方向から視て円形板状を有している。天部47Cは、窓部47Dを有している。半導体発光素子50から出射されるレーザ光は、窓部47Dを通過する。天部47Cは、一例ではZ軸方向から視て円形状の窓部47Dを含む。
発光部品40は、窓部材48を含んでいてよい。窓部材48は、天部47Cの図中下面に取付けられている。窓部材48は、窓部47Dを塞いでいる。窓部材48は、半導体発光素子50から出射されるレーザ光を含む波長帯の光に対する透光性を有している。窓部材48は、一例ではガラスにより構成されている。窓部材48は省略されてもよい。
(半導体発光素子)
図7に示されるように、半導体発光素子50は、発光チップ51を含む。
発光チップ51は、所定の波長帯のレーザ光を出射する。発光チップ51は、面発光型レーザ素子である。発光チップ51は、一例では、フォトニック結晶面発光レーザ(PCSEL:Photonic-Crystal Surface-Emitting Laser)素子で構成されている。PCSEL素子は、高ビーム品質かつ狭い拡がり角をもつビーム出射による高出力動作(高輝度動作)が可能であり、動作波長の温度依存性が少ないという特徴を有する。発光チップ51は、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)素子で構成されていてもよい。
図7に示されるように、半導体発光素子50は、発光チップ51を含む。
発光チップ51は、所定の波長帯のレーザ光を出射する。発光チップ51は、面発光型レーザ素子である。発光チップ51は、一例では、フォトニック結晶面発光レーザ(PCSEL:Photonic-Crystal Surface-Emitting Laser)素子で構成されている。PCSEL素子は、高ビーム品質かつ狭い拡がり角をもつビーム出射による高出力動作(高輝度動作)が可能であり、動作波長の温度依存性が少ないという特徴を有する。発光チップ51は、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)素子で構成されていてもよい。
発光チップ51は、第1素子面51Aと、第1素子面51Aとは反対側の第2素子面51Bとを含む。発光チップ51は、第1素子面51Aに設けられた第1電極52Aと、第2素子面51Bに設けられた第2電極52Bとを含む。発光チップ51は、素子表面の中央部分に発光領域53を含む。第1電極52Aは、素子表面の発光領域53を露出させる開口(貫通孔)を含むたとえば矩形環状に形成されている。第2電極52Bは、たとえば素子裏面の全面にわたって形成されている。第1電極52Aはカソード電極に対応し、第2電極52Bはアノード電極に対応する。
半導体発光素子50は、サブマウント55を含む。発光チップ51は、サブマウント55に実装されている。発光チップ51は、サブマウント55を用いてベース42に実装されている。サブマウント55は、平面視で発光チップ51よりも大きさサイズを有している。一例では、発光チップ51は0.9mm×0.9mm程度のサイズを有する一方、サブマウント55は1.2mm×1.2mm程度のサイズを有し得る。サブマウント55は、CuとWとの合金によって構成されていてよい。サブマウント55は、Cu、W以外の材料により構成されていてもよい。サブマウント55は、たとえば表面接合部56を含む。表面接合部56の材料の一例は、Auと錫(Sn)との合金であるが、他の金属材料を用いてもよい。このようなサブマウント55を用いることで、ベース42への発光チップ51の実装を容易化することができる。
図5に示されるように、発光チップ51の第1電極52Aは、複数のワイヤ46により複数の第2リード44と電気的に接続されている。ワイヤ46の第1端は、発光チップ51の第1素子面51Aに設けられた第1電極52Aと接続され、ワイヤ46の第2端は第2リード44の先端面44Bと接続される。発光チップ51の第2電極52Bは、サブマウント55と電気的に接続されている。
図6に示されるように、一例では、第2リード44の先端面44Bの高さL21は、半導体発光素子50の発光チップ51の第1電極52Aの高さL22より低い。第2リード44の先端面44Bの高さL21は、ベース42の第1面42Aから突出する第2リード44の接続部44Aの長さといってよい。第2リード44の先端面44Bの高さL21は、ベース42の第1面42Aから第2リード44の先端面44BまでのZ軸方向の距離であってよい。第2リード44の先端面44Bの高さL21は、半導体発光素子50の発光チップ51の第1電極52Aの高さL22と等しくてよい。第2リード44の先端面44Bの高さL21は、半導体発光素子50の発光チップ51の第1電極52Aの高さL22より高くてもよい。
(駆動回路)
図1、図4に示されるように、駆動回路70は、発光部品40を駆動するために設けられている。駆動回路70は、発光部品40の発光チップ51を駆動するように構成されている。
図1、図4に示されるように、駆動回路70は、発光部品40を駆動するために設けられている。駆動回路70は、発光部品40の発光チップ51を駆動するように構成されている。
駆動回路70は、スイッチング素子71と、1つまたは複数のキャパシタ72と、を含む。一例では、駆動回路70は、5個のキャパシタ72を含む。キャパシタ72の数は、たとえば発光部品40の発光チップ51に応じて適宜変更されてよい。
スイッチング素子71と発光部品40は、平面視で第1方向に並んで配置されている。第1方向は、一例では、Y軸方向であってよい。スイッチング素子71は、発光部品40とY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。
スイッチング素子71は、平面視矩形状を有している。スイッチング素子71は、一例では、横型トランジスタを含む。横型トランジスタは、一例では窒化ガリウム(GaN)等の窒化物半導体によって構成された高電子移動度トランジスタ(HEMT::High Electron Mobility Transistor)であってよい。横型トランジスタは、MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)であってよい。
図4に示されるように、スイッチング素子71は、第1素子面71Aと、第1素子面71Aとは反対側の第2素子面71Bと、を含む。図1に示されるように、スイッチング素子71は、第1素子面71Aに設けられたゲート電極71G、ソース電極71S、およびドレイン電極71Dを含む。図4では、スイッチング素子71のソース電極71Sおよびドレイン電極71Dが示されている。スイッチング素子71は、第1素子面71Aを基板20に向けて実装されている。
複数のキャパシタ72は、発光部品40に対してスイッチング素子71とは反対側に配置されている。複数のキャパシタ72とスイッチング素子71は、発光部品40を挟んで配置されている。複数のキャパシタ72は、第1方向であるY軸方向に対して交差する方向、一例では、Y軸方向に直交するX軸方向に沿って配列されている。
複数のキャパシタ72は、たとえばセラミックキャパシタであってよい。複数のキャパシタ72は、平面視矩形状であり、Y軸方向に沿った2つの長辺と、X軸方向に沿った2つの短辺と、を含む。複数のキャパシタ72は、互いに離隔しつつ長辺同士を隣り合わせてX方向に一列に並んでいる。図4に示されるように、キャパシタ72は、第1電極72Aと第2電極72Bとを含む。第1電極72Aはキャパシタ72のY軸方向の一端に位置し、第2電極72Bはキャパシタ72のY軸方向の他端に位置している。
発光装置10は、発光部品40の発光チップ51を保護する保護ダイオード73を含む。保護ダイオード73は、一例では、基板20の第1基板面21に実装される。保護ダイオード73は、発光部品40に対して、平面視でX軸方向に配置されている。発光部品40と保護ダイオード73は、平面視でX軸方向に並んで配置されているといえる。保護ダイオード73は、発光部品40とX軸方向に隣接または近接する位置に配置されている。
発光装置10は、スイッチング素子71を駆動するためのゲートドライバ76を含む。ゲートドライバ76は、スイッチング素子71に隣接または近接する位置に配置されている。ゲートドライバ76は、一例では、基板20の第1基板面21に実装される。一例では、ゲートドライバ76は、スイッチング素子71に対して、平面視でX軸方向に離隔して配置されている。
発光装置10は、パルス信号が供給される信号入力コネクタ83を含んでいてよい。信号入力コネクタ83は、SMBコネクタ等の高周波コネクタであってよい。パルス信号は、スイッチング素子71を制御するために用いられるものであり、ゲートドライバ76に供給される。信号入力コネクタ83は、一例では、基板20の第2基板面22に実装される。信号入力コネクタ83は、一例では、基板20の第3側面25寄りに配置されてよい。
発光装置10は、ゲートドライバ76の動作電源を供給するための第2電源コネクタ82を含んでいてよい。第2電源コネクタ82は、一例では、基板20の第2基板面22に実装される。第2電源コネクタ82は、一例では、基板20の第1側面23寄りに配置されてよい。
発光装置10は、キャパシタ72を充電するための駆動電流を供給する第1電源コネクタ81を含んでいてよい。第1電源コネクタ81は、一例では、基板20の第2基板面22に実装される。第1電源コネクタ81は、一例では、基板20の第4側面寄りに配置されてよい。
発光装置10は、電流制限抵抗74を含んでいてよい。電流制限抵抗74は、キャパシタ72から逆流を防止する。発光装置10は、1つまたは複数の電流制限抵抗74を含んでいてよい。電流制限抵抗74は、第1電源コネクタ81と隣接または近接する位置に配置されていてよい。電流制限抵抗74は、一例では、基板20の第1基板面21に実装される。
発光装置10は、キャパシタ75を含んでいてよい。キャパシタ75は、第1電源コネクタ81と隣接または近接する位置に配置されていてよい。キャパシタ75は、一例では、基板20の第1基板面21に実装される。
(導電層)
発光装置10は、第1導電層31、第2導電層32、第1中間導電層34、および第2中間導電層35を含む。一例では、第2中間導電層35は、第2導電層32と同一の構造を有している。このため、第1導電層31、第1中間導電層34、および第2導電層32について説明する。
発光装置10は、第1導電層31、第2導電層32、第1中間導電層34、および第2中間導電層35を含む。一例では、第2中間導電層35は、第2導電層32と同一の構造を有している。このため、第1導電層31、第1中間導電層34、および第2導電層32について説明する。
(第1導電層)
図1に示されるように、第1導電層31は、互いに離隔して配置された複数のパターン導体を含んでいてよい。一例では、第1導電層31は、第1~第8パターン導体101~108を含んでいる。
図1に示されるように、第1導電層31は、互いに離隔して配置された複数のパターン導体を含んでいてよい。一例では、第1導電層31は、第1~第8パターン導体101~108を含んでいる。
第1パターン導体101は、一例では、グランド導体を構成する。第1パターン導体101は、基板20の第1基板面21において、Y軸方向の中央部分に配置されている。第1パターン導体101は、基板20の第1側面23と第2側面24とから離隔して配置されている。第1パターン導体101は、第1部分101Aおよび第2部分101Bと、第1部分101Aと第2部分101Bとを電気的に接続する第3部分101Cと、を含む。第1部分101Aは、基板20の第4側面26からX軸方向に沿って、基板20においてX軸方向の中央部分まで延びている。第2部分101Bは、第1部分101AからY軸方向に離隔して配置されている。第2部分101Bは、基板20の第4側面26からX軸方向に沿って延びている。第3部分101Cは、基板20の第3側面25寄りに設けられた部分である。第3部分101Cは、基板20の第3側面25に沿って延びている。
第2パターン導体102は、基板20の第4側面26からX軸方向に沿って延びている。第2パターン導体102は、第1パターン導体101の第1部分101Aに対してY軸方向に離隔して配置されている。第1パターン導体101の第1部分101Aおよび第2パターン導体102は、キャパシタ72の実装に用いられる。キャパシタ72は、第1電極72Aおよび第2電極72Bを含む。キャパシタ72の第1電極72Aは、導電性接合材SD(図4参照)により第2パターン導体102に接合ざれている。キャパシタ72の第2電極72Bは、導電性接合材SD(図4参照)により第1パターン導体101の第1部分に接合されている。
第3パターン導体103は、第2パターン導体102に対してY軸方向に離隔して配置されている。第3パターン導体103は、第2パターン導体102と、第1パターン導体101の第2部分101Bとの間に配置されている。
第2パターン導体102および第3パターン導体103は、発光部品40の実装に用いられる。第2パターン導体102は第1ランド102Aを含み、第3パターン導体103は、複数の第2ランド103Aを含む。第1ランド102Aおよび第2ランド103Aは、図5に示される発光部品40の第1リード43および第2リード44の接続に用いられる。第1ランド102Aは、基板20を貫通する第1スルーホール102Bと電気的に接続されてよい。第1スルーホール102Bは、基板20の第1~第3絶縁層27A~27Cを貫通する貫通孔の内面に設けられた導電膜であってよい。第2ランド103Aは、基板20を貫通する第2スルーホール103Bと電気的に接続されてよい。第2スルーホール103Bは、基板20の第1~第3絶縁層27A~27Cを貫通する貫通孔の内面に設けられた導電膜であってよい。
図4に示されるように、発光部品40の第1リード43は、第1スルーホール102Bに挿入され、導電性接合材SDにより第1スルーホール102Bおよび第1ランド102Aと電気的に接続されている。発光部品40の第2リード44は、第2スルーホール103Bに挿入され、導電性接合材SDにより第2スルーホール103Bおよび第2ランド103Aと電気的に接続されている。これにより、発光部品40は、第2パターン導体102と第3パターン導体103との間に電気的に接続されている。
発光部品40は、第1リード43と第2リード44とが第1ランド102Aと第2ランド103Aとに接続されることにより、基板20に固定されている。発光部品40のベース42は、基板20の第1基板面21から離隔して配置されている。第1導電層31と第1中間導電層34との間の距離L11は、基板20の第1基板面21と発光部品40のベース42との間の距離L31より小さくてよい。基板20の第1基板面21と発光部品40のベース42との間の距離L31は、0mmより大きく2mm以下であってよい。一例では、距離L31は、1mmである。
図1に示されるように、第2パターン導体102および第3パターン導体103には、保護ダイオード73が電気的に接続されている。保護ダイオード73のアノード電極73Aは、導電性接合材により第3パターン導体103に接合されている。保護ダイオード73のカソード電極73Bは、導電性接合材により第2パターン導体102に接合されている。
第2パターン導体102と第1パターン導体101の第2部分101Bとの間には、第4パターン導体104が配置されている。第1パターン導体101の第2部分101Bおよび第4パターン導体104には、第1電源コネクタ81が接続されてよい。第1電源コネクタ81は、2つのコネクタ端子を含む。第4パターン導体104は、第3ランド104Aを含み、第1パターン導体101の第2部分101Bは、第4ランド101BAを含む。第3ランド104Aおよび第4ランド101BAは、2つのコネクタ端子の接続に用いられる。
第3ランド104Aは、基板20を貫通する第3スルーホール104Bと電気的に接続されてよい。第3スルーホール104Bは、基板20の第1~第3絶縁層27A~27Cを貫通する貫通孔の内面に設けられた導電膜であってよい。第4ランド101BAは、基板20を貫通する第4スルーホール101BBと電気的に接続されてよい。第4スルーホール101BBは、基板20の第1~第3絶縁層27A~27Cを貫通する貫通孔の内面に設けられた導電膜であってよい。第1電源コネクタ81のコネクタ端子は、第4スルーホール101BB、第3スルーホール104Bにそれぞれ挿入され、導電性接合材により第3ランド104A、第4ランド101BAと電気的に接続される。
第4パターン導体104および第1パターン導体101の第2部分にはキャパシタ75が電気的に接続されている。キャパシタ75は、第1電極75Aおよび第2電極75Bを含む。キャパシタ75の第1電極75Aは、導電性接合材により第4パターン導体104に接合されている。キャパシタ75の第2電極75Bは、導電性接合材により第1パターン導体101の第2部分101Bに接合されている。
第4パターン導体104および第2パターン導体102には、電流制限抵抗74が電気的に接続されている。電流制限抵抗74の第1電極74Aは、導電性接合材により第4パターン導体104に接合される。電流制限抵抗74の第2電極74Bは、導電性接合材により第2パターン導体102に接合される。
第3パターン導体103は、第1パターン導体101の第2部分101Bに向けて延びるドレイン接続部103Cを含む。第1パターン導体101の第2部分101Bは、ドレイン接続部103Cを挟む部分を含む。ドレイン接続部103Cには、スイッチング素子71のドレイン電極71Dが電気的に接続されている。スイッチング素子71は、第3パターン導体103のドレイン接続部103Cを跨ぐように配置される。スイッチング素子71のソース電極71Sは、第1パターン導体101の第2部分101Bと電気的に接続されている。
スイッチング素子71のゲート電極71Gは、第3パターン導体103のドレイン接続部103Cに隣接して配置された第5パターン導体105と電気的に接続されている。第5パターン導体105は、第3パターン導体103のドレイン接続部103CからX軸方向に沿って延びている。
第1パターン導体101の第3部分101Cは、第5パターン導体105の一部が配置された凹部を含む。第1パターン導体101の凹部内には、第6パターン導体106および第7パターン導体107が配置されている。第6パターン導体106および第7パターン導体107は、一例では、X軸方向に沿って延びている。第5パターン導体105と第6パターン導体106と第7パターン導体107には、ゲートドライバ76が電気的に接続されている。
第6パターン導体106は、基板20の第3側面25寄りに配置された第5ランド106Aを含む。第1パターン導体101の第3部分101Cは、第5ランド106Aの周囲に配置される複数の第6ランド101CBを含む。第5ランド106Aおよび第6ランド101CBは、信号入力コネクタ83の接続に用いられる。
第5ランド106Aは、基板20を貫通するスルーホール106Bと電気的に接続されてよい。スルーホール106Bは、基板20の第1~第3絶縁層27A~27Cを貫通する貫通孔の内面に設けられた導電膜であってよい。第6ランド101CBは、基板20を貫通するスルーホール101CCと電気的に接続されてよい。スルーホール101CCは、基板20の第1~第3絶縁層27A~27Cを貫通する貫通孔の内面に設けられた導電膜であってよい。信号入力コネクタ83の端子はスルーホール106Bに挿入され、導電性接合材により第5ランド106Aおよびスルーホール106Bと電気的に接続される。
信号入力コネクタ83の端子(リード)は、スルーホール101CCに挿入され、第6ランド101CBおよびスルーホール101CCと電気的に接続される。
第7パターン導体107は、第6パターン導体106に対してY軸方向に離隔して配置されている。第1パターン導体101は、平面視で、第6パターン導体106と第7パターン導体107との間に配置された第4部分101Dを含む。第1パターン導体101の第4部分101D、第5パターン導体105、第6パターン導体106、および第7パターン導体107は、ゲートドライバ76の端子と電気的に接続されている。
第7パターン導体107は、第6パターン導体106に対してY軸方向に離隔して配置されている。第1パターン導体101は、平面視で、第6パターン導体106と第7パターン導体107との間に配置された第4部分101Dを含む。第1パターン導体101の第4部分101D、第5パターン導体105、第6パターン導体106、および第7パターン導体107は、ゲートドライバ76の端子と電気的に接続されている。
第8パターン導体108は、第6パターン導体106および第7パターン導体107と第5パターン導体105との間に配置されている。第8パターン導体108は、一例では、平面視でY軸方向に長い矩形状を有していてよい。第8パターン導体108は、一例では、ゲートドライバ76のパッドと接続されている。第8パターン導体108は、ゲートドライバ76の放熱に用いられてよい。第8パターン導体108は、第1パターン導体101と接続されていてよい。たとえば、第1パターン導体101の第4部分101Dと接続されていてよい。
第1導電層31は、第1パターン導体101の第3部分101Cに囲まれた第7ランド109Aを含んでいてよい。第1パターン導体101の第3部分101Cは、第7ランド109Aに隣接して位置に設けられた第8ランド101CDを含んでいてよい。第7ランド109Aおよび第8ランド101CDは、第2電源コネクタ82の2つのコネクタ端子の接続に用いられる。
第7ランド109Aは、基板20を貫通するスルーホール109Bと電気的に接続されていてよい。スルーホール109Bは、基板20の第1~第3絶縁層27A~27Cを貫通する貫通孔の内面にも受けられた導電膜を含んでいてよい。第8ランド101CDは、基板20を貫通するスルーホール101CEと電気的に接続されていてよい。スルーホール101CEは、基板20の第1~第3絶縁層27A~27Cを貫通する貫通孔の内面にも受けられた導電膜を含んでいてよい。スルーホール109B、101CEにそれぞれ挿入される第2電源コネクタ82のコネクタ端子は、導電性接合材により、第7ランド109A、第8ランド101CD、スルーホール109B,101CEと電気的に接続される。
(第1中間導電層)
図2に示されるように、第1中間導電層34は、互いに離隔して配置された複数の中間導体を含んでいてよい。一例では、第1中間導電層34は、第1~第6中間導体301~306を含んでいてよい。
図2に示されるように、第1中間導電層34は、互いに離隔して配置された複数の中間導体を含んでいてよい。一例では、第1中間導電層34は、第1~第6中間導体301~306を含んでいてよい。
第1中間導体301は、平面視矩形状を有している。第1中間導体301は、第2~第6中間導体302~306を囲んでいる。第1中間導体301は、グランド導体を構成していてよい。
第2中間導体302は、図1に示される第2パターン導体102の第1ランド102Aと重なる位置に配置されている。第2中間導体302は、第1スルーホール102Bにより第1ランド102Aと電気的に接続されている。第2中間導体302は、発光部品40の第1リード43と電気的に接続されている。
第3中間導体303は、図1に示される第3パターン導体103の第2ランド103Aと重なる位置に配置されている。第1中間導電層34は、複数の第3中間導体303を含む。第3中間導体303は、第2スルーホール103Bにより第2ランド103Aと電気的に接続されている。第3中間導体303は、発光部品40の第2リード44と電気的に接続されている。
第4中間導体304は、図1に示される第4パターン導体104の第3ランド104Aと重なる位置に配置されている。第4中間導体304は、第3スルーホール104Bにより第3ランド104Aと電気的に接続されている。第4中間導体304は、第1電源コネクタ81のコネクタ端子と電気的に接続される。
第5中間導体305は、図1に示される第6パターン導体106の第5ランド106Aと重なる位置に配置されている。第5中間導体305は、スルーホール106Bにより第5ランド106Aと電気的に接続されている。第5中間導体305は、信号入力コネクタ83の端子と電気的に接続される。
第6中間導体306は、図1に示される第7ランド109Aと重なる位置から第7パターン導体107と重なる位置まで、Y軸方向に延びている。第6中間導体306は、第3ビア導体403により第7パターン導体107と電気的に接続されている。また、第6中間導体306は、スルーホール109Bにより第7ランド109Aと電気的に接続されている。第6中間導体306は、第2電源コネクタ82のコネクタ端子と電気的に接続される。
(第2導電層)
図3に示されるように、第2導電層32は、互いに離隔して配置された複数のパターン導体を含んでいてよい。一例では、第1~第7パターン導体201~207を含んでいてよい。
図3に示されるように、第2導電層32は、互いに離隔して配置された複数のパターン導体を含んでいてよい。一例では、第1~第7パターン導体201~207を含んでいてよい。
第1パターン導体201は、平面視矩形状を有している。第1パターン導体201は、第2~第7パターン導体202~207を囲んでいる。
第2パターン導体202は、図1に示される第2パターン導体102の第1ランド102Aと重なる位置に配置されている。第2パターン導体202は、第1スルーホール102Bにより第1ランド102Aと電気的に接続されている。第2パターン導体202は、発光部品40の第1リード43と電気的に接続されている。
第2パターン導体202は、図1に示される第2パターン導体102の第1ランド102Aと重なる位置に配置されている。第2パターン導体202は、第1スルーホール102Bにより第1ランド102Aと電気的に接続されている。第2パターン導体202は、発光部品40の第1リード43と電気的に接続されている。
第3パターン導体203は、図1に示される第3パターン導体103の第2ランド103Aと重なる位置に配置されている。第1中間導電層34は、複数の第3パターン導体203を含む。第3パターン導体203は、第2スルーホール103Bにより第2ランド103Aと電気的に接続されている。第3パターン導体203は、発光部品40の第2リード44と電気的に接続されている。
第4パターン導体204は、図1に示される第4パターン導体104の第3ランド104Aと重なる位置に配置されている。第4パターン導体204は、第3スルーホール104Bにより第3ランド104Aと電気的に接続されている。
第5パターン導体205は、図1に示される第6パターン導体106の第5ランド106Aと重なる位置に配置されている。第5パターン導体205は、スルーホール106Bにより第5ランド106Aと電気的に接続されている。
第6パターン導体206は、図1に示される第7ランド109Aと重なる位置に設けられている。第6パターン導体206は、スルーホール109Bにより第7ランド109Aと電気的に接続されている。
第7パターン導体207は、図1に示される第7パターン導体107と重なる位置に配置されている。第7パターン導体207は、第4ビア導体404により第7パターン導体107と電気的に接続されている。
(ビア導体)
図1から図4に示されるように、発光部品40は、基板20に設けられた複数のビア導体400を含む。複数のビア導体400は、基板20の第1基板面21から第2基板面22まで基板20を貫通している。基板20は、Z軸方向に貫通する複数のビアホールを含み、ビア導体400は、ビアホールの内面に設けられた導電膜であってよい。また、ビア導体400は、ビアホールに充填された導電体であってよい。複数のビア導体400は、第1導電層31、中間導電層33、および第2導電層32を電気的に接続する。
図1から図4に示されるように、発光部品40は、基板20に設けられた複数のビア導体400を含む。複数のビア導体400は、基板20の第1基板面21から第2基板面22まで基板20を貫通している。基板20は、Z軸方向に貫通する複数のビアホールを含み、ビア導体400は、ビアホールの内面に設けられた導電膜であってよい。また、ビア導体400は、ビアホールに充填された導電体であってよい。複数のビア導体400は、第1導電層31、中間導電層33、および第2導電層32を電気的に接続する。
複数のビア導体は、複数の第1ビア導体401を含む。複数の第1ビア導体401は、キャパシタ72に対して、発光部品40とは反対側に配置されている。複数の第1ビア導体401は、第1導電層31の第1パターン導体101の第1部分101Aに設けられている。複数の第1ビア導体401は、一例では、X軸方向に沿って並べられている。複数の第1ビア導体401は、X軸方向に並ぶビア列を構成していてよい。ビア列は、複数設けられ、Y軸方向に並べられていてよい。複数の第1ビア列は、複数のビア列を構成していてよい。複数の第1ビア導体401は、行列状に配列されていてよい。複数の第1ビア導体401は、第1導電層31の第1パターン導体101の第1部分101A、第1中間導電層34の第1中間導体301、および、第2中間導電層35および第2導電層32の第1パターン導体201を電気的に接続する。
複数のビア導体400は、複数の第2ビア導体402を含む。複数の第2ビア導体402は、スイッチング素子71に対して、発光部品40とは反対側に配置されている。複数の第2ビア導体402は、第1導電層31の第1パターン導体101の第2部分101Bに設けられている。複数の第2ビア導体402は、一例では、X軸方向に沿って並べられている。複数の第2ビア導体402は、X軸方向に並ぶビア列を構成していてよい。ビア列は、複数設けられ、Y軸方向に並べられていてよい。複数の第2ビア列は、複数のビア列を構成していてよい。複数の第2ビア導体402は、行列状に配列されていてよい。複数の第2ビア導体402は、第1導電層31の第1パターン導体101の第2部分101B、第1中間導電層34の第1中間導体301、および、第2中間導電層35および第2導電層32の第1パターン導体201を電気的に接続する。
複数のビア導体400は、第3ビア導体403、第4ビア導体404を含む。
第3ビア導体403は、第1導電層31の第8パターン導体108と重なる位置に配置されている。第3ビア導体403は、第1導電層31の第8パターン導体108、第1中間導電層34の第1中間導体301、および、第2中間導電層35および第2導電層32の第1パターン導体201を電気的に接続する。
第3ビア導体403は、第1導電層31の第8パターン導体108と重なる位置に配置されている。第3ビア導体403は、第1導電層31の第8パターン導体108、第1中間導電層34の第1中間導体301、および、第2中間導電層35および第2導電層32の第1パターン導体201を電気的に接続する。
第4ビア導体404は、第1導電層31の第7パターン導体107と重なる位置に配置されている。第4ビア導体404は、第1導電層31の第7パターン導体107、第1中間導電層34の第6中間導体306、および、第2中間導電層35および第2導電層32の第6パターン導体206を電気的に接続する。
(発光装置、発光システムの回路構成)
図8に示されるように、発光システム800は、発光装置10、直流電源801、制御電源802、およびパルスジェネレータ803を含む。
図8に示されるように、発光システム800は、発光装置10、直流電源801、制御電源802、およびパルスジェネレータ803を含む。
直流電源801、キャパシタ75、および電流制限抵抗74は、発光部品40および駆動回路70に電流を供給するように構成されている。電流制限抵抗74の第1電極74Aは、直流電源801の正極、キャパシタ75の第1電極に電気的に接続されている。電流制限抵抗74の第2電極74Bは、発光部品40の第2電極52B(アノード電極)およびキャパシタ72の第1電極72Aに電気的に接続されている。
ゲートドライバ76は、スイッチング素子71のゲート電極71Gに電気的に接続されている。
パルスジェネレータ803および制御電源802は、ゲートドライバ76にそれぞれ電気的に接続されている。パルスジェネレータ803は、スイッチング素子71を制御するためのパルス信号をゲートドライバ76にそれぞれ出力するように構成されている。制御電源802は、ゲートドライバ76に動作電圧をそれぞれ印加するように構成されている。
パルスジェネレータ803および制御電源802は、ゲートドライバ76にそれぞれ電気的に接続されている。パルスジェネレータ803は、スイッチング素子71を制御するためのパルス信号をゲートドライバ76にそれぞれ出力するように構成されている。制御電源802は、ゲートドライバ76に動作電圧をそれぞれ印加するように構成されている。
直流電源801の負極、キャパシタ75の第2電極、およびパルスジェネレータ803、キャパシタ72の第2電極72B、制御電源802の負極、およびスイッチング素子71のソース電極71Sは、グランド端子に電気的に接続されている。
スイッチング素子71のドレイン電極71Dは、発光部品40の第2リード44と、保護ダイオード73のアノード電極73Aとに電気的に接続されている。保護ダイオード73のカソード電極73Bは、発光部品40の第1リード43に電気的に接続されている。
上記のように構成された発光装置10では、駆動回路70のスイッチング素子71がオフ状態のとき、直流電源801によってキャパシタ72が充電される。そして、スイッチング素子71がオフ状態からオン状態に切り替わると、キャパシタ72から発光部品40に電流が流れる。パルスジェネレータ803から供給されるパルス状の制御信号によりスイッチング素子71がオンオフを繰り返すことにより、発光部品40からパルス発光されたレーザ光が出射される。このように、駆動回路70は、発光部品40を駆動するように構成されている。
(第1実施形態の作用)
図9は、駆動回路70のスイッチング素子71およびキャパシタ72と、発光部品40の半導体発光素子50とに流れる電流の電流経路CP1を示している。電流経路CP1は、太線の矢印によって示されている。
図9は、駆動回路70のスイッチング素子71およびキャパシタ72と、発光部品40の半導体発光素子50とに流れる電流の電流経路CP1を示している。電流経路CP1は、太線の矢印によって示されている。
電流経路CP1は、概略的に、キャパシタ72の第1電極72Aから、発光部品40、スイッチング素子71、第1中間導電層34を通って、キャパシタ72の第2電極72Bまで電流が流れるループ状に構成される。詳しくは、電流経路CP1の電流は、キャパシタ72の第1電極72A、第1導電層31の第2パターン導体102、発光部品40の第1リード43、ベース42、サブマウント55、発光チップ51、ワイヤ46、第2リード44、第1導電層31の第3パターン導体103、スイッチング素子71、第1導電層31の第1パターン導体101の第2部分101B、第2ビア導体402、第1中間導電層34、第1ビア導体401、第1導電層31の第1パターン導体101の第1部分101A、およびキャパシタ72の第2電極72Bの順に流れる。
電流経路CP1は、発光部品40、スイッチング素子71、キャパシタ72、基板20の第1基板面21に設けられた第1導電層31と、基板20に埋め込まれ、第1導電層31に近い第1中間導電層34と、により構成される。発光部品40は、第1リード43と第2リード44とが第1ランド102Aと第2ランド103Aとに接続されることにより、第1導電層31と電気的に接続されている。発光部品40の半導体発光素子50は、発光部品40のベース42の第1面42Aに接合されている。このため、発光装置10は、ベース42、第1リード43、および第2リード44を用いて半導体発光素子50を基板20の第1基板面21に設けられた第1導電層31に接続することで、半導体発光素子50の発光チップ51を第1導電層31に近づけることができる。そして、半導体発光素子50の発光チップ51に電流を供給する電流経路CP1について、X軸方向から視て電流経路CP1により囲まれた領域の面積を小さくできる。電流経路CP1により囲まれた領域の面積は、電流経路CP1の寄生インダクタンスに影響し、領域の面積が小さいほど寄生インダクタンスは小さい。したがって、発光装置10では、寄生インダクタンスを小さくでき、寄生インダクタンスの影響を低減できる。
(第1実施形態の効果)
以上記述したように、第1実施形態の発光装置10によれば、以下の効果を奏する。
(1-1)発光装置10は、第1基板面21と、第1基板面21とは反対側の第2基板面22と、を含み、絶縁性を有する基板20を含む。第1導電層31は、第1基板面21に設けられている。1または複数の中間導電層33は、基板20内に埋め込まれている。第2導電層32は、第2基板面22に設けられている。複数のビア導体400は、基板20内に設けられ、第1導電層31、中間導電層33、および第2導電層32を電気的に接続する。発光部品40は、第1基板面21に搭載され、第1導電層31と電気的に接続される。発光部品40を駆動する駆動回路70は、第1基板面21に搭載され、第1導電層31と電気的に接続される。
以上記述したように、第1実施形態の発光装置10によれば、以下の効果を奏する。
(1-1)発光装置10は、第1基板面21と、第1基板面21とは反対側の第2基板面22と、を含み、絶縁性を有する基板20を含む。第1導電層31は、第1基板面21に設けられている。1または複数の中間導電層33は、基板20内に埋め込まれている。第2導電層32は、第2基板面22に設けられている。複数のビア導体400は、基板20内に設けられ、第1導電層31、中間導電層33、および第2導電層32を電気的に接続する。発光部品40は、第1基板面21に搭載され、第1導電層31と電気的に接続される。発光部品40を駆動する駆動回路70は、第1基板面21に搭載され、第1導電層31と電気的に接続される。
発光部品40は、第1面42Aと、第1面42Aとは反対側の第2面42Bと、を含むベース42と、第1面42Aの上に搭載され、ベース42と電気的に接続された半導体発光素子50と、第2面42Bに接続された第1リード43と、ベース42を貫通するとともにベース42と電気的に絶縁された第2リード44と、を含む。発光部品40は、第1リード43および第2リード44によって第1導電層31と電気的に接続されている。半導体発光素子50は、ベース42の第1面42Aに接合されている。
発光部品40の発光チップ51に電流を流す電流経路CP1は、発光部品40、スイッチング素子71、キャパシタ72、基板20の第1基板面21に設けられた第1導電層31と、基板20に埋め込まれ、第1導電層31に近い第1中間導電層34と、により構成される。ベース42、第1リード43、および第2リード44を用いて半導体発光素子50を基板20の第1基板面21に設けられた第1導電層31に接続する発光装置10において、半導体発光素子50の発光チップ51を第1導電層31に近づけることができる。このため、半導体発光素子50の発光チップ51に電流を供給する電流経路CP1について、X軸方向から視て電流経路CP1により囲まれた領域の面積を小さくできる。発光装置10では、寄生インダクタンスを小さくでき、寄生インダクタンスの影響を低減できる。
(1-2)発光部品40は、第1リード43と第2リード44とが第1ランド102Aと第2ランド103Aとに接続されることにより、基板20に固定されている。発光部品40のベース42は、基板20の第1基板面21から離隔して配置されている。第1導電層31と第1中間導電層34との間の距離L11は、基板20の第1基板面21と発光部品40のベース42との間の距離L31より小さい。したがって、半導体発光素子50の発光チップ51に電流を供給する電流経路CP1により囲まれた領域の面積をより小さくできる。そして、発光装置10では、寄生インダクタンスを小さくでき、寄生インダクタンスの影響を低減できる。
(1-3)発光部品40は、ベース42の第1面42Aの上に半導体発光素子50が搭載されている。発光部品40は、ベース42に接続された第1リード43と、ベース42に固定された第2リード44とにより、基板20に対して固定されている。このように、第1リード43と第2リード44とを含む発光部品40により、半導体発光素子50を容易に基板20の上に実装できる。
(1-4)発光部品40は、ステム41に固定されたカバー47を含む。カバー47は、ステム41のベース42の第1面42Aに搭載された半導体発光素子50を覆っている。したがって、半導体発光素子50を保護できる。
(1-5)発光部品40は、ベース42を貫通するとともにベース42と電気的に絶縁された複数の第2リード44を含む。複数の第2リード44は、複数のワイヤ46により半導体発光素子50の発光チップ51と電気的に接続されている。発光チップ51に対して、複数の第2リード44および複数のワイヤ46により電流が流れる。このように、複数の第2リード44および複数のワイヤ46を用いることにより、半導体発光素子50に電流を流す電流経路CP1における寄生インダクタンスを低減できる。
(1-6)キャパシタ72の第2電極72Bが接続された第1導電層31の第1パターン導体101の第1部分101Aは、複数の第1ビア導体401により、第1中間導電層34と電気的に接続されている。複数の第1ビア導体401を設けることにより、半導体発光素子50に電流を流す電流経路CP1における寄生インダクタンスを低減できる。
(1-7)発光部品40は、ベース42の第1面42Aに搭載された半導体発光素子50を含む。半導体発光素子50は、面発光型レーザ素子である発光チップ51を含む。したがって、基板20の第1基板面21に対して垂直な方向に向けてレーザ光を出射する発光装置10を容易に得ることができる。
[第2実施形態]
図10から図13を参照して、第2実施形態の発光装置10について説明する。
第2実施形態の発光装置10は、第1実施形態の発光装置10に対して、発光部品40と駆動回路70のスイッチング素子71およびキャパシタ72の配置が主に異なる。以下では、第1実施形態の発光装置10との相違点を中心に第2実施形態を説明する。なお、第1実施形態の発光装置10と共通する構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図10から図13を参照して、第2実施形態の発光装置10について説明する。
第2実施形態の発光装置10は、第1実施形態の発光装置10に対して、発光部品40と駆動回路70のスイッチング素子71およびキャパシタ72の配置が主に異なる。以下では、第1実施形態の発光装置10との相違点を中心に第2実施形態を説明する。なお、第1実施形態の発光装置10と共通する構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図10は、第2実施形態に係る例示的な発光装置の概略平面図である。図11は、図10の発光装置の中間導電層の概略平面図である。図12は、図10の発光装置の第2導電層の概略平面図である。図13は、図10のF13-F13線に沿った発光装置の概略断面図である。
(発光装置の全体構成)
発光装置10は、基板20と、発光部品40と、駆動回路70と、を含む。
駆動回路70は、スイッチング素子71と、1つまたは複数のキャパシタ72と、を含む。
発光装置10は、基板20と、発光部品40と、駆動回路70と、を含む。
駆動回路70は、スイッチング素子71と、1つまたは複数のキャパシタ72と、を含む。
キャパシタ72と発光部品40は、平面視で第1方向に並んで配置されている。第1方向は、一例では、Y軸方向であってよい。キャパシタ72は、発光部品40とY軸方向に隣接または近接する位置に設けられている。スイッチング素子71は、キャパシタ72に対して発光部品40とは反対側に配置されている。
発光部品40とスイッチング素子71とキャパシタ72は、Y軸方向に並んで配置されているといえる。発光部品40とスイッチング素子71は、キャパシタ72を挟むように配置されているといえる。
(導電層)
第2実施形態の発光装置10は、第1導電層31、第2導電層32、第1中間導電層34、および第2中間導電層35を含む。一例では、第2中間導電層35は、第2導電層32と同一の構造を有している。このため、第1導電層31、第1中間導電層34、および第2導電層32について説明する。
第2実施形態の発光装置10は、第1導電層31、第2導電層32、第1中間導電層34、および第2中間導電層35を含む。一例では、第2中間導電層35は、第2導電層32と同一の構造を有している。このため、第1導電層31、第1中間導電層34、および第2導電層32について説明する。
(第1導電層)
図10に示されるように、第1導電層31は、互いに離隔して配置された複数のパターン導体を含んでいてよい。一例では、第1導電層31は、第1~第8パターン導体101~108および第9パターン導体110を含んでいる。
図10に示されるように、第1導電層31は、互いに離隔して配置された複数のパターン導体を含んでいてよい。一例では、第1導電層31は、第1~第8パターン導体101~108および第9パターン導体110を含んでいる。
第1パターン導体101は、第1部分101AからY軸方向に離隔して配置された第5部分101Eを含む。第5部分101Eは、スイッチング素子71のソース電極71Sが接合される。図13に示されるように、スイッチング素子71のソース電極71Sは、導電性接合材SDにより第1パターン導体101の第5部分101Eに接合される。
図10に示されるように、第9パターン導体110は、Y軸方向において、第1パターン導体101の第1部分101Aと第1パターン導体101の第5部分101Eとの間に配置されている。第1パターン導体101の第1部分101Aに対して、第9パターン導体110と第1パターン導体101の第5部分101EとがY軸方向に離隔して並べられている。
第9パターン導体110は、第1パターン導体101の第5部分101Eに向かって延びる接続部110Aを含む。第9パターン導体110の接続部110Aは、スイッチング素子71のドレイン電極71Dが電気的に接続されている。図13に示されるように、スイッチング素子71のドレイン電極71Dは、導電性接合材SDにより第9パターン導体110の接続部110Aに接合される。
図10に示されるように、第2パターン導体102は、第1パターン導体101の第1部分101AからY軸方向に離隔して配置された第1部分121を含む。第2パターン導体102の第1部分121は、第4パターン導体104との間に電流制限抵抗74が接続される部分である。
第2パターン導体102は、第1パターン導体101の第5部分101EからY軸方向に離隔して配置された第2部分122を含む。第2パターン導体102の第2部分122は、Y軸方向において、第1パターン導体101の第5部分101Eと第3パターン導体103との間に配置される。
第2パターン導体102の第2部分122および第1パターン導体101の第5部分101Eには、キャパシタ72が電気的に接続されている。キャパシタ72は、第1電極72Aおよび第2電極72Bを含む。図13に示されるように、キャパシタ72の第1電極72Aは、導電性接合材SDにより第2パターン導体102の第2部分122に接合される。キャパシタ72の第2電極72Bは、導電性接合材SDにより第1パターン導体101の第5部分101Eに接合される。
図10に示されるように、第2パターン導体102の第2部分122および第3パターン導体103には、発光部品40が電気的に接続されている。第2パターン導体102の第2部分122は第1ランド102Aを含み、第3パターン導体103は、複数の第2ランド103Aを含む。図13に示されるように、発光部品40の第1リード43は、導電性接合材SDにより第1ランド102Aと電気的に接続されている。発光部品40の第2リード44は、導電性接合材SDによりおよび第2ランド103Aと電気的に接続されている。これにより、発光部品40は、第2パターン導体102の第2部分122と第3パターン導体103との間に電気的に接続されている。
図10に示されるように、第2パターン導体102の第2部分122および第3パターン導体103には、保護ダイオード73が電気的に接続されている。保護ダイオード73のアノード電極73Aは、導電性接合材により第3パターン導体103に接合されている。保護ダイオード73のカソード電極73Bは、導電性接合材により第2パターン導体102の第2部分122に接合されている。
(第1中間導電層)
図11に示されるように、第1中間導電層34は、互いに離隔して配置された複数の中間導体を含んでいてよい。一例では、第1中間導電層34は、第1~第6中間導体301~306を含んでいてよい。
図11に示されるように、第1中間導電層34は、互いに離隔して配置された複数の中間導体を含んでいてよい。一例では、第1中間導電層34は、第1~第6中間導体301~306を含んでいてよい。
第3中間導体303は、平面視でY軸方向に長い矩形状を有している。第3中間導体303は、第2中間導体302を囲むように配置されている。第3中間導体303は、図10に示される第1導電層31の第3パターン導体103と重なる位置から、第1導電層31の第9パターン導体110と重なる位置まで延びている。図10に示される第1導電層31の第3パターン導体103の第2ランド103Aは、第3中間導体303と重なっている。第3中間導体303は、第2スルーホール103Bにより図10に示される第3パターン導体103の第2ランド103Aと電気的に接続されている。
(第2導電層)
図12に示されるように、第2導電層32は、互いに離隔して配置された複数のパターン導体を含んでいてよい。一例では、第2導電層32は、第1~第7パターン導体201~207を含んでいてよい。
図12に示されるように、第2導電層32は、互いに離隔して配置された複数のパターン導体を含んでいてよい。一例では、第2導電層32は、第1~第7パターン導体201~207を含んでいてよい。
第3パターン導体203は、第1中間導電層34の第3中間導体303と同じ形状を有している。
第3パターン導体203は、平面視でY軸方向に長い矩形状を有している。第3パターン導体203は、第2パターン導体202を囲むように配置されている。第3パターン導体203は、図10に示される第1導電層31の第3パターン導体203と重なる位置から、第1導電層31の第9パターン導体110と重なる位置まで延びている。図10に示される第1導電層31の第3パターン導体103の第2ランド103Aは、第2導電層32の第3パターン導体203と重なっている。第2導電層32の第3パターン導体203は、第2スルーホール103Bにより第1導電層31の第2ランド103Aと電気的に接続されている。
第3パターン導体203は、平面視でY軸方向に長い矩形状を有している。第3パターン導体203は、第2パターン導体202を囲むように配置されている。第3パターン導体203は、図10に示される第1導電層31の第3パターン導体203と重なる位置から、第1導電層31の第9パターン導体110と重なる位置まで延びている。図10に示される第1導電層31の第3パターン導体103の第2ランド103Aは、第2導電層32の第3パターン導体203と重なっている。第2導電層32の第3パターン導体203は、第2スルーホール103Bにより第1導電層31の第2ランド103Aと電気的に接続されている。
(ビア導体)
図10、図14に示されるように、複数の第1ビア導体401は、スイッチング素子71に対してキャパシタ72とは反対側に配置されている。複数の第1ビア導体401は、第1導電層31の第9パターン導体110に設けられている。複数の第1ビア導体401は、一例では、X軸方向に沿って並べられている。複数の第1ビア導体401は、X軸方向に並ぶビア列を構成していてよい。ビア列は、複数設けられ、Y軸方向に並べられていてよい。複数の第1ビア列は、複数のビア列を構成していてよい。複数の第1ビア導体401は、行列状に配列されていてよい。複数の第1ビア導体401は、第1導電層31の第9パターン導体110、第1中間導電層34の第3中間導体303、および、第2中間導電層35および第2導電層32の第3パターン導体203を電気的に接続する。
図10、図14に示されるように、複数の第1ビア導体401は、スイッチング素子71に対してキャパシタ72とは反対側に配置されている。複数の第1ビア導体401は、第1導電層31の第9パターン導体110に設けられている。複数の第1ビア導体401は、一例では、X軸方向に沿って並べられている。複数の第1ビア導体401は、X軸方向に並ぶビア列を構成していてよい。ビア列は、複数設けられ、Y軸方向に並べられていてよい。複数の第1ビア列は、複数のビア列を構成していてよい。複数の第1ビア導体401は、行列状に配列されていてよい。複数の第1ビア導体401は、第1導電層31の第9パターン導体110、第1中間導電層34の第3中間導体303、および、第2中間導電層35および第2導電層32の第3パターン導体203を電気的に接続する。
複数の第2ビア導体402は、発光部品40に対してキャパシタ72とは反対側に配置されている。複数の第2ビア導体402は、第1導電層31の第3パターン導体103に設けられている。複数の第2ビア導体402は、一例では、X軸方向に沿って並べられている。複数の第2ビア導体402は、X軸方向に並ぶビア列を構成していてよい。ビア列は、複数設けられ、Y軸方向に並べられていてよい。複数の第2ビア列は、複数のビア列を構成していてよい。複数の第2ビア導体402は、行列状に配列されていてよい。複数の第2ビア導体402は、第1導電層31の第3パターン導体103、第1中間導電層34の第3中間導体303、および、第2中間導電層35および第2導電層32の第3パターン導体203を電気的に接続する。
(第2実施形態の作用)
図13には、駆動回路70のスイッチング素子71およびキャパシタ72と、発光部品40の半導体発光素子50とに流れる電流の電流経路CP2が太線の矢印によって示されている。
図13には、駆動回路70のスイッチング素子71およびキャパシタ72と、発光部品40の半導体発光素子50とに流れる電流の電流経路CP2が太線の矢印によって示されている。
電流経路CP2は、概略的に、キャパシタ72の第1電極72Aから、発光部品40、第1中間導電層34の第3中間導体303、スイッチング素子71を通って、キャパシタ72の第2電極72Bまで電流が流れるループ状に構成される。
電流経路CP2は、キャパシタ72の第1電極72A、第1導電層31の第2パターン導体102の第2部分122、発光部品40の第1リード43、発光部品40のベース42、サブマウント55、発光チップ51、ワイヤ46、第2リード44、第1導電層31の第3パターン導体103、第2ビア導体402、第1中間導電層34の第3中間導体303、第1ビア導体401、第1導電層31の第9パターン導体110、スイッチング素子71、第1導電層31の第1パターン導体101の第5部分101E、およびキャパシタ72の第2電極72Bの順に電流が流れるループ状に構成される。
(第2実施形態の効果)
以上記述したように、第2実施形態の発光装置10によれば、以下の効果を奏する。
(2-1)第2実施形態の発光装置10では、発光部品40とスイッチング素子71とキャパシタ72は、Y軸方向に並べられている。発光部品40とスイッチング素子71は、キャパシタ72を挟むように配置されている。この第2実施形態の発光装置10は、第1実施形態の発光装置10と同様の効果を得ることができる。
以上記述したように、第2実施形態の発光装置10によれば、以下の効果を奏する。
(2-1)第2実施形態の発光装置10では、発光部品40とスイッチング素子71とキャパシタ72は、Y軸方向に並べられている。発光部品40とスイッチング素子71は、キャパシタ72を挟むように配置されている。この第2実施形態の発光装置10は、第1実施形態の発光装置10と同様の効果を得ることができる。
[第3実施形態]
図14から図18を参照して、第3実施形態の発光装置10について説明する。
第3実施形態の発光装置10は、第2実施形態の発光装置10に対して、発光部品500の構成が主に異なる。以下では、第2実施形態の発光装置10との相違点を中心に第3実施形態を説明する。なお、第2実施形態の発光装置10と共通する構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図14から図18を参照して、第3実施形態の発光装置10について説明する。
第3実施形態の発光装置10は、第2実施形態の発光装置10に対して、発光部品500の構成が主に異なる。以下では、第2実施形態の発光装置10との相違点を中心に第3実施形態を説明する。なお、第2実施形態の発光装置10と共通する構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図14は、第3実施形態に係る例示的な発光装置の概略平面図である。図15は、図14の発光装置の中間導電層の概略平面図である。図16は、図14の発光装置の第2導電層の概略平面図である。図17は、図14の発光部品の概略平面図である。図18は、図17のF18-F18線に沿った発光部品の概略断面図である。
(発光装置の全体構成)
発光装置10は、基板20と、発光部品500と、駆動回路70と、を含む。
駆動回路70は、スイッチング素子71と、1つまたは複数のキャパシタ72と、を含む。
発光装置10は、基板20と、発光部品500と、駆動回路70と、を含む。
駆動回路70は、スイッチング素子71と、1つまたは複数のキャパシタ72と、を含む。
(発光部品)
図17、図18に示されるように、発光部品500は、ステム41、半導体発光素子510、反射素子520を含む。
図17、図18に示されるように、発光部品500は、ステム41、半導体発光素子510、反射素子520を含む。
ステム41は、半導体発光素子510を支持するものである。また、ステム41は、半導体発光素子510を基板20に電気的に接続するものである。
ステム41は、ベース42、第1リード43、第2リード44、および絶縁材45を含む。
ステム41は、ベース42、第1リード43、第2リード44、および絶縁材45を含む。
第3実施形態において、ベース42は、ベース42をZ軸方向に貫通する2つの貫通孔42Cを含む。貫通孔42Cは、Z軸方向から視て概略円形状であり、その直径は第2リード44が挿通される大きさである。貫通孔42Cは、第2リード44をベース42に固定するために形成されている。図17に示すように、2つの貫通孔42Cは、平面視で、ベース42の中心を通る直線上に配置されていてよい。
図18に示すように、第1リード43は、ベース42に接続されている。
2つの第2リード44は、各々複数の貫通孔42Cに挿通されている。第2リード44と貫通孔42Cとの間にはそれぞれ絶縁材45が充填されている。
2つの第2リード44は、各々複数の貫通孔42Cに挿通されている。第2リード44と貫通孔42Cとの間にはそれぞれ絶縁材45が充填されている。
半導体発光素子510は、ベース42の第1面42Aに搭載されている。一例では、半導体発光素子510は、平面視で、第1リード43と重なる位置に配置されている。
半導体発光素子510は、発光チップ511と、サブマウント517と、を含む。
半導体発光素子510は、発光チップ511と、サブマウント517と、を含む。
発光チップ511は、たとえば半導体レーザチップである。サブマウント517は、ベース42の第1面42Aに接続されている。発光チップ511は、サブマウント517により、ベース42と電気的に接続されている。
発光チップ511は、ワイヤ46により第2リード44と電気的に接続されている。一例では、ワイヤ46の第1端は、発光チップ511に接続され、ワイヤ46の第2端は第2リード44の先端面44Bに接続されている。ワイヤ46は、たとえばAuを含む材料により構成されている。発光部品500において、第1リード43、ベース42、サブマウント517、発光チップ511、ワイヤ46、および第2リード44によって、発光チップ511への電流供給経路が形成される。
発光チップ511は、所定の波長帯のレーザ光を出射するレーザダイオードである。発光チップ511は、端面発光型レーザ素子(Edge Emitting Laser:EEL)である。
発光チップ511は、第1素子面512と、第1素子面512とは反対側の第2素子面513と、を含む。発光チップ511は、第1素子面512に設けられた第1電極514と、第2素子面513に設けられた第2電極515と、を含む。第1電極514はアノード電極に対応し、第2電極515はカソード電極に対応する。
発光チップ511は、第1素子面512と、第1素子面512とは反対側の第2素子面513と、を含む。発光チップ511は、第1素子面512に設けられた第1電極514と、第2素子面513に設けられた第2電極515と、を含む。第1電極514はアノード電極に対応し、第2電極515はカソード電極に対応する。
図17に示されるように、発光チップ511は、平面視で、Y軸方向に長い概略矩形状を有している。図17、図18に示されるように、発光チップ511は、レーザ光を出射する端面516を、ベース42の中心に向けて配置されている。
反射素子520は、ベース42の第1面42Aに固定されている。反射素子520は、一例では光反射ミラーである。反射素子520は、ベース42に固定される固定面521と、固定面521に対して所定の角度を成す反射面522とを含む。固定面521と反射面522とが成す角度は、45度であってよい。反射素子520は、反射面522を発光チップ511の端面516に向けて配置されている。反射素子520は、発光チップ511から出射されたレーザ光を、ベース42の第1面42Aに垂直な方向に向けて反射するように配置されている。
反射素子520は、回折格子であってよい。回折格子は、反射型または透過型のいずれであってよい。反射型の回折格子は、光反射ミラーと同様に、発光チップ511から出射されるレーザ光を、ベース42の第1面42Aに垂直な方向に向けて反射するように構成され得る。透過型の回折格子は、光の屈折によって発光チップ511から出射されるレーザ光を、ベース42の第1面42Aに垂直な方向に出射するように構成され得る。
(第1導電層)
図14に示されるように、第2パターン導体102の第2部分122は、2つの第1ランド102Aを含む。第3パターン導体103は、1つの第2ランド103Aを含む。発光部品500の第1リード43は、導電性接合材により第2ランド103Aと電気的に接続される。発光部品500の2つの第2リード44は、導電性接合材により2つの第1ランド102Aと電気的に接続される。これにより、発光部品500は、第3パターン導体103と第2パターン導体102の第2部分122との間に電気的に接続される。
図14に示されるように、第2パターン導体102の第2部分122は、2つの第1ランド102Aを含む。第3パターン導体103は、1つの第2ランド103Aを含む。発光部品500の第1リード43は、導電性接合材により第2ランド103Aと電気的に接続される。発光部品500の2つの第2リード44は、導電性接合材により2つの第1ランド102Aと電気的に接続される。これにより、発光部品500は、第3パターン導体103と第2パターン導体102の第2部分122との間に電気的に接続される。
(第1中間導電層)
図15に示されるように、第1中間導電層34は、2つの第2中間導体302を含む。2つの第2中間導体302は、図14に示される第2パターン導体102の第2部分122の2つの第1ランド102Aと重なる位置に配置されている。2つの第2中間導体302は、第1スルーホール102Bにより図14に示される第1ランド102Aと電気的に接続されている。
図15に示されるように、第1中間導電層34は、2つの第2中間導体302を含む。2つの第2中間導体302は、図14に示される第2パターン導体102の第2部分122の2つの第1ランド102Aと重なる位置に配置されている。2つの第2中間導体302は、第1スルーホール102Bにより図14に示される第1ランド102Aと電気的に接続されている。
(第2導電層)
図16に示されるように、第2導電層32は、2つの第2パターン導体202を含む。2つの第2パターン導体202は、図14に示される第2パターン導体102の第2部分122の2つの第1ランド102Aと重なる位置に配置されている。2つの第2パターン導体202は、第1スルーホール102Bにより図14に示される第1ランド102Aと電気的に接続されている。
図16に示されるように、第2導電層32は、2つの第2パターン導体202を含む。2つの第2パターン導体202は、図14に示される第2パターン導体102の第2部分122の2つの第1ランド102Aと重なる位置に配置されている。2つの第2パターン導体202は、第1スルーホール102Bにより図14に示される第1ランド102Aと電気的に接続されている。
(第3実施形態の効果)
以上記述したように、第3実施形態の発光装置10によれば、以下の効果を奏する。
(3-1)第3実施形態の発光装置10は、端面発光型レーザ素子である発光チップ511をベース42の第1面42Aに搭載した半導体発光素子510を含む。この第3実施形態の発光装置10においても、第1実施形態の発光装置10と同様の効果を得ることができる。
以上記述したように、第3実施形態の発光装置10によれば、以下の効果を奏する。
(3-1)第3実施形態の発光装置10は、端面発光型レーザ素子である発光チップ511をベース42の第1面42Aに搭載した半導体発光素子510を含む。この第3実施形態の発光装置10においても、第1実施形態の発光装置10と同様の効果を得ることができる。
(3-2)発光部品500は、ベース42に搭載された反射素子520を含む。反射素子520は、発光チップ511の端面516から出射されるレーザ光を、ベース42の第1面42Aに垂直な方向に向けて反射する。したがって、基板20の第1基板面21に対して垂直な方向に向けてレーザ光を出射する発光装置10を容易に得ることができる。
(変更例)
上記実施形態はたとえば以下のように変更できる。上記実施形態と以下の各変更例は、技術的な矛盾が生じない限り、互いに組み合せることができる。なお、以下の変更例において、上記実施形態と共通する部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
上記実施形態はたとえば以下のように変更できる。上記実施形態と以下の各変更例は、技術的な矛盾が生じない限り、互いに組み合せることができる。なお、以下の変更例において、上記実施形態と共通する部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・発光部品40,500の構成は適宜変更されてもよい。
図19、図20は、第1実施形態の発光部品40に対する変更例の発光部品550を示している。発光部品550のベース42は、搭載凹部551を含む。搭載凹部551は、ベース42の第1面42Aに、ベース42の第2面42Bに向けて凹んでいる。搭載凹部551は、平面視で矩形状を有していてよい。搭載凹部551の平面視における形状は、円形状等の任意の形状としてもよい。搭載凹部551は、平面視で半導体発光素子50の外形よりも大きい。半導体発光素子50は、搭載凹部551の底面552に搭載されている。
図19、図20は、第1実施形態の発光部品40に対する変更例の発光部品550を示している。発光部品550のベース42は、搭載凹部551を含む。搭載凹部551は、ベース42の第1面42Aに、ベース42の第2面42Bに向けて凹んでいる。搭載凹部551は、平面視で矩形状を有していてよい。搭載凹部551の平面視における形状は、円形状等の任意の形状としてもよい。搭載凹部551は、平面視で半導体発光素子50の外形よりも大きい。半導体発光素子50は、搭載凹部551の底面552に搭載されている。
図20に示されるように、搭載凹部551の深さL41は、半導体発光素子50の少なくとも一部が搭載凹部551内に配置されるように設定されてよい。一例では、搭載凹部551の深さL41は、ベース42の第1面42Aを基準として、半導体発光素子50の発光チップ51の第1電極52Aの高さL42を、第2リード44の先端面44Bの高さL21とを等しくするように設定されてよい。発光チップ51の第1電極52Aの高さL42は、ベース42の第1面42Aから発光チップ51の第1電極52Aの上面までのZ軸方向の距離であってよい。第2リード44の先端面44Bの高さL21は、ベース42の第1面42Aから第2リード44の先端面44BまでのZ軸方向の距離であってよい。
ワイヤ46の第1端は、発光チップ51の第1素子面51Aに設けられた第1電極52Aと接続され、ワイヤ46の第2端は第2リード44の先端面44Bと接続される。発光チップ51の第1電極52Aの高さL42と、第2リード44の先端面44Bの高さL21とを等しくすることにより、ワイヤ46の長さを短くできる。このため、半導体発光素子50の発光チップ51に電流を供給する電流経路における寄生インダクタンスをより低減できる。
図17、図18に示される発光部品500についても同様に、ベース42に搭載凹部551が設けられてもよい。搭載凹部551は、底面552に半導体発光素子510が搭載される大きさを有していてよく、反射素子520はベース42の第1面42Aに搭載されていてよい。また、搭載凹部551は、底面552に半導体発光素子510および反射素子520が搭載される大きさを有していてよい。
図21、図22は、変更例の発光部品600を示している。
変更例の発光部品600は、ステム601、半導体発光素子510を含む。
ステム601、ヒートシンク602を含む。
変更例の発光部品600は、ステム601、半導体発光素子510を含む。
ステム601、ヒートシンク602を含む。
ヒートシンク602は、ベース42の第1面42Aに設けられている。本実施形態において、ヒートシンク602は、概略扇型状に形成されている。ヒートシンク602は、その中心部に支持面603を含む。支持面603は、半導体発光素子510を搭載するために設けられている。支持面603は、Z軸方向およびX軸方向に沿った平面である。ヒートシンク602は、たとえばFeを含む材料により構成されている。本実施形態において、ヒートシンク602は、ベース42と一体に形成されている。
第2リード44は、接続部44Dと端子部44Cとを含む。接続部44Dは、ワイヤ46が接続される接続面44Eを含む。接続面44Eは、ヒートシンク602の支持面603と同様に、Z軸方向およびX軸方向に沿った平面であってよい。
半導体発光素子510は、ヒートシンク602の支持面603に搭載されている。半導体発光素子510は、発光チップ511と、サブマウント517と、を含む。発光チップ511は、所定の波長帯のレーザ光を出射するレーザダイオードである。発光チップ511は、端面発光型レーザ素子(EEL)である。発光チップ511は、レーザ光を出射する端面516を、ベース42の第1面42Aに垂直なZ軸方向であり、ベース42の第1面42Aとは反対側に向けて、ヒートシンク602に搭載されている。半導体発光素子510は、端面発光型レーザ素子である発光チップ511を含み、レーザ光をベース42の第1面42Aに垂直な方向に向けて出射するように配置されている。
このように配置された半導体発光素子510を含む発光部品500を用いた発光装置についても、上記実施形態と同様に、電流経路におけるインダクタンスの低減を図ることができる。
・駆動回路70に含まれる部材の配置は適宜変更されてもよい。
図23は、変更例の発光装置10の概略平面構造を示している。変更例の発光装置10において、基板20は、X軸方向の長さに対してY軸方向の長さが長い概略矩形状を有している。駆動回路70のスイッチング素子700は、第1側辺701に沿って配置されたゲート電極700Gおよび3つのソース電極700Sと、第1側辺701と反対側の第2側辺702に沿って配置された4つのドレイン電極700Dと、を含む。スイッチング素子700は、一例では、横型トランジスタチップを含む半導体パッケージとして構成されていてよい。スイッチング素子700は、ドレイン電極700Dが発光部品40寄りに配置されるとともに、ゲート電極700Gおよびソース電極700Sがドレイン電極700Dに対して発光部品40とは反対側に位置するように配置されている。ゲートドライバ76は、スイッチング素子700のゲート電極700Gに対してY軸方向に離隔して配置されている。
図23は、変更例の発光装置10の概略平面構造を示している。変更例の発光装置10において、基板20は、X軸方向の長さに対してY軸方向の長さが長い概略矩形状を有している。駆動回路70のスイッチング素子700は、第1側辺701に沿って配置されたゲート電極700Gおよび3つのソース電極700Sと、第1側辺701と反対側の第2側辺702に沿って配置された4つのドレイン電極700Dと、を含む。スイッチング素子700は、一例では、横型トランジスタチップを含む半導体パッケージとして構成されていてよい。スイッチング素子700は、ドレイン電極700Dが発光部品40寄りに配置されるとともに、ゲート電極700Gおよびソース電極700Sがドレイン電極700Dに対して発光部品40とは反対側に位置するように配置されている。ゲートドライバ76は、スイッチング素子700のゲート電極700Gに対してY軸方向に離隔して配置されている。
信号入力コネクタ83が接続される第5ランド106Aおよび第6ランド101CBは、ゲートドライバ76よりも基板20の第1側面23寄りに配置されている。第5ランド106Aを含む第6パターン導体106は、ゲートドライバ76に向けて延びている。
図24は、変更例の発光装置10の概略構造を示している。変更例の発光装置10において、駆動回路70のスイッチング素子710は、第1側辺711に沿って配置されたゲート電極710Gおよび3つのソース電極710Sと、第1側辺711と反対側の第2側辺712に沿って配置された4つのドレイン電極710Dと、を含む。スイッチング素子710は、一例では、縦型トランジスタチップを含む半導体パッケージとして構成されていてよい。スイッチング素子710は、ドレイン電極710Dが発光部品40寄りに配置されるとともに、ゲート電極710Gおよびソース電極710Sがドレイン電極710Dに対して発光部品40とは反対側に位置するように配置されている。ゲートドライバ76は、スイッチング素子710のゲート電極710Gに対してY軸方向に離隔して配置されている。
信号入力コネクタ83が接続される第5ランド106Aおよび第6ランド101CBは、ゲートドライバ76よりも基板20の第2側面24寄りに配置されている。信号入力コネクタ83が接続される第5ランド106Aおよび第6ランド101CBは、一例では、X軸方向から視て、発光部品40およびスイッチング素子710と重なるように配置されている。第5ランド106Aを含む第6パターン導体106は、ゲートドライバ76に向けて延びている。
図25変更例の発光装置10の概略構造を示している。変更例の発光装置10において、駆動回路70のスイッチング素子720は、第1側辺721に沿って配置されたゲート電極720Gおよび2つのドレイン電極720Dと、第1側辺721と反対側の第2側辺722に沿って配置されたソース電極720S1および2つのドレイン電極720Dと、を含む。さらに、スイッチング素子720は、ゲート電極720Gとソース電極720S1との間に配置されたソース電極720S2とを含む。スイッチング素子720は、一例では、縦型トランジスタチップを含む半導体パッケージとして構成されていてよい。スイッチング素子720は、ドレイン電極720Dが発光部品40寄りに配置されるとともに、ゲート電極720Gおよびソース電極720S1,720S2がドレイン電極720Dに対して発光部品40とは反対側に位置するように配置されている。ゲートドライバ76は、スイッチング素子720のゲート電極720Gに対してY軸方向に離隔し、かつ基板20の第3側面25寄りの位置に配置されている。
信号入力コネクタ83が接続される第5ランド106Aおよび第6ランド101CBは、ゲートドライバ76よりも基板20の第2側面24寄りに配置されている。信号入力コネクタ83が接続される第5ランド106Aおよび第6ランド101CBは、一例では、X軸方向から視て、発光部品40およびスイッチング素子710と重なるように配置されている。第5ランド106Aを含む第6パターン導体106は、ゲートドライバ76に向けて延びている。
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」との双方の意味を含む。したがって、「第1層が第2層上に形成される」という表現は、或る実施形態では第1層が第2層に接触して第2層上に直接配置され得るが、他の実施形態では第1層が第2層に接触することなく第2層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、第1層と第2層との間に他の層が形成される構造を排除しない。
本開示で使用されるZ軸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(たとえば、図1に示される構造)は、本開示で説明されるZ軸方向の「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。たとえば、X軸方向が鉛直方向であってもよく、またはY軸方向が鉛直方向であってもよい。
(付記)
本開示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、付記に記載される構成要素には、実施形態中の対応する構成要素の参照符号が付されている。参照符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、参照符号で示される構成要素に限定されるべきではない。
本開示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、付記に記載される構成要素には、実施形態中の対応する構成要素の参照符号が付されている。参照符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、参照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1)
第1基板面(21)と、前記第1基板面(21)とは反対側の第2基板面(22)と、を含み、絶縁性を有する基板(20)と、
前記第1基板面(21)に設けられた第1導電層(31)と、
前記基板(20)内に埋め込まれた1または複数の中間導電層(33,34,35)と、
前記第2基板面(22)に設けられた第2導電層(32)と、
前記基板(20)内に設けられ、前記第1導電層(31)、前記1または複数の中間導電層(33,34,35)、および前記第2導電層(32)を電気的に接続する複数のビア導体(400)と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続された発光部品(40,500,510)と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続され、前記発光部品(40,500,510)を駆動する駆動回路(70)と、
を含み、
前記発光部品(40,500,510)は、
第1面(42A)と、第1面(42A)とは反対側の第2面(42B)と、を含むベース(42)と、
前記第1面(42A)の上に搭載され、前記ベース(42)と電気的に接続された半導体発光素子(50)と、
前記第2面(42B)に接続された第1リード(43)と、
前記ベース(42)を貫通するとともに前記ベース(42)と電気的に絶縁された第2リード(44)と、
を含み、
前記発光部品(40,500,510)は、前記第1リード(43)および前記第2リード(44)によって前記第1導電層(31)と電気的に接続されており、
前記半導体発光素子(50)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)に接合されている、
発光装置。
第1基板面(21)と、前記第1基板面(21)とは反対側の第2基板面(22)と、を含み、絶縁性を有する基板(20)と、
前記第1基板面(21)に設けられた第1導電層(31)と、
前記基板(20)内に埋め込まれた1または複数の中間導電層(33,34,35)と、
前記第2基板面(22)に設けられた第2導電層(32)と、
前記基板(20)内に設けられ、前記第1導電層(31)、前記1または複数の中間導電層(33,34,35)、および前記第2導電層(32)を電気的に接続する複数のビア導体(400)と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続された発光部品(40,500,510)と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続され、前記発光部品(40,500,510)を駆動する駆動回路(70)と、
を含み、
前記発光部品(40,500,510)は、
第1面(42A)と、第1面(42A)とは反対側の第2面(42B)と、を含むベース(42)と、
前記第1面(42A)の上に搭載され、前記ベース(42)と電気的に接続された半導体発光素子(50)と、
前記第2面(42B)に接続された第1リード(43)と、
前記ベース(42)を貫通するとともに前記ベース(42)と電気的に絶縁された第2リード(44)と、
を含み、
前記発光部品(40,500,510)は、前記第1リード(43)および前記第2リード(44)によって前記第1導電層(31)と電気的に接続されており、
前記半導体発光素子(50)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)に接合されている、
発光装置。
(付記2)
前記1または複数の中間導電層のうちの前記第1導電層(31)に最も近い中間導電層(34)と前記第1導電層(31)との間の第1距離(L11)は、前記第1基板面(21)と前記ベース(42)との間の第2距離(L31)よりも短い、
付記1に記載の発光装置。
前記1または複数の中間導電層のうちの前記第1導電層(31)に最も近い中間導電層(34)と前記第1導電層(31)との間の第1距離(L11)は、前記第1基板面(21)と前記ベース(42)との間の第2距離(L31)よりも短い、
付記1に記載の発光装置。
(付記3)
前記第1距離(L11)は0mmより大きく0.3mm以下であり、
前記第2距離(L31)は0mmより大きく2mm以下である、
付記2に記載の発光装置。
前記第1距離(L11)は0mmより大きく0.3mm以下であり、
前記第2距離(L31)は0mmより大きく2mm以下である、
付記2に記載の発光装置。
(付記4)
前記基板(20)は、前記第1基板面(21)を含む第1絶縁層(27A)と、前記第2基板面(22)を含む第2絶縁層(27B)と、前記第1絶縁層(27A)と前記第2絶縁層(27B)との間に配置された第3絶縁層(27C)と、を含み、
複数の前記中間導電層(33)は、前記第1絶縁層(27A)と前記第3絶縁層(27C)との間に埋め込まれた第1中間導電層(34)と、前記第3絶縁層(27C)と前記第2絶縁層(27B)との間に埋め込まれた第2中間導電層(35)と、を含み、
前記第1距離は、前記第1導電層(31)と前記第1中間導電層(34)との間の距離である、
付記2または付記3に記載の発光装置。
前記基板(20)は、前記第1基板面(21)を含む第1絶縁層(27A)と、前記第2基板面(22)を含む第2絶縁層(27B)と、前記第1絶縁層(27A)と前記第2絶縁層(27B)との間に配置された第3絶縁層(27C)と、を含み、
複数の前記中間導電層(33)は、前記第1絶縁層(27A)と前記第3絶縁層(27C)との間に埋め込まれた第1中間導電層(34)と、前記第3絶縁層(27C)と前記第2絶縁層(27B)との間に埋め込まれた第2中間導電層(35)と、を含み、
前記第1距離は、前記第1導電層(31)と前記第1中間導電層(34)との間の距離である、
付記2または付記3に記載の発光装置。
(付記5)
前記第1絶縁層(27A)は前記第3絶縁層(27C)より薄い、
付記4に記載の発光装置。
前記第1絶縁層(27A)は前記第3絶縁層(27C)より薄い、
付記4に記載の発光装置。
(付記6)
前記第1絶縁層(27A)の厚さは、前記第3絶縁層(27C)の厚さの1/2以下である、
付記4に記載の発光装置。
前記第1絶縁層(27A)の厚さは、前記第3絶縁層(27C)の厚さの1/2以下である、
付記4に記載の発光装置。
(付記7)
前記第2絶縁層(27B)の厚さは、前記第1絶縁層(27A)の厚さと等しい、
付記4から付記6のいずれか1つに記載の発光装置。
前記第2絶縁層(27B)の厚さは、前記第1絶縁層(27A)の厚さと等しい、
付記4から付記6のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記8)
前記半導体発光素子(50)は、
前記ベース(42)と電気的に接続されたサブマウント(55)と、
前記サブマウント上に配置された発光チップ(51)と、
を含む、
付記1から付記7のいずれか1つに記載の発光装置。
前記半導体発光素子(50)は、
前記ベース(42)と電気的に接続されたサブマウント(55)と、
前記サブマウント上に配置された発光チップ(51)と、
を含む、
付記1から付記7のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記9)
前記発光チップ(51)は、第1電極(52A)と、前記第1電極(52A)とは反対側に設けられた第2電極(52B)と、を含み、
前記第1電極(52A)は、前記第2リード(44)と電気的に接続され、
前記第2電極(52B)は、前記サブマウントにより前記ベース(42)と電気的に接続されている、
付記8に記載の発光装置。
前記発光チップ(51)は、第1電極(52A)と、前記第1電極(52A)とは反対側に設けられた第2電極(52B)と、を含み、
前記第1電極(52A)は、前記第2リード(44)と電気的に接続され、
前記第2電極(52B)は、前記サブマウントにより前記ベース(42)と電気的に接続されている、
付記8に記載の発光装置。
(付記10)
前記発光チップ(51)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)と交差する方向に光を出射するように構成される面発光型レーザ素子である、
付記9に記載の発光装置。
前記発光チップ(51)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)と交差する方向に光を出射するように構成される面発光型レーザ素子である、
付記9に記載の発光装置。
(付記11)
前記発光チップは、フォトニック結晶面発光レーザ素子または垂直共振器型面発光レーザ素子である、
付記10に記載の発光装置。
前記発光チップは、フォトニック結晶面発光レーザ素子または垂直共振器型面発光レーザ素子である、
付記10に記載の発光装置。
(付記12)
前記ベース(42)は、前記第1面(42A)に、前記第2面(42B)に向け凹む搭載凹部(551)を含み、
前記半導体発光素子(50)は、前記搭載凹部(551)の底面(552)に接続されている、
付記9から付記11のいずれか1つに記載の発光装置。
前記ベース(42)は、前記第1面(42A)に、前記第2面(42B)に向け凹む搭載凹部(551)を含み、
前記半導体発光素子(50)は、前記搭載凹部(551)の底面(552)に接続されている、
付記9から付記11のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記13)
前記発光チップ(551)は、端面発光型レーザ素子であり、
前記発光部品(500)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)に設けられ、前記端面発光型レーザ素子から出射される光を反射するように構成される反射素子(520)を含む、
付記9に記載の発光装置。
前記発光チップ(551)は、端面発光型レーザ素子であり、
前記発光部品(500)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)に設けられ、前記端面発光型レーザ素子から出射される光を反射するように構成される反射素子(520)を含む、
付記9に記載の発光装置。
(付記14)
前記反射素子(520)は、光反射ミラーまたは回折格子である、
付記13に記載の発光装置。
前記反射素子(520)は、光反射ミラーまたは回折格子である、
付記13に記載の発光装置。
(付記15)
前記ベース(42)は、前記第1面(42A)に、前記第2面(42B)に向け凹む搭載凹部(551)を含み、
前記半導体発光素子(50)は、前記搭載凹部(551)の底面(552)に搭載され、
前記反射素子(520)は、前記第1面(42A)に搭載されている、
付記13または付記14に記載の発光装置。
前記ベース(42)は、前記第1面(42A)に、前記第2面(42B)に向け凹む搭載凹部(551)を含み、
前記半導体発光素子(50)は、前記搭載凹部(551)の底面(552)に搭載され、
前記反射素子(520)は、前記第1面(42A)に搭載されている、
付記13または付記14に記載の発光装置。
(付記16)
前記ベース(42)は、前記第1面(42A)に、前記第2面(42B)に向け凹む搭載凹部(551)を含み、
前記半導体発光素子(50)および前記反射素子(520)は、前記搭載凹部(551)の底面に搭載されている、
付記13または付記14に記載の発光装置。
前記ベース(42)は、前記第1面(42A)に、前記第2面(42B)に向け凹む搭載凹部(551)を含み、
前記半導体発光素子(50)および前記反射素子(520)は、前記搭載凹部(551)の底面に搭載されている、
付記13または付記14に記載の発光装置。
(付記17)
前記搭載凹部(551)は、前記第1面(42A)から前記第2リード(44)の先端までの高さと、前記第1面(42A)から前記第1電極までの高さとを等しくするように構成されている、
付記12、付記15、および付記16のいずれか1つに記載の発光装置。
前記搭載凹部(551)は、前記第1面(42A)から前記第2リード(44)の先端までの高さと、前記第1面(42A)から前記第1電極までの高さとを等しくするように構成されている、
付記12、付記15、および付記16のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記18)
前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記第2リード(44)の先端までの高さは、前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記発光チップの前記第1電極までの高さより低い、
付記9から付記16のいずれか1つに記載の発光装置。
前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記第2リード(44)の先端までの高さは、前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記発光チップの前記第1電極までの高さより低い、
付記9から付記16のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記19)
前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記第2リード(44)の先端までの高さは、前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記発光チップの前記第1電極までの高さと等しい、
付記9から付記16のいずれか1つに記載の発光装置。
前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記第2リード(44)の先端までの高さは、前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記発光チップの前記第1電極までの高さと等しい、
付記9から付記16のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記20)
前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記第2リード(44)の先端までの高さは、前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記発光チップの前記第1電極の高さより高い、
付記9から付記16のいずれか1つに記載の発光装置。
前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記第2リード(44)の先端までの高さは、前記ベース(42)の前記第1面(42A)から前記発光チップの前記第1電極の高さより高い、
付記9から付記16のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記21)
前記第2リード(44)と前記半導体発光素子(50)とを電気的に接続するワイヤ(46)を含む、
付記1から付記20のいずれか1つに記載の発光装置。
前記第2リード(44)と前記半導体発光素子(50)とを電気的に接続するワイヤ(46)を含む、
付記1から付記20のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記22)
前記第2リード(44)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)から突出しており、
前記ワイヤ(46)は、前記第2リード(44)の先端面に接続されている、
付記21に記載の発光装置。
前記第2リード(44)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)から突出しており、
前記ワイヤ(46)は、前記第2リード(44)の先端面に接続されている、
付記21に記載の発光装置。
(付記23)
前記発光部品(40,500)は、複数の前記第2リード(44)と、前記半導体発光素子(50)と複数の前記第2リード(44)とを電気的に接続する複数の前記ワイヤ(46)と、を含む、
付記21または付記22に記載の発光装置。
前記発光部品(40,500)は、複数の前記第2リード(44)と、前記半導体発光素子(50)と複数の前記第2リード(44)とを電気的に接続する複数の前記ワイヤ(46)と、を含む、
付記21または付記22に記載の発光装置。
(付記24)
前記発光部品(40,500)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)に固定され、前記半導体発光素子(50)を覆うカバー(47)を含み、
前記カバー(47)は、前記半導体発光素子(50)から出射される光が通過するように構成される窓部(47D)を含む、
付記1から付記23のいずれか1つに記載の発光装置。
前記発光部品(40,500)は、前記ベース(42)の前記第1面(42A)に固定され、前記半導体発光素子(50)を覆うカバー(47)を含み、
前記カバー(47)は、前記半導体発光素子(50)から出射される光が通過するように構成される窓部(47D)を含む、
付記1から付記23のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記25)
前記発光部品(40,500)は、前記半導体発光素子(50)から出射される光に対する透光性を有し、前記窓部(47D)を塞ぐ窓部材(48)を含む、
付記24に記載の発光装置。
前記発光部品(40,500)は、前記半導体発光素子(50)から出射される光に対する透光性を有し、前記窓部(47D)を塞ぐ窓部材(48)を含む、
付記24に記載の発光装置。
(付記26)
前記駆動回路(70)は、スイッチング素子(71)とキャパシタ(72)とを含み、
前記基板(20)の厚さ方向から視た平面視において、前記発光部品と前記スイッチング素子(71)と前記キャパシタ(72)は第1方向に並んでおり、且つ前記スイッチング素子(71)と前記キャパシタ(72)は、前記発光部品を挟むように配置されている、
付記1から付記25のいずれか1つに記載の発光装置。
前記駆動回路(70)は、スイッチング素子(71)とキャパシタ(72)とを含み、
前記基板(20)の厚さ方向から視た平面視において、前記発光部品と前記スイッチング素子(71)と前記キャパシタ(72)は第1方向に並んでおり、且つ前記スイッチング素子(71)と前記キャパシタ(72)は、前記発光部品を挟むように配置されている、
付記1から付記25のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記27)
前記複数のビア導体は、複数の第1ビア導体(401)および複数の第2ビア導体(402)を含み、
前記複数の第1ビア導体(401)は、前記キャパシタ(72)に対して前記発光部品(40)とは反対側に配置され、
前記複数の第2ビア導体(402)は、前記スイッチング素子(71)に対して前記発光部品(40)とは反対側に配置されている、
付記26に記載の発光装置。
前記複数のビア導体は、複数の第1ビア導体(401)および複数の第2ビア導体(402)を含み、
前記複数の第1ビア導体(401)は、前記キャパシタ(72)に対して前記発光部品(40)とは反対側に配置され、
前記複数の第2ビア導体(402)は、前記スイッチング素子(71)に対して前記発光部品(40)とは反対側に配置されている、
付記26に記載の発光装置。
(付記28)
前記駆動回路(70)は、スイッチング素子(71)とキャパシタ(72)とを含み、
前記基板(20)の厚さ方向から視た平面視において、前記発光部品と前記スイッチング素子(71)と前記キャパシタ(72)は第1方向に並んでおり、且つ前記発光部品と前記スイッチング素子(71)は、前記キャパシタ(72)を挟むように配置されている、
付記1から付記25のいずれか1つに記載の発光装置。
前記駆動回路(70)は、スイッチング素子(71)とキャパシタ(72)とを含み、
前記基板(20)の厚さ方向から視た平面視において、前記発光部品と前記スイッチング素子(71)と前記キャパシタ(72)は第1方向に並んでおり、且つ前記発光部品と前記スイッチング素子(71)は、前記キャパシタ(72)を挟むように配置されている、
付記1から付記25のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記29)
前記複数のビア導体は、複数の第1ビア導体(401)および複数の第2ビア導体(402)を含み、
前記複数の第1ビア導体(401)は、前記スイッチング素子(71)に対して前記キャパシタ(72)とは反対側に配置され、
前記複数の第2ビア導体(402)は、前記発光部品に対して前記キャパシタ(72)とは反対側に配置されている、
付記28に記載の発光装置。
前記複数のビア導体は、複数の第1ビア導体(401)および複数の第2ビア導体(402)を含み、
前記複数の第1ビア導体(401)は、前記スイッチング素子(71)に対して前記キャパシタ(72)とは反対側に配置され、
前記複数の第2ビア導体(402)は、前記発光部品に対して前記キャパシタ(72)とは反対側に配置されている、
付記28に記載の発光装置。
(付記30)
前記複数の第1ビア導体(401)は、前記第1方向と交差する第2方向に沿って並べられたビア列を構成している、
付記27または付記29に記載の発光装置。
前記複数の第1ビア導体(401)は、前記第1方向と交差する第2方向に沿って並べられたビア列を構成している、
付記27または付記29に記載の発光装置。
(付記31)
前記複数の第2ビア導体(402)は、前記第1方向と交差する第2方向に沿って並べられたビア列を構成している、
付記27または付記29に記載の発光装置。
前記複数の第2ビア導体(402)は、前記第1方向と交差する第2方向に沿って並べられたビア列を構成している、
付記27または付記29に記載の発光装置。
(付記32)
前記駆動回路(70)は、前記スイッチング素子(71)を駆動するゲートドライバをさらに含む、
付記26から付記31のいずれか1つに記載の発光装置。
前記駆動回路(70)は、前記スイッチング素子(71)を駆動するゲートドライバをさらに含む、
付記26から付記31のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記33)
前記ゲートドライバは、前記スイッチング素子(71)に対して前記第1方向と交差する第2方向に前記スイッチング素子(71)と離隔して配置されている、
付記32に記載の発光装置。
前記ゲートドライバは、前記スイッチング素子(71)に対して前記第1方向と交差する第2方向に前記スイッチング素子(71)と離隔して配置されている、
付記32に記載の発光装置。
(付記34)
前記駆動回路(70)は、前記発光部品に対して逆並列に接続された保護ダイオードをさらに含む、
付記26から付記33のいずれか1つに記載の発光装置。
前記駆動回路(70)は、前記発光部品に対して逆並列に接続された保護ダイオードをさらに含む、
付記26から付記33のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記35)
前記保護ダイオードは、前記発光部品に対して前記第1方向と交差する第2方向に前記発光部品から離隔して配置されている、
付記34に記載の発光装置。
前記保護ダイオードは、前記発光部品に対して前記第1方向と交差する第2方向に前記発光部品から離隔して配置されている、
付記34に記載の発光装置。
(付記36)
前記基板(20)は、ガラスエポキシ樹脂、セラミック、およびシリコンのうちのいずれか一つによって形成されている、
付記1から付記35のいずれか1つに記載の発光装置。
前記基板(20)は、ガラスエポキシ樹脂、セラミック、およびシリコンのうちのいずれか一つによって形成されている、
付記1から付記35のいずれか1つに記載の発光装置。
(付記37)
第1基板面(21)と、前記第1基板面(21)とは反対側の第2基板面(22)と、を含み、絶縁性を有する基板(20)と、
前記第1基板面(21)に設けられた第1導電層(31)と、
前記基板(20)内に埋め込まれた1または複数の中間導電層と、
前記第2基板面(22)に設けられた第2導電層(32)と、
前記基板(20)内に設けられ、前記第1導電層(31)、前記1または複数の中間導電層、および前記第2導電層(32)を電気的に接続する複数のビア導体と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続された発光部品と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続され、前記発光部品を駆動する駆動回路(70)と、
を含み、
前記発光部品は、
第1面(42A)と、第1面(42A)とは反対側の第2面(42B)と、を含むベース(42)と、
前記ベース(42)の前記第1面(42A)から立設され、前記第1面(42A)と交差する搭載面を含むヒートシンクと、
端面発光型レーザ素子であり、前記搭載面に接合された半導体発光素子(50)と、
前記第2面(42B)に接続された第1リード(43)と、
前記ベース(42)を貫通するとともに前記ベース(42)と電気的に絶縁された第2リード(44)と、
を含み、
前記発光部品は、前記第1リード(43)および前記第2リード(44)によって前記第1導電層(31)と電気的に接続されている、
発光装置。
第1基板面(21)と、前記第1基板面(21)とは反対側の第2基板面(22)と、を含み、絶縁性を有する基板(20)と、
前記第1基板面(21)に設けられた第1導電層(31)と、
前記基板(20)内に埋め込まれた1または複数の中間導電層と、
前記第2基板面(22)に設けられた第2導電層(32)と、
前記基板(20)内に設けられ、前記第1導電層(31)、前記1または複数の中間導電層、および前記第2導電層(32)を電気的に接続する複数のビア導体と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続された発光部品と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続され、前記発光部品を駆動する駆動回路(70)と、
を含み、
前記発光部品は、
第1面(42A)と、第1面(42A)とは反対側の第2面(42B)と、を含むベース(42)と、
前記ベース(42)の前記第1面(42A)から立設され、前記第1面(42A)と交差する搭載面を含むヒートシンクと、
端面発光型レーザ素子であり、前記搭載面に接合された半導体発光素子(50)と、
前記第2面(42B)に接続された第1リード(43)と、
前記ベース(42)を貫通するとともに前記ベース(42)と電気的に絶縁された第2リード(44)と、
を含み、
前記発光部品は、前記第1リード(43)および前記第2リード(44)によって前記第1導電層(31)と電気的に接続されている、
発光装置。
(付記38)
第1基板面(21)と、前記第1基板面(21)とは反対側の第2基板面(22)と、を含み、絶縁性を有する基板(20)と、
前記第1基板面(21)に設けられた第1導電層(31)と、
前記基板(20)内に埋め込まれた1または複数の中間導電層と、
前記第2基板面(22)に設けられた第2導電層(32)と、
前記基板(20)内に設けられ、前記第1導電層(31)、前記1または複数の中間導電層、および前記第2導電層(32)を電気的に接続する複数のビア導体と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続された発光部品と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続され、前記発光部品を駆動する駆動回路(70)と、
を含み、
前記発光部品は、
第1面(42A)と、第1面(42A)とは反対側の第2面(42B)と、を含むベース(42)と、
前記第1面(42A)の上に搭載され、前記ベース(42)と電気的に接続された半導体発光素子(50)と、
前記第2面(42B)に接続された第1リード(43)と、
前記ベース(42)を貫通するとともに前記ベース(42)と電気的に絶縁された第2リード(44)と、
を含み、
前記発光部品は、前記第1リード(43)および前記第2リード(44)によって前記第1導電層(31)と電気的に接続されており、
前記1または複数の中間導電層のうちの前記第1導電層(31)に最も近い中間導電層と前記第1導電層(31)との間の第1距離は、前記第1基板面(21)と前記ベース(42)との間の第2距離よりも短い、
発光装置。
第1基板面(21)と、前記第1基板面(21)とは反対側の第2基板面(22)と、を含み、絶縁性を有する基板(20)と、
前記第1基板面(21)に設けられた第1導電層(31)と、
前記基板(20)内に埋め込まれた1または複数の中間導電層と、
前記第2基板面(22)に設けられた第2導電層(32)と、
前記基板(20)内に設けられ、前記第1導電層(31)、前記1または複数の中間導電層、および前記第2導電層(32)を電気的に接続する複数のビア導体と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続された発光部品と、
前記第1基板面(21)に搭載され、前記第1導電層(31)と電気的に接続され、前記発光部品を駆動する駆動回路(70)と、
を含み、
前記発光部品は、
第1面(42A)と、第1面(42A)とは反対側の第2面(42B)と、を含むベース(42)と、
前記第1面(42A)の上に搭載され、前記ベース(42)と電気的に接続された半導体発光素子(50)と、
前記第2面(42B)に接続された第1リード(43)と、
前記ベース(42)を貫通するとともに前記ベース(42)と電気的に絶縁された第2リード(44)と、
を含み、
前記発光部品は、前記第1リード(43)および前記第2リード(44)によって前記第1導電層(31)と電気的に接続されており、
前記1または複数の中間導電層のうちの前記第1導電層(31)に最も近い中間導電層と前記第1導電層(31)との間の第1距離は、前記第1基板面(21)と前記ベース(42)との間の第2距離よりも短い、
発光装置。
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 発光装置
20 基板
21 第1基板面
22 第2基板面
23 第1側面
24 第2側面
25 第3側面
26 第4側面
27A~27C 第1~第3絶縁層
28 貫通孔
31 第1導電層
32 第2導電層
33 中間導電層
34 第1中間導電層
35 第2中間導電層
37A 第1レジスト層
37B 第2レジスト層
40 発光部品
41 ステム
42 ベース
42A 第1面
42B 第2面
42C 貫通孔
43 第1リード
43A 接続部
43B 接続面
43C 端子部
44 第2リード
44A 接続部
44B 先端面
44C 端子部
44D 接続部
44E 接続面
45 絶縁材
46 ワイヤ
47 カバー
47D 窓部
48 窓部材
50 半導体発光素子
51 発光チップ
51A 第1素子面
51B 第2素子面
52A 第1電極
52B 第2電極
53 発光領域
55 サブマウント
56 表面接合部
70 駆動回路
71 スイッチング素子
71A 第1素子面
71B 第2素子面
71D ドレイン電極
71G ゲート電極
71S ソース電極
72 キャパシタ
72A 第1電極
72B 第2電極
73 保護ダイオード
73A アノード電極
73B カソード電極
74 電流制限抵抗
75 キャパシタ
76 ゲートドライバ
101~108 第1~第8パターン導体
110 第9パターン導体
201~207 第1~第7パターン導体
301~306 第1~第6中間導体
400 ビア導体
401~404 第1~第4ビア導体
500 発光部品
510 半導体発光素子
511 発光チップ
514 第1電極
515 第2電極
516 端面
517 サブマウント
520 反射素子
550 発光部品
551 搭載凹部
552 底面
600 発光部品
601 ステム
602 ヒートシンク
700,710,720 スイッチング素子
800 発光システム
801 直流電源
802 制御電源
803 パルスジェネレータ
CP1,CP2 電流経路
L11,L12,L13 距離
L21,L22 高さ
L31 距離
L41 深さ
L42 高さ
20 基板
21 第1基板面
22 第2基板面
23 第1側面
24 第2側面
25 第3側面
26 第4側面
27A~27C 第1~第3絶縁層
28 貫通孔
31 第1導電層
32 第2導電層
33 中間導電層
34 第1中間導電層
35 第2中間導電層
37A 第1レジスト層
37B 第2レジスト層
40 発光部品
41 ステム
42 ベース
42A 第1面
42B 第2面
42C 貫通孔
43 第1リード
43A 接続部
43B 接続面
43C 端子部
44 第2リード
44A 接続部
44B 先端面
44C 端子部
44D 接続部
44E 接続面
45 絶縁材
46 ワイヤ
47 カバー
47D 窓部
48 窓部材
50 半導体発光素子
51 発光チップ
51A 第1素子面
51B 第2素子面
52A 第1電極
52B 第2電極
53 発光領域
55 サブマウント
56 表面接合部
70 駆動回路
71 スイッチング素子
71A 第1素子面
71B 第2素子面
71D ドレイン電極
71G ゲート電極
71S ソース電極
72 キャパシタ
72A 第1電極
72B 第2電極
73 保護ダイオード
73A アノード電極
73B カソード電極
74 電流制限抵抗
75 キャパシタ
76 ゲートドライバ
101~108 第1~第8パターン導体
110 第9パターン導体
201~207 第1~第7パターン導体
301~306 第1~第6中間導体
400 ビア導体
401~404 第1~第4ビア導体
500 発光部品
510 半導体発光素子
511 発光チップ
514 第1電極
515 第2電極
516 端面
517 サブマウント
520 反射素子
550 発光部品
551 搭載凹部
552 底面
600 発光部品
601 ステム
602 ヒートシンク
700,710,720 スイッチング素子
800 発光システム
801 直流電源
802 制御電源
803 パルスジェネレータ
CP1,CP2 電流経路
L11,L12,L13 距離
L21,L22 高さ
L31 距離
L41 深さ
L42 高さ
Claims (20)
- 第1基板面と、前記第1基板面とは反対側の第2基板面と、を含み、絶縁性を有する基板と、
前記第1基板面に設けられた第1導電層と、
前記基板内に埋め込まれた1または複数の中間導電層と、
前記第2基板面に設けられた第2導電層と、
前記基板内に設けられ、前記第1導電層、前記1または複数の中間導電層、および前記第2導電層を電気的に接続する複数のビア導体と、
前記第1基板面に搭載され、前記第1導電層と電気的に接続された発光部品と、
前記第1基板面に搭載され、前記第1導電層と電気的に接続され、前記発光部品を駆動する駆動回路と、
を含み、
前記発光部品は、
第1面と、第1面とは反対側の第2面と、を含むベースと、
前記第1面の上に搭載され、前記ベースと電気的に接続された半導体発光素子と、
前記第2面に接続された第1リードと、
前記ベースを貫通するとともに前記ベースと電気的に絶縁された第2リードと、
を含み、
前記発光部品は、前記第1リードおよび前記第2リードによって前記第1導電層と電気的に接続されており、
前記半導体発光素子は、前記ベースの前記第1面に接合されている、
発光装置。 - 前記1または複数の中間導電層のうちの前記第1導電層に最も近い中間導電層と前記第1導電層との間の第1距離は、前記第1基板面と前記ベースとの間の第2距離よりも短い、
請求項1に記載の発光装置。 - 前記第1距離は0mmより大きく0.3mm以下であり、
前記第2距離は0mmより大きく2mm以下である、
請求項2に記載の発光装置。 - 前記基板は、前記第1基板面を含む第1絶縁層と、前記第2基板面を含む第2絶縁層と、前記第1絶縁層と前記第2絶縁層との間に配置された第3絶縁層と、を含み、
複数の前記中間導電層は、前記第1絶縁層と前記第3絶縁層との間に埋め込まれた第1中間導電層と、前記第3絶縁層と前記第2絶縁層との間に埋め込まれた第2中間導電層と、を含み、
前記第1距離は、前記第1導電層と前記第1中間導電層との間の距離である、
請求項2または3に記載の発光装置。 - 前記第1絶縁層は前記第3絶縁層より薄い、
請求項4に記載の発光装置。 - 前記第1絶縁層の厚さは、前記第3絶縁層の厚さの1/2以下である、
請求項4に記載の発光装置。 - 前記第2絶縁層の厚さは、前記第1絶縁層の厚さと等しい、
請求項4~6のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記半導体発光素子は、
前記ベースと電気的に接続されたサブマウントと、
前記サブマウント上に配置された発光チップと、
を含む、
請求項1~7のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記発光チップは、第1電極と、前記第1電極とは反対側に設けられた第2電極と、を含み、
前記第1電極は、前記第2リードと電気的に接続され、
前記第2電極は、前記サブマウントにより前記ベースと電気的に接続されている、
請求項8に記載の発光装置。 - 前記発光チップは、前記ベースの前記第1面と交差する方向に光を出射するように構成される面発光型レーザ素子である、
請求項9に記載の発光装置。 - 前記発光チップは、フォトニック結晶面発光レーザ素子または垂直共振器型面発光レーザ素子である、
請求項10に記載の発光装置。 - 前記ベースは、前記第1面に、前記第2面に向け凹む搭載凹部を含み、
前記半導体発光素子は、前記搭載凹部の底面に接続されている、
請求項9~11のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記発光チップは、端面発光型レーザ素子であり、
前記発光部品は、前記ベースの前記第1面に設けられ、前記端面発光型レーザ素子から出射される光を反射するように構成される反射素子を含む、
請求項9に記載の発光装置。 - 前記反射素子は、光反射ミラーまたは回折格子である、
請求項13に記載の発光装置。 - 前記ベースは、前記第1面に、前記第2面に向け凹む搭載凹部を含み、
前記半導体発光素子は、前記搭載凹部の底面に搭載され、
前記反射素子は、前記第1面に搭載されている、
請求項13または14に記載の発光装置。 - 前記ベースは、前記第1面に、前記第2面に向け凹む搭載凹部を含み、
前記半導体発光素子および前記反射素子は、前記搭載凹部の底面に搭載されている、
請求項13または14に記載の発光装置。 - 前記ベースの前記第1面から前記第2リードの先端までの高さは、前記ベースの前記第1面から前記発光チップの前記第1電極までの高さより低い、
請求項9~16のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記第2リードと前記半導体発光素子とを電気的に接続するワイヤを含む、
請求項1~17のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記第2リードは、前記ベースの前記第1面から突出しており、
前記ワイヤは、前記第2リードの先端面に接続されている、
請求項18に記載の発光装置。 - 前記発光部品は、複数の前記第2リードと、前記半導体発光素子と複数の前記第2リードとを電気的に接続する複数の前記ワイヤと、を含む、
請求項18または19に記載の発光装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2024-063990 | 2024-04-11 | ||
| JP2024063990 | 2024-04-11 |
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|---|---|
| WO2025216136A1 true WO2025216136A1 (ja) | 2025-10-16 |
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ID=97350470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/013434 Pending WO2025216136A1 (ja) | 2024-04-11 | 2025-04-01 | 発光装置 |
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|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021174820A (ja) * | 2020-04-21 | 2021-11-01 | ローム株式会社 | 半導体発光装置 |
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-
2025
- 2025-04-01 WO PCT/JP2025/013434 patent/WO2025216136A1/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| WO2023100887A1 (ja) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | ローム株式会社 | 半導体発光装置および半導体発光ユニット |
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