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技術 光素子搭載用パッケージ、電子装置及び電子モジュール

出願人 京セラ株式会社
発明者 山崎将
出願日 2019年2月27日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-033560
公開日 2020年9月3日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-140991
状態 未査定
技術分野 半導体レーザ 半導体容器とその封止
主要キーワード 下方範囲 境界構造 前方側壁 周囲全周 接合形態 外側開口 表面導体 左右外方
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

貫通孔を塞ぐ窓部材の小型化並びに窓部材の耐久性の向上を図れる光素子搭載用パッケージ、このような光素子搭載用パッケージを備える電子装置及び電子モジュールを提供する。

解決手段

この光素子搭載用パッケージ(1)は、第1主面(11)及び第1主面とは反対側の第2主面(12)とを有する基体(10)と、第1主面に開口し、光素子(40)が搭載される搭載部(17)を含んだ凹部(16)と、凹部の第1側壁(16A)に位置し、凹部の内方から外方へ通じる貫通孔(H1)と、基体の貫通孔よりも外方に位置し、第2主面よりも高く第1側壁の上面よりも低い段部(14)とを備える。電子装置(80)及び電子モジュールは、光素子搭載用パッケージ(1)、光素子(40)、窓部材(30)を備える。

概要

背景

特許文献1には、パッケージの凹部内に半導体レーザーが搭載された光デバイスが開示されている。この光デバイスは、凹部の側壁透明部材を有するフォルダが設けられ、この透明部材を介して光が外部へ出射される。

概要

貫通孔を塞ぐ窓部材の小型化並びに窓部材の耐久性の向上をれる光素子搭載用パッケージ、このような光素子搭載用パッケージを備える電子装置及び電子モジュールを提供する。この光素子搭載用パッケージ(1)は、第1主面(11)及び第1主面とは反対側の第2主面(12)とを有する基体(10)と、第1主面に開口し、光素子(40)が搭載される搭載部(17)を含んだ凹部(16)と、凹部の第1側壁(16A)に位置し、凹部の内方から外方へ通じる貫通孔(H1)と、基体の貫通孔よりも外方に位置し、第2主面よりも高く第1側壁の上面よりも低い段部(14)とを備える。電子装置(80)及び電子モジュールは、光素子搭載用パッケージ(1)、光素子(40)、窓部材(30)を備える。

目的

本開示は、貫通孔を塞ぐ窓部材の小型化並びに窓部材の耐久性の向上を図れる光素子搭載用パッケージ、このような光素子搭載用パッケージを備える電子装置及び電子モジュールを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1主面及び前記第1主面とは反対側の第2主面とを有する基体と、前記第1主面に開口し、光素子が搭載される搭載部を含んだ凹部と、前記凹部の第1側壁に位置し、前記凹部の内方から外方へ通じる貫通孔と、前記基体の前記貫通孔よりも外方に位置し、前記第2主面よりも高く前記第1側壁の上面よりも低い段部と、を備える光素子搭載用パッケージ

請求項2

前記段部の上面の高さと、前記貫通孔の内底面の高さとが一致する、請求項1記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項3

前記段部の上面と前記貫通孔の内底面とが連続している、請求項2記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項4

窓部材接合されるための接合面部を備え、前記接合面部は、前記貫通孔の外側開口部を囲い、かつ、前記段部の上面を含む、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項5

前記接合面部が、前記基体の前記貫通孔が開口した外面に隣接する一方又は両方の側面と、凸角又は角丸を介して連続している、請求項4記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項6

前記段部は、前記貫通孔の貫通方向に見て、両側が高く中央が低い凹形状部を有し、前記接合面部には、前記凹形状部の低い部分の上面と両側の高い部分の内側面とが含まれる、請求項4記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項7

前記接合面部が、前記第1側壁の上面と凸角又は角丸を介して連続している、請求項4から請求項6のいずれか一項に記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項8

前記段部は、前記接合面部よりも前記凹部とは反対側の位置まで延在している、請求項4から請求項7のいずれか一項に記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項9

前記段部よりも前記凹部とは反対側に位置し、前記段部よりも低い別の段部を備える、請求項8記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項10

前記段部よりも前記凹部とは反対側に位置し、前記段部から離れるほど低い方向に傾斜する傾斜部を備える、請求項8記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項11

前記基体は、金属材料から構成される基体下部と、基体下部と異なる材料から構成される基体上部とを含み、前記基体下部に前記段部が含まれる、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項12

前記貫通孔を塞ぐ窓部材を更に備える、請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の光素子搭載用パッケージ。

請求項13

請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の光素子搭載用パッケージと、前記貫通孔を塞ぐ窓部材と、前記搭載部に搭載された光素子と、を備える電子装置

請求項14

請求項13に記載の電子装置と、前記電子装置が搭載されたモジュール用基板と、を備える電子モジュール

技術分野

0001

本開示は、光素子搭載用パッケージ電子装置及び電子モジュールに関する。

背景技術

0002

特許文献1には、パッケージの凹部内に半導体レーザーが搭載された光デバイスが開示されている。この光デバイスは、凹部の側壁透明部材を有するフォルダが設けられ、この透明部材を介して光が外部へ出射される。

先行技術

0003

特開2012−033582号公報

発明が解決しようとする課題

0004

パッケージの凹部の側壁に光を通過させる貫通孔を設け、貫通孔を窓部材で塞ぐ場合、一般には、貫通孔が開口したパッケージの外面と、窓部材の一方の面とが対向され、対向した面同士が接合材等を介して接合される。貫通孔の開口の周囲全周と窓部材の縁部全周とが接合されることで、窓部材により凹部内が封止される。

0005

しかしながら、このような窓部材の接合形態では、接合材が窓部材の光の入射面と連続した縁部に塗られるため、接合材が窓部材の中央の方へはみ出しやすいという課題がある。接合材がはみ出すと、光の一部が遮られ、デバイス光出力が低下する。一方、大きな窓部材を採用することで、接合材のはみ出しがあっても、光出力の低下を避けることができる。しかし、窓部材を大きくすると、窓部材とパッケージの基体との熱膨張量の差が大きくなり、この差に起因して窓部材に反る方向の応力が加わる。そして、この応力によりクラックが発生するなど、窓部材が劣化する恐れがある。

0006

本開示は、貫通孔を塞ぐ窓部材の小型化並びに窓部材の耐久性の向上を図れる光素子搭載用パッケージ、このような光素子搭載用パッケージを備える電子装置及び電子モジュールを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本開示に係る光素子搭載用パッケージは、
第1主面及び前記第1主面とは反対側の第2主面とを有する基体と、
前記第1主面に開口し、光素子が搭載される搭載部を含んだ凹部と、
前記凹部の第1側壁に位置し、前記凹部の内方から外方へ通じる貫通孔と、
前記基体の前記貫通孔よりも外方に位置し、前記第2主面よりも高く前記第1側壁の上面よりも低い段部と、
を備える構成とした。

0008

本開示に係る電子装置は、
上記の光素子搭載用パッケージと、
前記貫通孔を塞ぐ窓部材と、
前記搭載部に搭載された光素子と、
を備える構成とした。

0009

本開示に係る電子モジュールは、
上記の電子装置と、
前記電子装置が搭載されたモジュール用基板と、
を備える構成とした。

発明の効果

0010

本開示に係る光素子搭載用パッケージによれば、貫通孔を塞ぐ窓部材の小型化並びに窓部材の耐久性の向上を図ることができる。本開示によれば、このような光素子搭載用パッケージを備えた電子装置及び電子モジュールを提供できる。

図面の簡単な説明

0011

本開示の実施形態1の電子装置を示す斜視図である。
図1の電子装置の平面図である。
図2の矢印A−A線における断面図(A)と、矢印B−B線における断面図(B)である。
実施形態1と比較例との差を説明する図で、(A)は比較例の断面図、(B)はその一部の拡大図、(C)は実施形態1の一部拡大図である。
実施形態1と比較例との差を説明する図で、(A)は比較例の一部拡大図、(B)は実施形態1の一部拡大図である。
別の比較例の構成を示す一部拡大図である。
本開示の実施形態2の光素子搭載用パッケージを示す平面図である。
本開示の実施形態3の光素子搭載用パッケージを示す縦断面図である。
(A)〜(C)は本開示の実施形態4〜6の電子装置を示す縦断面図である。
本開示の実施形態7の電子装置を示す斜視図である。
本開示の実施形態8の電子装置を示す縦断面図である。
図11の電子装置の平面図である。
図12の矢印A−A線における断面図(A)と、矢印B−B線における断面図(B)である。
本開示の実施形態に係る電子モジュールを示す縦断面図である。

実施例

0012

以下、本開示の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

0013

(実施形態1)
図1は、本開示の実施形態1の電子装置を示す斜視図である。図2は、図1の電子装置の平面図である。図3は、図2の矢印A−A線における断面図(A)と、矢印B−B線における断面図(B)である。以下、基体10の第2主面12から第1主面11を向く方を上方、窓部材30が配置される方を前方、基体10の中央から窓部材30を向いたときの左右を左方及び右方として、各部の方向及び高低を表わす。しかし、本明細書で示した方向は、光素子搭載用パッケージ1及び電子装置80が使用される状況における各部の方向と一致している必要はない。

0014

本開示の実施形態1に係る電子装置80は、光素子搭載用パッケージ1と、光素子40と、窓部材30と、蓋体50(図3)とを備える。蓋体50は、図1において省略され、図2及び図3において仮想線により表されている。光素子搭載用パッケージ1は、第1主面11及びその反対側の第2主面12を有する基体10と、基体10の一部表面並びに内部に設けられた導体とを備える。図1及び図3において導体の図示を省略している。図1の構成から光素子40と窓部材30とを除いた部分が光素子搭載用パッケージ1に相当する。窓部材30は、予め基体10に接合されて、光素子搭載用パッケージ1に含まれていてもよい。

0015

基体10は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体アルミナセラミックス)、窒化アルミニウム質焼結体ムライト質焼結体又はガラスセラミックス焼結体等のセラミックス材料から構成される。例えば焼結前のセラミックス材料であるセラミックグリーンシートに、打ち抜き加工又は金型加工などを行うことで所定形状に成形し、これを焼結することで基体10を製造できる。

0016

基体10に設けられた導体は、光素子40の電極電気的に接続され、電気信号伝送する配線導体(例えば図2の配線導体D1、D2)を含む。さらに、基体10に設けられた導体は、基体10と他の部材(図3の蓋体50、図14のモジュール用基板110の電極パッド111等)との接合用に設けられた表面導体を含んでいてもよい。導体は、基体10がセラミックグリーンシートの段階で、所定位置導体ペーストを塗布又は充填し、セラミックグリーンシートと一緒に焼結することで形成できる。導体のパターンは、図示の形態に限られず、様々に変更可能である。

0017

基体10は、第1主面11に開口した凹部16と、凹部16の前方側壁(第1側壁に相当)16Aに設けられた貫通孔H1と、貫通孔H1よりも前方に位置する段部14とを備える。凹部16は、光素子40が搭載される搭載部17を含む。貫通孔H1は、凹部16の内方から外方へ通じ、貫通孔H1には光素子40の出射光が通される。

0018

段部14は、貫通孔H1が開口した基体10の外面側(より具体的には、基体10の前面下部)に位置する。段部14は、第2主面12より高く、凹部16の前方側壁16Aの上面(第1主面11)よりも低い。具体的には、段部14は、貫通孔H1の内天面Stより低く、貫通孔H1を塞がない。さらに具体的には、段部14は、貫通孔H1の内底面Sbより高くても低くても良いが、実施形態1では、内底面Sbと同じ高さである。段部14の上面は貫通孔H1の内底面Sbと連続していてよい。面と面とが連続しているとは、それらの間に境となる角部又は溝部が存在せず、両方の面が平面状に連なっていることを意味する。

0019

段部14の前後方向の寸法は、窓部材30の厚みと同等であってもよいし、それ以下又はそれ以上であってもよい。

0020

凹部16内には、光素子40の搭載部17に加えて、貫通孔H1に近い方に、搭載部17より低い低階部18が設けられている。

0021

光素子40は、例えばレーザーダイオード(半導体レーザー)である。光素子40は、指向性を有する発光素子であればよく、例えば発光ダイオードであってもよい。光素子40は搭載部17と低階部18との境界出射口が位置するように搭載される。このような光素子40の配置により、出射口から上下左右広がりを有するビームが出射されても、これらのビームを凹部16の内面に当てずに、貫通孔H1に送ることができる。なお、光素子40は、板状又はブロック状のサブマウントを介して搭載部17に搭載されてもよい。サブマウントが十分に高さを有していれば、低階部18が無くてもよい。

0022

窓部材30は、光を透過するガラス又は樹脂などの材料から構成され、基体10の接合面部Xに接合材を介して接合される。接合面部Xは、図1図3において網掛け又は太線により示す。接合材は、例えば低融点ガラスである。窓部材30は、貫通孔H1を塞ぎ、凹部16が通じる貫通孔H1を封止する。

0023

接合面部Xは、貫通孔H1の外側開口部の周囲を囲うように設定されている。接合面部Xは、例えば光素子搭載用パッケージ1の仕様書などに、接合材が塗布されて窓部材30と接合される箇所として規定される。接合面部Xのうち、左方、上方及び右方の範囲は、基体10の前面の一部が担っている。接合面部Xのうち、下方範囲は、段部14の上面の一部が担っている。このような接合面部Xによれば、窓部材30の左部、上部及び右部において、基体10と対向する面が、接合材を介して接合面部Xに接合される。一方、下部では窓部材30の底面が接合材を介して接合面部Xに接合される。

0024

図4は、実施形態1と比較例との差を説明する図で、(A)は比較例の断面図、(B)はその一部の拡大図、(C)は実施形態1の一部拡大図である。図5は、実施形態1と比較例との差を説明する図で、(A)は比較例の一部拡大図、(B)は実施形態1の一部拡大図である。図6は、別の比較例を示す一部拡大図である。

0025

図4(A)、(B)の比較例Rでは、実施形態1と同じ大きさの貫通孔H1を窓部材30Pで塞ぐために、窓部材30Pの入射面の縁部が基体10の前面に接合されている。図4(B)の比較例Rと、図4(C)の実施形態1とを比較すると分かるように、実施形態1では、窓部材30の底面が接合される構造を採用しているため、例えば長さL1の分、窓部材30の小型化を図ることができる。窓部材30が大きくなると、基体10との熱膨張量の差が大きくなり、窓部材30PにクラックCLが発生するなど劣化の恐れが生じる。しかし、実施形態1の接合形態では、窓部材30を小型化できるので、窓部材30の劣化を抑制できる。

0026

また、図5(A)の比較例Rに示すように、窓部材30Pの入射面縁部を基体10の全面に接合する場合、接合部分が窓部材30の入射面と連続するため、接合材Fが窓部材30Pの入射面にはみ出しやすい。そして、このようなはみ出しが、光素子40の出射光と重なると、光の出力を低下させる。このため、図5(A)の比較例Rの接合形態では、接合材Fのはみ出しを考慮して開口部及び窓部材30Pを大きく設計する必要がある。窓部材30Pが大きくなると、上述した熱膨張量の差に起因して、窓部材30Pが劣化する恐れがある。一方、実施形態1の接合形態では、図5(B)に示すように、窓部材30の下部において、窓部材30の底面に接合材Fが塗布されるため、接合材Fは、窓部材30の光の入射面に拡がりにくく、接合材Fが拡がった場合でも、接合面部Xと連続している貫通孔H1の内底面Sbに拡がりやすい。内底面Sbに拡がった接合材Fは、光素子40の出射光を遮らない。このため、貫通孔H1並びに窓部材30を大きくする必要がなく、窓部材30の小型化により、窓部材30の劣化の抑制を図ることができる。

0027

なお、図6の比較例R2に示すように、段部14の上面と、貫通孔H1の内底面Sbとの間に、例えば溝V1などの境があると、接合材Fが溝V1で溜まり、そこから接合材Fが窓部材30の入射面の方へはみ出す場合がある。溝V1などの境が、凸部などの境であっても同様である。しかし、実施形態1の構造では、窓部材30が接合される段部14の上面が、貫通孔H1の内底面Sbと連続している。したがって、溝V1などの境界構造に起因した窓部材30の入射面への接合材Fのはみ出しも抑制される。

0028

以上のように、実施形態1の光素子搭載用パッケージ1及び電子装置80によれば、基体10の貫通孔H1より外方(前方)に、第2主面12より高く、貫通孔H1を有する前方側壁16Aの上面よりも低い段部14を有する。このため、窓部材で貫通孔H1を塞ぐ場合に、窓部材30の底面を段部14に接合する接合形態が可能となり、窓部材30の小型化を図ることができる。窓部材30の小型化により、熱膨張に起因する窓部材30の劣化を抑制することができる。

0029

さらに、実施形態1の光素子搭載用パッケージ1及び電子装置80によれば、段部14の上面の高さと、貫通孔H1の内底面の高さとが一致する。したがって、仮に窓部材30の下方で接合材が拡がった場合でも、接合材は貫通孔H1の内底面Sbへ拡がりやすく、窓部材30の光の入射面への接合材の拡がりを抑制できる。さらに、実施形態1の光素子搭載用パッケージ1及び電子装置80によれば、段部14の上面と貫通孔H1の内底面Sbとが連続している。したがって、仮に窓部材30の下方で接合材が拡がった場合でも、接合材はより貫通孔H1の内底面Sbへ拡がりやすく、窓部材30の光の入射面への接合材の拡がりをより抑制できる。このため、接合材のはみ出しを考慮して窓部材30を余分に大きく設計する必要性が低減し、窓部材30の小型化を図ることができる。窓部材30の小型化により、熱膨張に起因する窓部材30の劣化を抑制することができる。

0030

(実施形態2)
図7は、本開示の実施形態2に係る光素子搭載用パッケージを示す平面図である。

0031

実施形態2の光素子搭載用パッケージ1A及び電子装置80Aは、窓部材30が接合される接合面部Xの配置の一部が異なるのみで、他の構成要素は実施形態1と同様である。

0032

実施形態2では、接合面部Xが、左右の側面10S1、10S2と接続する位置まで延設されている。左右の側面10S1、10S2とは、貫通孔H1が開口した基体10の外面と左方及び右方でそれぞれ隣接する側面である。このような構成により、接合面部Xは、基体10の左右の側面10S1、10S2と凸角部を介して連続する。凸角部は、アールが付加された角丸であってもよい。

0033

このような構成によれば、接合材Fを用いて窓部材30を接合したときに、余分な接合材Fは、窓部材30の左右端面及び基体10の左右の側面10S1、10S2に拡がりやすい。さらに、接合材Fが、例えば低融点ガラスなど、固化により高い剛性を発生する材料である場合、窓部材30の左右の端面に拡がった接合材Fは、高い強度で、窓部材30の左右の端面を支持し、窓部材30の剛性を高める。このため、仮に、窓部材30と基体10とに熱膨張量の差が生じ、窓部材30に応力が加わる場合でも、窓部材30の左右の端面では、応力に逆らう反力が生じる。この反力は、窓部材30を反らせる作用を低減させるため、熱膨張に起因する窓部材30の劣化を抑制できる。

0034

さらに、実施形態2の構成によれば、必要な貫通孔H1の横寸を確保しつつ、基体10の左右の側面10S1、10S2間の寸法を小さくできる。このため、光素子搭載用パッケージ1A並びに電子装置80Aのより小型化を図ることができる。

0035

(実施形態3)
図8は、本開示の実施形態3に係る光素子搭載用パッケージを示す縦断面図である。

0036

実施形態3の光素子搭載用パッケージ1B及び電子装置80Bは、窓部材30が接合される接合面部Xの配置の一部が異なるのみで、他の構成要素は実施形態1と同様である。

0037

実施形態3では、接合面部Xが、貫通孔H1を有する凹部16の前方側壁16Aの上面(第1主面11)に接続する位置まで延設されている。これにより、接合面部Xは、前方側壁16Aの上面と凸角部を介して連続する。凸角部は、アールが付加された角丸であってもよい。

0038

このような構成によれば、接合材Fを用いて窓部材30を接合したときに、窓部材30の上部において、余分な接合材Fが、窓部材30の上端面と、前方側壁16Aの上面とに拡がりやすい。さらに、接合材Fが、例えば低融点ガラスなど、固化により高い剛性を発生する材料である場合、窓部材30の上端面に拡がった接合材Fは、高い強度で、窓部材30の上端面を支持する。したがって、窓部材30と基体10とに熱膨張量の差が生じ、窓部材30に応力が加わる場合でも、窓部材30の上方と下方とでは、端面から応力に逆らう反力が生じる。この反力は、窓部材30を反らせる作用を低減させるため、熱膨張に起因する窓部材30の劣化を抑制できる。

0039

さらに、実施形態3の構成によれば、必要な貫通孔H1の縦寸を確保しつつ、基体10の第1主面11を低く構成できるため、光素子搭載用パッケージ1A並びに電子装置80Aのより低背化を図ることができる。

0040

(実施形態4〜6)
図9(A)〜図9(C)は本開示の実施形態4〜6の光素子搭載用パッケージを示す縦断面図である。

0041

図9(A)に示すように、実施形態4の光素子搭載用パッケージ1C及び電子装置80Cは、段部14Cが、窓部材30が接合される接合面部Xよりも、凹部16とは反対側の位置まで、延在されている。その他の構成は、実施形態1と同様である。

0042

このような構成によれば、例えば電子装置80Cに前方から障害物衝突しそうになった場合でも、障害物は、先ず、段部14Cの前側に衝突するので、直接に障害物が窓部材30に衝突するといった事態を低減できる。このように、窓部材30の保護を図ることができ、窓部材30の破損の抑制及び破損により光出力が低下してしまうことを防止できる。

0043

図9(B)に示すように、実施形態5の光素子搭載用パッケージ1D及び電子装置80Dは、窓部材30よりも前方まで延在する段部14Cの前方に、更に、段部14Cよりも低い副段部14Dが設けられている。

0044

図9(C)に示すように、実施形態6の光素子搭載用パッケージ1E及び電子装置80Eは、窓部材30よりも前方まで延在する段部14Cの前方に、段部14Cから離れるほど低い方に傾斜する傾斜部14Eが設けられている。

0045

実施形態5及び実施形態6の構成により、副段部14D及び傾斜部14Eにより、基体10の一部が、更に、窓部材30よりも前方に張り出すことになるので、障害物に窓部材30がぶつからないように窓部材30を保護する作用を高めることができる。一方、段部14Cの高さを変えずに前方に張り出す量を増すと、光素子40のビームの一部が段部14Cに遮られてしまう場合がある。しかし、副段部14D又は傾斜部14Eのように先端側の背を低くすることで、ビームの一部が遮られてしまうことを抑制できる。

0046

(実施形態7)
図10は、本開示の実施形態7の光素子搭載用パッケージを示す斜視図である。図10では、蓋体50の図示が省略されている。実施形態7の光素子搭載用パッケージ1F及び電子装置80Fは、段部14Fの構造及び接合面部XFの配置が異なり、他の構成要素は実施形態1と同様である。

0047

実施形態7の光素子搭載用パッケージ1F及び電子装置80Fは、貫通孔H1より前方に位置する段部14Fが、貫通孔H1の貫通方向に見て、左右の部分14Fa、14Fcが高く、その間の中央部分14Fbが低い凹形状部を有する。

0048

段部14Fのうち低い中央部分14Fbは、上方から見て、貫通孔H1の仮想延長上に重なる範囲にある。低い中央部分14Fbは、貫通孔H1の内天面Stより低く、貫通孔H1を塞がない。より詳細には、中央部分14Fbは、貫通孔H1の内底面Sbより高くても低くてもよいが、図10では、中央部分14Fbは貫通孔H1の内底面Sbと同一の高さで、中央部分14Fbの上面は内底面Sbと連続していてもよい。

0049

段部14Fのうち、高い左右の部分14Fa、14Fcは、第1主面11よりも低く、窓部材30の上端面と同一の高さを有する。しかし、これら左右の部分14Fa、14Fcは、第1主面11と同一高さであっても良いし、第1主面11よりも高い構成であってもよいし、窓部材30の上端面より低くてもよい。高い左右の部分14Fa、14Fcは、貫通孔H1の左端及び右端よりも左右外方に位置し、貫通孔H1を遮らない構成としてもよい。

0050

接合面部XFには、段部14Fの低い中央の上面と、高い左右の部分14Fa、14Fcの内側面とが含まれる。図10では、接合面部XFのうち、貫通孔H1の左右の部分に、基体10の前面の一部が含まれているが、この部分は有っても無くてもよい。

0051

このような構成によれば、窓部材30は、接合面部XFに左右の端面と下端面とが接合される。このような接合形態により、左右の方向についても、窓部材30の小型化をはかることができ、熱膨張及び左右方向の反りに起因する窓部材30の劣化を抑制することができる。さらに、窓部材30の左右の端面が接合されることで、窓部材30の高い接合強度が得られ、窓部材30の剛性が高まることにより、熱膨張に起因する窓部材30の劣化を抑制することができる。

0052

(実施形態8)
図11は、本開示の実施形態8の光素子搭載用パッケージを示す縦断面図である。図12は、図11の光素子搭載用パッケージの平面図である。図13は、図12の矢印A−A線における断面図(A)と、矢印B−B線における断面図(B)である。

0053

実施形態8の光素子搭載用パッケージ1G及び電子装置80Gは、基体10Gの構造が異なり、その他の構成要素は実施形態1と同様である。基体10Gは、銅又はアルミなどの金属材料から構成される基体下部10bと、上述したセラミック材料から構成される基体上部10aとを含み、これらが上下に接合されて構成される。段部14は基体下部10bの一部であり、段部14の上面及び貫通孔H1の内底面Sb(図13(A)を参照)は、基体下部10bの上面の一部に相当する。

0054

このような構成によれば、金属から構成される基体下部10bにより高い放熱性を得ることができる。一方、金属から構成される基体下部10bは、熱膨張率が高いため、窓部材30の接合時の温度(例えば300°)から常温(例えば25°)に冷える際、基体下部10bの縮小量が、基体上部10a並びに窓部材30の縮小量に比べて大きく、基体下部10bに前後方向に縮む向きの応力が発生する。

0055

このため、例えば図4(A)の比較例Rの窓部材30の接合形態では、窓部材30の反り量が大きくなって、窓部材30の劣化が進む。一方、図11図13に示すように、実施形態1と同様の窓部材30の接合形態とすることで、窓部材30に加わる反る方向の応力が低減されるので、窓部材30の劣化を抑えることができる。さらに、基体下部10bが金属の構成に加え、図10の実施形態7の窓部材30の接合形態を採用した場合でも、窓部材30に加わる反る方向の応力が低減され、窓部材30の劣化を抑えることができる。

0056

続いて、基体10が、銅からなる基体下部10bと、セラミックス材料からなる基体上部10aとを有する構成についてのシミュレーション結果を示す。窓部材30の接合形態としては、図4(A)の比較例、実施形態1、8(図1〜3、図11図13)の構造、実施形態7(図11)の構造をそれぞれ適用した3つの構成を対象とした。シミュレーションでは、低融点ガラスによる窓部材30の接合時の温度(300°)から常温(25°)に変化したときに、基体10の熱膨張に起因した窓部材30の応力について計算した。シミュレーションの結果、次に示すように、比較例の接合形態では、329MPaといった高い応力が窓部材30の一部に生じたのに対し、実施形態1、7、8の接合形態では、151MPa、161MPaなど、窓部材30に加わる最大応力が顕著に低くなることが確認された。

0057

(電子モジュール)
図14は、本開示の実施形態に係る電子モジュールを示す縦断面図である。

0058

本開示の実施形態に係る電子モジュール100は、モジュール用基板110に電子装置80を実装して構成される。モジュール用基板110には、電子装置80に加えて、他の電子装置、電子素子及び電気素子などが実装されていてもよい。モジュール用基板110には、電極パッド111が設けられ、電子装置80は、電極パッド111に半田等の接合材113を介して接合されている。電子装置80は、電極パッド111との接続により、電極パッド111から電気信号が入力されるように接合されていてもよい。

0059

あるいは、本開示の実施形態に係る電子モジュール100は、モジュール用基板110に実施形態8の電子装置80Gが実装された構成でもよい。この場合、電子装置80Gの底面は金属の基体下部10bから構成されるので、モジュール用基板110の配線と、電子装置80Gの電極とがボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される構成が採用されてもよい。

0060

以上のように、本実施形態の電子モジュール100によれば、光が出射される窓部材30が小型化並びに窓部材30が高耐久化された電子装置80を備えることで、高い信頼性を有するという効果が得られる。

0061

以上、本開示の各実施形態について説明した。しかし、本開示は上記実施形態に限られるものでない。例えば、基体並びに窓部材について、実施形態及び図面に示された細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

0062

1、1A〜1G光素子搭載用パッケージ
10、10G基体
10a 基体上部
10b 基体下部
10S1、10S2 基体の側面
11 第1主面
12 第2主面
14、14F 段部
14Fb 段部の中央部分
14Fa、14Fc 段部の左右の部分
16 凹部
16A前方側壁
17 搭載部
18 低階部
30窓部材
40 光素子
50蓋体
H1貫通孔
St 貫通孔の内天面
Sb 貫通孔の内底面
F接合材
X、XF接合面部
80、80A〜80G電子装置
100電子モジュール
110 モジュール用基板

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