JP7583522B2 - package - Google Patents
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Description
本発明は、光学部品に用いられるパッケージに関し、例えばLED(発光ダイオード)、LD(半導体レーザー)等に用いて好適なパッケージ及び透明封止部材に関する。 The present invention relates to a package for use in optical components, such as a package and transparent sealing member suitable for use in LEDs (light emitting diodes) and LDs (semiconductor lasers).
一般に、紫外線を出射する光学素子(例えばLEDやLD等)を有する光学部品は、光学素子を外気や水分から保護するために、透明封止部材が必要である。光学素子が実装された実装基板と透明封止部材との接合には、メタライズや樹脂接着剤が用いられる。 In general, optical components that have optical elements (such as LEDs and LDs) that emit ultraviolet light require a transparent sealing member to protect the optical elements from the outside air and moisture. Metallization or a resin adhesive is used to bond the mounting substrate on which the optical elements are mounted to the transparent sealing member.
特許文献1には、半導体素子が実装された金属製の放熱板と、該放熱板の上面に銀ロウ等のロウ材によって接合された金属製の枠体と、枠体の上面にロウ材によって接合されたセラミックス製の蓋体とで構成された筐体が開示されている。
特許文献2には、石英等のガラスによって構成された集光レンズをレンズ保持部材に接着剤で接合した紫外線発光素子用のパッケージが開示されている。 Patent document 2 discloses a package for an ultraviolet light emitting element in which a condenser lens made of glass such as quartz is bonded to a lens holding member with an adhesive.
ところで、蓋体を実装基板に樹脂接合する際に、樹脂が光学素子の配置空間にはみ出すことがある。この場合、光学素子からの出射光が、はみ出した樹脂によって遮られて、全体の光透過率が低下するおそれがある。 However, when the lid body is resin-bonded to the mounting substrate, the resin may overflow into the space in which the optical element is placed. In this case, the light emitted from the optical element may be blocked by the overflowing resin, which may reduce the overall light transmittance.
また、蓋体を実装基板に樹脂接合する際に、加圧、加熱を実施する場合がある。この場合、上述したはみ出した樹脂の一部が、加熱等によって揮発し、その揮発成分が光学素子に付着することによって、光学素子並びに光学部品が劣化するおそれがある。 In addition, pressure and heat may be applied when resin bonding the lid to the mounting substrate. In this case, some of the protruding resin may volatilize due to heating, etc., and the volatile components may adhere to the optical element, causing deterioration of the optical element and optical components.
一方、蓋体を実装基板に金属接合する場合は、予めメタライズによって形成された金属層上にAuSn(金錫)等の半田を積層して、加圧加熱接合する。その際、半田が外に漏れる場合がある。半田が光学素子の配置空間に入ると、光遮断と共に配線が短絡するおそれがある。 On the other hand, when the lid is metal-bonded to the mounting substrate, a solder such as AuSn (gold-tin) is layered on a metal layer formed in advance by metallization, and the soldering is performed by applying pressure and heat. During this process, the solder may leak out. If the solder gets into the space in which the optical elements are placed, it may block light and cause the wiring to short out.
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、透明封止部材と実装基板とが接合されて構成されるパッケージにおいて、樹脂や半田等の接合材が光学素子の配置空間にはみ出すことを回避でき、また、接合材の一部や揮発成分が光学素子等に付着するのを抑制することができるパッケージ及び透明封止部材を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a package and transparent sealing member that can prevent a bonding material such as resin or solder from spilling into the arrangement space of an optical element in a package formed by bonding a transparent sealing member and a mounting substrate, and can also prevent a part of the bonding material or volatile components from adhering to the optical element, etc.
本発明の第1の態様は、透明封止部材と実装基板とが接合され、少なくとも1つの光学素子を収容する空間を有するパッケージであって、前記透明封止部材と前記実装基板とが接合される部分に、前記空間への接合材の進入を抑制する段差もしくはテーパを有する。 The first aspect of the present invention is a package in which a transparent sealing member and a mounting substrate are bonded together, and which has a space for accommodating at least one optical element, and in which the portion where the transparent sealing member and the mounting substrate are bonded has a step or taper that prevents a bonding material from entering the space.
本発明の第2の態様は、実装基板と接合される接合面を有する透明封止部材であって、前記透明封止部材の内部への接合材の進入を抑制する段差もしくはテーパを有する。 The second aspect of the present invention is a transparent sealing member having a bonding surface that is bonded to a mounting substrate, and has a step or taper that prevents the bonding material from penetrating into the inside of the transparent sealing member.
上記第1の態様のパッケージによれば、透明封止部材を実装基板に接合する際に、接合材の収容空間への進入を、段差もしくはテーパが抑制するため、光学素子からの出射光が、接合材によって遮られることがほとんどなくなり、全体の光透過率の低下を抑えることができる。また、透明封止部材を実装基板に接合する際に、加圧、加熱を実施した場合においても、段差もしくはテーパによって、接合材の収容空間への進入が抑制されているため、例えば接合材が樹脂の場合、樹脂の揮発成分が光学素子に付着する等の現象を抑えることができる。例えば接合材が半田等の場合、光遮断と共に配線が短絡する現象を抑えることができる。これは、光学素子並びに光学部品の品質の劣化を抑えることにつながる。 According to the package of the first aspect described above, when the transparent sealing member is bonded to the mounting substrate, the step or taper prevents the bonding material from entering the storage space, so that the light emitted from the optical element is hardly blocked by the bonding material, and the overall decrease in light transmittance can be suppressed. Even if pressure or heat is applied when bonding the transparent sealing member to the mounting substrate, the step or taper prevents the bonding material from entering the storage space, so that, for example, when the bonding material is resin, the volatile components of the resin can be prevented from adhering to the optical element. For example, when the bonding material is solder, the light can be blocked and the phenomenon of wiring shorting can be suppressed. This leads to suppression of deterioration in the quality of the optical element and optical components.
上記第2の態様の透明封止部材によれば、透明封止部材を実装基板に接合する際に、接合材の収容空間への進入を、段差もしくはテーパが抑制するため、光学素子からの出射光が、接合材によって遮られることがほとんどなくなり、全体の光透過率の低下を抑えることができる。 According to the transparent sealing member of the second aspect described above, when the transparent sealing member is bonded to the mounting substrate, the step or taper prevents the bonding material from entering the storage space, so that the light emitted from the optical element is hardly blocked by the bonding material, and the decrease in the overall light transmittance can be suppressed.
以下、本発明に係るパッケージ及び透明封止部材の実施の形態例を図1A~図18Bを参照しながら説明する。 Below, examples of embodiments of the package and transparent sealing member according to the present invention will be described with reference to Figures 1A to 18B.
先ず、第1の実施の形態に係るパッケージ(以下、第1パッケージ10Aと記す)を有する光学部品(以下、第1光学部品100Aと記す)は、図1A及び図1Bに示すように、上記第1パッケージ10Aと、第1パッケージ10Aに収容される少なくとも1つの光学素子12とを有する。光学素子12は例えば紫外光13を出射する。
First, an optical component (hereinafter referred to as first
第1パッケージ10Aは、光学素子12が実装される平板状の第1実装基板14Aと、第1実装基板14A上に例えば有機系の樹脂を介して接合される第1透明封止部材18Aとを有する。樹脂としては、例えばエポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤等を好ましく使用することができる。なお、第1実装基板14Aの表面には、配線等が形成されている。
The
また、第1実装基板14Aと第1透明封止部材18Aとの接合は、上述した樹脂接合のほか、金属接合が挙げられる。金属接合は、第1実装基板14Aのうち、第1透明封止部材18Aとの接合面、並びに第1透明封止部材18Aのうち、第1実装基板14Aとの接合面に、予めメタライズによって形成された金属層上にAuSn(金錫)等の半田を積層して、加圧加熱接合する手法である。
In addition to the resin bonding described above, the first mounting
従って、上述した「樹脂接合の有機系の樹脂」や「金属接合の半田」を区別せずに言う場合は、単に「接合材16」と記す。
Therefore, when referring to the above-mentioned "organic resin for resin bonding" and "solder for metal bonding" without making a distinction, they will simply be referred to as "bonding
光学素子12は、図示しないが、例えばサファイヤ基板(熱膨張係数:7.7×10-6/℃)上に、量子井戸構造を具備したGaN系結晶層が積層されて構成されている。光学素子12の実装方法としては、例えば結晶層構成面を第1透明封止部材18Aに対面させて実装し、光出射面12aとして機能させる、いわゆるフェイスアップ実装を採用することができる。
Although not shown, the
すなわち、光学素子12から導出された端子(図示せず)と、第1実装基板14A上に形成された回路配線(図示せず)とを例えばボンディングワイヤ(図示せず)にて電気的に接続する。もちろん、光出射面12aを第1実装基板14Aに対面させて実装し、サファイヤ基板の裏面を光出射面として機能させる、いわゆるフリップチップ実装も好ましく採用することができる。
That is, the terminals (not shown) extending from the
第1透明封止部材18Aは、例えば平板状の第1実装基板14A上に固定された透明体20を具備し、透明体20は、下面開口の凹部、すなわち、収容空間22を有する。透明体20は、第1実装基板14A上に固定された環状の台座24と、該台座24上に一体に形成されたレンズ体26とを有する。収容空間22はドーム形状とされている。
The first
レンズ体26の底面の平面形状は例えば円形状、台座24の外形形状(平面形状)は例えば正方形状である。もちろん、レンズ体26の底面の平面形状を楕円形状、トラック形状等にしてもよいし、台座24の外形形状を円形状、長方形状、三角形状、六角形状等の多角形状にしてもよい。
The planar shape of the bottom surface of the
このような形状の第1透明封止部材18Aの製法は、粉末焼結法を好ましく採用することができる。例えば成形型にシリカ粉体と有機化合物とを含む成形スラリーを鋳込み、有機化合物相互の化学反応、例えば分散媒と硬化剤もしくは硬化剤相互の化学反応により固化させた後、成形型から離型し、その後、焼成することによって、第1透明封止部材18Aを作製することができる。
The first
第1透明封止部材18Aの寸法としては、第1透明封止部材18Aの高さが0.5~10mm、台座24の外径が3.0~100mm、台座24の高さが0.2~1mmである。レンズ体26は、底部の最大長さが2.0~10mm、最大高さが0.5~10mmであり、アスペクト比として0.3~1.0等が挙げられる。
The dimensions of the first
また、光学素子12の寸法としては、厚みが0.005~0.5mm、図示しないが、上面から見た縦の寸法が0.5~2.0mm、横の寸法が0.5~2.0mmである。
The dimensions of the
このような構成により、第1光学部品100Aは、第1実装基板14Aの下面14aから光学素子12の光出射面12aまでの高さをha、第1実装基板14Aの下面14aから接合材16の上面(第1台座24Aの下面)までの高さをhbとしたとき、ha>hbである。
With this configuration, when the height from the
そのため、光学素子12から出射される紫外光13の配光角が180°以上であったとしても、光学素子12の光出射面12aから横方向に出射した紫外光13は、第1透明封止部材18Aの台座24に直接当たり、第1実装基板14Aと第1透明封止部材18Aとの接合部、すなわち、接合材16にはほとんど当たることがない。
Therefore, even if the distribution angle of the
さらに、第1パッケージ10Aは、図1A~図2Bに示すように、少なくとも第1透明封止部材18Aと第1実装基板14Aとが接合される部分に、収容空間22への接合材16の進入を抑制する段差30を有する。特に、第1パッケージ10Aでは、第1透明封止部材18Aの底面に凸部32が一体に形成されることで、段差30が形成される。もちろん、第1透明封止部材18Aの底面に凸部32を別体で設けるようにして、段差30を形成してもよい。以下、同様である。
Furthermore, as shown in Figures 1A to 2B, the
ここで、段差30の例について、図2A~図6Bを参照しながら説明する。図2A及び図2Bに示すように、段差30としては、傾斜角が90°の段差(凸部32の断面形状が矩形状)や、図3A及び図3Bに示すように、傾斜角θが90°未満の段差(凸部32の断面形状がくさび形状)等が挙げられる。傾斜角θが20°未満であると、接合材16のはみ出し抑制効果が十分でない。もちろん、傾斜角θが90°よりも大きい段差も採用することができるが、段差30の先端部が脆くなり易い。
Here, examples of the
なお、上述では、傾斜角θが20°以上90°以下の「段差」と定義しているが、傾斜角θが90°の場合を「段差」、傾斜角θが20°以上90°未満の場合を「テーパ」と定義することもできる。従って、上記段差30は、収容空間22への樹脂や金属層の進入を抑制する「段差30もしくはテーパ30」と定義する。
In the above description, the inclination angle θ is defined as a "step" having an inclination angle of 20° or more and 90° or less, but it is also possible to define a "step" when the inclination angle θ is 90°, and a "taper" when the inclination angle θ is 20° or more and less than 90°. Therefore, the
また、「断面」とは、パッケージの底面に対して垂直であり、且つ、レンズ体26を上から見た場合のパッケージの中心を通る面をいう。段差30もしくはテーパ30の高さの測定方法は、パッケージを切断することにより取得した断面を、測長顕微鏡又は走査型電子顕微鏡を用いて測長する。
The term "cross section" refers to a plane that is perpendicular to the bottom surface of the package and passes through the center of the package when the
また、図4A及び図4C(底面図)に示すように、段差30もしくはテーパ30が形成された凸部32は、環状に形成されていてもよいし、図4B及び図4D(底面図)に示すように、段差30もしくはテーパ30が形成された複数の凸部32が、環状に配列されていてもよい。なお、一例として、図4A及び図4Bは、円環状に形成、あるいは配列された凸部32を示し、図4C及び図4Dは、矩形環状に形成、あるいは配列された凸部32を示す。これらの凸部32は、図1Aにも示すように、第1実装基板14Aと樹脂接合あるいは金属接合される部分のうち、光学素子12に近接する位置に形成され、段差30もしくはテーパ30は、凸部32のうち、接合材16と対向する位置に形成されている。
As shown in Fig. 4A and Fig. 4C (bottom view), the
図2A及び図3Aに示すように、凸部32の角部は、鋭角状であってもよいが、図2B及び図3Bに示すように、凸部32の角部は、丸まっている方が好ましい。第1実装基板14Aとの接触の際などに凸部32の角部が欠けるという現象を回避することができる。
As shown in Figures 2A and 3A, the corners of the
また、好ましくは、図2A~図3Bに示すように、段差30もしくはテーパ30(凸部32の高さhc)が10~500μmであり、凸部32の幅Wが少なくとも50μmである。なお、凸部32の幅Wは、第1パッケージ10Aの大きさ、すなわち、接合材16が塗布される部分(接合材塗布部34)の面積が過剰に狭くならない幅にすることが好ましい。
As shown in Figures 2A to 3B, the
図5Aに示すように、凸部32における収容空間22側の端面32aの位置を、透明体20の内周面20aの位置に合わせてもよい。図5Bに示すように、接合材16が塗布される部分(接合材塗布部34)の面積が過剰に狭くならないことを条件に、上記端面32aの位置を、台座24の外周側にずらしても構わない。また、図6A及び図6Bに示すように、凸部32における収容空間22側の端面32aは傾斜面であってもよい。これらの変形例は、後述する第2パッケージ10B以降の構成についても同様である。
As shown in FIG. 5A, the position of the
ここで、第1パッケージ10Aの効果について、比較例と共に、図7A及び図7Bも参照しながら説明する。
Here, the effects of the
先ず、比較例に係るパッケージ200は、図7A及び図7Bに示すように、透明封止部材18と実装基板14とが接合される部分に、段差30もしくはテーパ30を有しない。従って、透明封止部材18を実装基板14に接合する際に、接合材16が光学素子12の収容空間22にはみ出すことがある。この場合、光学素子12からの紫外光13が、はみ出した接合材16によって遮られて、全体の光透過率が低下するおそれがある。
First, as shown in Figures 7A and 7B, the
また、比較例に係るパッケージ200において、透明封止部材18を実装基板14に接合する際に、加圧、加熱を実施すると、上述したはみ出した接合材16の一部が、加熱等によって揮発し、その揮発成分が光学素子12に付着することによって、光学素子12並びに光学部品が劣化するおそれがある。
In addition, in the
比較例に係るパッケージ200において、透明封止部材18を実装基板14に金属接合する場合、予めメタライズによって形成された金属層上に例えばAuSn(金錫)等の半田を積層して、加圧加熱接合する。その際、半田が外に漏れる場合がある。半田が光学素子12の収容空間22に入ると、光遮断と共に配線が短絡するおそれがある。
In the
これに対して、図1A及び図1B等に示す第1パッケージ10Aは、上述したように、少なくとも第1透明封止部材18Aと第1実装基板14Aとが接合される部分に、収容空間22への接合材16の進入を抑制する段差30もしくはテーパ30を有する。
In contrast, the
そのため、第1透明封止部材18Aを第1実装基板14Aに接合する際に、接合材16の収容空間22への進入を、段差30もしくはテーパ30が抑制するため、光学素子12からの紫外光13が、接合材16によって遮られることがほとんどなくなり、全体の光透過率の低下を抑えることができる。
Therefore, when the first
また、第1透明封止部材18Aを第1実装基板14Aに接合する際に、加圧、加熱を実施した場合においても、段差30もしくはテーパ30によって、接合材16の収容空間22への進入が抑制されているため、接合材16の揮発成分(接合材が接着剤の場合)が光学素子12に付着する等の現象を抑えることができる。これは、光学素子12並びに第1光学部品100Aの品質の劣化を抑えることにつながる。
In addition, even if pressure and heat are applied when bonding the first
また、第1透明封止部材18Aを第1実装基板14Aに金属接合する場合、予めメタライズによって形成された金属層上に例えばAuSn(金錫)等の半田を積層して、加圧加熱接合する。その際、半田が外に漏れる場合がある。しかし、第1光学部品100Aにおいては、段差30もしくはテーパ30によって、接合材16(この場合、半田)の収容空間22への進入が抑制されているため、接合材16による配線間の短絡や接点間の短絡を回避することができる。
In addition, when the first
次に、第2の実施の形態に係るパッケージ(以下、第2パッケージ10Bと記す)を有する光学部品(以下、第2光学部品100Bと記す)は、図8A及び図8Bに示すように、上記第2パッケージ10Bと、第2パッケージ10Bに収容される少なくとも1つの光学素子12とを有する。
Next, an optical component (hereinafter referred to as second
第2パッケージ10Bは、第2実装基板14Bと、第2透明封止部材18Bとを有する。第2実装基板14Bは、上面開口の収容空間22を有し、該収容空間22に光学素子12が実装される。第2透明封止部材18Bは、第2実装基板14B上に収容空間22を閉塞するように、接合材16を介して接合される。
The
第2透明封止部材18Bは、第2実装基板14B上に固定された透明体20を具備する。透明体20は、第1透明封止部材18Aの透明体20のような収容空間22が形成されていない。すなわち、第2透明封止部材18Bの透明体20は、第2実装基板14B上に固定された台座24と、該台座24上に一体に形成された中実のレンズ体26とを有する。
The second transparent sealing
そして、第2パッケージ10Bは、図8A及び図8Bに示すように、第1パッケージ10Aと同様に、少なくとも第2透明封止部材18Bと第2実装基板14Bとが接合される部分に、収容空間22への接合材16の進入を抑制する段差30もしくはテーパ30を有する。第2パッケージ10Bにおいても、第2透明封止部材18Bの底面に凸部32が一体又は別体に形成されることで、段差30もしくはテーパ30が形成される。
As shown in Figures 8A and 8B, the
なお、第2透明封止部材18Bの製法、第2透明封止部材18Bの寸法、段差並びに凸部32の形状等は、上述した第1透明封止部材18Aと同様であるため、その重複説明を省略する。以下、同様である。
The manufacturing method, dimensions, steps, and shape of the
次に、第3の実施の形態に係るパッケージ(以下、第3パッケージ10Cと記す)を有する光学部品(以下、第3光学部品100Cと記す)は、図9A及び図9Bに示すように、第3パッケージ10Cと、第3パッケージ10Cに収容される少なくとも1つの光学素子12とを有する。
Next, an optical component (hereinafter referred to as third
第3パッケージ10Cは、第3実装基板14Cと、第3透明封止部材18Cとを有する。第3実装基板14Cは、上述した第2実装基板14Bと同様に、上面開口の収容空間22を有する。第3透明封止部材18Cは、第3実装基板14C上に固定された透明体20を具備する。透明体20は、第3実装基板14C上に固定された台座24と、該台座24上に一体に形成された中実のレンズ体26とを有する。
The third package 10C has a
そして、第3透明封止部材18Cは、第2パッケージ10Bと同様に、第3実装基板14C上に収容空間22を閉塞するように、例えば接合材16を介して接合される。
The third transparent sealing
特に、第3パッケージ10Cは、少なくとも第3透明封止部材18Cと第3実装基板14Cとが接合される部分に、収容空間22への接合材16の進入を抑制する段差30もしくはテーパ30を有する。すなわち、第3透明封止部材18Cの底面に、収容空間22の開口面積よりも大きい面積を有する盤状(平面形状が円、四角形、多角形等)の凸部32が一体に形成されることで、段差30もしくはテーパ30が形成される。
In particular, the third package 10C has a
段差30もしくはテーパ30の断面形状は、上述した図2A~図3Bに示す形状と同様に、傾斜角が90°の段差や、傾斜角が90°未満の段差等が挙げられる。この場合、凸部32の角部は、鋭角状であってもよいが、丸まっている方が好ましい。
The cross-sectional shape of the
次に、第4の実施の形態に係るパッケージ(以下、第4パッケージ10Dと記す)を有する光学部品(以下、第4光学部品100Dと記す)は、図10A及び図10Bに示すように、第4パッケージ10Dと、第4パッケージ10Dに収容される少なくとも1つの光学素子12とを有する。
Next, an optical component (hereinafter referred to as fourth
第4パッケージ10Dは、第4実装基板14Dと、第4透明封止部材18Dとを有する。第4実装基板14Dは、上述した第1実装基板14A(図1B参照)と同様の構成を有し、第4透明封止部材18Dは、上述した第1透明封止部材18A(図1B参照)と同様の構成、すなわち、光学素子12が収容される収容空間22を有する。
The
そして、この第4パッケージ10Dは、少なくとも第4透明封止部材18Dと第4実装基板14Dとが接合される部分に、収容空間22への接合材16の進入を抑制する段差30もしくはテーパ30を有する。特に、第4パッケージ10Dでは、図10Bに示すように、第4実装基板14Dの上面に凸部32が一体又は別体に形成されることで、段差30もしくはテーパ30が形成される。
The
ここで、段差30もしくはテーパ30の例について、図11A~図15Bを参照しながら説明する。
Here, examples of
図11A及び図11Bに示すように、段差30もしくはテーパ30としては、傾斜角が90°の段差(凸部32の断面形状が矩形状)や、図12A及び図12Bに示すように、傾斜角θが90°未満の段差30もしくはテーパ30(凸部32の断面形状がくさび形状)等が挙げられる。
As shown in Figures 11A and 11B, examples of the
また、図13A及び図13C(上面図)に示すように、段差30もしくはテーパ30が形成された凸部32は、環状に形成されていてもよいし、図13B及び図13D(上面図)に示すように、段差30もしくはテーパ30が形成された複数の凸部32が、環状に配列されていてもよい。なお、一例として、図13A及び図13Bは、円環状に形成、あるいは配列された凸部32を示し、図13C及び図13Dは、矩形環状に形成、あるいは配列された凸部32を示す。これらの凸部32は、図11Aにも示すように、第4実装基板14Dと接合される部分のうち、光学素子12に近接する位置に形成され、段差30もしくはテーパ30は、凸部32のうち、接合材16と対向する位置に形成されている。
As shown in Fig. 13A and Fig. 13C (top view), the
図11A及び図12Aに示すように、凸部32の角部は、鋭角状であってもよいが、図11B及び図12Bに示すように、丸まっている方が好ましい。透明体20との接触の際などに凸部32の角部が欠けるという現象を回避することができる。
As shown in Figures 11A and 12A, the corners of the
また、好ましくは、段差30もしくはテーパ30(凸部32の高さhc)が10~500μmであり、凸部32の幅Wが少なくとも50μmである。これにより、実装基板と透明体とを接着固定するのに十分な接着層の収容容積を確保することができる。なお、凸部32の幅Wは、パッケージの大きさ、すなわち、接合材16が塗布される部分(接合材塗布部34)の面積が過剰に狭くならない幅にすることが好ましい。
Moreover, preferably, the
図11A、図11B、図12A、図12B及び図14Aに示すように、凸部32における内方の端面32aの位置は、透明体20の内周面20aの位置(収容空間22の外周の位置)に合わせてもよい。図14Bに示すように、接合材16が塗布される部分(接合材塗布部34)の面積が過剰に狭くならないことを条件に、上記端面32aを、第4透明封止部材18Dの外周側にずらしても構わない。また、図15A及び図15Bに示すように、収容空間22側の端面32aは傾斜面であってもよい。これらの変形例は、後述する各種パッケージの構成についても同様である。
11A, 11B, 12A, 12B, and 14A, the position of the
次に、第5の実施の形態に係るパッケージ(以下、第5パッケージ10Eと記す)を有する光学部品(以下、第5光学部品100Eと記す)は、図16A及び図16Bに示すように、第5パッケージ10Eと、第5パッケージ10Eに収容される少なくとも1つの光学素子12とを有する。
Next, an optical component (hereinafter referred to as a fifth
第5パッケージ10Eは、上述した第2パッケージ10B(図8A及び図8B参照)と同様の構成を有するが、凸部32による段差30もしくはテーパ30が第5実装基板14Eの上面に形成されている点で異なる。
The
段差30もしくはテーパ30及び凸部32の形状については、上述した図11A~図15Bに示す各種形状を採用することができる。
The shape of the
次に、第6の実施の形態に係るパッケージ(以下、第6パッケージ10Fと記す)を有する光学部品(以下、第6光学部品100Fと記す)は、図17A及び図17Bに示すように、第6パッケージ10Fと、第6パッケージ10Fに収容される少なくとも1つの光学素子12とを有する。
Next, an optical component (hereinafter referred to as sixth
第6パッケージ10Fは、上述した第1パッケージ10Aと同様に、光学素子12が実装される平板状の第6実装基板14Fと、第6実装基板14F上に接合材16を介して接合される第6透明封止部材18Fとを有する。
The
第6透明封止部材18Fは、例えば平板状の第6実装基板14F上に固定された透明体20を具備する。透明体20の外形は上面が平坦な箱状であり、矩形状の収容空間22を有する。
The sixth transparent sealing
この第6パッケージ10Fにおいても、段差30もしくはテーパ30及び凸部32の形状について、上述した図2A~図5B並びに図11A~図15Bに示す各種形状を採用することができる。
In this
次に、第7の実施の形態に係るパッケージ(以下、第7パッケージ10Gと記す)を有する光学部品(以下、第7光学部品100Gと記す)は、図18A及び図18Bに示すように、第7パッケージ10Gと、第7パッケージ10Gに収容される少なくとも1つの光学素子12とを有する。
Next, an optical component (hereinafter referred to as the seventh
第7パッケージ10Gは、上述した第3パッケージ10C(図9A及び図9B参照)とほぼ同様の構成を有するが、透明体20の形状が異なり、上面が平坦な板状である。すなわち、中実のレンズ体26が省略された形状を有する。
The
この第7パッケージ10Gにおいても、段差30もしくはテーパ30及び凸部32の形状について、上述した図2A~図5B並びに図11A~図15Bに示す各種形状を採用することができる。
In this
[実施形態のまとめ]
[1] 本実施形態に係るパッケージは、透明封止部材(18:18A~18G)と実装基板(14:14A~14G)とが接合され、少なくとも1つの光学素子(12)を収容する空間(22)を有するパッケージ(10:10A~10E)であって、透明封止部材(18)と実装基板(14)とが接合される部分に、空間(22)への接合材(16)の進入を抑制する段差(30)もしくはテーパ(30)を有する。
[Summary of the embodiment]
[1] The package according to this embodiment is a package (10: 10A-10E) in which a transparent sealing member (18: 18A-18G) and a mounting substrate (14: 14A-14G) are bonded together, and which has a space (22) for accommodating at least one optical element (12). The portion where the transparent sealing member (18) and the mounting substrate (14) are bonded has a step (30) or taper (30) that prevents a bonding material (16) from entering the space (22).
上記構成によれば、透明封止部材18を実装基板14に接合する際に、接合材16(樹脂や金属等)の収容空間22への進入を、段差30もしくはテーパ30が抑制するため、光学素子12からの出射光(例えば紫外光13)が、接合材16によって遮られることがほとんどなくなり、全体の光透過率の低下を抑えることができる。
According to the above configuration, when the
また、透明封止部材18を実装基板14に接合する際に、加圧、加熱を実施した場合においても、段差30もしくはテーパ30によって、接合材16の収容空間22への進入が抑制されているため、接合材16の揮発成分が光学素子12に付着する等の現象を抑えることができる。これは、光学素子12並びに光学部品(100:100A~100G)の品質の劣化を抑えることにつながる。
In addition, even if pressure and heat are applied when bonding the
[2] 本実施形態において、段差(30)もしくはテーパ(30)の傾斜角が20°以上90°以下であることが好ましい。 [2] In this embodiment, it is preferable that the inclination angle of the step (30) or taper (30) is 20° or more and 90° or less.
[3] 本実施形態において、透明封止部材(18)及び実装基板(14)の少なくとも一方は、接合される部分に凸部(32)を有し、段差(30)もしくはテーパ(30)は、凸部(32)のうち、接合材(16)と対向する位置に形成されている。これにより、透明封止部材18を実装基板14に接合する際に、接合材16の収容空間22への進入を、効率よく凸部32の段差30もしくはテーパ30によって抑制することができる。
[3] In this embodiment, at least one of the transparent sealing member (18) and the mounting substrate (14) has a convex portion (32) at the portion to be joined, and the step (30) or taper (30) is formed at a position of the convex portion (32) that faces the bonding material (16). As a result, when the
[4] 本実施形態において、段差(30)もしくはテーパ(30)は環状に形成されている。これにより、環状に形成された段差30もしくはテーパ30によって、接合材16の収容空間22への進入を抑制することができる。
[4] In this embodiment, the step (30) or taper (30) is formed in an annular shape. As a result, the
[5] 本実施形態において、複数の段差(30)もしくはテーパ(30)が環状に配列されている。この場合も、環状に配列された複数の段差30もしくはテーパ30によって、接合材16の収容空間22への進入を抑制することが可能となる。
[5] In this embodiment, multiple steps (30) or tapers (30) are arranged in a ring shape. In this case, the
[6] 本実施形態において、段差(30)もしくはテーパ(30)は、実装基板(14)と接合される部分のうち、光学素子(12)に近接する位置に形成されている。段差30もしくはテーパ30を光学素子12に近接する位置に形成することで、接合材16の収容空間22への進入を抑制することが可能となる。
[6] In this embodiment, the step (30) or taper (30) is formed in a portion that is bonded to the mounting substrate (14) and is located close to the optical element (12). By forming the
[7] 本実施形態において、段差(30)は、断面矩形状の一部である。断面矩形状の一部のうち、接合材16と対向する面が段差30を構成することになり、接合材16の収容空間22への進入を抑制することが可能となる。
[7] In this embodiment, the step (30) is a part of the rectangular cross section. Of the part of the rectangular cross section, the surface facing the
[8] 本実施形態において、テーパ(30)は、断面くさび形状の一部であって、テーパ(30)の高い部分が光学素子(12)に近接する位置にある。断面くさび形状の凸部32のうち、接合材16と対向する面が傾斜面を構成し、光学素子12に近づくに従って、接合材16の進入する空間が狭くなる。その結果、接合材16の収容空間22への進入を抑制することが可能となる。
[8] In this embodiment, the taper (30) is part of a wedge-shaped cross section, and the higher part of the taper (30) is located close to the optical element (12). Of the
[9] 本実施形態において、段差(30)もしくはテーパ(30)の高さ(hc)(例えば実装基板(14)の板面と垂直な方向の高さ)が10~500μmであることが好ましい。10μm未満の場合、接合材(接着層)の量が少なくなり、実装基板14もしくは透明封止部材18に対する接着力を確保するのが困難となる。500μmを超えると、段差30もしくはテーパ30の強度が低下し、破損するおそれがある。また、10μm未満の場合、接合材16のはみ出し抑制効果が十分でない。500μmを超えると、光学素子12との高さ関係(ha>hb)が成立しなくなり、その結果、紫外光13が接合材16に当たるおそれがある。
[9] In this embodiment, the height (hc) of the step (30) or taper (30) (for example, the height in a direction perpendicular to the surface of the mounting substrate (14)) is preferably 10 to 500 μm. If it is less than 10 μm, the amount of bonding material (adhesive layer) is reduced, making it difficult to ensure adhesion to the mounting
[10] 本実施形態において、段差(30)もしくはテーパ(30)の幅は、パッケージの大きさ、すなわち、接合材16が塗布される部分(接合材塗布部34)の面積が過剰に狭くならない幅にすることが好ましい。すなわち、少なくとも50μmであることが好ましい。50μm未満であると、接合材16のはみ出し抑制効果が十分でない。
[10] In this embodiment, the width of the step (30) or taper (30) is preferably set to a width that does not excessively narrow the size of the package, i.e., the area of the portion where the
[11] 本実施形態において、段差(30)もしくはテーパ(30)の角部が湾曲していること、すなわち、角部が丸まっていることが好ましい。実装基板14との接触の際などに凸部32の角部が欠けるという現象を回避することができる。
[11] In this embodiment, it is preferable that the corners of the step (30) or taper (30) are curved, i.e., the corners are rounded. This can prevent the corners of the
[12] 本実施形態に係る透明封止部材(18)は、実装基板(14)と接合される接合面(接合材塗布部34)を有する透明封止部材(18)であって、透明封止部材(18)内部への接合材(16)の進入を抑制する段差(30)もしくはテーパ(30)を有する。 [12] The transparent sealing member (18) according to this embodiment is a transparent sealing member (18) having a bonding surface (bonding material application portion 34) that is bonded to the mounting substrate (14), and has a step (30) or taper (30) that prevents the bonding material (16) from entering the inside of the transparent sealing member (18).
上記構成によれば、透明封止部材18を実装基板14に接合する際に、接合材16の収容空間22への進入を、段差30もしくはテーパ30が抑制するため、光学素子12からの出射光が、接合材16によって遮られることがほとんどなくなり、全体の光透過率の低下を抑えることができる。
According to the above configuration, when the
なお、本発明に係るパッケージ及び透明封止部材は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The package and transparent sealing member according to the present invention are not limited to the above-mentioned embodiment, and may of course be configured in various ways without departing from the gist of the present invention.
10A~10G…第1パッケージ~第7パッケージ
12…光学素子
12a…光出射面
13…紫外光
14A~14G…第1実装基板~第7実装基板
14a…下面
16…接合材
18A~18G…第1透明封止部材~第7透明封止部材
20…透明体
20a…内周面
22…収容空間
24…台座
26…レンズ体
30…段差もしくはテーパ
32…凸部
32a…端面
100A~100G…第1光学部品~第7光学部品
200…パッケージ(比較例)
Claims (9)
前記透明封止部材に設けられ、前記実装基板とともに前記空間を形成する凹部と、
前記透明封止部材と前記実装基板とのうちの一方に設けられ、前記透明封止部材と前記実装基板とが接合される部分に位置する凸部と、
を有し、
前記凸部は、前記空間への接合材の進入を抑制する段差もしくはテーパを有し、
前記凸部の突出端は、前記透明封止部材と前記実装基板とのうちの他方に接触し、
前記段差もしくは前記テーパは、前記接合材の位置よりも内側の位置に形成されている、パッケージ。 A package in which a transparent sealing member and a mounting substrate are joined and which has a space for accommodating at least one optical element,
a recess provided in the transparent sealing member and forming the space together with the mounting substrate;
a protrusion provided on one of the transparent sealing member and the mounting substrate, the protrusion being located at a portion where the transparent sealing member and the mounting substrate are joined;
having
The protrusion has a step or a taper that suppresses the intrusion of a bonding material into the space,
a protruding end of the convex portion contacts the other of the transparent sealing member and the mounting substrate,
The step or the taper is formed at a position inside the position of the bonding material.
前記段差もしくは前記テーパの傾斜角が20°以上90°以下である、パッケージ。 2. The package of claim 1,
A package, wherein the inclination angle of the step or the taper is 20° or more and 90° or less.
前記段差もしくは前記テーパは環状に形成されている、パッケージ。 3. The package according to claim 1 or 2,
The step or taper is formed in an annular shape.
複数の前記段差もしくは前記テーパが環状に配列されている、パッケージ。 The package according to any one of claims 1 to 3,
A package in which a plurality of the steps or tapers are arranged in an annular shape.
前記凸部は、前記段差を有し、
前記段差は、断面矩形状の一部である、パッケージ。 The package according to any one of claims 1 to 4,
The protrusion has the step,
A package, wherein the step is a part of a rectangular cross section.
前記凸部は、前記テーパを有し、
前記テーパは、断面くさび形状の一部であって、前記テーパの高い部分が前記光学素子に近接する位置にある、パッケージ。 The package according to any one of claims 1 to 4,
The protrusion has the taper,
The package, wherein the taper is part of a wedge-shaped cross section, and the higher portion of the taper is located adjacent to the optical element.
前記段差もしくは前記テーパの高さが10~500μmである、パッケージ。 The package according to any one of claims 1 to 6,
The height of the step or taper is 10 to 500 μm.
前記段差もしくは前記テーパの幅は、少なくとも50μmであり、
前記段差の幅は、前記凸部のうちの、前記空間側の端面から、前記空間とは反対側の端面までの寸法であり、
前記テーパの幅は、前記凸部の前記空間側の端面から、前記空間とは反対側における前記テーパの終点までの寸法である、パッケージ。 The package according to any one of claims 1 to 7,
The width of the step or taper is at least 50 μm;
the width of the step is a dimension from an end surface of the protrusion on the side of the space to an end surface of the protrusion on the opposite side to the space,
A package, wherein the width of the taper is a dimension from an end face of the protrusion on the side facing the space to an end point of the taper on the opposite side to the space.
前記段差もしくは前記テーパの角部が湾曲している、パッケージ。 The package according to any one of claims 1 to 8,
The package, wherein the step or the taper has a curved corner.
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