CN102656758A - 激光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明得到能够以低应力并且适合的温度驱动LD阵列的廉价的模块构造。具备：散热器（3），对来自接触的部件的热进行散热；辅助装配基板（4），配置于散热器（3）之上，由绝缘材料构成；供电层（5A），配置于辅助装配基板（4）之上；以及半导体激光器阵列（6），具有并列配置于供电层（5A）之上的多个发光部，其中，使辅助装配基板（4）的线膨胀系数小于半导体激光器阵列（6）的线膨胀系数，与具有大于半导体激光器阵列（6）的线膨胀系数的散热器（3）连接了的状态下的辅助装配基板（4）的线膨胀系数成为包括半导体激光器阵列（6）的线膨胀系数在内的规定的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及使用了半导体激光器阵列元件的激光模块。
背景技术
近年来，半导体激光器（Laser Diode：LD）在加工、光源这样的用途中，高输出化的要求变强。作为LD的高输出化的技术，已知使用在同一芯片内在阵列之上并列配置了多个发光点（发射器）的半导体激光器阵列元件（以下，LD阵列）的方法。
LD阵列由于与并列配置了多个具有1个发光点的元件的结构实质上没有差异，所以与并列配置的发射器数成比例地，元件尺寸大型化、并且总发热量增大。如果元件尺寸大型化，则在安装时以及驱动时，由于与接合对方部件的线膨胀系数的不匹配导致应力增大，有时在元件内发生并生长缺陷而到达活性层而产生输出减少的现象（DLD：Dark Line Defect，暗线缺陷）、或者由于裂纹等发展而产生元件破裂的现象。另外，如果元件温度高，则上述缺陷的发展变快，作为其结果元件寿命降低。由此，要求能够以低应力并且适合的温度对LD阵列进行驱动的模块构造。
作为解决这样的问题的方法，提出了在LD阵列与冷却构造部件之间，作为辅助装配，介有线膨胀系数接近LD，热传导率比较高的CuW的板部件的例子（专利文献1、专利文献2）。
专利文献1：日本特开2008－172141号公报
专利文献2：日本特开2006－344743号公报
发明内容
但是，CuW相比于其他Cu等一般的导体材料更昂贵，在使用由CuW构成的零件的情况下，存在导致制造成本增大这样的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种无需使用CuW等昂贵的材料，降低对LD阵列起作用的应力，且廉价的激光模块。
本发明所涉及的激光模块具备：散热器，对来自所接触的部件的热进行散热；辅助装配基板，配置于所述散热器之上，由绝缘材料构成；供电层，配置于所述辅助装配基板之上；以及半导体激光器阵列，具有并列配置于所述供电层之上的多个发光部，所述半导体激光器阵列的线膨胀系数大于所述辅助装配基板的线膨胀系数，小于所述供电层以及所述散热器的线膨胀系数，与所述散热器连接了的状态下的所述辅助装配基板的线膨胀系数成为包括所述半导体激光器阵列的线膨胀系数在内的规定的范围内。
另外，本发明所涉及的激光模块具备：散热器，对来自所接触的部件的热进行散热；辅助装配基板，配置于所述散热器之上，由绝缘材料构成；供电层，配置于所述辅助装配基板之上；以及半导体激光器阵列，具有并列配置于所述供电层之上的多个发光部，所述半导体激光器阵列的线膨胀系数大于所述辅助装配基板的线膨胀系数，小于所述供电层以及所述散热器的线膨胀系数，关于所述散热器与所述辅助装配基板的接合宽度，将所述半导体激光器阵列的宽度作为下限，将如下范围作为上限：能够对向所述半导体激光器阵列起作用的应力与所述连接宽度的关系进行线性近似的范围。
进而，本发明所涉及的激光模块具备：散热器，对来自所接触的部件的热进行散热；辅助装配基板，配置于所述散热器之上，由绝缘材料构成；供电层，配置于所述辅助装配基板之上；以及半导体激光器阵列，具有并列配置于所述供电层之上的多个发光部，所述辅助装配基板的材料是AIN或者SiC，所述散热器的材料是Cu，所述半导体激光器阵列的材料是GaAs，所述供电层的材料是Cu，如果将所述半导体激光器阵列的宽度尺寸设为B，则所述辅助装配基板的与所述散热器的接合宽度尺寸A是B≦A≦B+4mm。
根据本申请发明，能够降低对LD阵列施加的应力，得到廉价的激光模块。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1中的激光模块的整体结构的立体图。
图2是示出本发明的实施方式1中的激光模块的结构的正面图。
图3是示出本发明的实施方式1中的激光模块的结构的侧面图。
图4是示出对激光模块的各元件进行了锡焊之后的冷却过程中的散热器、辅助装配基板、镀敷层、LD阵列的变形举动的示意图。
图5是针对LD阵列的每个宽度示出本发明的实施方式1中的激光模块的辅助装配基板和散热器的接合宽度A与对LD阵列宽度方向起作用的应力的关系的曲线图。
图6是针对辅助装配基板的每个厚度示出本发明的实施方式1中的激光模块的辅助装配基板和散热器的接合宽度A与对LD阵列宽度方向起作用的应力的关系的曲线图。
图7是示出本发明的实施方式1中的LD阵列和镀敷层的电路结构的图。
图8是示出本发明的实施方式1中的激光模块的LD阵列的发射器配置与施加电流的关系的曲线图。
图9是示出本发明的实施方式1中的激光模块的镀敷层的导体厚度尺寸与发射器间电流偏差的关系以及镀敷层的导体厚度尺寸与镀敷表面粗糙度的关系的曲线图。
（附图标记说明）
100：激光光源模块；1：底座；2：引脚；3：散热器；4：辅助装配基板；5A、5B、5C：镀敷层；6：LD阵列；7：导线布线；8：带状布线；21：发射器；22：导体电阻。
具体实施方式
实施方式1.
以下，使用图1~3，说明本实施方式的激光模块100的构造。图1是本实施方式的激光模块100的立体图、图2是本实施方式的激光模块100的正面图、图3是本实施方式的激光模块100的侧面图。另外，将从激光模块100射出激光的一侧作为正面。
激光模块100由底座（stem）1、引脚（lead pin）2、散热器3、具有镀敷层5A、5B、5C的辅助装配基板4、LD阵列6、导线布线7、带状布线8构成。
底座1是由Fe等金属材料构成的板状部件，形成了使引脚2A~2D贯通的4个开口。
引脚2A~2D由导电性材料构成，是从未图示的电源向LD阵列6供给电力的供电线。在引脚2A~2D与底座1之间形成了由玻璃等绝缘部件构成的密封部9A~9D，通过该密封部9A~9D，引脚2A~2D和底座1被电绝缘。这样，在贯通了底座1的状态下通过玻璃密封来绝缘固定引脚2A~2D。
散热器3由Cu、Fe等高热传导的金属材料构成，是从所接触的部件释放热的散热部件，通过焊锡、银焊料等而接合到底座1。或者，通过冷锻等方法而形成为与底座1一体的构造。
辅助装配基板4是介于散热器3与LD阵列6之间，由AlN、SiC等高热传导绝缘材料构成的绝缘基板。在散热器3侧的下表面以及LD阵列6侧的上表面，形成了由Cu等高导电、高热传导并且刚性小的金属材料构成的镀敷层5A、5B、以及5C。辅助装配基板4隔着镀敷层5C通过锡焊等安装固定到散热器3。在将辅助装配基板4通过锡焊安装固定到散热器3的情况下，作为接合材料能够使用AuSn焊锡。
LD阵列6是由并列配置·布线的多个发射器（发光部）构成的半导体元件。LD阵列6在辅助装配基板4侧的下表面以及上表面具有电极，通过对该2个电极之间施加电流，从正面部6a射出激光。LD阵列6的下表面通过锡焊等而与辅助装配基板4的镀敷层5A接合，由此，LD阵列6的下表面的电极和镀敷层5A电连接。在通过锡焊接合LD阵列6和镀敷层5A的情况下，作为接合材料能够使用AuSn焊锡。LD阵列6的上表面的电极与辅助装配基板4的镀敷层5B通过由多根金属细线构成的导线布线7电连接。
作为将电力供给到LD阵列6的供电层的镀敷层5A的上表面两端部通过带状布线8A以及8D而与引脚2A以及2D电接合。作为将电力供给到LD阵列6的供电层的镀敷层5B的上表面两端部通过带状布线8B以及8C而与引脚2B以及2C电接合。
在图1中，以使阳极（anode）位于下表面的方式配置的状态、即以结朝下（junction-down）的方式安装了LD阵列6。因此，如果引脚2A~2D与未图示的电源连接，则通过引脚2A以及2D→带状布线8A以及8D→镀敷层5A→LD阵列6→导线布线7→镀敷层5B→带状布线8B以及8C→引脚2B以及2C这样的供电路径流过电流。通过在LD阵列6中流过电流，在LD阵列6的内部并列配置·布线的各发射器中流过电流，所以各发射器振荡并发光，从而从正面部6a射出激光。
接下来，说明对LD阵列6起作用的应力。以下，通过使用了预先在镀敷层5A之上以及镀敷层5C利用蒸镀而配置的AuSn焊锡的锡焊，进行LD阵列6与镀敷层5A的接合、以及散热器3与镀敷层5C的接合。
作为接合的顺序，首先，在散热器3之上以使镀敷层5C与散热器3相接的方式，配置辅助装配基板4，进而，将LD阵列6配置到镀敷层5A之上。之后，加热至300~400℃而使AuSn焊锡溶融并冷却，而使AuSn焊锡固化。这样，接合散热器3和镀敷层5C以及LD阵列6和镀敷层5A，散热器3和辅助装配基板4以及辅助装配基板4和LD阵列6被接合。
在上述那样的加热以及冷却的工艺中，接合对象的零件成为大致同一温度。但是，如果例如由GaAs构成LD阵列6，由SiC或者AlN构成辅助装配基板4，由Cu构成镀敷层5C以及散热器3，则GaAs的线膨胀系数α是6.6×10-6[mm/（mm·K）]，辅助装配基板4的线膨胀系数β在AlN的情况下是4.8×10-6[mm/（mm·K）]，在SiC的情况下是3.7×10-5[mm/（mm·K）]，Cu的线膨胀系数ρ是16.7×10-6[mm/（mm·K）]，所以在用于使AuSn焊锡溶融的加热过程中，在LD阵列6、辅助装配基板4、镀敷层5C、以及散热器3中，随着温度上升，产生与各材料的线膨胀系数对应的热膨胀。另外，即使在用于使AuSn焊锡固化的冷却过程中，在LD阵列6、辅助装配基板4、镀敷层5C、以及散热器3中，也随着温度降低，产生与各材料的线膨胀系数对应的热收缩。
关于LD阵列6和辅助装配基板4，在冷却过程中，在AuSn焊锡（共晶）的情况下，在达到了作为融点的280℃的时刻，焊锡固化而接合，但如果在接合了的状态下从融点冷却至室温，则对LD阵列6造成与辅助装配基板3和LD阵列6的热收缩量的差异对应的应力。辅助装配基板3和LD阵列6的热收缩量的差异越大，对LD阵列6施加的应力越大，如果对LD阵列6施加的应力变大，则发生上述DLD或者由裂纹等发展，从而LD阵列6的驱动寿命降低。
图4是示出加热以及冷却过程中的散热器3、辅助装配基板4、镀敷层5A、5C、以及LD阵列6的温度变化所致的膨胀和收缩的示意图。在图4中，用虚线来表示加热时的散热器3a、辅助装配基板4a、镀敷层5Aa、5Ca、以及LD阵列6a的形状，用实线来表示冷却后的散热器3b、辅助装配基板4b、镀敷层5Ab、5Cb、以及LD阵列6b的形状。以下，将辅助装配基板4与散热器3的接合宽度尺寸设为A，将辅助装配基板4与LD阵列6的接合宽度尺寸设为B。
如图4所示，各层由于温度的变化而膨胀或者收缩，但由于散热器3和镀敷层5C都由Cu构成，所以不会产生收缩量的差。因此，关于辅助装配基板4与镀敷层5C之间的应力，能够将镀敷层5C的收缩视为与散热器3的收缩同样地考虑。另外，对于镀敷层5A的收缩，例如，如果使辅助装配基板4的厚度成为300μm左右，使镀敷层5A的厚度成为100μm以下左右，则由于相对于SiC的杨氏模量是440GPa（AlN是320GPa），Cu的杨氏模量成为1/3以下的130GPa，且相对SiC，Cu的刚性更小，所以镀敷层5A针对对LD阵列6起作用的应力的影响变小，所以关于LD阵列6与辅助装配基板4之间的应力，能够忽略镀敷层5A。
冷却过程中在AuSn焊锡的温度下降至融点，AuSn焊锡固化了的时刻，在各零件中产生有热膨胀，但焊锡刚刚还处于溶融状态，所以不会从邻接的零件受到压力。但是，如果进一步进行冷却而温度从焊锡融点降低了ΔT，则在散热器3与辅助装配基板4的接合部中，由Cu构成的散热器3想要收缩ρAΔT的长度，相对于此，由AlN或者SiC构成的辅助装配基板4想要收缩βAΔT。散热器3和辅助装配基板4分别被接合约束，但由于ρ>β、并且散热器3的厚度相对辅助装配基板4的厚度充分大，所以辅助装配基板4在与散热器3的接合面中从散热器3接受缩短宽度的朝向的应力，相比于辅助装配基板4单体简单收缩的情况，更大幅收缩变形。
另一方面，LD阵列6的厚度一般是100μm左右，并且作为主材料的GaAs的杨氏模量是83GPa左右而小于辅助装配基板4的杨氏模量，所以在LD阵列6的接合面中辅助装配基板4从LD阵列6不怎么受到热收缩的影响。因此，辅助装配基板4在与散热器3的接合面中由于散热器3的热收缩的影响而产生最大的收缩变形，但在与LD阵列6的接合面中不怎么受到热收缩的影响，所以散热器3的热收缩的影响随着接近与LD阵列6的接合面而缓和，在与LD阵列6的接合面中收缩量成为最小。
如果将辅助装配基板4的与LD阵列6的接合面中的收缩量设为ΔX，则收缩量ΔX小于散热器3单体的收缩量，大于辅助装配基板4单体的收缩量，所以满足βBΔT<ΔX<ρBΔT的关系。另外，LD阵列6单体的收缩量αBΔT也是β<α<ρ，所以满足βBΔT<αBΔT<ρBΔT的关系。此处，收缩量ΔX越接近LD阵列的收缩量αBΔT，由于LD阵列6与辅助装配基板4等其他零件的热膨胀的差异而对LD阵列6施加的应力越缓和。
图5、6是示出本发明的实施方式1中的关于激光模块的辅助装配基板4的接合宽度尺寸A、与使LD阵列6负担的应力的平均值（LD负荷应力）的关系的计算结果的曲线图。图5示出辅助装配基板4的厚度是300μm并且LD阵列6的宽度是2、4、6mm的情况。在图5中，用三角形来表示LD阵列6的宽度是2mm的情况的数据，用菱形来表示LD阵列6的宽度是4mm的情况的数据，用四角形来表示LD阵列6的宽度是6mm的情况的数据。另外，图6示出LD阵列6的宽度是4mm并且辅助装配基板4的厚度是200、300、400μm的情况。在图6中，用三角形来表示辅助装配基板4的厚度是200μm的情况的数据，用菱形来表示辅助装配基板4的厚度是300μm的情况的数据，用四角形来表示辅助装配基板4的厚度是400μm的情况的数据。另外，关于LD负荷应力的值，将LD阵列6的宽度是4mm、辅助装配基板4的厚度是300μm、辅助装配基板4的宽度是4mm的情况归一化为1。
如果将辅助装配基板4的接合宽度尺寸设为A，将LD阵列6的宽度尺寸设为B，则使LD阵列负担的应力不依赖于LD阵列6的宽度以及辅助装配基板4的厚度，在大致A=B时成为最小，在B≦A≦B+4mm的范围内急剧上升，之后缓慢上升。
此处，LD阵列6的收缩量以及辅助装配基板4的收缩量都具有在宽度方向中央部是0，在宽度方向端部成为最大的分布。使LD阵列6负担的应力依赖于辅助装配基板4的收缩量与LD阵列6的收缩量之差，所以具有在LD阵列6的宽度方向中央部是0，在LD阵列6的宽度方向端部成为最大的分布。因此，如果在使LD阵列6负担的应力成为最大的LD阵列6的宽度方向端部，能够使LD阵列6的收缩量和辅助装配基板4的收缩量成为接近的值，则能够降低使LD阵列6负担的应力，能够确保LD阵列6的可靠性。为了在LD阵列6的宽度方向端部中，使LD阵列6的收缩量和辅助装配基板4的收缩量成为接近的值，相比于LD阵列6的宽度尺寸B，辅助装配基板4的接合宽度A的从LD阵列6的超出量即A－B的值占主导地位。因此，以使A－B的值成为规定值以下的方式，根据LD阵列6的宽度尺寸B决定辅助装配基板的A的尺寸即可。
另外，根据使LD阵列6负担的应力，从LD阵列6输出的激光的波长不同。因此，如果在使LD阵列6负担的应力根据辅助装配基板4的接合宽度A而线性地变化的范围内决定辅助装配基板4的接合宽度A，则得到能够降低使LD阵列6负担的应力，并且能够将激光的波长调整为期望的波长这样的效果。
因此，关于辅助装配基板4的接合宽度A，选定为B≦A≦B+4mm的范围即可，即，将LD阵列的宽度尺寸选定为下限，将能够通过辅助装配基板4的接合宽度A针对使LD阵列6负担的应力进行线性近似的范围选定为上限即可。
辅助装配基板4的线膨胀系数β小于LD阵列6的线膨胀系数α。因此，在冷却过程中未考虑散热器3的情况下，辅助装配基板4的收缩量小于LD阵列6的收缩量，LD阵列6在与辅助装配基板4的接合面中受到延长宽度那样的应力。但是，在本实施方式中，将辅助装配基板4配置到线膨胀系数大于该辅助装配基板4的散热器3之上，在冷却过程中，辅助装配基板4从散热器3受到压缩。因此，调整各零件的线膨胀系数以及辅助装配基板4与散热器3的接合宽度，使得从散热器3受到压缩的朝向的应力的基础上的辅助装配基板4的与LD阵列6的边界面中的收缩量、和LD阵列6的与辅助装配基板4的边界面中的收缩量之差成为规定范围即可。因此，通过使与散热器3接合了的状态下的辅助装配基板4的线膨胀系数即“辅助装配基板4的看作的线膨胀系数”成为与LD阵列6的线膨胀系数大致相同程度，即，使“辅助装配基板4的看作的线膨胀系数”成为包括LD阵列6的线膨胀系数在内的规定的范围内，能够降低LD阵列6中产生的应力。此处，能够通过根据构造解析求出对与散热器3接合了的状态下的辅助装配基板4施加的变形量，来得到与散热器3连接的状态下的辅助装配基板4的线膨胀系数即“辅助装配基板4的看作的线膨胀系数”。
接下来，使用图7以及图8，说明本发明的实施方式1中的激光模块的LD阵列6中的电流的偏差。图7是示出LD阵列6和镀敷层5A、5B的电路结构的图，图8是示出本发明的实施方式1中的激光模块的LD阵列6的发射器配置与施加电流的关系的曲线图。以下，将图8所示的最大与最小的发射器电流之差E称为电流偏差。
如果电流流入激光光源模块100，则经由带状布线8而从LD阵列6的两侧面向各发射器21进行供电。带状布线8A以及8D与镀敷层5A的两端部连接，另一方面，在带状布线8A以及8D的连接部之间以一定间隔并列配置了LD阵列6的各发射器，所以如图7所示，在发射器21之间存在导体电阻22。由于该导体电阻22的影响，电流易于流入在接近带状布线8A以及8D的连接部的位置（LD阵列6的外侧）配置的发射器21，但电流不易流入在远离带状布线8A以及8D的连接部的位置（LD阵列6的内侧）配置的发射器21。因此，以往的激光模块在流入各发射器21的电流、以及根据电流而输出的光的强度中发生偏差，向外侧的发射器21流入过剩的电流，所以长期可靠性降低。
相对于此，本实施方式的激光模块通过调整镀敷层5A以及5B的层厚来应对。图9是示出在本发明的实施方式1中的激光模块的LD阵列中，以200μm间距配置了15个发射器的情况下的、电流的偏差与镀敷层5A以及5B的厚度的相关和镀敷层5A的导体厚度尺寸与镀敷层5A的表面粗糙度的相关的曲线图。关于图9的电流偏差的值，以镀敷层5A、5B厚度是100μm的情况为1进行了归一化。根据图9可知，如果镀敷层5A、5B的厚度成为30μm以下，则电流偏差急剧变大，所以能够通过使镀敷层5A、5B的厚度成为30μm以上而将电流偏差抑制为低等级。其原因为，镀敷层5A、5B的厚度增加对应于电连接发射器21之间的布线变粗，伴随镀敷层5A、5B的厚度增加，发射器21之间的导体电阻22减少，所以流入配置于外侧的发射器21的电流与流入配置于内侧的发射器21的电流的差异即电流偏差变小。另一方面，如果镀敷层5A、5B的厚度成为100μm以上，则对LD阵列6施加的应力中的镀敷层5A的影响变大，忽略了镀敷层的上述讨论变得不适合。因此，优选将辅助装配基板4之上的镀敷层5A、5B的厚度C设定为成为30[μm]≦C≦100[μm]即可。另外，如图9所示，通过使镀敷层5A、5B的厚度成为10μm以上而能够将电流偏差抑制为可实用的等级，所以至少将镀敷层5A、5B的厚度C设定为成为10[μm]≦C≦100[μm]即可。这样，通过将镀敷层5A、5B的层厚确保为不易发生电流偏差的厚度以上，能够降低各发射器之间的导体电阻22，能够得到无偏差的光输出。
另外，镀敷是从基板面在厚度方向上使晶体生长的工艺，所以在面内的生长程度中存在偏差。通常，虽然通过添加剂等来抑制面内的偏差，但即使在该情况下，随着镀敷厚度变大，镀敷表面的面粗糙度也变大。根据图9可知，镀敷层5A的表面粗糙度Ry（最薄部与最厚部之差）在使镀敷层5A的厚度成为20μm的情况下成为1μm左右，在使镀敷层5A的厚度成为75μm的情况下成为3μm左右。已知如果由于安装时的加重而在镀敷层5A表面的凸部中使LD阵列6集中负担应力，则由于发生缺陷而可靠性降低，并且由于应力所致的光学特性的变动而使偏振特性等激光性能劣化。一般，LD阵列6与辅助装配基板4之间的焊锡层的厚度在LD安装后是2~3μm左右，所以优选使镀敷层5A的表面粗糙度成为大致2μm以下。根据图9，通过使安装LD阵列6的镀敷层5A的厚度C成为10μm以上50μm以下，能够将镀敷层5A的表面粗糙度Ry抑制为2μm以下，能够构成不会损失偏振特性、可靠性，而减小了LD阵列6的电流偏差的激光模块。另外，虽然激光模块100的制造成本增加，但在镀敷之后通过研磨等加工进行了减小面粗糙度的处理的情况下，不限于上述。
另外，通过使镀敷层5A的层厚厚至30μm以上，相对于CuW的杨氏模量是255GPa，Cu的杨氏模量的刚性小至1/2左右的130GPa，所以即使在由于热膨胀、接合时的载荷等而对LD阵列6产生了负荷的情况下，镀敷层5A作为干扰层发挥作用，能够降低应力。
如以上所述，本申请发明的实施方式1的激光模块调整散热器3与辅助装配基板4的接合宽度尺寸A，而使由散热器3、辅助装配基板4、镀敷层5A、5C构成的复合材料中的LD阵列6接合面的热膨胀量与LD阵列6的热膨胀量之差处于规定范围内，即，使与散热器3连接了的状态下的辅助装配基板4的看作的线膨胀系数成为包括LD阵列6的线膨胀系数在内的规定的范围内，所以能够得到降低在LD阵列6的焊锡接合时以及LD阵列6的驱动时使LD阵列6负担的应力，热传导性能良好的廉价的激光模块。
另外，通过在辅助装配基板4之上设置厚度30μm以上的镀敷层5A、5B并用作供电导体，即使在供给大电流的情况下，也能够减小供电导体中的LD阵列6的发射器21之间的电压下降。结果，流入LD阵列6的各发射器21的电流量变得均匀，不会出现电流集中到一部分的发射器21而产生过剩的发光以及温度上升的现象，长期寿命特性提高。
另外，相对于以往用作辅助装配基板4的材料的CuW的体积电阻率是5.4[μΩ·cm]，在供电层中使用体积电阻率是CuW的大致1/3的1.7[μ·cm]的Cu，所以在同一构造下能够将导体电阻所致的各发射器21之间的施加电流偏差抑制为大致1/3。由此，相比于以往的作为应力缓和构造并且供电导体，将CuW用作辅助装配基板4的材料的情况，能够抑制向外侧的发射器21的电流集中而提高寿命。
另外，在LD阵列6振荡·发光时，不对发光作出贡献的电力被消耗为热，而LD阵列6是温度越高，越容易促进内部缺陷的发展而寿命降低。通过将底座1热学结合到冷却器，在LD阵列6中发生的热按照辅助装配基盤4→散热器3→底座1这样的路径被输送到激光模块100的外部，所以热输送路径的热电阻值大幅依赖于LD阵列6的温度。在实施方式1的激光模块中，代替热传导率是170[Wm·K]左右的CuW，而使用热传导率是大致2.3倍的398[Wm·K]的Cu，所以相比于CuW的情况，导体部的热电阻成为一半以下，能够使LD阵列6的温度成为低而适合的温度范围。因此，能够提高LD阵列6的寿命。
另外，在实施方式1记载的构造中，在辅助装配基板4之上通过镀敷使供电层成为一体结构，所以相比于在辅助装配基板4之上安装CuW基板的情况，能够减少零件数量，能够削减零件组装成本。供电层也可以是并非镀敷而通过AuSn焊锡等对板部件进行锡焊的结构。在该情况下，LD阵列6安装面的板部件的面粗糙度不依赖于板部件的厚度，所以对于增大板部件的厚度所致的激光特性以及可靠性的降低，不需要考虑。
另外，在实施方式1中，在辅助装配基板4的上表面形成镀敷层5A、5B，在下表面形成镀敷层5C，但下表面的镀敷层5C无需一定形成。
另外，在上述中说明了LD阵列6的安装方向是结朝下的情况，但即使在安装方向是结朝上（junction-up）的情况下，仅使电流流过的朝向相逆，不会对结构以及效果造成影响。
Claims (6)
1.一种激光模块，其特征在于，具备：
散热器，对来自所接触的部件的热进行散热；
辅助装配基板，配置于所述散热器之上，由绝缘材料构成；
供电层，配置于所述辅助装配基板之上；以及
半导体激光器阵列，具有并列配置于所述供电层之上的多个发光部，
所述半导体激光器阵列的线膨胀系数大于所述辅助装配基板的线膨胀系数，小于所述供电层以及所述散热器的线膨胀系数，
与所述散热器连接了的状态下的所述辅助装配基板的线膨胀系数成为包括所述半导体激光器阵列的线膨胀系数在内的规定的范围内。
2.一种激光模块，其特征在于，具备：
散热器，对来自所接触的部件的热进行散热；
辅助装配基板，配置于所述散热器之上，由绝缘材料构成；
供电层，配置于所述辅助装配基板之上；以及
半导体激光器阵列，具有并列配置于所述供电层之上的多个发光部，
所述半导体激光器阵列的线膨胀系数大于所述辅助装配基板的线膨胀系数，小于所述供电层以及所述散热器的线膨胀系数，
关于所述散热器与所述辅助装配基板的接合宽度，将所述半导体激光器阵列的宽度作为下限，将如下范围作为上限：能够对向所述半导体激光器阵列起作用的应力与所述连接宽度的关系进行线性近似的范围。
3.一种激光模块，其特征在于，具备：
散热器，对来自所接触的部件的热进行散热；
辅助装配基板，配置于所述散热器之上，由绝缘材料构成；
供电层，配置于所述辅助装配基板之上；以及
半导体激光器阵列，具有并列配置于所述供电层之上的多个发光部，
所述辅助装配基板的材料是AIN或者SiC，
所述散热器的材料是Cu，
所述半导体激光器阵列的材料是GaAs，
所述供电层的材料是Cu，
如果将所述半导体激光器阵列的宽度尺寸设为B，
则所述辅助装配基板的与所述散热器的接合宽度尺寸A是B≦A≦B+4mm。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的激光模块，其特征在于，
所述辅助装配基板的材料是AIN或者SiC，
所述散热器的材料是Cu，
所述半导体激光器阵列的材料是GaAs，
所述供电层的材料是Cu，
所述供电层的厚度是10μm以上且100μm以下。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的激光模块，其特征在于，
所述辅助装配基板的材料是AIN或者SiC，
所述散热器的材料是Cu，
所述半导体激光器阵列的材料是GaAs，
所述供电层的材料是Cu，
所述供电层的厚度是30μm以上100μm以下。
6.根据权利要求1~3中的任一项所述的激光模块，其特征在于，
所述辅助装配基板的材料是AIN或者SiC，
所述散热器的材料是Cu，
所述半导体激光器阵列的材料是GaAs，
所述供电层是通过镀敷形成的Cu，
所述供电层的厚度是10μm以上且50μm以下。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120905 |