JP2001102674A - 半導体レーザ素子搭載用基板および半導体レーザモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＬＤ素子に対して迅速かつ高精度な温度制御を
行ない得るとともにＬＤ基板に搭載される部品点数を少
なくしてＬＤモジュールの組み立てを容易とすること。 【解決手段】絶縁基板７上に半導体レーザ素子４を搭載
する搭載部８を有するとともに、搭載部８直下の絶縁基
板７内部に発熱抵抗体９が埋設されており、かつ絶縁基
板７の内部または上面に測温抵抗体５が形成されている
ＬＤ基板６およびこれを使用したＬＤモジュールであ
る。ＬＤ素子４の作動停止時にＬＤ素子４を作動時と同
様の高温としておくことができ、ＬＤ素子４の作動開始
時等に迅速かつ高精度の温度制御を可能とするとともに
ＬＤ基板にサーミスタ等の測温素子を搭載する必要がな
く、ＬＤモジュールの組み立てが容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
を搭載するとともに温度調節機能を有する半導体レーザ
素子搭載用基板、およびこれを使用した光通信用の半導
体レーザモジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信用の半導体レーザ（Laser
Diode で、以下、ＬＤと略す）モジュールに使用される
ＬＤ素子は、その発振波長や光出力等がＬＤ素子の温度
により変化することが判っている。従って、ＬＤ素子を
安定して作動させるためには、ＬＤ素子の温度を所定の
温度に制御することが必要となる。従来より、ＬＤ素子
の温度制御は、ＬＤ素子の温度を測定するための測温素
子と、この測温素子が測定した温度情報を基にＬＤ素子
の冷却または加熱を行なうためのペルチェ素子とにより
行なわれている。そして、このような測温素子およびペ
ルチェ素子は、ＬＤ素子とともに気密封止が可能なパッ
ケージ内に収められてＬＤモジュールを構成する。

【０００３】ここで、従来のＬＤモジュールを図６に断
面図で示す。従来のＬＤモジュールは、基体２１と蓋体
２２とから成るパッケージ２０の内部に、ペルチェ素子
２３，ＬＤ素子２４および測温素子２５を気密に収容し
て成る。なお、ＬＤ素子２４および測温素子２５は、こ
れらを搭載するためのＬＤ素子搭載用基板（サブキャリ
ア）２６の上に配置されている。パッケージ２０を構成
する基体２１は、酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）質焼
結体等のセラミックスや銅（Ｃｕ）−タングステン
（Ｗ）合金，鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト
（Ｃｏ）合金等の金属から成り、主として平板状の底板
部２１ａと枠状の側壁部２１ｂとから構成され、上面が
開口された箱状となっている。基体２１の底板部２１ａ
の上面にはペルチェ素子２３が搭載固定されており、こ
のペルチェ素子２３の上面には、ＬＤ素子２４および測
温素子２５がＬＤ素子搭載用基板２６の上に配置された
状態で搭載されている。

【０００４】また、基体２１の側壁部２１ｂには、鉄−
ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属か
ら成る光ファイバ固定部材としてのパイプ２７が取着さ
れており、このパイプ２７の内部には光ファイバ２８が
挿通されＬＤ素子２４と光学的に結合した状態で固定さ
れている。光ファイバ２８は、その先端の光入出射端が
ＬＤ素子２４と対向して配置されており、ＬＤ素子２４
からのレーザ光を光ファイバ２８を介して外部に伝送で
きるようになっている。

【０００５】さらに、基体２１の底板部２１ａまたは側
壁部２１ｂには、リード端子２９が固定されており、こ
のリード端子２９は、ペルチェ素子２３やＬＤ素子２
４，測温素子２５と電気的に接続されている。

【０００６】また、蓋体２２は、鉄−ニッケル−コバル
ト合金や鉄−ニッケル合金等の金属から成る平板状のも
のであり、基体２１の側壁部２１ｂの上面に例えばシー
ム溶接法により接合されることにより、基体２１と蓋体
２２とから成るパッケージを構成し、その内部にペルチ
ェ素子２３およびＬＤ素子２４ならびに測温素子２５を
収納し、気密に封止している。

【０００７】この従来のＬＤモジュールにおいて使用さ
れるＬＤ素子搭載用基板（以下ＬＤ基板と略す）２６に
ついて、図７を用いてより詳細に説明する。図７は、図
６のＬＤ基板２６とその上に配置されたＬＤ素子２４お
よび測温素子２５とを示す斜視図である。ＬＤ基板２６
は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料
から成る基板３０の上面の一端側に、ＬＤ素子２４を搭
載するための金属薄膜から成る搭載部３１を有してい
る。搭載部３１を構成する金属薄膜は、例えばチタン
（Ｔｉ）膜，白金（Ｐｔ）膜，金（Ａｕ）膜からなる３
層構造の金属薄膜である。この搭載部３１の上に、ＬＤ
素子２４が例えば金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）合金から成る
ろう材を介して固定されている。ＬＤ基板２６はまた、
その裏面にも例えばチタン膜，白金膜，金膜からなる３
層構造の金属薄膜（不図示）が略全面に被着されてお
り、この裏面の金属薄膜とペルチェ素子２３とをろう付
けすることによりＬＤ基板２６がペルチェ素子２３上に
接合固定されている。

【０００８】なお、測温素子２５は、例えばサーミスタ
から成り、基板３０の上面の光ファイバと反対側にＬＤ
素子２４に隣接して搭載されている。この測温素子２５
は、温度によってその電気抵抗値が変化し、その電気抵
抗値の変化をリード端子２９を介して外部の制御回路に
伝え、この制御回路からの指示でペルチェ素子２３を駆
動することによりＬＤ素子２４を所定の温度に制御す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＬＤモジュ
ールにおいては、ＬＤ素子２４は作動時には発熱して高
温となり、作動停止時にはその温度が下がる。そこで、
ＬＤ素子２４の作動時にはＬＤ素子２４を冷却し、逆に
作動停止時には加熱しなければならない。しかしなが
ら、ペルチェ素子２３はある程度の熱容量を有すること
およびＬＤ素子２４との間にＬＤ基板２６を介している
ことから、ペルチェ素子２３による冷却状態と加熱状態
とがすぐには切り替わらずに、例えばＬＤ素子２４の作
動開始時等にＬＤ素子２４が定温状態となるまでに時間
がかかり、迅速、かつ高精度なＬＤ素子２４の作動およ
び温度制御を行なうことが困難であるという問題点を有
していた。また、ＬＤ基板２６上面の光ファイバと反対
側に例えばサーミスタ等から成る測温素子２５がＬＤ素
子２４に隣接して搭載されており、このため、ＬＤ基板
６上に搭載される部品点数が多く、モジュールの組み立
てが煩雑であるという問題点を有していた。

【００１０】本発明はかかる従来の問題点に鑑み完成さ
れたものであり、その目的は、迅速でかつ高精度な作動
および温度制御を行なうことが可能なＬＤ素子搭載用基
板およびＬＤモジュールを提供することにある。また本
発明の別の目的は、ＬＤ基板に搭載される部品点数を少
なくし、組み立てが簡単なＬＤモジュールを提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ素
子搭載用基板は、絶縁基板上に半導体レーザ素子を搭載
する搭載部を有するとともに、該搭載部直下の絶縁基板
内部に発熱抵抗体が埋設されており、かつ前記絶縁基板
の内部または上面に測温抵抗体が形成されていることを
特徴とするものである。

【００１２】また、本発明のＬＤモジュールは、上記の
半導体レーザ素子搭載用基板上に半導体レーザ素子を搭
載するとともに、これらを気密封止されたパッケージの
内部にペルチェ素子を介して収容して成ることを特徴と
する。

【００１３】本発明のＬＤ基板およびＬＤモジュールに
よれば、ＬＤ素子が搭載されるＬＤ基板の搭載部の直下
に発熱抵抗体が埋設されていることから、この発熱抵抗
体により加熱することによって、作動停止時のＬＤ素子
を常に作動時と同様の高温となしておくことができ、こ
れによりＬＤ素子の作動開始時等に迅速かつ高精度な作
動開始および温度制御を行なうことができる。また、Ｌ
Ｄ基板の絶縁基板の内部または表面に測温抵抗体が形成
されていることから、この測温抵抗体を測温素子として
利用することによりＬＤ基板上にサーミスタ等の測温素
子を搭載する必要がなく、ＬＤ基板に搭載される部品点
数を少なくしてモジュールの組み立てを容易とすること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明を添付の図面を基に
詳細に説明する。図１は、本発明のＬＤ基板およびこれ
を使用したＬＤモジュールの実施形態の一例を示す断面
図であり、本発明のＬＤモジュールは、基本的に、基体
１と蓋体２とから成るパッケージの内部にペルチェ素子
３，ＬＤ素子４，測温抵抗体５ならびにＬＤ基板６を気
密に収容して成る。

【００１５】パッケージを構成する基体１は、酸化アル
ミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）質焼結体や窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）質焼結体，ムライト（３Ａｌ₂ Ｏ₃ ，２Ｓｉ
Ｏ₂ ）質焼結体，炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体，窒化珪
素（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）質焼結体，ガラスセラミックス等のセ
ラミックス材料、あるいは銅を含浸させたタングステン
多孔質体や鉄−ニッケル合金，鉄−ニッケル−コバルト
合金等の金属から成り、基体１の主要部は略平板状の底
板部１ａと枠状の側壁部１ｂとから構成されている。な
お、底板部１ａと側壁部１ｂとは同じ材料から形成され
ていてもよいし、互いに異なる材料から形成されていて
もよい。ただし、底板部１ａと側壁部１ｂとを互いに異
なる材料で形成する場合には、両者の熱膨張係数の差が
できるだけ小さいものとなる組み合わせを選択すること
が好ましい。

【００１６】基体１の底板部１ａの上面には、ペルチェ
素子３が搭載固定される。ペルチェ素子３は、ＬＤ素子
４を所定の温度に冷却するための熱ポンプとして機能
し、測温抵抗体５により測定したＬＤ素子４の温度情報
を基にＬＤ素子４が所定の温度となるように冷却する。
そして、このペルチェ素子３の上面には、ＬＤ基板６が
搭載固定されており、このＬＤ基板６上にはＬＤ素子４
および測温抵抗体５が配置されている。なお、この例で
は測温抵抗体５は基板６の上面に被着形成されている。

【００１７】ＬＤ基板６は、図２に斜視図で示すよう
に、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼
結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素
質焼結体，ガラスセラミックス等の電気絶縁性の材料か
ら成る、長方形等の四角平板状の２層の絶縁層７ａ，７
ｂを、積層一体化した絶縁基板７の上面にＬＤ素子４を
搭載するための搭載部８および測温抵抗体５を有すると
ともに、搭載部直下で絶縁層７ａと７ｂとの間にＬＤ素
子４を加熱するための発熱抵抗体９が埋設されて成る。
この基板６は、下層の絶縁層７ｂの測温抵抗体５側の一
端部が上層の絶縁層７ａから突出しており、この突出部
の上面に発熱抵抗体９の両端部が導出している。また、
絶縁基板７の下面には、ＬＤ基板６をペルチェ素子３に
接合するための接合用金属層（不図示）が被着されてい
る。なお、図２では絶縁基板７が絶縁層７ａ，７ｂを積
層させた構造であるが、３層以上の絶縁層を積層させた
構造としても構わない。

【００１８】絶縁基板７は、例えば酸化アルミニウム質
焼結体から成る場合、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸
化マグネシウム，酸化カルシウム等のセラミック粉末に
適当な有機バインダ，溶剤を添加混合して得た泥漿状の
ペーストを、公知のドクタブレード法によりシート状に
成形することにより、絶縁層７ａ，７ｂ用の２枚のセラ
ミックグリーンシートを準備し、このセラミックグリー
ンシートに適当な打ち抜き加工や切断加工を施した後、
上下に積層し、この成形体を約１６００℃の温度で焼成
することによって製作される。

【００１９】なお、絶縁基板７は、窒化アルミニウム質
焼結体や炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体で形成す
ると、これらの材料はその熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋ以
上と高いため、ＬＤ基板６上に搭載されるＬＤ素子４と
ペルチェ素子３との間の熱伝達を良好に行なうことがで
き、ＬＤ素子４の温度制御を迅速に行なうことが可能と
なる。

【００２０】絶縁基板７の上面に配設された搭載部８
は、絶縁基板７にＬＤ素子４を接合するための下地金属
として機能し、その上面にはＬＤ素子４が金−錫合金等
の低融点ろう材を介して取着される。

【００２１】この搭載部８は、例えば絶縁基板７の側か
らチタン膜，白金膜，金膜の順で積層された３層構造の
金属薄膜から形成されている。チタン膜は、絶縁基板７
に対する密着金属であり、その厚みが好ましくは１００
〜２０００オングストローム（Å）程度である。チタン
膜の厚みが１００オングストローム未満では、絶縁基体
７に強固に密着することが困難となる傾向にあり、２０
００オングストロームを超えると、成膜時に発生する内
部応力によって剥離が発生しやすくなる。また、白金膜
はチタン膜中のチタンが金膜に拡散するのを防止するバ
リア層であり、その厚みが好ましくは５００〜１０００
０オングストローム程度である。白金膜の厚みが５００
オングストローム未満では、チタン膜中のチタンが金膜
に拡散するのを十分に防止することが困難となる傾向に
あり、１００００オングストロームを超えると、成膜時
に発生する内部応力によって剥離が発生しやすくなる。
さらに、金膜は、搭載部８にＬＤ素子４を取着する際の
ろう材との濡れ性を向上させるためのものであり、その
厚みが好ましくは１０００〜５００００オングストロー
ム程度である。金膜の厚みが１０００オングストローム
未満では、ろう材に対する十分な濡れ性が得られなくな
る傾向にあり、５００００オングストロームを超える
と、成膜時に発生する内部応力によって剥離が発生しや
すくなる。

【００２２】なお、このような搭載部８用のチタン膜，
白金膜，金膜は、スパッタリング法やイオンプレーティ
ング法，蒸着法等の公知の薄膜成形技術を採用すること
によって、これらの金属膜を絶縁基板７の上面に被着さ
せるとともに、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて
所定のパターンにエッチングすることによって形成され
る。

【００２３】また、絶縁基板７の上面に形成された測温
抵抗体５は、搭載部８に搭載されたＬＤ素子４の温度を
測定するための測温素子として機能し、例えばチタン膜
と白金膜とが積層された２層構造の金属薄膜からなる。
チタン膜は、絶縁基板７に対する密着金属であり、その
厚みが好ましくは１００〜２０００オングストローム程
度である。チタン膜の厚みが１００オングストローム未
満では、絶縁基体７に強固に密着することが困難となる
傾向にあり、２０００オングストロームを超えると、成
膜時に発生する内部応力によって剥離が発生しやすくな
る。また、白金膜は主要抵抗体として機能し、その厚み
が好ましくは５００〜１００００オングストローム程度
である。白金膜の厚みが５００オングストローム未満で
は、白金膜にピンホール等の欠陥が発生しやすく、均質
な測温抵抗体５を得ることが困難となる傾向にあり、１
００００オングストロームを超えると、成膜時に発生す
る内部応力によって剥離が発生しやすくなる。この金属
薄膜から成る測温抵抗体５は、その電気抵抗値が温度に
よって変化するので、電気抵抗値を測定することによっ
てＬＤ素子４の温度を知ることができる。

【００２４】そして、この例のＬＤ基板６においては、
測温抵抗体５は線状または帯状であり、基板７上面の搭
載部８に隣接して綴ら折り状のパターンに被着形成され
ている。このように、測温抵抗体５が基板７の上面に被
着形成されているので、ＬＤ基板６の上にサーミスタ等
の測温素子を搭載する必要がない。したがって、ＬＤモ
ジュールの組み立てが極めて簡単になる。測温抵抗体５
の幅は、０．０１〜１ｍｍ程度が好ましい。測温抵抗体
５の幅が０．０１ｍｍ未満では、測温抵抗体５に断線が
発生する恐れが高くなる。他方１ｍｍを超えると、測温
抵抗体５の電気抵抗値が小さくなり過ぎて測温の精度が
低下する。そして、測温抵抗体の長さは、０．５〜５０
ｍｍ程度が好ましい。測温抵抗体５の長さが０．５ｍｍ
未満では、測温抵抗体としての十分な電気抵抗値を得る
のが困難となる傾向にあり、他方５０ｍｍを超えると、
そのような長い測温抵抗体を絶縁基板７の上面に設ける
ために基板６が大型化してしまう。また、測温抵抗体５
はその入出力用の両端部に外部の制御回路等に電気的に
接続される端子電極５ａが形成されている。この端子電
極５ａは、測温抵抗体５の両端部に例えば金の薄膜を被
着させて成る。そして、測温抵抗体５は、例えばチタン
膜と白金膜とが積層された２層構造の金属薄膜から成る
場合、絶縁基板７の上面にチタン膜，白金膜，金膜をス
パッタリング法やイオンプレーティング法、蒸着法等の
薄膜形成技術により順次被着させるとともに、これらを
フォトリソグラフィ技術により所定のパターンにエッチ
ングするとこによって搭載部８と同時に絶縁基板７の上
面に形成される。

【００２５】また、絶縁基板７の搭載部８直下に埋設さ
れた発熱抵抗体９は、ＬＤ素子４を加熱するための発熱
抵抗体であり、例えばタングステン（Ｗ），モリブデン
（Ｍｏ），タングステン（Ｗ）−モリブデン（Ｍｏ）合
金，タングステン（Ｗ）−レニウム合金（Ｒｅ），白金
（Ｐｔ）等の抵抗体材料から成る。このように、ＬＤ基
板６には、搭載部８の直下に発熱抵抗体９が配置されて
いることから、ＬＤ素子４の作動停止時に発熱抵抗体９
を発熱させてＬＤ素子４を作動時と同様の高温としてお
くことができ、その結果ＬＤ素子４の作動開始時に迅速
かつ高精度の作動開始および温度制御を行なうことがで
き、半導体レーザ素子４を常に安定、かつ確実に作動さ
せることが可能となる。

【００２６】発熱抵抗体９は、例えばタングステン−モ
リブデン合金から成る場合であれば、１０〜９０重量％
のタングステン粉末および１０〜９０重量％のモリブデ
ン粉末に適当な有機バインダ，溶剤を添加混合して得た
抵抗体ペーストを絶縁基板７用のセラミックグリーンシ
ートに公知のスクリーン印刷法により所定のパターンに
印刷塗布するとともに、これを前記セラミックグリーン
シートと同時焼成することによって絶縁基板７の搭載部
８直下に埋設されるように形成される。なお、発熱抵抗
体９の電気抵抗を高いものとするとともにその熱膨張係
数を調整するために、前記抵抗体ペースト中に絶縁基板
７用のセラミックグリーンシートに含有されるセラミッ
ク粉末を５〜３０重量％程度含有させてもよい。そし
て、本発明のＬＤ基板６においては、発熱抵抗体９が絶
縁基板７内部で搭載部８直下に埋設されていることが重
要である。

【００２７】また、本発明の発熱抵抗体９は、図２に示
すように線状または帯状とされ、ＬＤ素子４の裏面全体
に対応するように、綴ら折り状または螺旋状に形成する
のが好ましい。なお、発熱抵抗体９の発熱量は、０．１
〜１０００ｍＷ程度が好ましい。０．１ｍＷ未満ではＬ
Ｄ素子４を十分に加熱することが困難となり、他方１０
００ｍＷを超えると、ＬＤ素子４が高温となりすぎる危
険がある。また一般に、ＬＤ素子４が駆動される温度は
約２０〜８０℃であり、前記温度範囲内で温度を変化さ
せることにより発振波長を制御することもできる。

【００２８】発熱抵抗体９は、その入出力用の両端部を
絶縁基板７の表面に導出させるようにして、搭載部８と
の間に好ましくは０．０１〜１ｍｍの間隔をあけて搭載
部８の直下に埋設されており、これによりＬＤ素子４を
短い距離で短時間に加熱することができ、迅速かつ精度
の高い温度制御が可能となる。このように発熱抵抗体９
は、搭載部８の直下に埋設させただけなので絶縁基板７
上に大きな領域を占有することがない。その結果、ＬＤ
基板６が大型化することはない。そして、発熱抵抗体９
と搭載部８との間隔が０．０１ｍｍ未満の場合、発熱抵
抗体９と搭載部８との間に電気的な短絡を引き起こす危
険性があり、他方１ｍｍを超えると、搭載部８に搭載さ
れるＬＤ素子４から発熱抵抗体９までの距離が大きなも
のとなり過ぎて、ＬＤ素子４のを迅速に加熱することが
困難となる傾向にある。

【００２９】なお、発熱抵抗体９は、その厚みが５〜５
０μｍ程度が良い。発熱抵抗体９の厚みが５μｍ未満で
あると、発熱抵抗体９に断線が発生する恐れが高くな
る。他方５０μｍを超えると、発熱抵抗体９の電気抵抗
値が小さくなり過ぎて、発熱の効率が低下する。また、
発熱抵抗体９の幅は、０．０５〜０．５ｍｍ程度が好ま
しい。発熱抵抗体９の幅が０．０５ｍｍ未満では、発熱
抵抗体９に断線が発生する恐れが高くなる。他方０．５
ｍｍを超えると、発熱抵抗体９の電気抵抗値が小さくな
り過ぎて、発熱の効率が低下する。そして、発熱抵抗体
９の長さは、０．５〜５０ｍｍ程度が好ましい。発熱抵
抗体９の長さが０．５ｍｍ未満では、発熱抵抗体として
の十分な電気抵抗値を得るのが困難となる傾向にあり、
他方５０ｍｍを超えると、そのような長い発熱抵抗体９
を絶縁基板７に設けるためにＬＤ基板６を大型化する必
要ある。

【００３０】さらに、絶縁基板７の表面に導出した発熱
抵抗体９の両端部には、外部の制御回路に電気的に接続
される端子電極９ａが形成されている。この端子電極９
ａは、絶縁基板７の絶縁層７ｂの上面において線状の発
熱抵抗体９の両端部を金属薄膜で覆うようにして形成さ
れ、例えば搭載部８を構成する金属薄膜と同じ構成の金
属薄膜を被着させて成る。このような端子電極９ａは、
例えば予め絶縁基板７の内部に発熱抵抗体９となる抵抗
体材料を、その両端部が絶縁基板７の絶縁層７ｂの上面
に露出するようにして形成するとともに、その上を覆う
ようにして搭載部８および端子電極９ａとなる金属薄膜
を被着させ、この金属薄膜を搭載部８および端子電極９
ａの部分が残るようにエッチングすることにより搭載部
８と同時に形成することができる。

【００３１】また、絶縁基板７の下面（裏面）に被着さ
せた接合用金属層は、搭載部８を構成する金属薄膜と同
じ構成の金属薄膜から形成すればよい。

【００３２】そして、図１に示すように、基体１の側壁
１ｂにはこれを貫通するようにして鉄−ニッケル合金や
鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成るパイプ１
０が取着固定されている。パイプ１０は、パッケージに
光ファイバ１１を固定するためのものであり、その内部
に光ファイバ１１が挿通固定される。光ファイバ１１
は、その先端がＬＤ素子４と対向するようにして配置さ
れており、これによりＬＤ素子４から発生するレーザ光
を光ファイバ１１を介して外部に伝送することができ
る。

【００３３】さらに、基体１の底板部１ａまたは側壁部
１ｂには、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト
合金等の金属から成るリード端子１２がパッケージの外
部に突出するようにして設けられる。このリード端子１
２は、基体１の底板部１ａまたは側壁部１ｂを貫通する
ようにして設けられる、または基体１の内部から外部に
導出する配線導体に接合されることにより、パッケージ
の内部と外部とを電気的に接続することを可能とする。
そして、リード端子１２には、パッケージ内部のペルチ
ェ素子３，ＬＤ素子４，測温抵抗体５，発熱抵抗体９が
電気的に接続されている。

【００３４】他方、蓋体２は、鉄−ニッケル合金や鉄−
ニッケル−コバルト合金等の金属から成る略平板であ
り、基体１の側壁部１ｂの上面に例えばシーム溶接によ
り接合される。そして、これにより基体１と蓋体２とか
ら成る箱状のパッケージの内部にペルチェ素子３，ＬＤ
素子４および測温抵抗体５等が気密に封止されている。
なお、蓋体２をシーム溶接により側壁部１ｂに接合する
場合であって、側壁部１ｂがセラミックス材料や銅を含
浸させたタングステン多孔質体から成る場合、側壁部１
ｂの上面に鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト
合金から成る金属枠体をシーム溶接のための下地金属部
材として予め取着させておく必要がある。

【００３５】かくして、本発明のＬＤ基板およびＬＤモ
ジュールによれば、ＬＤ素子の作動停止時にＬＤ素子を
作動時と同様の高温に加熱することにより、迅速かつ高
精度の温度制御が可能となるとともにモジュールの組み
立てが容易となる。

【００３６】なお、本発明のＬＤ基板およびＬＤモジュ
ールは上述の実施形態に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能で
ある。例えば、上述の実施形態の一例では、ＬＤ基板６
の搭載部８および測温抵抗体５は、密着金属としてチタ
ンを、バリア層および主要抵抗体として白金を使用した
が、密着金属としては、クロム（Ｃｒ），タンタル（Ｔ
ａ），ニオブ（Ｎｂ），ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ），窒化
タンタル（Ｔａ₂ Ｎ）等を使用してもよく、またバリア
層および主要抵抗体としては、パラジウム（Ｐｄ），ロ
ジウム（Ｒｈ），ルテニウム（Ｒｕ），ニッケル（Ｎ
ｉ），チタン（Ｔｉ）−タングステン（Ｗ）等を用いて
もよい。

【００３７】また、ＬＤ基板６の搭載部８の上面にＬＤ
素子４を取着するための、例えば金−錫合金から成るろ
う材を、スパッタリング法等を採用して所定の厚みに被
着させてもよい。この場合には、搭載部８にＬＤ素子４
を搭載する際にろう材を配置する手間を省くことができ
る。

【００３８】さらに、上述の実施の形態の例では、例え
ば測温抵抗体５を絶縁基板７の上面に搭載部８に隣接し
て綴ら折り状に設けたが、測温抵抗体５は、図３にＬＤ
基板６の斜視図で示すように、絶縁基板７の上面に搭載
部８との間に好ましくは０．０１〜５ｍｍ程度の間隔を
あけて搭載部８を取り囲むように設けられてもよい。こ
の場合、測温抵抗体５が絶縁基板７上に占有する領域を
小さいものとして、ＬＤ基板６およびこれを収容するＬ
Ｄモジュールを小型化することができる。また、ＬＤ素
子４からの熱を短い距離で略均一に受けることができ、
迅速かつ精度の高い測温が可能である。このＬＤ基板６
では測温抵抗体５と搭載部８との間隔が０．０１ｍｍ以
下となると、測温抵抗体５と搭載部８との間に電気的な
短絡を引き起こす危険性があり、他方５ｍｍを超える
と、搭載部８に搭載されるＬＤ素子４から測温抵抗体５
までの距離が長いものとなり、ＬＤ素子４の温度の変化
に対する追従性が鈍いものとなるとともに、測温抵抗体
５を設けるために大きな領域が必要となりＬＤ基板６が
大型化してしまう。

【００３９】またさらに、上述の実施形態の例では、測
温抵抗体５を絶縁基板７の上面に設けたが、測温抵抗体
５は、図４や図５にＬＤ基板６の斜視図で示すように、
絶縁基板７の搭載部８直下またはその周辺の内部に設け
られても良い。この場合、測温抵抗体５は、発熱抵抗体
９と同じ材料から形成され、絶縁基板７の絶縁層７ａと
７ｂとの間に発熱抵抗体９と同時に設けられる。このよ
うな測温抵抗体５は、絶縁基板７上面を占有することが
ないので、ＬＤ基板６およびこれを収容するＬＤモジュ
ールを小型化することができる。また、ＬＤ素子４から
の熱を短い距離で略均一に受けることができ、迅速かつ
精度の高い測温が可能である。このような測温抵抗体５
は、発熱抵抗体９と同様にその入出力用の両端部が絶縁
基板７の表面に露出しており、この両端部に端子電極５
ａが形成されている。この端子電極５ａは、絶縁基板７
の絶縁層７ｂの上面において測温抵抗体５の両端部を金
属薄膜で覆うようにして形成され、例えば搭載部８を構
成する金属薄膜と同じ構成の金属薄膜を被着させて成
る。なお、このような測温抵抗体５の厚みや幅，長さ等
は発熱抵抗体９に準じたものとしておけばよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明のＬＤ基板およびＬＤモジュール
は、ＬＤ素子が搭載されるＬＤ基板の搭載部の直下に発
熱抵抗体が埋設されていることから、この発熱抵抗体に
より加熱することによって作動停止時のＬＤ素子を作動
時と同様の高温としておくことができ、これによってＬ
Ｄ素子の作動開始時等に、迅速にＬＤ素子の作動開始が
行なえ、かつ即時に高精度な温度制御を行なうことがで
きる。また、ＬＤ基板の絶縁基板の内部または表面に測
温抵抗体が形成されていることから、この測温抵抗体を
測温素子として利用することによりＬＤ基板上にサーミ
スタ等の測温素子を搭載する必要がなく、ＬＤ基板に搭
載される部品点数を少なくしてモジュールの組み立てが
容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＬＤモジュールの一実施形態の断面図
である。

【図２】図１のＬＤモジュールに使用される本発明のＬ
Ｄ基板の斜視図である。

【図３】本発明のＬＤ基板の他の実施形態の斜視図であ
る。

【図４】本発明のＬＤ基板の他の実施形態の斜視図であ
る。

【図５】本発明のＬＤ基板の他の実施形態の斜視図であ
る。

【図６】従来のＬＤモジュールの断面図である。

【図７】図６のＬＤモジュールに使用されるＬＤ基板の
斜視図である。

【符号の説明】

１：基体 ２：蓋体 ３：ペルチェ素子 ４：ＬＤ素子 ５：測温抵抗体 ６：ＬＤ基板 ７：絶縁基板 ８：搭載部 ９：発熱抵抗体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上に半導体レーザ素子を搭載する
   搭載部を有するとともに、該搭載部直下の絶縁基板内部
   に発熱抵抗体が埋設されており、かつ前記絶縁基板の内
   部または上面に測温抵抗体が形成されていることを特徴
   とする半導体レーザ素子搭載用基板。
2. 【請求項２】請求項１記載の半導体レーザ素子搭載用基
   板上に半導体レーザ素子を搭載するとともに、これらを
   気密封止されたパッケージの内部にペルチェ素子を介し
   て収容して成ることを特徴とする半導体レーザモジュー
   ル。