JP2002232053A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP2002232053A JP2002232053A JP2001022738A JP2001022738A JP2002232053A JP 2002232053 A JP2002232053 A JP 2002232053A JP 2001022738 A JP2001022738 A JP 2001022738A JP 2001022738 A JP2001022738 A JP 2001022738A JP 2002232053 A JP2002232053 A JP 2002232053A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザチップ、温度調節部品、光学部
品および電気的部品を内装した半導体レーザ装置におい
て、地球環境を汚染しないはんだを用いて高い信頼性を
得る。 【解決手段】 パッケージケース１の底面にペルチェ素
子２をＳｎ−Ｉｎはんだ３により接着し、該ペルチェ素
子２の上にＳｎ−Ｉｎはんだ３によりヒートスプレッダ
ー４を接着し、該ヒートスプレッダー４の上にＳｎ−Ｉ
ｎはんだ３により、半導体レーザチップ６が取り付けら
れたレーザステム５を接着する。レーザステム５に取り
付けられたサーミスタ７、およびペルチェ端子27は、Ｓ
ｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだがメッキされたパッケージ端子８
にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ９によってそれぞれ取り付け
られている。パッケージケース１は窓ガラス10が取り付
けられた蓋11により密封する。
品および電気的部品を内装した半導体レーザ装置におい
て、地球環境を汚染しないはんだを用いて高い信頼性を
得る。 【解決手段】 パッケージケース１の底面にペルチェ素
子２をＳｎ−Ｉｎはんだ３により接着し、該ペルチェ素
子２の上にＳｎ−Ｉｎはんだ３によりヒートスプレッダ
ー４を接着し、該ヒートスプレッダー４の上にＳｎ−Ｉ
ｎはんだ３により、半導体レーザチップ６が取り付けら
れたレーザステム５を接着する。レーザステム５に取り
付けられたサーミスタ７、およびペルチェ端子27は、Ｓ
ｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだがメッキされたパッケージ端子８
にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ９によってそれぞれ取り付け
られている。パッケージケース１は窓ガラス10が取り付
けられた蓋11により密封する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パッケージ内に半
導体レーザチップ、温度調節部品、光学部品および電気
的部品が内装されている半導体レーザ装置に関するもの
である。
導体レーザチップ、温度調節部品、光学部品および電気
的部品が内装されている半導体レーザ装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体レーザ素子を内装した半導
体レーザパッケージ内、ペルチェ、ヒートスプレッダ
ー、レーザステムなどの温度調節部品、レンズ等の光学
部品あるいは端子等の電気的部品の接合には、作業性、
ヌレ性、コスト性等を考慮して、一般的にＳｎ−Ｐｂ共
晶はんだ（融点１８３℃）が使用されてきた。しかし、
近年、酸性雨の拡大に伴い、鉛を含む廃棄物からの鉛イ
オンの溶け出しが増大し、地下水の汚染が問題となりつ
つある。そのため、地球環境保護の観点から鉛を含まな
い代替はんだの使用が求められている。そこで特許第30
27441号に記載されているように、プリント基板と電子
部品との接合用高温はんだとして、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕは
んだやＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂはんだが提案されてい
る。しかし、これらの鉛を含まないはんだは従来のＳｎ
−Ｐｂはんだに比べて融点が高く（融点２１０〜２３０
℃）、ヌレ性も悪いため、フラックスを使用してヌレ性
を向上させる必要がある。
体レーザパッケージ内、ペルチェ、ヒートスプレッダ
ー、レーザステムなどの温度調節部品、レンズ等の光学
部品あるいは端子等の電気的部品の接合には、作業性、
ヌレ性、コスト性等を考慮して、一般的にＳｎ−Ｐｂ共
晶はんだ（融点１８３℃）が使用されてきた。しかし、
近年、酸性雨の拡大に伴い、鉛を含む廃棄物からの鉛イ
オンの溶け出しが増大し、地下水の汚染が問題となりつ
つある。そのため、地球環境保護の観点から鉛を含まな
い代替はんだの使用が求められている。そこで特許第30
27441号に記載されているように、プリント基板と電子
部品との接合用高温はんだとして、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕは
んだやＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂはんだが提案されてい
る。しかし、これらの鉛を含まないはんだは従来のＳｎ
−Ｐｂはんだに比べて融点が高く（融点２１０〜２３０
℃）、ヌレ性も悪いため、フラックスを使用してヌレ性
を向上させる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このフラック
スは使用後有機溶剤などで洗浄し取り除くが、パッケー
ジ内の表面積が大きい場合、あるいは光学素子の微細な
隙間にフラックスが入り込んだ場合は完全に取除くこと
が非常に難しく、半導体レーザ素子の信頼性を悪化させ
るという問題がある。
スは使用後有機溶剤などで洗浄し取り除くが、パッケー
ジ内の表面積が大きい場合、あるいは光学素子の微細な
隙間にフラックスが入り込んだ場合は完全に取除くこと
が非常に難しく、半導体レーザ素子の信頼性を悪化させ
るという問題がある。
【０００４】本発明は上記事情に鑑みて、パッケージ内
に半導体レーザチップ、温度調節部品、光学部品および
電気的部品が内装された半導体レーザ装置において、信
頼性の高い半導体レーザ装置を提供することを目的とす
るものである。
に半導体レーザチップ、温度調節部品、光学部品および
電気的部品が内装された半導体レーザ装置において、信
頼性の高い半導体レーザ装置を提供することを目的とす
るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、パッケージ内に、半導体レーザチップ、温度調節
部品、光学部品および電気的部品が内装された半導体レ
ーザ装置において、温度調節部品、光学部品および電気
的部品の、パッケージへのはんだ付け、および該部品間
のはんだ付けに鉛を含まないはんだが用いられているこ
とを特徴とするものである。
置は、パッケージ内に、半導体レーザチップ、温度調節
部品、光学部品および電気的部品が内装された半導体レ
ーザ装置において、温度調節部品、光学部品および電気
的部品の、パッケージへのはんだ付け、および該部品間
のはんだ付けに鉛を含まないはんだが用いられているこ
とを特徴とするものである。
【０００６】鉛を含まないはんだは、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓ
ｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ
系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系およびＳｎ−Ａｇ−Ｃ
ｕ系の少なくとも１つからなることが望ましい。
ｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ
系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系およびＳｎ−Ａｇ−Ｃ
ｕ系の少なくとも１つからなることが望ましい。
【０００７】温度調節部品、光学部品および電気的部品
に、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ
−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系
またはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ
およびＩｎからなる群より選ばれる少なくとも１つがメ
ッキあるいは蒸着されていることが望ましい。
に、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ
−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系
またはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ
およびＩｎからなる群より選ばれる少なくとも１つがメ
ッキあるいは蒸着されていることが望ましい。
【０００８】なお、上記「系」とは、記載されている元
素を主成分として含有していることを示す。
素を主成分として含有していることを示す。
【０００９】
【発明の効果】本発明の半導体レーザ装置によれば、使
用するはんだに鉛が含まれていないため、地球環境に悪
影響を及ぼさない信頼性の高い半導体レーザ装置を得る
ことができる。
用するはんだに鉛が含まれていないため、地球環境に悪
影響を及ぼさない信頼性の高い半導体レーザ装置を得る
ことができる。
【００１０】また、鉛を含まないはんだとして、上記の
ようなはんだを用いることは接着力が強く好ましい。
ようなはんだを用いることは接着力が強く好ましい。
【００１１】また、上記のような鉛を含まないはんだ、
Ａｕ、Ｐｔ、ＰｄおよびＩｎの少なくとも１つが半導体
レーザチップ、あるいは内装されている部品にメッキあ
るいは蒸着されていることは、接着強度を高めるのによ
り効果的である。
Ａｕ、Ｐｔ、ＰｄおよびＩｎの少なくとも１つが半導体
レーザチップ、あるいは内装されている部品にメッキあ
るいは蒸着されていることは、接着強度を高めるのによ
り効果的である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。
を用いて詳細に説明する。
【００１３】本発明の第１の実施の形態による半導体レ
ーザ装置について説明する。その概略構成図を図１に示
す。
ーザ装置について説明する。その概略構成図を図１に示
す。
【００１４】図１に示すように、本実施の形態による半
導体レーザ装置は、パッケージケース１の底面にペルチ
ェ素子２がＳｎ−Ｉｎはんだ３により接着され、該ペル
チェ素子２の上にＳｎ−Ｉｎはんだ３によりヒートスプ
レッダー４が接着され、該ヒートスプレッダー４の上に
Ｓｎ−Ｉｎはんだ３により、半導体レーザチップ６が取
り付けられたレーザステム５が接着されている。レーザ
ステム５に取り付けされたサーミスタ７、およびペルチ
ェ端子27は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだがメッキされたパ
ッケージ端子８にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ９によって、
それぞれ取り付けられている。そして、パッケージケー
ス１は窓ガラス10が取り付けられた蓋11により密封され
ている。レーザステム５は、サーミスタ７とペルチェ素
子２とにより温度調節され、一定温度に保たれている。
導体レーザ装置は、パッケージケース１の底面にペルチ
ェ素子２がＳｎ−Ｉｎはんだ３により接着され、該ペル
チェ素子２の上にＳｎ−Ｉｎはんだ３によりヒートスプ
レッダー４が接着され、該ヒートスプレッダー４の上に
Ｓｎ−Ｉｎはんだ３により、半導体レーザチップ６が取
り付けられたレーザステム５が接着されている。レーザ
ステム５に取り付けされたサーミスタ７、およびペルチ
ェ端子27は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだがメッキされたパ
ッケージ端子８にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ９によって、
それぞれ取り付けられている。そして、パッケージケー
ス１は窓ガラス10が取り付けられた蓋11により密封され
ている。レーザステム５は、サーミスタ７とペルチェ素
子２とにより温度調節され、一定温度に保たれている。
【００１５】次に本発明の第２の実施の形態による光フ
ァイバ結合型半導体レーザ装置について説明する。その
概略構成図を図２に示す。
ァイバ結合型半導体レーザ装置について説明する。その
概略構成図を図２に示す。
【００１６】図２に示すように、パッケージケース21の
底面にペルチェ素子22がＳｎ−Ｉｎはんだ23により接着
され、該ペルチェ素子22の上にＳｎ−Ｉｎはんだ23によ
りヒートスプレッダー24が接着され、該ヒートスプレッ
ダー24の上にＳｎ−Ｉｎはんだ23により、半導体レーザ
チップ26が取り付けられたレーザステム25と、光ファイ
バ33と、該光ファイバ33に半導体レーザチップ26からの
出射光を集光するレンズ32とが接着されている。レーザ
ステム25に取り付けられたサーミスタ７およびペルチェ
端子27は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだがメッキされたパッ
ケージ端子28にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ29により、それ
ぞれ取り付けられている。パッケージケース21は蓋31に
より密封されている。レーザステム25は、サーミスタ７
とペルチェ素子22とによって温度調節され、一定温度に
保たれている。
底面にペルチェ素子22がＳｎ−Ｉｎはんだ23により接着
され、該ペルチェ素子22の上にＳｎ−Ｉｎはんだ23によ
りヒートスプレッダー24が接着され、該ヒートスプレッ
ダー24の上にＳｎ−Ｉｎはんだ23により、半導体レーザ
チップ26が取り付けられたレーザステム25と、光ファイ
バ33と、該光ファイバ33に半導体レーザチップ26からの
出射光を集光するレンズ32とが接着されている。レーザ
ステム25に取り付けられたサーミスタ７およびペルチェ
端子27は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだがメッキされたパッ
ケージ端子28にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ29により、それ
ぞれ取り付けられている。パッケージケース21は蓋31に
より密封されている。レーザステム25は、サーミスタ７
とペルチェ素子22とによって温度調節され、一定温度に
保たれている。
【００１７】上記２つの実施の形態において、鉛を用い
ないはんだを用いることにより、地球環境を汚染するこ
となく、信頼性の高い半導体レーザ装置を得ることがで
きる。また、パッケージ端子にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ
がメッキされていることによりヌレ性が向上している。
母材に、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、
Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系またはＳｎ
−Ａｕ系のはんだ、Ａｕ、Ｐｔ、ＰｄおよびＩｎの少な
くとも１つをメッキあるいは蒸着することによってフラ
ックスを用いずにヌレ性を向上させることができる。な
お、メッキあるいは蒸着する材料は、はんだと同じ系を
用いることが好ましい。
ないはんだを用いることにより、地球環境を汚染するこ
となく、信頼性の高い半導体レーザ装置を得ることがで
きる。また、パッケージ端子にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ
がメッキされていることによりヌレ性が向上している。
母材に、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、
Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系またはＳｎ
−Ａｕ系のはんだ、Ａｕ、Ｐｔ、ＰｄおよびＩｎの少な
くとも１つをメッキあるいは蒸着することによってフラ
ックスを用いずにヌレ性を向上させることができる。な
お、メッキあるいは蒸着する材料は、はんだと同じ系を
用いることが好ましい。
【００１８】例えば、Ｃｕからなる母材にＳｎ−Ａｇ−
Ｃｕはんだを用いて端子をはんだ付けする場合、母材に
メッキする材料を変えたときのはんだ付け強度につい
て、図３の引張り強度のグラフをもとに説明する。
Ｃｕはんだを用いて端子をはんだ付けする場合、母材に
メッキする材料を変えたときのはんだ付け強度につい
て、図３の引張り強度のグラフをもとに説明する。
【００１９】図３に示すように、Ｎｉメッキに比べ、Ｐ
ｄメッキの場合が引張り強度が高く、さらに、ＮｉやＰ
ｄをメッキした場合と比較して、同系のＳｎ−Ａｇ−Ｃ
ｕはんだをメッキすると、引張り強度が一番高いことが
わかる。
ｄメッキの場合が引張り強度が高く、さらに、ＮｉやＰ
ｄをメッキした場合と比較して、同系のＳｎ−Ａｇ−Ｃ
ｕはんだをメッキすると、引張り強度が一番高いことが
わかる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体レーザ
装置を示す概略構成図
装置を示す概略構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態による半導体レーザ
装置を示す概略構成図
装置を示す概略構成図
【図３】メッキ材を変えた場合の端子接合の引張り強度
を示すグラフ
を示すグラフ
１,21 パッケージケース ２,22 ペルチェ素子 ３,23 Ｓｎ−Ｉｎはんだ ４,24 ヒートスプレッダー ５,25 レーザステム ６,26 半導体レーザチップ ７ サーミスタ ８,28 パッケージ端子 ９,29 Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ 10 窓ガラス 11,31 蓋 27 ペルチェ端子 32 レンズ 33 光ファイバ
Claims (3)
- 【請求項１】 パッケージ内に、半導体レーザチップ、
温度調節部品、光学部品および電気的部品が内装された
半導体レーザ装置において、 前記温度調節部品、光学部品および電気的部品の、前記
パッケージへのはんだ付け、および該部品間のはんだ付
けに鉛を含まないはんだが用いられていることを特徴と
する半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記鉛を含まないはんだが、Ｓｎ−Ｉｎ
系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ
−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系およびＳｎ−Ａ
ｇ−Ｃｕ系の少なくとも１つからなることを特徴とする
請求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記温度調節部品、光学部品および電気
的部品に、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ
系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ
−Ａｕ系またはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ、Ａｕ、Ｐ
ｔ、ＰｄおよびＩｎからなる群より選ばれる少なくとも
１つがメッキあるいは蒸着されていることを特徴とする
請求項１または２記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001022738A JP2002232053A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001022738A JP2002232053A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002232053A true JP2002232053A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18888108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001022738A Withdrawn JP2002232053A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002232053A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003081734A1 (fr) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | The Furukawa Electric Co., Ltd | Module et procede optique d'assemblage de module optique |
-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001022738A patent/JP2002232053A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003081734A1 (fr) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | The Furukawa Electric Co., Ltd | Module et procede optique d'assemblage de module optique |
| US6963676B2 (en) | 2002-03-27 | 2005-11-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical module and method of assembling the optical module |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080401 |