JP2005129584A - Semiconductor laser device, packaging method and packaging equipment of semiconductor laser element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体レーザ素子を基板上に実装してなる半導体レーザ装置およびそのような半導体レーザ素子の実装方法ならびに半導体レーザ素子実装装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device in which a semiconductor laser element is mounted on a substrate, a method for mounting such a semiconductor laser element, and a semiconductor laser element mounting apparatus.
従来、例えばLD(Laser Diode;レーザダイオード,以下、LDと略称)のような半導体レーザ素子のチップを、サブマウントのような基板の表面に、半田等の熱溶融性接合材を介して実装するプロセスでは、サブマウント上の所定位置に半田と共にLDを載置し、それをアロイ炉のサンプル台の上に配置して、一括して加熱することで、半田による接合・実装を行なっている。半田を中心としてサブマウントの表面およびLDのチップにおける実装に関与する表面の加熱は、例えばヒータ・ステージのような加熱手段によってサブマウントを加熱することによって行うようにしている。 Conventionally, a semiconductor laser element chip such as an LD (Laser Diode; hereinafter abbreviated as LD) is mounted on a surface of a substrate such as a submount via a heat-meltable bonding material such as solder. In the process, the LD is placed together with the solder at a predetermined position on the submount, and the LD is placed on the sample table of the alloy furnace and heated together to perform bonding and mounting by solder. The surface of the submount and the surface involved in the mounting of the LD chip centering on the solder are heated by heating the submount with a heating means such as a heater stage.
一般に、サブマウントのような基板とLDのチップとでは、その材質の熱伝導率や線熱膨脹率が異なっている。このため、上記のような実装プロセスを経た後、実装されたチップとサブマウントとの間には、無視できない熱応力が残留する場合がある。 In general, a substrate such as a submount and an LD chip have different thermal conductivity and linear thermal expansion coefficient. For this reason, after the mounting process as described above, a thermal stress that cannot be ignored may remain between the mounted chip and the submount.
このような残留熱応力を低減ないしは解消することを企図して、例えばサブマウントのような基板を、LDチップと同じ熱膨張率の材質のものとすることや、熱伝導率の高いものとすることなどが提案されている(特許文献1)。
しかしながら、上記のような従来用いられていた技術では、例えばFOガスのような作業雰囲気として導入されるガスは温度調節等には寄与しないものであり、一般に線熱膨張プロファイルはサブマウントよりもLDチップの方が大きいため、半田凝固時の熱膨脹はLDの方が大きくなり、半田凝固後は熱膨脹の回復がサブマウントに支配されることとなり、その結果、半田凝固時のLDチップとサブマウントとの熱膨張の差が、実装プロセスの完了後(半田凝固後)にLDにストレス(残留熱応力)として残留することとなる。 However, in the conventional technique as described above, for example, a gas introduced as a working atmosphere such as FO gas does not contribute to temperature control or the like. Generally, the linear thermal expansion profile is lower than that of the submount. Since the chip is larger, the thermal expansion at the time of solidification of the solder becomes larger at the LD, and the recovery of the thermal expansion is governed by the submount after the solidification of the solder. As a result, the LD chip and the submount at the time of solidification of the solder The difference in thermal expansion of the semiconductor layer remains as stress (residual thermal stress) in the LD after the completion of the mounting process (after solder solidification).
特に、Sn(スズ)などの半田が接合材として用いられることが多いが、そのような半田を用いた実装の場合、LDに残留するストレスが大きなものとなり、延いては、完成したLDの出力特性の欠陥が生じたり実装不良等が生じたりするなど、信頼性の低下を生じさせてしまうという問題がある。また、そのような大きなストレスがLDに残留することに起因して、LDに設定外の異常な偏光が生じ、甚だしくはLDとしての欠陥となってしまうという問題がある。 In particular, solder such as Sn (tin) is often used as a bonding material. However, in the case of mounting using such solder, the stress remaining in the LD becomes large, and as a result, the output of the completed LD There is a problem that the reliability is deteriorated, such as a characteristic defect or a mounting defect. Further, due to such a large stress remaining in the LD, there is a problem that abnormal polarization outside the setting is generated in the LD, resulting in a severe defect as the LD.
また、いわゆるマルチビームLDと呼ばれるような、発光点(発光源)を複数点備えたLDの場合、上記のようなLDに残留するストレスに起因した偏光の異常は、一般に各発光点がチップの中心部を軸として対称に配置されているので、単光源のLDの場合よりも顕著なものとなってしまう。あるいは複屈折率レンズを含む光学系を有する半導体レーザ素子の場合などには、出力されるレーザ光の集光距離が、複数の発光源ごとで異なったものとなってしまう(揃わなくなってしまう)という問題がある。 In addition, in the case of an LD having a plurality of light emitting points (light emitting sources) such as so-called multi-beam LDs, an abnormality in polarization due to the stress remaining in the LD as described above is generally caused by each light emitting point at the chip. Since it is arranged symmetrically with the central portion as an axis, it becomes more prominent than in the case of a single light source LD. Or, in the case of a semiconductor laser element having an optical system including a birefringent lens, the condensing distance of the output laser light becomes different for each of a plurality of light emitting sources (becomes inconsistent). There is a problem.
また、上記のような従来提案された技術では、サブマウントのような基板とLDチップとを、同じ熱膨張率の材質からなるものとしなければならないので、そのような材質上の制約が生じることとなるという問題があり、実際的な解決手法としては不都合が多かった。 Moreover, in the conventionally proposed technology as described above, the substrate such as the submount and the LD chip must be made of the same material with the same thermal expansion coefficient. As a practical solution, there were many inconveniences.
本発明はかかる問題点を鑑みてなされたもので、その目的は、LDのような半導体レーザ素子をサブマウントのような基板の表面上に実装する際に半導体レーザ素子に生じる残留熱応力を、低減ないし解消して、信頼性が高く、正確に機能することのできる半導体レーザ装置、およびそのような半導体レーザ素子の実装方法ならびに半導体レーザ素子実装装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to reduce residual thermal stress generated in a semiconductor laser device when a semiconductor laser device such as an LD is mounted on the surface of a substrate such as a submount. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser device which can be reduced or eliminated, and which can function reliably and accurately, a mounting method of such a semiconductor laser device, and a semiconductor laser device mounting apparatus.
本発明の半導体レーザ装置は、基板の表面にその基板とは異なる膨脹係数の材質の半導体レーザ素子を、接合材の溶融接合によって実装してなる半導体レーザ装置であって、接合材が溶融状態から凝固する際に半導体レーザ素子を強制冷却してなるものである。 The semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device in which a semiconductor laser element having a material having an expansion coefficient different from that of the substrate is mounted on the surface of the substrate by fusion bonding of the bonding material. When solidifying, the semiconductor laser element is forcibly cooled.
本発明の半導体レーザ素子の実装方法は、基板の表面にその基板とは異なる膨脹係数の材質の半導体レーザ素子を、接合材の溶融接合によって実装するにあたり、接合材が溶融状態から凝固する際に半導体レーザ素子を強制冷却する、というものである。 The mounting method of the semiconductor laser device according to the present invention is such that when the semiconductor laser device having a material having an expansion coefficient different from that of the substrate is mounted on the surface of the substrate by fusion bonding of the bonding material, the bonding material is solidified from the molten state. The semiconductor laser element is forcibly cooled.
本発明の半導体レーザ素子実装装置は、基板の表面にその基板とは異なる膨脹係数の材質の半導体レーザ素子を、接合材の溶融接合によって実装する半導体レーザ素子実装装置であって、接合材が溶融状態から凝固する際に半導体レーザ素子を強制冷却する強制冷却手段を備えている。 The semiconductor laser device mounting apparatus according to the present invention is a semiconductor laser device mounting apparatus for mounting a semiconductor laser device having a material having an expansion coefficient different from that of the substrate on the surface of the substrate by fusion bonding of the bonding material. A forced cooling means for forcibly cooling the semiconductor laser element when solidifying from the state is provided.
本発明の半導体レーザ装置または半導体レーザ素子の実装方法もしくは半導体レーザ素子実装装置では、接合材が溶融状態から凝固する際に半導体レーザ素子を強制冷却することで、一般に熱膨張が基板よりも大きい半導体レーザ素子を基板の表面上に実装する際に半導体レーザ素子に生じる残留熱応力が、低減ないし解消される。 In the semiconductor laser device or the semiconductor laser device mounting method or the semiconductor laser device mounting apparatus of the present invention, a semiconductor whose thermal expansion is generally larger than that of the substrate by forcibly cooling the semiconductor laser device when the bonding material solidifies from a molten state. Residual thermal stress generated in the semiconductor laser element when the laser element is mounted on the surface of the substrate is reduced or eliminated.
より具体的には、接合材が溶融状態から凝固する際に半導体レーザ素子を強制冷却することで、接合材が凝固した状態での半導体レーザ素子の熱膨張と基板の熱膨張とが揃えられる。 More specifically, the semiconductor laser element is forcibly cooled when the bonding material is solidified from a molten state, so that the thermal expansion of the semiconductor laser element and the thermal expansion of the substrate when the bonding material is solidified are aligned.
あるいは、接合材が溶融状態から凝固する際に半導体レーザ素子を強制冷却することで、接合材が凝固した状態での半導体レーザ素子と基板との間に残留する熱応力が、その強制冷却を施さなかった場合の残留熱応力よりも、低いものとなる。 Alternatively, by forcibly cooling the semiconductor laser element when the bonding material solidifies from the molten state, the thermal stress remaining between the semiconductor laser element and the substrate when the bonding material is solidified is subjected to the forced cooling. It is lower than the residual thermal stress in the case where there is not.
あるいは、接合材が溶融状態から凝固する際に半導体レーザ素子を強制冷却することで、接合材が凝固した状態での半導体レーザ素子の基板の表面に対する材料力学的な歪みが、その強制冷却を施さなかった場合の歪みよりも、低いものとなる。 Alternatively, when the semiconductor laser element is forcibly cooled when the bonding material solidifies from the molten state, the material mechanical strain on the surface of the substrate of the semiconductor laser element when the bonding material is solidified is subjected to the forced cooling. The distortion is lower than that in the case where there is no such distortion.
本発明の半導体レーザ装置または半導体レーザ素子の実装方法もしくは半導体レーザ素子実装装置によれば、接合材が溶融状態から凝固する際に半導体レーザ素子を強制冷却することで、一般に熱膨張が基板よりも大きい半導体レーザ素子を基板の表面上に実装する際に半導体レーザ素子に生じる残留熱応力が低減ないし解消されるようにしたので、完成した半導体レーザ装置の信頼性を高くすることができ、またそれを正確に機能するものとすることができる。 According to the semiconductor laser device or the semiconductor laser element mounting method or the semiconductor laser element mounting device of the present invention, the semiconductor laser element is forcibly cooled when the bonding material solidifies from the molten state, so that the thermal expansion is generally higher than that of the substrate. Residual thermal stress generated in the semiconductor laser element when a large semiconductor laser element is mounted on the surface of the substrate is reduced or eliminated, so that the reliability of the completed semiconductor laser device can be increased. Can function correctly.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ素子実装装置の概要構成を表したものである。なお、本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子の実装方法または半導体レーザ装置は、この半導体レーザ素子実装装置の動作あるいは作用によって具現化されるものであるから、以下、それらを併せて説明する。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a semiconductor laser device mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. The semiconductor laser device mounting method or semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention is embodied by the operation or action of the semiconductor laser device mounting apparatus, and will be described below together. .
この半導体レーザ素子実装装置は、最も簡易な構造の一例として挙げたものである。この図1に示した半導体レーザ素子実装装置では、強制冷却手段として強制冷却ファン1を備えて、半田(図1では図示省略)のような接合材が溶融状態から凝固していく際に、チップ状の半導体レーザ素子2に対してその上方から冷風(空気)100を吹き付けることで、半導体レーザ素子2を強制空冷して、熱膨張の度合いがサブマウントのような基板3よりも大きい半導体レーザ素子2に生じる残留熱応力を実用上問題のない程度にまで低減ないし解消する。
This semiconductor laser element mounting apparatus is given as an example of the simplest structure. In the semiconductor laser device mounting apparatus shown in FIG. 1, a forced
なお、この半導体レーザ素子実装装置では、基板3上の所定位置に半田と共に半導体レーザ素子2を載置し、それをアロイ炉5内のサンプル台8の上に配置して一括加熱することで半田を溶融させるが、このときの半田を中心として基板3の表面および半導体レーザ素子2における実装に関与する表面の加熱は、ヒータ・ステージ4によって行うようにしている。
In this semiconductor laser device mounting apparatus, the
このようにして加熱して半田を溶融させることで半導体レーザ素子2と基板3との接合が行われるが、その加熱後は、本実施の形態に係る強制冷却ファン1によって半導体レーザ素子2が強制冷却される。すなわち、半田が十分に冷えて凝固するまでの間に、強制冷却ファン1によって半導体レーザ素子2が強制冷却されて、その半導体レーザ素子2の熱膨張の大きさが基板3の熱膨張の大きさと揃うこととなる。その結果、半田が十分に冷えて凝固したときには、半導体レーザ素子2には残留熱応力が残っていない、またはそのような残留熱応力は実際上無視できないほど小さなものにまで低減ないし解消されている。
The
図2は、強制冷却手段として、氷のうのような固体状の冷媒を用いた場合の、半導体レーザ素子実装装置の構造の一例を表したものである。 FIG. 2 shows an example of the structure of the semiconductor laser device mounting apparatus in the case where a solid refrigerant such as ice is used as the forced cooling means.
この図2に示した半導体レーザ素子実装装置は、半導体レーザ素子2の直上にセラミック板7を配置し、その上に氷のう6が載置される構造となっている。この氷のう6のような固体状の冷媒を用いた、図2の半導体レーザ素子実装装置は、図1に示したような空冷方式と比較して、さらなる高温での実装が可能であり、また熱膨張係数のさらに大きな材料を実装する場合などにも有効である。
The semiconductor laser device mounting apparatus shown in FIG. 2 has a structure in which a ceramic plate 7 is disposed immediately above the
図3は気体冷媒9による間接強制冷却の場合の一例を表すものである。すなわち、実装プロセスの作業雰囲気として例えば窒素ガスのようなFOガス10を導入し、その上部に空気または窒素などの気体冷媒9を冷媒として用いた強制冷却手段21を配置してFOガス10を冷却し、その冷えたFOガス10によって半導体レーザ素子2を冷却する。
FIG. 3 shows an example of indirect forced cooling by the gaseous refrigerant 9. That is, for example,
このような構成とすることにより、気体冷媒9を作業雰囲気のFOガス10とは別に独立して循環させることができるので、安定的な冷却を、継続的に、かつ気体冷媒9を損失することなく低コストで行うことができる。
By adopting such a configuration, the gas refrigerant 9 can be circulated independently from the
図4は液体冷媒11による間接強制冷却の場合の一例を表すものである。すなわち、実装プロセスの作業雰囲気としてFOガス10を導入し、その上部に冷却水または液体窒素などの液体冷媒11を冷媒として用いた強制冷却手段22を配置してFOガス10を冷却し、その冷えたFOガス10によって半導体レーザ素子2を冷却する。
FIG. 4 shows an example of indirect forced cooling with the
このような構成とすることにより、液体冷媒11を作業雰囲気のFOガス10とは別に独立して循環させることができるので、半導体レーザ素子2を濡らすことなく、空気冷媒の場合よりもさらに安定的な液体式冷却を、液体冷媒11を損失することなく低コストで継続的に行うことができる。
By adopting such a configuration, the liquid refrigerant 11 can be circulated independently from the
図5はペルチェモジュール12による間接強制冷却の場合の一例を表すものである。すなわち、実装プロセスの作業雰囲気として例えば窒素ガスのようなFOガス10を導入し、その上部に、いわゆるペルチェ効果によって強制冷却を行うペルチェモジュール12を強制冷却手段として配置してFOガス10を冷却し、その冷えたFOガス10によって半導体レーザ素子2を冷却する。
FIG. 5 shows an example of indirect forced cooling by the
このような構成とすることにより、半田のような接合材が凝固していく間の半導体レーザ素子2の冷却状態(温度状態)の制御を、さらに高精度に行うことができる。
By adopting such a configuration, it is possible to control the cooling state (temperature state) of the
次に、本実施の形態に係る半導体レーザ素子実装装置または半導体レーザ素子の実装方法もしくは半導体レーザ装置における作用について説明する。 Next, the operation of the semiconductor laser device mounting apparatus, the semiconductor laser device mounting method, or the semiconductor laser device according to the present embodiment will be described.
図6は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子実装装置またはそれによる実装方法における、基板(ザブマウント)および半導体レーザ素子(GaAs−LD)の各々についての温度および線膨張プロファイルの時間的な経過についてを模式的に表したものである。図6では、LDの温度601,ヒータ・ステージの温度602は実線で、サブマウントの線熱膨張603,LDの線熱膨張604は点線で、それぞれ示している。
FIG. 6 shows the time course of temperature and linear expansion profile for each of the substrate (submount) and the semiconductor laser element (GaAs-LD) in the semiconductor laser element mounting apparatus or mounting method according to the present embodiment. Is schematically represented. In FIG. 6, the
半田が完全に凝固した後に半導体レーザ素子2に残留する熱応力は、基板3の線熱膨張係数に支配される。このため、半導体レーザ素子2に残留する熱応力を低減ないしは解消するためには、半田が完全に凝固する時点では、半導体レーザ素子2(LD)の線膨張604と基板3(サブマウント)の線膨張603との大きさが同じでなければならない。
The thermal stress remaining in the
そこで、溶融していた半田が凝固するまでの間に、半導体レーザ素子2だけを集中して強制冷却することで、両者の熱膨張の大きさの差を縮めて、半田が凝固した際には半導体レーザ素子2の線膨張604と基板3の線膨張603とを同じ大きさに揃えて、半導体レーザ素子2に残留する熱応力を低減ないしは解消することができる。その結果、完成した半導体レーザ装置の信頼性を高くすることができ、またその半導体レーザ装置を正確に機能するものとすることが可能となる。
Therefore, by concentrating and forcibly cooling only the
このような本実施の形態に係る半導体レーザ素子実装装置またはそれによる実装方法の効果の確認として、図2に示したような氷のう6を用いた実装プロセスを実験として行って、それによって実装された半導体レーザ素子の偏光について調べ、その結果に基づいて熱応力の残留状態を評価した。
In order to confirm the effect of the semiconductor laser device mounting apparatus or the mounting method according to the present embodiment, the mounting process using the
その結果、図7(単光源型の場合),図8(複数光源型の場合)に模式的に示したように、基板3の表面に半田13を介して実装された半導体レーザ素子2は、歪みがほぼ0(ゼロ)に解消されることが確認された。また、図8の複数光源型の場合、2つの発光源14a,14bの出力レーザ光軸には不都合な偏りや歪み(誤差)が発生することがないことが確認された。また、図9に示したように、実装後の残留熱応力に起因した顕著な偏光等も発生しないことが確認された。
As a result, as schematically shown in FIG. 7 (single light source type) and FIG. 8 (multiple light source type), the
ここで、比較例として、従来の一般的な実装装置およびそれによる実装プロセスについて説明する。図10は、従来の半導体レーザ素子実装装置の一例を表したものである。 Here, as a comparative example, a conventional general mounting apparatus and a mounting process using the same will be described. FIG. 10 shows an example of a conventional semiconductor laser device mounting apparatus.
基板3上の所定位置ごとに半導体レーザ素子2を載置したものを、アロイ炉5のサンプル台8上に配置し、それらをアロイ炉5で一括して加熱して半田による接合を行なう。このような従来の実装装置では、一般に、ヒータ・ステージ4で基板3を加熱して半田を溶融させる。そして半田の凝固については、自然冷却するようにしていた。また、FOガス10も雰囲気を充満するためのものであり、冷却等には実質的にほとんど寄与しない。
The
このような従来の半導体レーザ素子実装装置またはそれによる実装方法における、基板(ザブマウント)3および半導体レーザ素子(LD)2の各々についての温度および線膨張プロファイルの時間的な経過についてを、図11に模式的に示す。図11では、ヒータ・ステージの温度701は実線で、サブマウントの線熱膨張702,LDの線熱膨張703は点線で、それぞれ示している。
FIG. 11 shows the time course of temperature and linear expansion profile for each of the substrate (submount) 3 and the semiconductor laser element (LD) 2 in such a conventional semiconductor laser element mounting apparatus or mounting method therefor. This is shown schematically. In FIG. 11, the
LDの線熱膨脹率がサブマウントのそれよりも大きいため、半田が凝固する前の(半田が溶融した状態での)線熱膨脹の大きさは、LDの方が大きくなる。 Since the linear thermal expansion coefficient of the LD is larger than that of the submount, the magnitude of the linear thermal expansion before the solder is solidified (in the molten state of the solder) is larger in the LD.
そして半田が凝固した際には、LDよりもサブマウントの方が十分に容積が大きいことから、熱膨脹の回復がサブマウントに支配される。このため、半田が溶融状態から自然冷却されて凝固しても、その間はLDもサブマウントも同様に自然冷却されて行くので、LDとサブマウントとの熱膨張の差は減少せず、その結果、LDとサブマウントとの線熱膨張の差が材料力学的なストレス(熱応力)としてLD(半導体レーザ素子2)に残留する。 When the solder is solidified, since the submount has a sufficiently larger volume than the LD, recovery of thermal expansion is governed by the submount. For this reason, even if the solder is naturally cooled from the molten state and solidified, the LD and the submount are also naturally cooled during that time, so the difference in thermal expansion between the LD and the submount does not decrease, and as a result The difference in linear thermal expansion between the LD and the submount remains in the LD (semiconductor laser element 2) as material mechanical stress (thermal stress).
また、特にマルチビームLDの場合には、上記のような残存熱応力のストレスに起因してLDチップが図12に示したように角度Δθに亘って歪んでレーザ出力の光軸を歪めてしまい、その結果、図13に一例を示したような複屈折率レンズ131を含む光学系130を有する半導体レーザ装置の場合には、2つの半導体レーザ素子2a,2bのレーザ光の集光距離が互いに異なったものとなってしまうことになる。
In particular, in the case of a multi-beam LD, the LD chip is distorted over an angle Δθ as shown in FIG. 12 due to the residual thermal stress as described above, and the optical axis of the laser output is distorted. As a result, in the case of the semiconductor laser device having the
以上のように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置および半導体レーザ素子の実装方法ならびに半導体レーザ素子実装装置では、従来の技術では無視できないほどの大きさで半導体レーザ素子2に残存していた熱的ストレスを、無視できる程にまで低減ないしは解消して、完成した半導体レーザ装置の信頼性のさらなる向上および正確で望ましいレーザ出力機能を実現することができる。
As described above, in the semiconductor laser device, the semiconductor laser device mounting method, and the semiconductor laser device mounting apparatus according to the present embodiment, the heat remaining in the
本発明は、半導体レーザ素子を基板上に実装してなる半導体レーザ装置およびそのような半導体レーザ素子の実装方法ならびに半導体レーザ素子実装装置に適用可能であり、さらには、特に複数の発光源を1チップ内に備えた半導体レーザ素子を、光軸の歪み等を生じることなく基板上に実装するためなどに好適に利用可能なものである。 The present invention is applicable to a semiconductor laser device in which a semiconductor laser element is mounted on a substrate, a method for mounting such a semiconductor laser element, and a semiconductor laser element mounting apparatus. The semiconductor laser device provided in the chip can be suitably used for mounting on a substrate without causing optical axis distortion or the like.
1…強制冷却ファン、2…半導体レーザ素子、3…基板、4…ヒータ・ステージ、5…アロイ炉、6…氷のう、7…セラミック板、8…サンプル台、9…気体冷媒、10…FOガス、11…液体冷媒、12…ペルチェモジュール、13…半田
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記接合材が溶融状態から凝固する際に前記半導体レーザ素子を強制冷却してなることを特徴とする半導体レーザ装置。 A semiconductor laser device in which a semiconductor laser element made of a material having an expansion coefficient different from that of the substrate is mounted on the surface of the substrate by fusion bonding of a bonding material,
A semiconductor laser device, wherein the semiconductor laser element is forcibly cooled when the bonding material solidifies from a molten state.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a material of the semiconductor laser element has an expansion rate higher than an expansion rate due to heating at the time of fusion bonding of the bonding material.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 The semiconductor laser element is forcibly cooled when the bonding material is solidified from a molten state, so that the thermal expansion of the semiconductor laser element and the thermal expansion of the substrate are aligned in a state where the bonding material is solidified. The semiconductor laser device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 By forcibly cooling the semiconductor laser element when the bonding material is solidified from a molten state, the forced cooling can be applied to the thermal stress remaining between the semiconductor laser element and the substrate when the bonding material is solidified. 2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is lower than the residual thermal stress when the step is not performed.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 By forcibly cooling the semiconductor laser element when the bonding material is solidified from a molten state, the mechanical cooling of the semiconductor laser element with respect to the surface of the substrate in the state in which the bonding material is solidified can be performed. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is lower than a distortion in a case where the step is not performed.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser element has a plurality of light emitting sources in one element.
ことを特徴とする請求項6記載の半導体レーザ装置。 By forcibly cooling the semiconductor laser element when the bonding material is solidified from a molten state, errors in output optical axes from a plurality of light emitting sources in the semiconductor laser element in a state where the bonding material is solidified, The semiconductor laser device according to claim 6, wherein the error is lower than an error when no forced cooling is performed.
前記接合材が溶融状態から凝固する際に、前記半導体レーザ素子を強制冷却する
ことを特徴とする半導体レーザ素子の実装方法。 In mounting a semiconductor laser element of a material having a different expansion coefficient from that of the substrate on the surface of the substrate by fusion bonding of the bonding material,
A method for mounting a semiconductor laser device, comprising: forcibly cooling the semiconductor laser device when the bonding material is solidified from a molten state.
ことを特徴とする請求項8記載の半導体レーザ素子の実装方法。 9. The method of mounting a semiconductor laser device according to claim 8, wherein a material of the semiconductor laser device has an expansion rate higher than an expansion rate due to heating at the time of fusion bonding of the bonding material.
ことを特徴とする請求項8記載の半導体レーザ素子の実装方法。 The semiconductor laser element is forcibly cooled when the bonding material solidifies from a molten state, and the thermal expansion of the semiconductor laser element and the thermal expansion of the substrate after the bonding material solidifies are aligned. The method for mounting a semiconductor laser device according to claim 8.
ことを特徴とする請求項8記載の半導体レーザ素子の実装方法。 The semiconductor laser element is forcibly cooled when the bonding material solidifies from a molten state, and the thermal stress remaining between the semiconductor laser element and the substrate after the bonding material is solidified is reduced by the forced cooling. 9. The method of mounting a semiconductor laser device according to claim 8, wherein the residual thermal stress is lower than that when not applied.
ことを特徴とする請求項8記載の半導体レーザ素子の実装方法。 The semiconductor laser element is forcibly cooled when the bonding material is solidified from a molten state, and the mechanical cooling of the surface of the substrate of the semiconductor laser element after the bonding material is solidified is subjected to the forced cooling. 9. The method of mounting a semiconductor laser device according to claim 8, wherein the distortion is lower than the distortion when not applied.
ことを特徴とする請求項8記載の半導体レーザ素子の実装方法。 9. The semiconductor laser device mounting method according to claim 8, wherein the semiconductor laser device has a plurality of light emitting sources in one device.
ことを特徴とする請求項8記載の半導体レーザ素子の実装方法。 The semiconductor laser element is forcibly cooled when the bonding material solidifies from a molten state, and errors in output optical axes from a plurality of light sources in the semiconductor laser element after the bonding material is solidified are 9. The method of mounting a semiconductor laser device according to claim 8, wherein the error is lower than an error in a case where the cooling is not performed.
前記接合材が溶融状態から凝固する際に前記半導体レーザ素子を強制冷却する強制冷却手段を備えた
ことを特徴とする半導体レーザ素子実装装置。 A semiconductor laser device mounting apparatus for mounting a semiconductor laser device having a material having an expansion coefficient different from that of the substrate on the surface of the substrate by fusion bonding of a bonding material,
A semiconductor laser element mounting apparatus comprising: a forced cooling means for forcibly cooling the semiconductor laser element when the bonding material is solidified from a molten state.
ことを特徴とする請求項15記載の半導体レーザ素子実装装置。 The forced cooling means forcibly cools the semiconductor laser element when the bonding material is solidified from a molten state, whereby the thermal expansion of the semiconductor laser element and the thermal expansion of the substrate after the bonding material is solidified. The semiconductor laser device mounting apparatus according to claim 15, wherein:
ことを特徴とする請求項15記載の半導体レーザ素子実装装置。 The forced cooling means forcibly cools the semiconductor laser element when the bonding material is solidified from a molten state, so that the heat remaining between the semiconductor laser element and the substrate after the bonding material is solidified. The semiconductor laser device mounting apparatus according to claim 15, wherein the stress is made lower than a residual thermal stress when the forced cooling is not performed.
ことを特徴とする請求項15記載の半導体レーザ素子実装装置。 The forced cooling means forcibly cools the semiconductor laser element when the bonding material is solidified from a molten state, so that the semiconductor laser element after the bonding material is solidified is mechanically applied to the surface of the substrate. The semiconductor laser device mounting apparatus according to claim 15, wherein the distortion is lower than the distortion when the forced cooling is not performed.
前記強制冷却手段が、前記接合材が溶融状態から凝固する際に前記半導体レーザ素子を強制冷却することで、前記接合材が凝固した後の前記半導体レーザ素子内の複数の発光源からの出力光軸の誤差を、前記強制冷却を施さなかった場合の誤差よりも低くなるようにする
ことを特徴とする請求項15記載の半導体レーザ素子実装装置。 The semiconductor laser element has a plurality of light emission sources in one element,
The forced cooling means forcibly cools the semiconductor laser element when the bonding material is solidified from a molten state, whereby output light from a plurality of light emitting sources in the semiconductor laser element after the bonding material is solidified The semiconductor laser device mounting apparatus according to claim 15, wherein an error of the axis is made lower than an error when the forced cooling is not performed.
ことを特徴とする請求項15記載の半導体レーザ素子実装装置。 A heating means for melting at least the bonding material at the time of the fusion bonding and a forced cooling means for forcibly cooling the semiconductor laser element when the bonding material solidifies from a molten state function independently. The semiconductor laser device mounting apparatus according to claim 15, wherein the device is capable of being provided.
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