JP2009158645A - Laser module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源として用いられるレーザモジュールに関する。 The present invention relates to a laser module used as a light source.
高出力の半導体レーザは、高出力、高密度、波長が非常に鋭いピークを持つ事、小型といった特徴から、高効率な固体レーザの励起用光源などの産業用途として使用されている。また、更なる高出力、高集積化を実現するために、レーザダイオード等の半導体レーザ素子を1つのチップにアレイ状に並べた形態のレーザアレイも一般化している。しかし、レーザアレイは、例えば10mm×1〜2mmのチップサイズに対して出力と同程度の数十Wの熱を発生する。半導体レーザ素子の動作性能や寿命は駆動温度に依存するため,効率的な放熱構造が望まれている。このため、レーザアレイは、当該レーザアレイを冷却体の上に実装したレーザモジュールの形態で用いられている。 High-power semiconductor lasers are used in industrial applications such as high-efficiency solid-state laser excitation light sources because of their high output, high density, extremely sharp peaks in wavelength, and small size. Further, in order to realize further higher output and higher integration, a laser array having a configuration in which semiconductor laser elements such as laser diodes are arranged in an array on one chip is also generalized. However, the laser array generates several tens of watts of heat that is about the same as the output for a chip size of 10 mm × 1 to 2 mm, for example. Since the operating performance and life of semiconductor laser elements depend on the driving temperature, an efficient heat dissipation structure is desired. For this reason, the laser array is used in the form of a laser module in which the laser array is mounted on a cooling body.
図11はレーザアレイを用いた従来のレーザモジュールの構成を示す正面図である。レーザモジュール50は、大きくは、レーザアレイ51、中間体52及び冷却体53によって構成されている。レーザアレイ51は第1のはんだ層54を用いて中間体52の上面に接合されている。中間体52は第2のはんだ層55を用いて冷却体53の上面に接合されている。
FIG. 11 is a front view showing a configuration of a conventional laser module using a laser array. The
レーザアレイ51は、同一の半導体基板上に複数の半導体レーザ素子を一体に形成したもので、細長い棒状に形成されている。レーザアレイ51の前端面には複数の半導体レーザ素子と1:1の関係で複数の発光部56が設けられている。中間体52は、応力緩和を目的として設けられたもので、平板状に形成されている。冷却体53は、レーザアレイ51で発生した熱を効率良く逃がすためのもので、四角柱のブロック形状に形成されている。この種のレーザモジュール50としては、例えば特許文献1に開示されたものが公知となっている。
The
複数の半導体レーザ素子を有するレーザアレイ51は、GaAs(ガリウムヒ素)に代表される化合物半導体基板を用いて作製されるのに対して、冷却体53は、熱伝導性が高く、比較安価に入手可能なCu(銅)などの金属材料を用いて作製される。GaAsの線膨張係数は6.5ppm/Kであるが、銅の線膨張係数はGaAsの2.5倍強に相当する16.5ppm/Kである。このため、レーザアレイ51と冷却体53の線膨張係数差による応力を緩和するために、中間体52は、AlN(窒化アルミニウム)、SiC(炭化ケイ素)、CuW(銅タングステン)、ダイヤモンドなどの材料を用いて作製されている。
The
上記従来のモジュール構造においては、レーザアレイ51から冷却体53への排熱効率を考えると、中間体52の厚み寸法が小さいほど好ましく、究極的には中間体52を間に介在させずに、レーザアレイ51を冷却体53にダイレクトに実装することが望ましい。
In the conventional module structure, considering the heat exhaust efficiency from the
しかしながら、前述したようにレーザアレイ51と冷却体53の線膨張係数を比較すると、両者の乖離が大きく、単純にレーザアレイ51を冷却体53の上面にはんだ接合した場合は、実装時(はんだ接合時)に生じる応力によって、レーザアレイ51の破損やはんだ接合界面の剥離といった問題を招く恐れがある。このため、多くのレーザモジュール50では、モジュール構成部材の一つとして中間体52を必要としており、それと同時に中間体52の介在による熱抵抗の増大が問題視されている。
However, when the linear expansion coefficients of the
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、レーザアレイと冷却体の間に中間体を介在させなくても、実装時の応力を緩和することができるレーザモジュールを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to relieve stress during mounting without interposing an intermediate between the laser array and the cooling body. It is to provide a laser module.
本発明に係るレーザモジュールは、
複数の発光部を有するレーザアレイと、
前記レーザアレイが実装されるレーザ実装領域を有する冷却体とを備え、
前記冷却体のレーザ実装領域には、複数の溝部が前記複数の発光部と同じ方向に並んで設けられるとともに、前記各々の溝部には、前記冷却体の構成材料よりも線膨張係数が小さい材料が埋め込まれ、
前記レーザアレイは、前記複数の溝部上に位置して前記冷却体に実装されている
ことを特徴とするものである。
The laser module according to the present invention includes:
A laser array having a plurality of light emitting portions;
A cooling body having a laser mounting area on which the laser array is mounted,
In the laser mounting region of the cooling body, a plurality of groove portions are provided side by side in the same direction as the plurality of light emitting portions, and each groove portion has a material having a smaller linear expansion coefficient than the constituent material of the cooling body Is embedded,
The laser array is located on the plurality of grooves and mounted on the cooling body.
本発明に係るレーザモジュールにおいては、冷却体のレーザ実装領域に複数の溝部を設けるとともに、各々の溝部に冷却体の構成材料よりも線膨張係数が小さい材料を埋め込むことにより、レーザ実装領域の実効的な線膨張係数が小さくなる。このため、複数の溝部上に位置してレーザアレイを冷却体に実装することで、実装時の応力緩和が図られる。 In the laser module according to the present invention, a plurality of groove portions are provided in the laser mounting region of the cooling body, and a material having a smaller linear expansion coefficient than that of the constituent material of the cooling body is embedded in each groove portion. The linear expansion coefficient becomes smaller. For this reason, the stress relaxation at the time of mounting is achieved by mounting the laser array on the cooling body located on the plurality of grooves.
本発明のレーザモジュールによれば、冷却体のレーザ実装領域に複数の溝部を設けるとともに、各々の溝部に冷却体の構成材料よりも線膨張係数が小さい材料を埋め込むことにより、レーザ実装領域の実効的な線膨張係数を小さくすることができる。したがって、レーザアレイと冷却体の間に中間体を介在させなくても、実装時の応力を緩和することができる。その結果、中間体を介在させる場合に比較して、レーザアレイと冷却体との間の熱抵抗を大幅に下げることができる。このため、排熱効率に優れたレーザモジュールを実現することが可能となる。 According to the laser module of the present invention, a plurality of grooves are provided in the laser mounting region of the cooling body, and a material having a smaller linear expansion coefficient than that of the constituent material of the cooling body is embedded in each of the groove portions. The effective linear expansion coefficient can be reduced. Therefore, the stress at the time of mounting can be relieved without interposing an intermediate body between the laser array and the cooling body. As a result, the thermal resistance between the laser array and the cooling body can be greatly reduced as compared with the case where an intermediate is interposed. For this reason, it becomes possible to implement | achieve the laser module excellent in exhaust heat efficiency.
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下に記述する実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications and improvements have been made within the scope of deriving specific effects obtained by the constituent requirements of the invention and combinations thereof. Also includes form.
図1は本発明の実施形態に係るレーザモジュールの構成を示す平面図であり、図2は当該レーザモジュールの構成を示す正面図である。また、図3は図1のA−A矢視断面図であり、図4は図1のB−B矢視断面図である。図示したレーザモジュール10は、大きくは、レーザアレイ11と、冷却体12とを備えた構成となっている。一般に冷却体12はヒートシンクと呼ばれている。
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a laser module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing the configuration of the laser module. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. The illustrated
本明細書においては、レーザモジュール10の構成上、レーザアレイ11の長手方向に平行な方向をX軸方向、レーザアレイ11の短手方向に平行な方向をY軸方向、レーザアレイ11の厚み方向に平行な方向をZ軸方向と定義する。X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに直交する3軸方向となる。ここで定義したX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の直交3軸方向は、レーザモジュール10全体にわたって各部の構造や位置関係を特定するために随時用いる。また、X軸方向は、その向きによってX方向と−X方向に区分する。同様に、Y軸方向はY方向と−Y方向に区分し、Z軸方向はZ方向と−Z方向に区分する。
In this specification, due to the configuration of the
レーザアレイ11は、例えばGaAsなどの化合物半導体材料を用いて構成されるもので、全体に棒状のチップ形状に形成される。レーザアレイ11のX軸方向の寸法(長手寸法)は、例えば10mmに設定され、レーザアレイ11のY軸方向の寸法(短手寸法)は、例えば約2mmに設定される。レーザアレイ11は、一次元に並ぶ複数の半導体レーザ素子(不図示)を一体に有するものである。複数の半導体レーザ素子は、レーザアレイ11の長手方向となるX軸方向に一定のピッチで並んでいる。このため、半導体レーザ素子の配列方向(並び方向)には、複数の半導体レーザ素子と同じピッチで複数の発光部(レーザ光の出射部)13がX軸方向に並んだ構造となっている。
The
各々の発光部13は、Y軸方向の一方の端面(以下、「前端面」と記す)14に横一列に並んで配列されている。このため、レーザアレイ11を駆動した場合は、X軸方向に並ぶ各々の発光部13からY方向に向けてレーザ光が出射されることになる。レーザアレイ11を構成する各々の半導体レーザ素子は、素子内部にレーザ共振器を有するもので、その共振器長方向はY軸方向に一致している。
Each
レーザアレイ11の上面には複数の半導体レーザ素子と1:1の関係で複数の電極15が設けられており、それと反対側(裏側)となるレーザアレイ11の下面にも複数の半導体レーザ素子と1:1の関係で複数の電極16が設けられている。電極15及び電極16のうち、電極15はn(負極)側の電極であり、電極16はp(正極)側の電極である。その場合、n側の電極15は、半導体基板側から順に、例えば金(Au)層、金(Au)とゲルマニウム(Ge)の合金層及び金(Au)層を積層して形成され、p側の電極16は、半導体基板側から順に、例えばチタン(Ti)層、白金(Pt)層及び金(Au)層を積層して形成される。レーザアレイ11は、p側の電極16が冷却体12に対向する向きで実装されている。また、上述した複数の発光部13は、Z軸方向でp側の電極16寄り(近傍)に設けられている。
A plurality of
X軸方向において、レーザアレイ11を構成する複数の半導体レーザ素子の配列ピッチと、当該複数の半導体レーザ素子に対応する複数の発光部13、複数の電極15及び複数の電極16の各配列ピッチは、互いに同じピッチに設定されている。このため、例えば、レーザアレイ11の長手方向(X軸方向)に400μmのピッチで複数の半導体レーザ素子が並ぶものと仮定すると、これと同じピッチで複数の発光部13、複数の電極15及び複数の電極16がレーザアレイ11の長手方向に並ぶことになる。これら半導体レーザ素子の発光部13、電極15及び電極16の各中心位置は、X軸方向で同じ位置となるように設定されている。
In the X-axis direction, the arrangement pitch of the plurality of semiconductor laser elements constituting the
レーザアレイ11は冷却体12の上面18に実装されている。レーザアレイ11は、はんだ層17によって冷却体12に接合されている。はんだ層17は、レーザアレイ11を冷却体12にはんだ接合するにあたって、はんだ材料を所定の温度(接合温度)に加熱して溶融した後、温度降下によって固化することにより形成されるものである。はんだ層17は、冷却体12の上面18内でレーザアレイ11の長手方向の両端部と短手方向の一端部から、それぞれ外側(X方向、−X方向、−Y方向)にはみ出す状態で形成されている。はんだ層17は、レーザアレイ11と冷却体12の間の熱抵抗が小さくなるように、極力薄く形成することが望ましい。
The
冷却体12は、熱的には高い熱伝導性を有し、電気的には高い導電性を有するものである。冷却体12は、例えば銅などの金属材料を用いて構成されるもので、全体に四角柱のブロック形状に形成されている。冷却体12は、レーザアレイ11よりも外形寸法(体積)が大きく形成されている。すなわち、冷却体12のX軸方向の寸法(幅寸法)は、レーザアレイ11の長手寸法よりも大きく設定され、冷却体12のY軸方向の寸法(奥行き寸法)は、レーザアレイ11の短手寸法よりも大きく設定されている。また、冷却体12のZ軸方向の寸法(厚み寸法)は、レーザアレイ11の厚み寸法よりも大きく設定されている。
The cooling
冷却体12の熱伝導性は、レーザアレイ11で発生する熱を冷却体12側に効率良く逃がして、レーザアレイ11の駆動温度を所定温度以下に維持するために必要となる特性である。冷却体12の導電性は、例えば冷却体12を通してレーザアレイ11に電流を供給する場合に、電気抵抗を低く抑えるために必要となる特性である。
The thermal conductivity of the cooling
冷却体12の上面18は、レーザアレイ11が実装される面(以下、「レーザ実装面」と記す)となっており、冷却体12の下面19は、冷却体12を含むレーザモジュール10全体を図示しないベース部材に実装する際の基準平面(以下、「実装基準面」と記す)となっている。
The
冷却体12のレーザ実装面18内には、実際にレーザアレイ11が実装される領域(以下、「レーザ実装領域」と記す)が存在する。レーザ実装領域は、レーザアレイ11の外形寸法に対応して規定される領域である。例えば、レーザアレイ11の長手寸法が“L1”、同短手寸法が“L2”であるとすると、レーザ実装領域は、冷却体12のレーザ実装面18内で“(L1+α)×(L2+β)”の大きさで規定されるものである。α及びβは、レーザアレイ11の寸法公差や位置合わせの許容寸法などを見込んで設定される正の値である。
In the
レーザ実装領域は、レーザ実装面18内でY方向端に寄せて設定されている。レーザ実装領域には複数の溝部21が設けられ、これら複数の溝部21上に位置してレーザアレイ11が冷却体12のレーザ実装面18に実装されている。各々の溝部21は、Y軸方向から見て凹形状に形成されている。各々の溝部21は、冷却体12の構成材料(主材料)よりも線膨張係数が低い材料22で埋め込まれている。具体的には、例えば冷却体12を銅で構成した場合は、それよりも線膨張係数が低い材料22で溝部21を埋め込む。溝部21を埋め込む材料22は、冷却体12の構成材料に比較して十分に線膨張係数が低い材料(例えば、線膨張係数が銅の1/2以下の材料)が好ましいものの、実際に溝部21を埋め込むには、材料が固化(硬化)した状態で冷却体12と一体構造をなすように、冷却体12との高い接合性が要求される。
The laser mounting area is set close to the Y direction end within the
このため、本発明の実施形態においては、冷却体12の構成材料よりも線膨張係数が低い材料として、SiCの粒子状材料23をAuSn系のはんだ材料24に混合してなる複合材料22で溝部21を埋め込んだ構造を採用している。AuSn系のはんだ材料は、冷却体12の構成材料として用いられる銅との接合性が良好である。このため、AuSn系のはんだ材料24にSiCの粒子状材料23を混合して得られる複合材料22を用いて溝部21を埋め込むことにより、溝部21の埋め込み部分を冷却体12と一体化させることができる。その場合、例えばAuSn系のはんだ材料としてAu20Snを用いるものとすると、SiCの線膨張係数は3.7ppm/Kであるのに対して、Au20Snの線膨張係数は16.2ppm/Kとなる。このため、複合材料22の組成として、相対的にSiCの混合比率を高くすると、複合材料22の線膨張係数が低くなり、SiCの混合比率を低くすると、複合材料22の線膨張係数が高くなる。したがって、粒子状材料23の混合比率をパラメータとして複合材料22の線膨張係数を調整することが可能となる。
For this reason, in the embodiment of the present invention, as a material having a lower linear expansion coefficient than that of the constituent material of the cooling
複数の溝部21は、冷却体12の素子実装面18にX軸方向に並んだ状態で設けられている。また、各々の溝部21は、X軸方向で発光部13の直下を除いた部分に設けられている。このため、レーザアレイ11の発光部13の直下を除いた部分は、図3の断面図で分かるように、溝部21を複合材料22で埋め込んだ構造になっており、その上にレーザアレイ11がはんだ層17で接合されている。これに対して、レーザアレイ11の発光部13の直下部分は、図4の断面図で分かるように、冷却体12の構成材料がそのまま存在する構造になっており、その上にレーザアレイ11がはんだ層17で接合されている。
The plurality of
溝部21のX軸方向の寸法(溝幅)Wは、X軸方向で隣り合う発光部13のピッチよりも小となる条件で、例えば、発光部13の幅が60μm,発光部13のピッチが400μmのとき300μmに設定されており、溝部21のY軸方向の寸法(奥行き寸法)Lは、レーザアレイ11の短手寸法よりも大となる条件で、例えば、レーザアレイ11の短手寸法が1mmのとき1.5mmに設定されている。また、溝部21のZ軸方向の寸法(溝深さ)Dは、例えば100μmに設定されており、X軸方向で隣り合う溝部21のピッチ(溝ピッチ)Pは、上述した半導体レーザ素子の配列ピッチと同じピッチに設定されている。ただし、半導体レーザ素子の発光部13の中心位置と溝部21の中心位置は、X軸方向で0.5ピッチ分だけずれている。
The dimension (groove width) W in the X-axis direction of the
続いて、本発明の実施形態に係るレーザモジュールの製造方法について説明する。まず、図5の平面図及び図6の正面図に示すように、四角柱のブロック形状をなす冷却体12の上面18に、X軸方向に一列に並ぶかたちで複数の溝部21を形成する。溝部21の形成方法としては、例えば機械加工やエッチング加工などを利用することができる。その際、各々の溝部21の奥行き寸法Lは、レーザアレイ11を構成する半導体レーザ素子の共振器長(レーザアレイ11の短手寸法)よりも長く設定する。図7は図5のC−C矢視断面図である。この図7から分かるように、X軸方向で隣り合う溝部21は、冷却体12の構成材料からなる壁部25で仕切られている。壁部25の肉厚寸法Tは、発光部13のX軸方向の寸法(発光幅)よりも大きく設定されている。例えば、発光部13の幅が60μmであるとすると、壁部25の肉厚寸法Tは、発光幅よりも大きな寸法となるように、例えば100μmに設定される。
Then, the manufacturing method of the laser module which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. First, as shown in the plan view of FIG. 5 and the front view of FIG. 6, a plurality of
次に、図8の平面図及び図9の正面図に示すように、予め粒子状材料23をはんだ材料24に混ぜ合わせて生成した複合材料22を各々の溝部21に充填した後、加熱によってはんだ材料24を溶融させ、且つ温度降下(自然冷却など)によってはんだ材料24を固化することにより、全ての溝部21を複合材料22で埋め込んだ状態にする。はんだ材料24にAu20Snを用いた場合は、その融点(280℃)以上の温度まで加熱することにより、はんだ材料24を溶融する。この場合、溝部21を埋め込んだ複合材料22の上面は、冷却体12のレーザ実装領域に凹凸が生じないように、レーザ実装面18と面一な状態に形成されることが望ましい。また、溝部21の幅Wが狭い場合は、溶融した複合材料22は毛細管現象によって溝部21から流出することはない。溝部21が広い場合は、ソルダーレジストを冷却体12の正面部に塗布・硬化、または、フィルム状のソルダーレジスト,耐熱性ポリイミドフィルム等を冷却体12の正面部に押し当てることにより、溶融した複合材料22が溝部21から流出することを防ぐ必要がある。
Next, as shown in the plan view of FIG. 8 and the front view of FIG. 9, each of the
その後、冷却体12のレーザ実装領域に、はんだ材料24よりも融点が低いはんだ材料(はんだ層17の素材)を用いて、レーザアレイ11を冷却体12のレーザ実装面18にはんだ接合する。このとき、上記図2に示すように、レーザアレイ11の発光部13の直下に溝部21が配置されないように、X軸方向でレーザアレイ11と冷却体12の位置合わせを行なうとともに、レーザアレイ11の前端面14が冷却体12のY方向の端面と面一になるように、Y軸方向でレーザアレイ11と冷却体12の位置合わせを行なう。また、はんだ接合に際しては、加熱温度をはんだ材料24の融点よりも低い温度に設定することにより、複合材料22を固化したままで、レーザアレイ11を冷却体12にはんだ接合する。はんだ層17の素材となるはんだ材料としては、例えばIn(インジウム)を主成分とする低融点のはんだ材料を用いることができる。
Thereafter, the
本発明の実施形態に係るレーザモジュール10においては、冷却体12のレーザ実装領域に複数の溝部21を形成し、これら複数の溝部21を冷却体12の構成材料よりも線膨張係数が低い複合材料22で埋め込んだ構造になっている。このため、冷却体12のレーザ実装領域に溝部21を設けない場合に比較して、レーザ実装領域での実効的な線膨張係数(以下、「実効線膨張係数」と記す)が小さくなる。レーザ実装領域の実効線膨張係数は、複合材料22における粒子状材料23の混合比率や、溝部21の寸法(特に、溝幅)によって変化する。
In the
図10は粒子状材料の混合比率とレーザ実装領域の実効線膨張係数の相関を示す図である。図中、□印で示す曲線は、溝幅を200μm、溝ピッチを400μmの条件でシミュレーションした結果を示し、△印で示す曲線は、溝幅を300μm、溝ピッチを400μmの条件でシミュレーションした結果を示している。このシミュレーションでは、粒子状材料23にSiC、はんだ材料24にAu20Snを用いた複合材料22で溝部21を埋め込む場合を想定している。このシミュレーション結果を参照して、例えば、溝部21の溝幅を300μm、SiCの粒子状材料23の混合比率を50%程度に設定することにより、レーザ実装領域の実効線膨張係数を、銅の1/2相当となる8ppm/K程度まで下げることができる。
FIG. 10 is a diagram showing the correlation between the mixing ratio of the particulate material and the effective linear expansion coefficient in the laser mounting region. In the figure, the curve indicated by □ indicates the result of simulation under the condition of the groove width of 200 μm and the groove pitch of 400 μm, and the curve indicated by Δ indicates the result of simulation under the condition of the groove width of 300 μm and the groove pitch of 400 μm. Is shown. In this simulation, it is assumed that the
これにより、サブマウントと呼ばれる中間体を用いることなく、レーザアレイ11をダイレクトに冷却体12に実装した場合でも、冷却体12のレーザ実装領域に設けられた複数の溝部21を複合材料22で埋め込むことで、レーザ実装領域の実効線膨張係数を小さくすることにより、実装時の応力を緩和することができる。このため、中間体を用いる場合に比較して、レーザアレイ11と冷却体12の間の熱抵抗が大幅に小さくなる。したがって、レーザアレイ11から冷却体12に効率良く熱を逃がすことができる。また、中間体を用いる必要がなくなることから、冷却体12を通してレーザアレイ11に電流を供給する場合に、中間体でのジュール熱の発生を回避して消費電力の低減を図ることができる。
Thus, even when the
さらに、レーザアレイ11の発光部13の直下を除く部分に溝部21を設けるようにしたので、特にレーザ駆動時の発熱が顕著になる発光部13の直下では、冷却体12の構成材料からなる壁部25(図7を参照)が存在し、この壁部25を通して発光部13の熱を冷却体12に素早く逃がすことができる。このため、レーザアレイ11から冷却体12への排熱効率をより一層高めることができる。
Further, since the
なお、本発明の実施形態においては、複合材料22を得るにあたって、はんだ材料24に混合する粒子状材料23にSiCを用いることとしたが、これに限らず、例えばインバー材や酸化ケイ素(SiO2),ダイヤモンド等を用いることも可能である。さらに、はんだ材料24の代わりに、エポキシ樹脂を用いて、複合材料を構成してもよい。その場合、前述した溝部21は、冷却体12の構成材料よりも線膨張係数が小さい粒子状材料23をエポキシ樹脂に混合してなる複合材料によって埋め込まれることになる。
In the embodiment of the present invention, SiC is used for the
また、本発明の実施形態においては、溝部21の埋め込みに用いるはんだ材料24とは異なる低融点のはんだ材料を用いて、レーザアレイ11を冷却体12にはんだ接合するものとしたが、これに限らず、上記のはんだ材料24を用いて、レーザアレイ11を冷却体12にはんだ接合することも可能である。具体的には、例えば、複数の溝部21を冷却体12に形成した後、各々の溝部21に複合材料22を充填する段階で、冷却体12のレーザ実装面18から少し盛り上がるように、レーザ実装領域を複合材料22で覆った状態とし、その上にレーザアレイ11を載せて加熱することにより、複合材料22と同一材料からなるはんだ層17を用いて、レーザアレイ11を冷却体12にはんだ接合すればよい。
In the embodiment of the present invention, the
10…レーザモジュール、11…レーザアレイ、12…冷却体、13…発光部、18…レーザ実装面、21…溝部、22…複合材料、23…粒子状材料、24…はんだ材料
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記レーザアレイが実装されるレーザ実装領域を有する冷却体とを備え、
前記冷却体のレーザ実装領域には、複数の溝部が前記複数の発光部と同じ方向に並んで設けられるとともに、前記各々の溝部には、前記冷却体の構成材料よりも線膨張係数が小さい材料が埋め込まれ、
前記レーザアレイは、前記複数の溝部上に位置して前記冷却体に実装されている
ことを特徴とするレーザモジュール。 A laser array having a plurality of light emitting portions;
A cooling body having a laser mounting area on which the laser array is mounted,
In the laser mounting region of the cooling body, a plurality of groove portions are provided side by side in the same direction as the plurality of light emitting portions, and each groove portion has a material having a smaller linear expansion coefficient than the constituent material of the cooling body Is embedded,
The laser array is mounted on the cooling body and positioned on the plurality of grooves.
ことを特徴とする請求項1記載のレーザモジュール。 The laser module according to claim 1, wherein the groove is provided in a portion except for a portion directly below the light emitting portion of the laser array.
ことを特徴とする請求項1記載のレーザモジュール。 The laser module according to claim 1, wherein the groove is embedded with a composite material obtained by mixing a particulate material having a smaller linear expansion coefficient than the constituent material of the cooling body with a solder material.
ことを特徴とする請求項1記載のレーザモジュール。 The laser module according to claim 1, wherein the groove is embedded with a composite material obtained by mixing a particulate material having a smaller linear expansion coefficient than that of the constituent material of the cooling body with an epoxy resin.
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- 2007-12-26 JP JP2007333694A patent/JP2009158645A/en active Pending
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