JP2913890B2 - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
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- JP2913890B2 JP2913890B2 JP3101135A JP10113591A JP2913890B2 JP 2913890 B2 JP2913890 B2 JP 2913890B2 JP 3101135 A JP3101135 A JP 3101135A JP 10113591 A JP10113591 A JP 10113591A JP 2913890 B2 JP2913890 B2 JP 2913890B2
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- Japan
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- semiconductor laser
- ceramic plate
- electronic cooler
- solder
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信装置や光情報処理
装置等に用いられる半導体レーザモジュールに関し、特
にペルチェ素子による電子冷却器を用いた温度制御可能
な半導体レーザモジュールに関する。
装置等に用いられる半導体レーザモジュールに関し、特
にペルチェ素子による電子冷却器を用いた温度制御可能
な半導体レーザモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の半導体レーザモジュール
について、図２に示す一部載欠した斜視図を参照して説
明する。
について、図２に示す一部載欠した斜視図を参照して説
明する。
【０００３】半導体レーザモジュールは、半導体レーザ
１１と半導体レーザ１に光学的に結合された光ファイバ
２を搭載するサブキャリア１１と、高温側セラミック板
３１と低温側セラミック板３５に半田３３によってそれ
ぞれ結合されているペルチェ素子３２とを有し低温側セ
ラミック板３５がサブキャリア１１に結合され高温側セ
ラミック板３１がパッケージ４に結合されサブキャリア
１１を冷却する電子冷却器３と、サブキャリア１１およ
び電子冷却器３を収容するパッケージ４とを含んでい
る。図２において、パッケージ４には外部との電気接続
を行うリード端子９が設けられており、またパッケージ
４のカバーは取り外された状態となっている。尚、電子
冷却器３の電源はリード３６によって外部から供給され
ている。
１１と半導体レーザ１に光学的に結合された光ファイバ
２を搭載するサブキャリア１１と、高温側セラミック板
３１と低温側セラミック板３５に半田３３によってそれ
ぞれ結合されているペルチェ素子３２とを有し低温側セ
ラミック板３５がサブキャリア１１に結合され高温側セ
ラミック板３１がパッケージ４に結合されサブキャリア
１１を冷却する電子冷却器３と、サブキャリア１１およ
び電子冷却器３を収容するパッケージ４とを含んでい
る。図２において、パッケージ４には外部との電気接続
を行うリード端子９が設けられており、またパッケージ
４のカバーは取り外された状態となっている。尚、電子
冷却器３の電源はリード３６によって外部から供給され
ている。
【０００４】詳しく説明すると、半導体レーザ１は金メ
ッキされたサブキャリア１１上に搭載され、光ファイバ
２は半導体レーザ１からの前方出射光が最大に結合され
るように調整され固定材７で固定される。モニタ用フォ
トダイオード６は半導体レーザ１からの後方出射光が最
大に結合されるように調整され固定材１２で固定され
る。また温度測定用のサーミスタ８がサブキャリア１１
上に搭載されている。
ッキされたサブキャリア１１上に搭載され、光ファイバ
２は半導体レーザ１からの前方出射光が最大に結合され
るように調整され固定材７で固定される。モニタ用フォ
トダイオード６は半導体レーザ１からの後方出射光が最
大に結合されるように調整され固定材１２で固定され
る。また温度測定用のサーミスタ８がサブキャリア１１
上に搭載されている。
【０００５】また、電子冷却器３とパッケージ４との結
合は、電子冷却器３の高温側セラミック板３１とパッケ
ージ４との熱的接続を半田１０で行っていた。すなわ
ち、高温側セラミック板３１の裏面に予備半田１０を施
しておき、電子冷却器３を金メッキされたパッケージ４
の上に載せ、パッケージ４および電子冷却器３を加熱し
半田１０を溶融させた後、冷却し熱的接続を行ってい
た。
合は、電子冷却器３の高温側セラミック板３１とパッケ
ージ４との熱的接続を半田１０で行っていた。すなわ
ち、高温側セラミック板３１の裏面に予備半田１０を施
しておき、電子冷却器３を金メッキされたパッケージ４
の上に載せ、パッケージ４および電子冷却器３を加熱し
半田１０を溶融させた後、冷却し熱的接続を行ってい
た。
【０００６】さらに、電子冷却器３とサブキャリア１１
との結合について説明すると、まず電子冷却器３の低温
側セラミック板３５の上面に半田３４を予備半田し、つ
いで半田３４の上にサブキャリア１１を載せる。そし
て、電子冷却器３およびサブキャリアを加熱して半田３
４を溶融させた後、これらを冷却し、熱的接続を行って
いた。この電子冷却器３とサブキャリア１１との熱的接
続を行う半田３４は、融点温度が半田１０（融点温度：
１４５°Ｃ）よりやや低い、１１７°Ｃの半田を用いて
いた。
との結合について説明すると、まず電子冷却器３の低温
側セラミック板３５の上面に半田３４を予備半田し、つ
いで半田３４の上にサブキャリア１１を載せる。そし
て、電子冷却器３およびサブキャリアを加熱して半田３
４を溶融させた後、これらを冷却し、熱的接続を行って
いた。この電子冷却器３とサブキャリア１１との熱的接
続を行う半田３４は、融点温度が半田１０（融点温度：
１４５°Ｃ）よりやや低い、１１７°Ｃの半田を用いて
いた。
【０００７】次に、電子冷却器３の詳細について、図３
に示す側面図を参照して説明する。
に示す側面図を参照して説明する。
【０００８】電子冷却器３は、リード３６から電源供給
されるペルチェ素子３２が低温側セラミック板３５およ
び高温側セラミック板３１に各々半田３３（３３ａおよ
び３３ｂ）で固定されている構造になっている。半田３
３は、融点温度が半田１０より多少高いものが用いら
れ、通常、融点温度が１８３°Ｃの共晶半田が用いられ
ている。尚、図２に示した従来の半導体レーザモジュー
ルにおいて、パッケージ４と電子冷却器３との熱的接続
を行う半田１０は、融点温度が半田３３（融点温度：１
８３°Ｃ）よりやや低い、１４５°Ｃの半田を用いてい
た。
されるペルチェ素子３２が低温側セラミック板３５およ
び高温側セラミック板３１に各々半田３３（３３ａおよ
び３３ｂ）で固定されている構造になっている。半田３
３は、融点温度が半田１０より多少高いものが用いら
れ、通常、融点温度が１８３°Ｃの共晶半田が用いられ
ている。尚、図２に示した従来の半導体レーザモジュー
ルにおいて、パッケージ４と電子冷却器３との熱的接続
を行う半田１０は、融点温度が半田３３（融点温度：１
８３°Ｃ）よりやや低い、１４５°Ｃの半田を用いてい
た。
【０００９】以上、図２および図３によって説明した従
来の半導体モジュールの組立てにおいて、３種類の融点
の異なる半田１０，３３，３４を用いるのは、通常組立
手順として、ペルチェ素子３２を高温側セラミック板３
１および低温側セラミック板３５に固定し電子冷却器３
を形成し、パッケージ４に電子冷却器３を固定した後に
サブキャリア１１を電子冷却器３に固定する必要がある
ためである。
来の半導体モジュールの組立てにおいて、３種類の融点
の異なる半田１０，３３，３４を用いるのは、通常組立
手順として、ペルチェ素子３２を高温側セラミック板３
１および低温側セラミック板３５に固定し電子冷却器３
を形成し、パッケージ４に電子冷却器３を固定した後に
サブキャリア１１を電子冷却器３に固定する必要がある
ためである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体レー
ザモジュールでは、パッケージと電子冷却器を結合する
半田を溶融させるために、これらを短時間で加熱する
と、電子冷却器の温度は過渡的にペルチェ素子を高温側
セラミック板に固定している半田の融点温度に近くな
り、電子冷却器を壊す可能性がある。
ザモジュールでは、パッケージと電子冷却器を結合する
半田を溶融させるために、これらを短時間で加熱する
と、電子冷却器の温度は過渡的にペルチェ素子を高温側
セラミック板に固定している半田の融点温度に近くな
り、電子冷却器を壊す可能性がある。
【００１１】このため、パッケージおよび電子冷却器を
加熱するときは、電子冷却器の半田が溶けないようにゆ
っくり時間をかけて行う必要があり、作業時間が長くな
るという問題があった。
加熱するときは、電子冷却器の半田が溶けないようにゆ
っくり時間をかけて行う必要があり、作業時間が長くな
るという問題があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザモ
ジュールは、半導体レーザと前記半導体レーザに光学的
に結合された光ファイバとを搭載するサブキャリアと、
低温側セラミック板が前記サブキャリアに結合される電
子冷却器と、前記電子冷却器の高温側セラミック板と結
合・固定され，前記サブキャリアおよび前記電子冷却器
を収容するパッケージとを有する半導体レーザモジュー
ルにおいて、前記低温側セラミック板と前記サブキャリ
アとが低温半田によって結合され、前記低温側セラミッ
クと前記高温側セラミック板とが前記電子冷却器のペル
チェ素子に共晶半田によって結合され、前記高温側セラ
ミック板と前記パッケージとの結合・固定は銀ろう付け
によって行われる。
ジュールは、半導体レーザと前記半導体レーザに光学的
に結合された光ファイバとを搭載するサブキャリアと、
低温側セラミック板が前記サブキャリアに結合される電
子冷却器と、前記電子冷却器の高温側セラミック板と結
合・固定され，前記サブキャリアおよび前記電子冷却器
を収容するパッケージとを有する半導体レーザモジュー
ルにおいて、前記低温側セラミック板と前記サブキャリ
アとが低温半田によって結合され、前記低温側セラミッ
クと前記高温側セラミック板とが前記電子冷却器のペル
チェ素子に共晶半田によって結合され、前記高温側セラ
ミック板と前記パッケージとの結合・固定は銀ろう付け
によって行われる。
【００１３】
【実施例】次に本発明の半導体レーザモジュールについ
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施例の斜視図である。
【００１５】この半導体レーザモジュールは、図２の従
来例と同様の、半導体レーザ１，光ファイバ２，モニタ
用フォトダイオード６，サーミスタ８および固定材７，
１２を搭載するサブキャリア１１と、低温側セラミック
板３５，高温側セラミック板３１，ペルチェ素子３２，
半田３３（３３ａ，３３ｂ）およびリード３６を含む電
子冷却器３と、リード端子９を含むパッケージ４とを含
んでいる。また同様に、サブキャリア１１は電子冷却器
３の低温側セラミック板３５と半田３４によって結合さ
れている。
来例と同様の、半導体レーザ１，光ファイバ２，モニタ
用フォトダイオード６，サーミスタ８および固定材７，
１２を搭載するサブキャリア１１と、低温側セラミック
板３５，高温側セラミック板３１，ペルチェ素子３２，
半田３３（３３ａ，３３ｂ）およびリード３６を含む電
子冷却器３と、リード端子９を含むパッケージ４とを含
んでいる。また同様に、サブキャリア１１は電子冷却器
３の低温側セラミック板３５と半田３４によって結合さ
れている。
【００１６】しかしながら、半導体レーザモジュールの
組み立てにおいては、電子冷却器３の高温側セラミック
板３１が、まず銀ろう材５によってパッケージ４に固定
される。なお、銀ろう材５の融点温度は、周知のとお
り、２５０°〜３００°Ｃである。
組み立てにおいては、電子冷却器３の高温側セラミック
板３１が、まず銀ろう材５によってパッケージ４に固定
される。なお、銀ろう材５の融点温度は、周知のとお
り、２５０°〜３００°Ｃである。
【００１７】次に、電子冷却器３が融点温度１８３°Ｃ
の半田３３によって組立てられ、最後に電子冷却器３の
低温側セラミック板３５が半田３４によってサブキャリ
ア１１と結合される。
の半田３３によって組立てられ、最後に電子冷却器３の
低温側セラミック板３５が半田３４によってサブキャリ
ア１１と結合される。
【００１８】ここで、電子冷却器３の高温側セラミック
板３１は、窒化アルミニウムからなり、裏面には金メッ
キが施されている。また、パッケージ４は、コバールか
らなり、表面には金メッキが施されている。従って、パ
ッケージ４と高温側セラミッキ３１との銀ろう材５によ
る結合は強固にできる。
板３１は、窒化アルミニウムからなり、裏面には金メッ
キが施されている。また、パッケージ４は、コバールか
らなり、表面には金メッキが施されている。従って、パ
ッケージ４と高温側セラミッキ３１との銀ろう材５によ
る結合は強固にできる。
【００１９】このように、電子冷却器３の高温側セラミ
ック板３１をまず銀ろう材５によりパッケージ４にろう
付けし固定しておくことにより、電子冷却器３に対する
半田固定は、電子冷却器３に組立てに用いた半田３３よ
り充分融点の低い半田３４（融点温度：１１７°Ｃ）よ
る、サブキャリア１１に対してだけとなる。
ック板３１をまず銀ろう材５によりパッケージ４にろう
付けし固定しておくことにより、電子冷却器３に対する
半田固定は、電子冷却器３に組立てに用いた半田３３よ
り充分融点の低い半田３４（融点温度：１１７°Ｃ）よ
る、サブキャリア１１に対してだけとなる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体レー
ザモジュールは、電子冷却器の高温側セラミック板をパ
ッケージにろう付し固定しておくことにより、電子冷却
器に対する半田固定箇所はサブキャリアに対してのみと
なり、その半田としては充分融点の低い半田（融点温
度：１１７°Ｃ）が使用できる。この結果、電子冷却器
とサブキャリアとを半田による固定のために短時間に加
熱しても、この固定用半田は電子冷却器組立て用の半田
との融点温度差が６６°Ｃと大きいので、電子冷却器を
壊す恐れがなくなる。すなわち、このろう付固定により
組立て作業時間の短縮が計れる効果がある。
ザモジュールは、電子冷却器の高温側セラミック板をパ
ッケージにろう付し固定しておくことにより、電子冷却
器に対する半田固定箇所はサブキャリアに対してのみと
なり、その半田としては充分融点の低い半田（融点温
度：１１７°Ｃ）が使用できる。この結果、電子冷却器
とサブキャリアとを半田による固定のために短時間に加
熱しても、この固定用半田は電子冷却器組立て用の半田
との融点温度差が６６°Ｃと大きいので、電子冷却器を
壊す恐れがなくなる。すなわち、このろう付固定により
組立て作業時間の短縮が計れる効果がある。
【図１】本発明の半導体レーザモジュールの一実施例を
示す一部載欠した斜視図である。
示す一部載欠した斜視図である。
【図２】従来の半導体レーザモジュールを示す一部載欠
した斜視図である。
した斜視図である。
【図３】電子冷却器の側面図である。
１ 半導体レーザ ２ 光ファイバ ３ 電子冷却器 ４ パッケージ ５ 銀ろう材 ６ モニタ用フォトダイオード ７ 固定材 ８ サーミスタ ９ リード端子 １０ 半田 １１ サブキャリア １２ 固定材 ３１ 高温側セラミック板 ３２ ペルチェ素子 ３３，３３ａ，３３ｂ 半田 ３４ 半田 ３５ 低温側セラミック板 ３６ リード
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レーザと前記半導体レーザに光学
的に結合された光ファイバとを搭載するサブキャリア
と、低温側セラミック板が前記サブキャリアに結合され
る電子冷却器と、前記電子冷却器の高温側セラミック板
と結合・固定され，前記サブキャリアおよび前記電子冷
却器を収容するパッケージとを有する半導体レーザモジ
ュールにおいて、前記低温側セラミック板と前記サブキャリアとが低温半
田によって結合され、前記低温側セラミックと前記高温
側セラミック板とが前記電子冷却器のペルチェ素子に共
晶半田によって結合され、前記高温側セラミック板と 前
記パッケージとの結合・固定は銀ろう付けによって行わ
れることを特徴とする半導体レーザモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3101135A JP2913890B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3101135A JP2913890B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 半導体レーザモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04332186A JPH04332186A (ja) | 1992-11-19 |
| JP2913890B2 true JP2913890B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=14292640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3101135A Expired - Fee Related JP2913890B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913890B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2937791B2 (ja) * | 1995-03-14 | 1999-08-23 | 日本電気株式会社 | ペルチエクラーク |
| JP4620268B2 (ja) * | 2001-02-27 | 2011-01-26 | アイシン精機株式会社 | 熱電モジュールを放熱部材に組み付ける方法 |
| JP6097253B2 (ja) * | 2014-07-02 | 2017-03-15 | 住友電気工業株式会社 | 三色光光源 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH071811Y2 (ja) * | 1987-04-22 | 1995-01-18 | 日本電気株式会社 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
-
1991
- 1991-05-07 JP JP3101135A patent/JP2913890B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04332186A (ja) | 1992-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990316 |
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