JP3298532B2 - 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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- laser module
- substrate
- electronic
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
- H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュールに関し、特に、電子冷却器で半導体レーザを冷却
する半導体レーザモジュールに関する。
ュールに関し、特に、電子冷却器で半導体レーザを冷却
する半導体レーザモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザモジュールは、光ファイバ
伝送装置等に使用される信号光源として広く使用されて
いる。光ファイバを使用した伝送装置の高信頼性化およ
び小型化に伴い、その伝送装置の回路基板に組み込まれ
る半導体レーザモジュール等の各種部品にも同様に高信
頼性化および小型化が要請されている。
伝送装置等に使用される信号光源として広く使用されて
いる。光ファイバを使用した伝送装置の高信頼性化およ
び小型化に伴い、その伝送装置の回路基板に組み込まれ
る半導体レーザモジュール等の各種部品にも同様に高信
頼性化および小型化が要請されている。
【０００３】ここで、従来の半導体レーザモジュールの
構造について、図５を参照して説明する。図５は、従来
の半導体レーザモジュールを側面から見た断面図であ
る。半導体レーザモジュール３０のモジュールパッケー
ジ１１の一側壁には、光信号を伝達するための光ファイ
バ１２の一端が収容されている。モジュールパッケージ
１１の内部底面には電子冷却器３３が配置されており、
その上には基板１４を介して、半導体レーザ１５と、こ
れから射出された光ビームを光ファイバ１２に光学的に
結合させるためのレンズ１６が配置されている。
構造について、図５を参照して説明する。図５は、従来
の半導体レーザモジュールを側面から見た断面図であ
る。半導体レーザモジュール３０のモジュールパッケー
ジ１１の一側壁には、光信号を伝達するための光ファイ
バ１２の一端が収容されている。モジュールパッケージ
１１の内部底面には電子冷却器３３が配置されており、
その上には基板１４を介して、半導体レーザ１５と、こ
れから射出された光ビームを光ファイバ１２に光学的に
結合させるためのレンズ１６が配置されている。
【０００４】この半導体レーザモジュール３０では、半
導体レーザ１５が所要の温度まで冷却できる限界まで、
その上面に配置される基板１４および電子冷却器３３の
小型化を行っているが、半導体レーザ１５の冷却効率向
上や半田接合部の高信頼性化のためには、電子冷却器３
３と基板１４との半田接合面を多くとり、半田の接合強
度を増す必要がある。
導体レーザ１５が所要の温度まで冷却できる限界まで、
その上面に配置される基板１４および電子冷却器３３の
小型化を行っているが、半導体レーザ１５の冷却効率向
上や半田接合部の高信頼性化のためには、電子冷却器３
３と基板１４との半田接合面を多くとり、半田の接合強
度を増す必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、半導体レ
ーザモジュール３０の高信頼性化および小型化を達成す
るためには、基板１４は電子冷却器３３とほぼ同じ形状
にして接合面を大きくする必要があるが、電子冷却器３
３の上面と基板１４の下面との半田固定時に、半田のス
クラブ等により、電子冷却器３３の上面と基板１４の下
面との間から流れ出た半田が電子冷却器に流れ込みやす
くなり、電子冷却器３３がショートして機能しなくなる
という問題が生じていた。
ーザモジュール３０の高信頼性化および小型化を達成す
るためには、基板１４は電子冷却器３３とほぼ同じ形状
にして接合面を大きくする必要があるが、電子冷却器３
３の上面と基板１４の下面との半田固定時に、半田のス
クラブ等により、電子冷却器３３の上面と基板１４の下
面との間から流れ出た半田が電子冷却器に流れ込みやす
くなり、電子冷却器３３がショートして機能しなくなる
という問題が生じていた。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その主たる目的は、半導体レーザを搭載し
た基板を電子冷却器に半田接合するに際して、流れ出た
半田が電子冷却器に流れ込み、電子冷却器がショートし
て機能しなくなるという不具合を防止し、信頼性を向上
させることができる半導体レーザモジュールを提供する
ことにある。
のであって、その主たる目的は、半導体レーザを搭載し
た基板を電子冷却器に半田接合するに際して、流れ出た
半田が電子冷却器に流れ込み、電子冷却器がショートし
て機能しなくなるという不具合を防止し、信頼性を向上
させることができる半導体レーザモジュールを提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、第１の視点において、基板に搭載した半
導体レーザを、電子冷却素子と該電子冷却素子を挟むよ
うに配設した上板及び下板とからなる電子冷却器で冷却
する半導体レーザモジュールであって、前記上板または
前記下板の少なくとも一方に、前記電子冷却素子を取り
囲む筒状の絶縁部材が、前記電子冷却素子と外部との間
に空隙を残して設けられたことを特徴とする。
め、本発明は、第１の視点において、基板に搭載した半
導体レーザを、電子冷却素子と該電子冷却素子を挟むよ
うに配設した上板及び下板とからなる電子冷却器で冷却
する半導体レーザモジュールであって、前記上板または
前記下板の少なくとも一方に、前記電子冷却素子を取り
囲む筒状の絶縁部材が、前記電子冷却素子と外部との間
に空隙を残して設けられたことを特徴とする。
【０００８】本発明は、第２の視点において、前記半導
体レーザモジュールであって、前記上板及び前記下板の
両方に、前記電子冷却素子を取り囲む筒状の絶縁部材
が、該絶縁部材の間に空隙を有して設けられたことを特
徴とする。
体レーザモジュールであって、前記上板及び前記下板の
両方に、前記電子冷却素子を取り囲む筒状の絶縁部材
が、該絶縁部材の間に空隙を有して設けられたことを特
徴とする。
【０００９】
【００１０】本発明においては、前記電子冷却素子を取
り囲む部材がセラミックス、好ましくは、フォルステラ
イトからなる構成とすることもできる。
り囲む部材がセラミックス、好ましくは、フォルステラ
イトからなる構成とすることもできる。
【００１１】本発明は、上記構成により、電子冷却器と
基板との半田固定時に、半田が電子冷却器に流れ込むこ
とを防ぎ、電子冷却素子がショートすることを回避する
ことができるので、半導体レーザモジュールの製造方法
を容易にすることができる。
基板との半田固定時に、半田が電子冷却器に流れ込むこ
とを防ぎ、電子冷却素子がショートすることを回避する
ことができるので、半導体レーザモジュールの製造方法
を容易にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体レーザモジュ
ールは、その好ましい一実施の形態において、電子冷却
素子（図２の１３Ｍ）を挟む上面基板（図２の１３Ｕ）
と下面基板（図２の１３Ｄ）に、電子冷却素子を取り囲
む筒状のフォルステライト等のセラミックスからなる絶
縁体（図２の１３Ｃ）を設け、下面基板をモジュールパ
ッケージに半田付けする際、又は上面基板に半導体レー
ザを搭載した基板を半田付けする際に、余分な半田が電
子冷却素子に流れ込む不具合を防止する。
ールは、その好ましい一実施の形態において、電子冷却
素子（図２の１３Ｍ）を挟む上面基板（図２の１３Ｕ）
と下面基板（図２の１３Ｄ）に、電子冷却素子を取り囲
む筒状のフォルステライト等のセラミックスからなる絶
縁体（図２の１３Ｃ）を設け、下面基板をモジュールパ
ッケージに半田付けする際、又は上面基板に半導体レー
ザを搭載した基板を半田付けする際に、余分な半田が電
子冷却素子に流れ込む不具合を防止する。
【００１３】
【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。
【００１４】［実施例１］本発明の第１の実施例につい
て、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明
の第１の実施例に係る半導体レーザモジュールの構造を
説明するための斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ面
における断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ面におけ
る断面図である。
て、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明
の第１の実施例に係る半導体レーザモジュールの構造を
説明するための斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ面
における断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ面におけ
る断面図である。
【００１５】まず、図１乃至図３を参照して第１の実施
例に係る半導体レーザモジュールの構造について説明す
ると、半導体レーザモジュール１０のモジュールパッケ
ージ１１の一側壁には、光信号を伝達するための光ファ
イバ１２の一端近傍がＹＡＧ溶接固定されている。モジ
ュールパッケージ１１の内部底面には、ペルチェ素子等
からなる電子冷却素子１３Ｍと上面基板１３Ｕ及び下面
基板１３Ｄとからなる電子冷却器１３が半田によって固
定され、また、電子冷却素子１３Ｍの周囲には、フォル
ステライトなどの熱伝導率の小さいセラミック等の材質
からなる筒状の絶縁体１３Ｃが電子冷却素子１３Ｍを取
り囲むように上面基板１３Ｕ及び下面基板１３Ｄに固定
されている。なお、電子冷却器１３の上面基板１３Ｕの
下面に固定した絶縁体１３Ｃと、下面基板１３Ｄの上面
に固定した絶縁体１３Ｃとは、接触していない。
例に係る半導体レーザモジュールの構造について説明す
ると、半導体レーザモジュール１０のモジュールパッケ
ージ１１の一側壁には、光信号を伝達するための光ファ
イバ１２の一端近傍がＹＡＧ溶接固定されている。モジ
ュールパッケージ１１の内部底面には、ペルチェ素子等
からなる電子冷却素子１３Ｍと上面基板１３Ｕ及び下面
基板１３Ｄとからなる電子冷却器１３が半田によって固
定され、また、電子冷却素子１３Ｍの周囲には、フォル
ステライトなどの熱伝導率の小さいセラミック等の材質
からなる筒状の絶縁体１３Ｃが電子冷却素子１３Ｍを取
り囲むように上面基板１３Ｕ及び下面基板１３Ｄに固定
されている。なお、電子冷却器１３の上面基板１３Ｕの
下面に固定した絶縁体１３Ｃと、下面基板１３Ｄの上面
に固定した絶縁体１３Ｃとは、接触していない。
【００１６】また、電子冷却器１３の上面には、金属板
からなる基板１４が半田によって固定され、基板１４の
上面には、半導体レーザ１５が半田によって固定されて
いる。光ファイバ１２の固定位置は、その光軸が半導体
レーザ１５の射出部の高さと一致するように予め設定さ
れている。基板１４の上面には、レンズ１６がＹＡＧ溶
接固定されている。
からなる基板１４が半田によって固定され、基板１４の
上面には、半導体レーザ１５が半田によって固定されて
いる。光ファイバ１２の固定位置は、その光軸が半導体
レーザ１５の射出部の高さと一致するように予め設定さ
れている。基板１４の上面には、レンズ１６がＹＡＧ溶
接固定されている。
【００１７】このような構成の半導体レーザモジュール
１０では、半導体レーザ１５と光ファイバ１２がレンズ
１６によって光学的に結合している。また、半導体レー
ザ１５で発生した熱が基板１４を介して電子冷却器１３
によって放熱されることにより、半導体レーザ１５の温
度は、所要の温度範囲に保たれるような構造になってい
る。
１０では、半導体レーザ１５と光ファイバ１２がレンズ
１６によって光学的に結合している。また、半導体レー
ザ１５で発生した熱が基板１４を介して電子冷却器１３
によって放熱されることにより、半導体レーザ１５の温
度は、所要の温度範囲に保たれるような構造になってい
る。
【００１８】本実施例の半導体レーザモジュール１０で
は、電子冷却素子１３Ｍの外周には筒状の絶縁体１３Ｃ
が、電子冷却器１３の上面基板１３Ｕの下面および下面
基板１３Ｄの上面にそれぞれ備えられているため、電子
冷却器１３と基板１４との半田固定時および、電子冷却
器１３とモジュールパッケージ１１との半田固定時に、
余分な半田が電子冷却素子１３Ｍに流れ込むことを防ぐ
ことができ、電子冷却素子１３Ｍが半田によってショー
トすることを回避することができる。従って、半導体レ
ーザモジュール１０の製造工程を容易にすることがで
き、不良の発生を防止することができる。
は、電子冷却素子１３Ｍの外周には筒状の絶縁体１３Ｃ
が、電子冷却器１３の上面基板１３Ｕの下面および下面
基板１３Ｄの上面にそれぞれ備えられているため、電子
冷却器１３と基板１４との半田固定時および、電子冷却
器１３とモジュールパッケージ１１との半田固定時に、
余分な半田が電子冷却素子１３Ｍに流れ込むことを防ぐ
ことができ、電子冷却素子１３Ｍが半田によってショー
トすることを回避することができる。従って、半導体レ
ーザモジュール１０の製造工程を容易にすることがで
き、不良の発生を防止することができる。
【００１９】なお、本実施例では、上面基板１３Ｕの下
面および下面基板１３Ｄの上面に半田固定された絶縁体
１３Ｃとして、熱伝導率の小さいセラミック等の材質か
らなる筒状の構造体について記述したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、電子冷却器１３の上
面基板１３Ｕや下面基板１３Ｄおよび電子冷却素子１３
Ｍの形状に応じて、絶縁体１３Ｃの形状、厚さを適宜変
更することが可能である。また、絶縁体１３Ｃの材質
は、フォルステライトなどの熱伝導率の小さいセラミッ
クなどが好ましいが、所要の冷却能力に応じて、絶縁体
１３Ｃの材質を変えることも可能である。
面および下面基板１３Ｄの上面に半田固定された絶縁体
１３Ｃとして、熱伝導率の小さいセラミック等の材質か
らなる筒状の構造体について記述したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、電子冷却器１３の上
面基板１３Ｕや下面基板１３Ｄおよび電子冷却素子１３
Ｍの形状に応じて、絶縁体１３Ｃの形状、厚さを適宜変
更することが可能である。また、絶縁体１３Ｃの材質
は、フォルステライトなどの熱伝導率の小さいセラミッ
クなどが好ましいが、所要の冷却能力に応じて、絶縁体
１３Ｃの材質を変えることも可能である。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体レーザモジュールの構成部品である電子冷却器にお
いて、電子冷却素子を四方に囲むような筒状のフォルス
テライトなどの熱伝導率の小さいセラミック等からなる
絶縁体が、上面基板および下面基板に設けられているた
め、電子冷却器と基板との半田固定時および、電子冷却
器とモジュールパッケージとの半田固定時に、半田が溢
れても電子冷却素子に半田が流れ込むことはなく、電子
冷却素子がショートすることを回避することができると
いう効果を奏する。
導体レーザモジュールの構成部品である電子冷却器にお
いて、電子冷却素子を四方に囲むような筒状のフォルス
テライトなどの熱伝導率の小さいセラミック等からなる
絶縁体が、上面基板および下面基板に設けられているた
め、電子冷却器と基板との半田固定時および、電子冷却
器とモジュールパッケージとの半田固定時に、半田が溢
れても電子冷却素子に半田が流れ込むことはなく、電子
冷却素子がショートすることを回避することができると
いう効果を奏する。
【００２７】すなわち、電子冷却器と基板や、電子冷却
器とモジュールパッケージとの半田固定が容易になり、
半導体レーザモジュールの製造工程を容易にすることは
でき、半導体レーザモジュールを製造する時間が短縮さ
れて、半導体レーザモジュールの価格の低減に寄与する
ことができる。
器とモジュールパッケージとの半田固定が容易になり、
半導体レーザモジュールの製造工程を容易にすることは
でき、半導体レーザモジュールを製造する時間が短縮さ
れて、半導体レーザモジュールの価格の低減に寄与する
ことができる。
【００２８】また、電子冷却素子へ半田が流れ込まない
ため、半田のスクラブを効果的に行うことができるの
で、電子冷却器と基板との半田固定部および、電子冷却
器とモジュールパッケージとの半田固定部の信頼性を向
上させることができるという効果も奏する。
ため、半田のスクラブを効果的に行うことができるの
で、電子冷却器と基板との半田固定部および、電子冷却
器とモジュールパッケージとの半田固定部の信頼性を向
上させることができるという効果も奏する。
【００２９】さらに、電子冷却器の上面の面積と基板の
下面の面積をほぼ同じ面積にして、電子冷却器と基板と
の半田固定を行っても、電子冷却器の上面基板と下面基
板との間に固定された電子冷却素子へ半田が流れ込まな
いため、電子冷却器の上面と基板の下面との半田接合面
を大きくすることができるので、半田の接合強度が増し
て、電子冷却器と基板との半田固定部の信頼性を向上さ
せることができるという効果もある。
下面の面積をほぼ同じ面積にして、電子冷却器と基板と
の半田固定を行っても、電子冷却器の上面基板と下面基
板との間に固定された電子冷却素子へ半田が流れ込まな
いため、電子冷却器の上面と基板の下面との半田接合面
を大きくすることができるので、半田の接合強度が増し
て、電子冷却器と基板との半田固定部の信頼性を向上さ
せることができるという効果もある。
【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体レーザモジ
ュールの構造を説明するための斜視図である。
ュールの構造を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る半導体レーザモジ
ュールを説明するための側断図である。
ュールを説明するための側断図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る半導体レーザモジ
ュールを説明するための上面図である。
ュールを説明するための上面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る半導体レーザモジ
ュールを説明するための側断図である。
ュールを説明するための側断図である。
【図５】従来の半導体レーザモジュールを説明するため
の側断図である。
の側断図である。
１０、２０、３０ 半導体レーザモジュール １１ モジュールパッケージ １２ 光ファイバ １３、２３、３３ 電子冷却器 １３Ｃ、２３Ｃ 絶縁体 １３Ｄ、２３Ｄ 下面基板 １３Ｍ、２３Ｍ 電子冷却素子 １３Ｕ、２３Ｕ 上面基板 １４ 基板 １５ 半導体レーザ １６ レンズ
Claims (4)
- 【請求項１】 基板に搭載した半導体レーザを、電子冷
却素子と該電子冷却素子を挟むように配設した上板及び
下板とからなる電子冷却器で冷却する半導体レーザモジ
ュールであって、前記上板または前記下板のいずれか一方に、前記電子冷
却素子を取り囲む筒状の絶縁部材を設け、かつ、前記絶
縁部材と、前記絶縁部材が設けられていない前記上板ま
たは前記下板の間に空隙を有している ことを特徴とする
半導体レーザモジュール。 - 【請求項２】 基板に搭載した半導体レーザを、電子冷
却素子と該電子冷却素子を挟むように配設した上板及び
下板とからなる電子冷却器で冷却する半導体レーザモジ
ュールであって、 前記上板及び前記下板の両方に、前記電子冷却素子を取
り囲む筒状の絶縁部材が、該絶縁部材の間に空隙を有し
て設けられたことを特徴とする半導体レーザモジュー
ル。 - 【請求項３】 前記筒状の絶縁部材がセラミックスから
なる、ことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レ
ーザモジュール。 - 【請求項４】 前記筒状の絶縁部材がフォルステライト
からなる、ことを特徴とする請求項１又は２記載の半導
体レーザモジュール。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36880898A JP3298532B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 半導体レーザモジュール |
| EP99125805A EP1014519A3 (en) | 1998-12-25 | 1999-12-23 | Semiconductor laser module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36880898A JP3298532B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 半導体レーザモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000196178A JP2000196178A (ja) | 2000-07-14 |
| JP3298532B2 true JP3298532B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=18492812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36880898A Expired - Fee Related JP3298532B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1014519A3 (ja) |
| JP (1) | JP3298532B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007324414A (ja) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザモジュールの組み立て方法及び組み立て装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0291606A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-03-30 | Nec Corp | 光半導体装置 |
| JP3951315B2 (ja) * | 1995-05-26 | 2007-08-01 | 松下電工株式会社 | ペルチェモジュール |
| JP3076246B2 (ja) * | 1996-08-13 | 2000-08-14 | 日本電気株式会社 | ペルチェクーラ内蔵半導体レーザモジュール |
| JPH10229253A (ja) * | 1997-02-13 | 1998-08-25 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
| JP3116900B2 (ja) * | 1998-04-24 | 2000-12-11 | 日本電気株式会社 | 電子冷却器およびこれを用いた光部品モジュール |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP36880898A patent/JP3298532B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-12-23 EP EP99125805A patent/EP1014519A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1014519A3 (en) | 2000-11-08 |
| JP2000196178A (ja) | 2000-07-14 |
| EP1014519A2 (en) | 2000-06-28 |
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