JP4132742B2 - 発光モジュール及び発光モジュールの組み立て方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードバーを備える発光モジュール及び発光モジュールの組み立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、第１の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。なお、以下の説明では、図面中、X方向を前側、Ｙ方向を上側とする。図１１に示すように、導電性を有するサブマウントベース１１１の上面に、出射面上に複数のレーザ出射点が設けられたレーザダイオードバー１１２を半田により接合し、さらに、レーザダイオードバー１１２の上面にアッパープレート１１３を半田により接合している。アッパープレート１１３の上面には、破線で示すように、通電用電極を設置する通電用電極設置部１１３ａが設けられている。
【０００３】
上記のような発光モジュールでは、より大出力を得る為に図１１のＹ方向に、複数の発光モジュールを積層して用いることがある。上記発光モジュールを積層する場合、上段の発光モジュールと下段の発光モジュールとは、図示しない導電性ヒートシンクを介して積層される。しかしながら、アッパープレートの通電用電極をヒートシンクに半田接合する際に、Ｙ方向、またはＹ方向と逆の方向から加圧された状態で半田により接合される為、レーザダイオードバー１１２に圧縮力が加わって、レーザダイオードバー１１２の性能に悪影響が出るという問題がある。
【０００４】
このような問題点を解決するため、第２，３の従来例により、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避する技術が提案されている。
【０００５】
図１２は、第２の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。図１２に示すように、サブマウントベース１２１の上面に、レーザダイオードバー１２２と絶縁板１２３とを並べて半田により接合し、さらに、絶縁板１２３の上面にアッパープレート１２４を半田により接合している。また、レーザダイオードバー１２２とアッパープレート１２４とを、金線１２５を用いてワイヤボンディングし導通をとっている。アッパープレート１２４の上面には、破線で示すように、通電用電極を設置する通電用電極設置部１２４ａが設けられている。
【０００６】
また、図１３は、第３の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。図１３に示すように、サブマウントベース１３１の上面に、レーザダイオードバー１３２と絶縁板１３３とを並べて半田により接合し、さらに、レーザダイオードバー１３２と絶縁板１３３の上面を被うようにアッパープレート１３４を半田により接合している。アッパープレート１３４の上面の絶縁板１３３の直上に当たる部分には、破線で示すように、通電用電極を設置する通電用電極設置部１３４ａが設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
第２の従来例に係る発光モジュールでは、アッパープレートの通電用電極をヒートシンクに半田接合する際、レーザダイオードバー１１２に圧縮力が加わらないため、レーザダイオードバー１１２の性能に悪影響が出ることはない。しかしながら、レーザダイオードバー１２２とアッパープレート１２４とをワイヤボンディングする金線１２５の径を、あまり大きくすることができないため、レーザダイオードバー１２２に供給できる電流が制限されるという問題がある。また、各レーザダイオード毎に金線１２５の接続が必要となり、製造工程が増えると共に装置の構造が複雑化し、コストが上昇するという問題点がある。さらに、断線が生じることがあり、故障の可能性も高くなってしまう。
【０００８】
また、第３の従来例に係る発光モジュールでもアッパープレートの通電用電極をヒートシンクに半田接合する際にレーザダイオードバー１１２に圧縮力が加わらないため、レーザダイオードバー１１２の性能に悪影響が出ることはない。しかしながら、レーザダイオードバー１３２の厚さと絶縁板１３３の厚さを同一にしなければならない。図１４（ａ）は、レーザダイオードバー１３２の厚さが絶縁板１３３の厚さよりも薄い場合の第１の接合状態を示す側面図であり、図１４（ｂ）は、レーザダイオードバー１３２の厚さが絶縁板１３３の厚さよりも厚い場合の第１の接合状態を示す断面図である。また、図１５（ａ）は、レーザダイオードバー１３２の厚さが絶縁板１３３の厚さよりも薄い場合の第２の接合状態を示す断面図であり、図１５（ｂ）は、レーザダイオードバー１３２の厚さが絶縁板１３３の厚さよりも厚い場合の第２の接合状態を示す断面図である。図１４（ａ）及び同（ｂ）に示すように接合されると、アッパープレート１３４が傾斜して接合されるため、レーザダイオードバー１３２及び絶縁板１３３との間に隙間が生じる。これにより、均一に半田で接合することができず、大電流を供給することができない。また、図１５（ａ）及び同（ｂ）に示すように接合されると、それぞれ、レーザダイオードバー１３２及び絶縁板１３３の上面に隙間が生じる。その結果、均一に半田で接合することができず、大電流を供給することができない。
【０００９】
さらに、図１４（ａ）、同（ｂ）及び図１５（ｂ）に示すように接合されると、アッパープレート１３４の上面における絶縁板１３３側の破線で囲まれた部分１３４ａに通電用電極を設置したとしても、積層化する場合、レーザダイオードバー１３２に荷重が加わる。その結果、レーザダイオードバー１３２に歪みが発生し、レーザダイオードバー１３２の性能に悪影響が出るという問題がある。
【００１０】
さらに、近年特にレーザダイオードバーの大出力化、積層化が求められており、これらに対応するレーザダイオードバーの発光モジュールが求められている。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構造を簡略化することによって耐久性を高めると共に、製造コストの削減を図ることを目的とする。また、レーザダイオードバーの大出力化、積層化に対応することができる発光モジュール及び発光モジュールの組み立て方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発光モジュールは、レーザダイオードバーと、絶縁板と、レーザダイオードバー及び絶縁板が載置されるサブマウントベースと、レーザダイオードバーのサブマウントベースと反対側の面に設けられた導電性プレートと、絶縁板のサブマウントベースと反対側の面に設けられ、導電性プレートに当接する導電ブロックとを備え、導電ブロックのサブマウントベースと反対側の端部からサブマウントベースまでの距離は、導電性プレートのサブマウントベースと反対側の端部からサブマウントベースまでの距離よりも大きく、導電性プレートと導電ブロックとは、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に形成された半田溜りに挿入された半田によって接合されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、導通に金線を用いず、導電性プレート及び導電ブロックを用いているため、構造を簡略化することができ、耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、導電性プレートをレーザダイオードバーの一端面（上面）のみに配置することで、導電性プレートがレーザダイオードバーの上面で傾いたりすることなく、均一に半田等で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロックを導電性プレートに当接するように絶縁板上に配置することで、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュールを積層しても、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避することができる。
【００１５】
このように、導電ブロックのサブマウントベースと反対側の端部からサブマウントベースまでの距離は、導電性プレートのサブマウントベースと反対側の端部からサブマウントベースまでの距離よりも大きいので、導電ブロックのサブマウントベースと反対側の面に他のサブマウントベースを設置し、発光モジュールの積層化を図ることが可能となる。また、導通に金線を用いず、導電性プレート及び導電ブロックを用いているため、構造を簡略化することができ、耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、導電性プレートをレーザダイオードバーの一端面（上面）のみに配置することで、導電性プレートがレーザダイオードバーの上面で傾いたりすることなく、均一に半田等で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロックを導電性プレートに当接するように絶縁板上に配置することで、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュールを積層しても、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避することができる。
【００１６】
本発明に係る発光モジュールにおいては、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるように、導電性プレート及び導電ブロックの少なくとも一方に、傾斜面が設けられている。
【００１７】
この構成により、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるので、半田等を用いて両者を簡単に接合することが可能となる。また、導電性プレートは、導電ブロックと当接しているため、半田等が凝固して収縮する際に、水平方向に位置がずれることがない。そのため、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。
【００１８】
本発明に係る発光モジュールにおいては、導電性プレートは、一端がレーザダイオードバーを有する面と反対の方向に折れ曲がった曲折部を備え、導電ブロックは、導電性プレートの曲折部と当接する部位に傾斜面を備える。
【００１９】
このように、曲折部を有する導電性プレートを用いることによって、製造コストの削減を図ることができる。また、大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。
【００２０】
本発明に係る発光モジュールにおいては、導電ブロックは、導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を備えている。
【００２１】
このように、導電ブロックは、導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を備えているので、概略長方形の導電性プレートを容易に接合することが可能となる。導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。
【００２２】
本発明に係る発光モジュールにおいては、導電性プレートは、一端に断面が逆Ｕ字状の湾曲部を備え、導電ブロックは、絶縁板と反対側の面に凹部を備え、湾曲部の端部と凹部とが当接する。
【００２３】
このように、一端に断面が逆Ｕ字状の湾曲部を備えた導電性プレートを用いることによって、導電性プレートの製造コストの削減を図ることができる。また、大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。特に、導電性プレートは、一端が逆Ｕ字状に成形されているため、この性質が大きい。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００２４】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、レーザダイオードバー及び絶縁板をサブマウントベースに載置する工程と、レーザダイオードバーのサブマウントベースと反対側の面に導電性プレートを設ける工程と、導電性プレートに当接するように、絶縁板のサブマウントベースと反対側の面に導電ブロックを設ける工程と、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に形成された半田溜りに半田を挿入し、導電性プレートと導電ブロックとを半田によって接合する工程とを含むことを特徴とする。
【００２６】
このように、導通に金線を用いず、導電性プレート及び導電ブロックを用いているため、構造を簡略化することができ、耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、導電性プレートをレーザダイオードバーの一端面（上面）のみに配置することで、導電性プレートがレーザダイオードバーの上面で傾いたりすることなく、均一に半田等で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロックを導電性プレートに当接するように絶縁板上に配置することで、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュールを積層しても、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避することができる。
【００２７】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるように、導電性プレート及び導電ブロックの少なくとも一方に、傾斜面を設ける工程を含む。
【００２８】
この構成により、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるので、半田等を用いて両者を簡単に接合することが可能となる。また、導電性プレートは、導電ブロックと当接しているため、半田等が凝固して収縮する際に、水平方向に位置がずれることがない。そのため、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。
【００２９】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、導電性プレートの一端に、レーザダイオードバーを有する面と反対の方向に折れ曲がる曲折部を設ける工程と、導電ブロックの導電性プレートの曲折部と当接する部位に、傾斜面を設ける工程とを含む。
【００３０】
このように、曲折部を有する導電性プレートを用いることによって、製造コストの削減を図ることができる。また、大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。
【００３１】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、導電ブロックの導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を設ける工程を含む。
【００３２】
このように、導電ブロックは、導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を備えているので、概略長方形の導電性プレートを容易に接合することが可能となる。導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。
【００３３】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、導電性プレートの一端に、断面が逆Ｕ字状の湾曲部を設ける工程と、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に凹部を設ける工程と、湾曲部の端部と凹部とを係合させる工程とを含む。
【００３４】
このように、一端に断面が逆Ｕ字状の湾曲部を備えた導電性プレートを用いることによって、導電性プレートの製造コストの削減を図ることができる。また、大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。特に、導電性プレートは、一端が逆Ｕ字状に成形されているため、この性質が大きい。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００３５】
このとき、湾曲部の端部と凹部とを係合させる工程は、導電ブロックを絶縁板上に設置した後、湾曲部を凹部方向に加圧する工程、又は凹部を湾曲部の端部に当接させた後、導電ブロックを絶縁板上に設置する工程のいずれか一方を含む。
【００３６】
このように、あらかじめ導電ブロックを絶縁板上に設置した後、湾曲部を凹部方向に加圧することによって、また、凹部を湾曲部の端部に当接させた後、導電ブロックを絶縁板上に設置することによって、容易に湾曲部の端部と凹部とを係合させることが可能となる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。以下の説明では、図面中、X方向を前側、Ｙ方向を上側とする。
【００３８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１から図３を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係る発光モジュール１の斜視図であり、Ｘ方向を前側とする。図２は、図１におけるＡ−Ａ線で切断した断面図であり、図３は、導電ブロック接合前の状態を示す断面図である。
【００３９】
これらの図に示すように、サブマウントベース２の上面には、レーザダイオードバー３と絶縁板４とが隙間５を空けて並設され、各々半田により接合されている。ここでサブマウントベース２はレーザダオードバー３からの発熱を十分放熱し、かつレーザダイオードバー３と電気的に接続する為に、熱伝導性に優れ、かつ導電性を有する材料、例えば銅、銅タングステン、モリブデン等からなる構成される。また、レーザダイオードバー３の上面には、例えば、銅等からなる導電性プレートとしてのアッパープレート６が半田により接合されている。さらに、銅等からなる導電ブロック７が、絶縁板４の上面にアッパープレート６と当接するように設置され、半田により接合されている。
【００４０】
サブマウントベース２は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしており、左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一である。また、サブマウントベース２は、図示しないヒートシンク等の上に半田により接合される。
【００４１】
レーザダイオードバー３は、複数のレーザダイオードが連接された、出射面上に複数のレーザ出射点が設けられた構造を有し、Ｘ方向にレーザ光を出射する。
【００４２】
絶縁板４は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしており、左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一である。また、高さはレーザーダイオードバー３の高さに対して低寸となっている。
【００４３】
アッパープレート６は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしている。左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一であり、前後幅は、レーザダイオードバー３及び隙間５の前後幅を合わせたものに対して長寸となっている。アッパプレート６は、前端面がレーザダイオードバー３の前端面に概略そろえて設置されているので、後端面６ａは、隙間５を超えて絶縁板４上に突出している。また、アッパープレート６には、上面から後端面６ａにわたって、切欠かれて形成された傾斜面６ｂが設けられている。傾斜面６ｂの左右幅は、アッパープレート６の左右幅に対して短寸となっている。
【００４４】
導電ブロック７は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしている。左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一であり、前後幅は絶縁板４の左右幅に対して短寸となっている。また、導電ブロック７には、上面から前端面７ａにわたって切欠かれて形成された傾斜面７ｂが設けられている。さらに、導電ブロック７を絶縁板４の上面に設置したときに、導電ブロック７の上面の高さはアッパープレート６の上面の高さよりも高く、導電ブロック７の傾斜面７ｂの下端の高さは、前記アッパープレート６に設けられた傾斜面６ｂの下端の高さと概略同一となっている。また、傾斜面７ｂの左右幅は、傾斜面６ｂの左右幅と概略同一である。
【００４５】
次に、図２及び図３を参照して、導電ブロック７の接続方法について説明する。図３に示すように、導電ブロック７は、前端面７ａを矢印Ａの方向に向けて、当該前端面７ａがアッパープレート６の後端面６ａに当接するように、絶縁板４の上面に設置される。これにより、傾斜面６ｂと傾斜面７ｂとで、左右方向にわたって断面Ｖ字状の半田溜り８が形成される。
【００４６】
このとき、予め絶縁板４の上面及び導電ブロック７の下面に、半田を蒸着しておく。この半田の融点は、サブマウントベース２，レーザダイオードバー３，絶縁板４及びアッパープレート６を接合する際に用いた半田の融点よりも低いことはもちろんである。なお、絶縁板４の上面と導電ブロック７の下面とを、接着剤により固定することも可能である。この場合、半田９の融点に耐える接着剤が必要であるが、Ｓｉ系の接着剤であれば満足される。
【００４７】
次に、図２に示すように、半田溜り８に、前記の蒸着した半田と概略同一の融点を持つ半田９を挿入し、加熱して導電ブロック７の接合を行う。このときアッパープレート６は、その後端面６ａにおいて導電ブロック７の前端面７ａと当接しているため、半田９が凝固して収縮する際に、水平方向に位置がずれることがない。そのため、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。なお、半田９は、球，線，箔等いずれの形状でも良い。
【００４８】
このように、導通に金線を用いず、アッパープレート６及び導電ブロック７を用いているため、構造を簡略化することができ耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、アッパープレート６をレーザダイオードバー３の上面のみに配置することで、アッパープレート６がレーザダイオードバー３の上面で傾いたりすることなく、均一に半田で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロック７を絶縁板４の上面に配置することで、導電ブロック７の上面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュール１を積層しても、レーザダイオードバー３に圧縮力が加わることを回避することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図４を参照して説明する。図４は、第２の実施の形態に係る発光モジュール１０の断面図である。図１に示される実施の形態１と異なる点は、アッパープレートの形状である。
【００５０】
アッパープレート１６は、後端を概略９０度上方に曲げられ、左右方向にわたって断面Ｌ字状に成形された金属板であり、左右幅は導電ブロック７の傾斜面７ｂの左右幅に対して短寸となっている。また、アッパープレート１６の下面の高さは導電ブロック７の傾斜面７ｂの下端の高さよりも高くなっており、後端縁の高さは導電ブロック７の上面の高さより低くなっている。
【００５１】
図４に示すように、導電ブロック７は、傾斜面７ｂがアッパープレート１６の折り曲げ部と当接するように絶縁板４の上面に設置され、これにより、半田溜り１８が形成される。次に、当該半田溜り１８に半田９を挿入し、加熱して導電ブロック７の接合を行う。
【００５２】
このように、断面Ｌ字状に成形された金属板のアッパープレート１６を用いることによって、さらに、アッパープレートの製造コストの削減を図ることができる。また、金属板であるから大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、アッパープレート１６に可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロック７に荷重が加わり絶縁板４が圧縮されても、アッパープレート１６が変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。したがって、絶縁板４にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００５３】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、実施の形態３に係る発光モジュール２０の断面図であり、図６は、半田溶融時の状態を示す断面図である。図１に示される実施の形態１と異なる点は、アッパープレートの形状と導電ブロックの形状及びそれらの接続方法である。
【００５４】
図５に示すように、アッパープレート２６は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなした金属板であり、左右幅は、後述する導電ブロック２７の壁面２７ａの左右幅に対して短寸となっている。
【００５５】
導電ブロック２７は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしている。左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一であり、前後幅は絶縁板４の前後幅と概略同一である。また、導電ブロック２７は、上面から前端面にわたって、概略鉛直な壁面２７ａと概略水平な底面２７ｂからなる切欠き部２７ｃを有する。さらに、導電ブロック２７を絶縁板４の上面に設置したときに、導電ブロック２７の底面２７ｂの高さは前記アッパープレート２６の下面の高さよりも低くなっており、導電ブロック２７の上面の高さは前記アッパープレート２６の上面の高さよりも高くなっている。
【００５６】
次に、図６により、導電ブロック２７の接続方法について説明する。図６に示すように、導電ブロック２７を、壁面２７ａがアッパープレート２６の後端縁と当接するように絶縁板４の上面に設置し、レーザダイオードバー３を上方にして発光モジュール２０を傾斜した状態で保持する。これにより、半田溜り２８が形成される。次に、当該半田溜り２８に半田９を挿入し、加熱して導電ブロック２７の接合を行う。
【００５７】
このように、概略長方形の金属板のアッパープレート２６を用いることによって、さらに、アッパープレートの製造コストの削減を図ることができる。また、金属板であるから大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、アッパープレート２６に可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロック２７に荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、アッパープレート２６が変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。したがって、絶縁板４にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００５８】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、実施の形態４に係る発光モジュール３０の断面図であり、図８は、アッパープレート変形前の状態を示す断面図である。図１に示される実施の形態１と異なる点は、アッパープレートの形状と導電ブロックの形状及びそれらの接続方法である。
【００５９】
図７に示すように、アッパープレート３６は、後端を左右方向にわたって断面逆Ｕ字状に成形された金属板であり、左右幅は、後述する導電ブロック３７の凹部３７ａの底面３７ｂに対して短寸となっている。
【００６０】
導電ブロック３７は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしている。左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一であり、前後幅は絶縁板４の前後幅と概略同一である。また、導電ブロック３７は、前面側に、凹部３７ａを有する。凹部３７ａの底面３７ｂは概略水平であり、前記アッパープレート３６の後端縁の高さよりも低くなっている。
【００６１】
次に、図８により、導電ブロック３７の接続方法について説明する。図８に示すように、導電ブロック３７を絶縁板４の上面に設置する。次に、アッパープレート３６の逆Ｕ字部に矢印方向の概略鉛直下向きに荷重を加え、アッパープレート３６の後端縁が導電ブロック３７の凹部３７ａの底面３７ｂに当接するように変形させる。これにより、図７に示すように、半田溜り３８が形成される。このとき、アッパープレート３６の逆Ｕ字部の頂点３６ａの高さは、導電ブロック３７の上面の高さよりも低くなっている。次に、半田溜り３８に半田９を挿入し、加熱して導電ブロック３７の接合を行う。
【００６２】
このように、後端が断面逆Ｕ字状に成形された金属板のアッパープレート３６を用いることによって、さらに、アッパープレートの製造コストの削減を図ることができる。また、金属板であるから大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、アッパープレート３６に可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロック３７に荷重が加わり絶縁板４が圧縮されても、アッパープレート３６が変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。特に、アッパープレート３６は、後端が逆Ｕ字状に成形された金属板であるため、この性質が大きい。したがって、絶縁板４にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００６３】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、実施の形態５に係る発光モジュール４０の断面図であり、図１０は、導電ブロック３７の接続の状態を示す断面図である。図７に示される実施の形態４と異なる点は、アッパープレートの形状と絶縁板の形状及びアッパープレートと導電ブロックの接続方法である。
【００６４】
図９に示すように、アッパープレート４６は、後端を左右方向にわたって断面逆Ｕ字状に成形された金属板であり、左右幅は、導電ブロック３７の凹部３７ａの底面３７ｂに対して短寸となっている。また、後端縁の高さは、導電ブロック３７を絶縁板４４の上面に設置したときの凹部３７ａの底面３７ｂと概略同一となっており、逆Ｕ字部の頂点４６ａの高さは、導電ブロック３７の上面の高さよりも低くなっている。
【００６５】
絶縁板４４は、上面から見て、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしており、左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一である。また、前後幅は導電ブロック３７の前後幅に対して短寸となっている。
【００６６】
次に、図１０により、導電ブロック３７の接続方法について説明する。図１０に示すように、導電ブロック３７を前端面が下方になるように傾斜して保持し、導電ブロック３７の凹部３７ａにアッパープレート４６の後端縁を潜り込ませる。次に、導電ブロック３７を矢印方向に右回転して、絶縁板４４の上面に設置する。これにより、アッパープレート４６の後端縁と導電ブロック３７の凹部３７ａの底面３７ｂが当接して、半田溜り４８が形成される。次に、半田溜り４８に半田９を挿入し、加熱して導電ブロックの接合を行う。
【００６７】
このように、後端が断面逆Ｕ字状に成形された金属板のアッパープレート４６を用いることによって、さらに、アッパープレートの製造コストの削減を図ることができる。また、金属板であるから大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、アッパープレート４６に可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロック３７に荷重が加わり絶縁板４４が圧縮されても、アッパープレート４６が変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。特に、アッパープレート４６は、後端が逆Ｕ字状に成形された金属板であるため、この性質が大きい。したがって、絶縁板４４にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコン等の弾性体を用いることができる。
【００６８】
なお、前記実施の形態では、レーザダイオードバーをサブマウントベースに接合する場合を示したが、サブマウントベースを用いず、レーザダイオードバーを直接ヒートシンクに接合することや、さらに、複数の発光モジュールを積層することも可能である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明に係る発光モジュールは、レーザダイオードバーと、レーザダイオードバーに並設された絶縁板と、レーザダイオードバーの一端面に設けられた導電性プレートと、絶縁板に設けられ、導電性プレートに当接する導電ブロックとを備える構成を採る。
【００７０】
このように、導通に金線を用いず、導電性プレート及び導電ブロックを用いているため、構造を簡略化することができ、耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、導電性プレートをレーザダイオードバーの一端面（上面）のみに配置することで、導電性プレートがレーザダイオードバーの上面で傾いたりすることなく、均一に半田等で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロックを導電性プレートに当接するように絶縁板上に配置することで、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュールを積層しても、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る発光モジュールの斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図３】導電ブロックの接合前の状態を示す断面図である。
【図４】実施の形態２に係る発光モジュールの断面図である。
【図５】実施の形態３に係る発光モジュールの断面図である。
【図６】半田溶融時の状態を示す断面図である。
【図７】実施の形態４に係る発光モジュールの断面図である。
【図８】アッパープレート変形前の状態を示す断面図である。
【図９】実施の形態５に係る発光モジュールの断面図である。
【図１０】導電ブロックの接続の状態を示す断面図である。
【図１１】第１の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。
【図１２】第２の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。
【図１３】第３の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。
【図１４】（ａ） レーザダイオードバーの厚さが絶縁板の厚さよりも薄い場合の第１の接合状態を示す側面図である。
（ｂ） レーザダイオードバーの厚さが絶縁板の厚さよりも厚い場合の第１の接合状態を示す断面図である。
【図１５】（ａ） レーザダイオードバーの厚さが絶縁板の厚さよりも薄い場合の第２の接合状態を示す断面図である。
（ｂ） レーザダイオードバーの厚さが絶縁板の厚さよりも厚い場合の第２の接合状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…発光モジュール、２…サブマウントベース、３…レーザーダイオードバー、４…絶縁板、５…隙間、６…アッパープレート、６ａ…後端面、６ｂ…傾斜面、７…導電ブロック、７ａ…前端面、７ｂ…傾斜面、８…半田溜り、９…半田、１０…発光モジュール、１６…アッパープレート、１８…半田溜り、２０…発光モジュール、２６…アッパープレート、２７…導電ブロック、２７ａ…壁面、２７ｂ…底面、２７ｃ…切欠き部、２８…半田溜り、３０…発光モジュール、３６…アッパープレート、３６ａ…頂点、３７…導電ブロック、３７ａ…凹部、３７ｂ…底面、３８…半田溜り、４０…発光モジュール、４４…絶縁板、４６…アッパープレート、４６ａ…頂点、４８…半田溜り、１１１…サブマウントベース、１１２…レーザダイオードバー、１１３…アッパープレート、１１３ａ…通電用電極設置部、１２１…サブマウントベース、１２２…レーザダイオードバー、１２３…絶縁板、１２４…アッパープレート、１２４ａ…通電用電極設置部、１２５…金線、１３１…サブマウントベース、１３２…レーザダイオードバー、１３３…絶縁板、１３４…アッパープレート、１３４ａ…通電用電極設置部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードバーを備える発光モジュール及び発光モジュールの組み立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、第１の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。なお、以下の説明では、図面中、X方向を前側、Ｙ方向を上側とする。図１１に示すように、導電性を有するサブマウントベース１１１の上面に、出射面上に複数のレーザ出射点が設けられたレーザダイオードバー１１２を半田により接合し、さらに、レーザダイオードバー１１２の上面にアッパープレート１１３を半田により接合している。アッパープレート１１３の上面には、破線で示すように、通電用電極を設置する通電用電極設置部１１３ａが設けられている。
【０００３】
上記のような発光モジュールでは、より大出力を得る為に図１１のＹ方向に、複数の発光モジュールを積層して用いることがある。上記発光モジュールを積層する場合、上段の発光モジュールと下段の発光モジュールとは、図示しない導電性ヒートシンクを介して積層される。しかしながら、アッパープレートの通電用電極をヒートシンクに半田接合する際に、Ｙ方向、またはＹ方向と逆の方向から加圧された状態で半田により接合される為、レーザダイオードバー１１２に圧縮力が加わって、レーザダイオードバー１１２の性能に悪影響が出るという問題がある。
【０００４】
このような問題点を解決するため、第２，３の従来例により、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避する技術が提案されている。
【０００５】
図１２は、第２の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。図１２に示すように、サブマウントベース１２１の上面に、レーザダイオードバー１２２と絶縁板１２３とを並べて半田により接合し、さらに、絶縁板１２３の上面にアッパープレート１２４を半田により接合している。また、レーザダイオードバー１２２とアッパープレート１２４とを、金線１２５を用いてワイヤボンディングし導通をとっている。アッパープレート１２４の上面には、破線で示すように、通電用電極を設置する通電用電極設置部１２４ａが設けられている。
【０００６】
また、図１３は、第３の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。図１３に示すように、サブマウントベース１３１の上面に、レーザダイオードバー１３２と絶縁板１３３とを並べて半田により接合し、さらに、レーザダイオードバー１３２と絶縁板１３３の上面を被うようにアッパープレート１３４を半田により接合している。アッパープレート１３４の上面の絶縁板１３３の直上に当たる部分には、破線で示すように、通電用電極を設置する通電用電極設置部１３４ａが設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
第２の従来例に係る発光モジュールでは、アッパープレートの通電用電極をヒートシンクに半田接合する際、レーザダイオードバー１１２に圧縮力が加わらないため、レーザダイオードバー１１２の性能に悪影響が出ることはない。しかしながら、レーザダイオードバー１２２とアッパープレート１２４とをワイヤボンディングする金線１２５の径を、あまり大きくすることができないため、レーザダイオードバー１２２に供給できる電流が制限されるという問題がある。また、各レーザダイオード毎に金線１２５の接続が必要となり、製造工程が増えると共に装置の構造が複雑化し、コストが上昇するという問題点がある。さらに、断線が生じることがあり、故障の可能性も高くなってしまう。
【０００８】
また、第３の従来例に係る発光モジュールでもアッパープレートの通電用電極をヒートシンクに半田接合する際にレーザダイオードバー１１２に圧縮力が加わらないため、レーザダイオードバー１１２の性能に悪影響が出ることはない。しかしながら、レーザダイオードバー１３２の厚さと絶縁板１３３の厚さを同一にしなければならない。図１４（ａ）は、レーザダイオードバー１３２の厚さが絶縁板１３３の厚さよりも薄い場合の第１の接合状態を示す側面図であり、図１４（ｂ）は、レーザダイオードバー１３２の厚さが絶縁板１３３の厚さよりも厚い場合の第１の接合状態を示す断面図である。また、図１５（ａ）は、レーザダイオードバー１３２の厚さが絶縁板１３３の厚さよりも薄い場合の第２の接合状態を示す断面図であり、図１５（ｂ）は、レーザダイオードバー１３２の厚さが絶縁板１３３の厚さよりも厚い場合の第２の接合状態を示す断面図である。図１４（ａ）及び同（ｂ）に示すように接合されると、アッパープレート１３４が傾斜して接合されるため、レーザダイオードバー１３２及び絶縁板１３３との間に隙間が生じる。これにより、均一に半田で接合することができず、大電流を供給することができない。また、図１５（ａ）及び同（ｂ）に示すように接合されると、それぞれ、レーザダイオードバー１３２及び絶縁板１３３の上面に隙間が生じる。その結果、均一に半田で接合することができず、大電流を供給することができない。
【０００９】
さらに、図１４（ａ）、同（ｂ）及び図１５（ｂ）に示すように接合されると、アッパープレート１３４の上面における絶縁板１３３側の破線で囲まれた部分１３４ａに通電用電極を設置したとしても、積層化する場合、レーザダイオードバー１３２に荷重が加わる。その結果、レーザダイオードバー１３２に歪みが発生し、レーザダイオードバー１３２の性能に悪影響が出るという問題がある。
【００１０】
さらに、近年特にレーザダイオードバーの大出力化、積層化が求められており、これらに対応するレーザダイオードバーの発光モジュールが求められている。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構造を簡略化することによって耐久性を高めると共に、製造コストの削減を図ることを目的とする。また、レーザダイオードバーの大出力化、積層化に対応することができる発光モジュール及び発光モジュールの組み立て方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発光モジュールは、レーザダイオードバーと、絶縁板と、レーザダイオードバー及び絶縁板が載置されるサブマウントベースと、レーザダイオードバーのサブマウントベースと反対側の面に設けられた導電性プレートと、絶縁板のサブマウントベースと反対側の面に設けられ、導電性プレートに当接する導電ブロックとを備え、導電ブロックのサブマウントベースと反対側の端部からサブマウントベースまでの距離は、導電性プレートのサブマウントベースと反対側の端部からサブマウントベースまでの距離よりも大きく、導電性プレートと導電ブロックとは、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に形成された半田溜りに挿入された半田によって接合されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、導通に金線を用いず、導電性プレート及び導電ブロックを用いているため、構造を簡略化することができ、耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、導電性プレートをレーザダイオードバーの一端面（上面）のみに配置することで、導電性プレートがレーザダイオードバーの上面で傾いたりすることなく、均一に半田等で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロックを導電性プレートに当接するように絶縁板上に配置することで、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュールを積層しても、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避することができる。
【００１５】
このように、導電ブロックのサブマウントベースと反対側の端部からサブマウントベースまでの距離は、導電性プレートのサブマウントベースと反対側の端部からサブマウントベースまでの距離よりも大きいので、導電ブロックのサブマウントベースと反対側の面に他のサブマウントベースを設置し、発光モジュールの積層化を図ることが可能となる。また、導通に金線を用いず、導電性プレート及び導電ブロックを用いているため、構造を簡略化することができ、耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、導電性プレートをレーザダイオードバーの一端面（上面）のみに配置することで、導電性プレートがレーザダイオードバーの上面で傾いたりすることなく、均一に半田等で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロックを導電性プレートに当接するように絶縁板上に配置することで、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュールを積層しても、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避することができる。
【００１６】
本発明に係る発光モジュールにおいては、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるように、導電性プレート及び導電ブロックの少なくとも一方に、傾斜面が設けられている。
【００１７】
この構成により、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるので、半田等を用いて両者を簡単に接合することが可能となる。また、導電性プレートは、導電ブロックと当接しているため、半田等が凝固して収縮する際に、水平方向に位置がずれることがない。そのため、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。
【００１８】
本発明に係る発光モジュールにおいては、導電性プレートは、一端がレーザダイオードバーを有する面と反対の方向に折れ曲がった曲折部を備え、導電ブロックは、導電性プレートの曲折部と当接する部位に傾斜面を備える。
【００１９】
このように、曲折部を有する導電性プレートを用いることによって、製造コストの削減を図ることができる。また、大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。
【００２０】
本発明に係る発光モジュールにおいては、導電ブロックは、導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を備えている。
【００２１】
このように、導電ブロックは、導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を備えているので、概略長方形の導電性プレートを容易に接合することが可能となる。導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。
【００２２】
本発明に係る発光モジュールにおいては、導電性プレートは、一端に断面が逆Ｕ字状の湾曲部を備え、導電ブロックは、絶縁板と反対側の面に凹部を備え、湾曲部の端部と凹部とが当接する。
【００２３】
このように、一端に断面が逆Ｕ字状の湾曲部を備えた導電性プレートを用いることによって、導電性プレートの製造コストの削減を図ることができる。また、大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。特に、導電性プレートは、一端が逆Ｕ字状に成形されているため、この性質が大きい。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００２４】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、レーザダイオードバー及び絶縁板をサブマウントベースに載置する工程と、レーザダイオードバーのサブマウントベースと反対側の面に導電性プレートを設ける工程と、導電性プレートに当接するように、絶縁板のサブマウントベースと反対側の面に導電ブロックを設ける工程と、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に形成された半田溜りに半田を挿入し、導電性プレートと導電ブロックとを半田によって接合する工程とを含むことを特徴とする。
【００２６】
このように、導通に金線を用いず、導電性プレート及び導電ブロックを用いているため、構造を簡略化することができ、耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、導電性プレートをレーザダイオードバーの一端面（上面）のみに配置することで、導電性プレートがレーザダイオードバーの上面で傾いたりすることなく、均一に半田等で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロックを導電性プレートに当接するように絶縁板上に配置することで、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュールを積層しても、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避することができる。
【００２７】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるように、導電性プレート及び導電ブロックの少なくとも一方に、傾斜面を設ける工程を含む。
【００２８】
この構成により、導電性プレートと導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるので、半田等を用いて両者を簡単に接合することが可能となる。また、導電性プレートは、導電ブロックと当接しているため、半田等が凝固して収縮する際に、水平方向に位置がずれることがない。そのため、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。
【００２９】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、導電性プレートの一端に、レーザダイオードバーを有する面と反対の方向に折れ曲がる曲折部を設ける工程と、導電ブロックの導電性プレートの曲折部と当接する部位に、傾斜面を設ける工程とを含む。
【００３０】
このように、曲折部を有する導電性プレートを用いることによって、製造コストの削減を図ることができる。また、大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。
【００３１】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、導電ブロックの導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を設ける工程を含む。
【００３２】
このように、導電ブロックは、導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を備えているので、概略長方形の導電性プレートを容易に接合することが可能となる。導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。
【００３３】
本発明に係る発光モジュールの組み立て方法は、導電性プレートの一端に、断面が逆Ｕ字状の湾曲部を設ける工程と、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に凹部を設ける工程と、湾曲部の端部と凹部とを係合させる工程とを含む。
【００３４】
このように、一端に断面が逆Ｕ字状の湾曲部を備えた導電性プレートを用いることによって、導電性プレートの製造コストの削減を図ることができる。また、大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。導電性プレートに可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロックに荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、導電性プレートが変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバーに歪みが発生することはない。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体も用いることができる。特に、導電性プレートは、一端が逆Ｕ字状に成形されているため、この性質が大きい。したがって、絶縁板にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００３５】
このとき、湾曲部の端部と凹部とを係合させる工程は、導電ブロックを絶縁板上に設置した後、湾曲部を凹部方向に加圧する工程、又は凹部を湾曲部の端部に当接させた後、導電ブロックを絶縁板上に設置する工程のいずれか一方を含む。
【００３６】
このように、あらかじめ導電ブロックを絶縁板上に設置した後、湾曲部を凹部方向に加圧することによって、また、凹部を湾曲部の端部に当接させた後、導電ブロックを絶縁板上に設置することによって、容易に湾曲部の端部と凹部とを係合させることが可能となる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。以下の説明では、図面中、X方向を前側、Ｙ方向を上側とする。
【００３８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１から図３を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係る発光モジュール１の斜視図であり、Ｘ方向を前側とする。図２は、図１におけるＡ−Ａ線で切断した断面図であり、図３は、導電ブロック接合前の状態を示す断面図である。
【００３９】
これらの図に示すように、サブマウントベース２の上面には、レーザダイオードバー３と絶縁板４とが隙間５を空けて並設され、各々半田により接合されている。ここでサブマウントベース２はレーザダオードバー３からの発熱を十分放熱し、かつレーザダイオードバー３と電気的に接続する為に、熱伝導性に優れ、かつ導電性を有する材料、例えば銅、銅タングステン、モリブデン等からなる構成される。また、レーザダイオードバー３の上面には、例えば、銅等からなる導電性プレートとしてのアッパープレート６が半田により接合されている。さらに、銅等からなる導電ブロック７が、絶縁板４の上面にアッパープレート６と当接するように設置され、半田により接合されている。
【００４０】
サブマウントベース２は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしており、左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一である。また、サブマウントベース２は、図示しないヒートシンク等の上に半田により接合される。
【００４１】
レーザダイオードバー３は、複数のレーザダイオードが連接された、出射面上に複数のレーザ出射点が設けられた構造を有し、Ｘ方向にレーザ光を出射する。
【００４２】
絶縁板４は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしており、左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一である。また、高さはレーザーダイオードバー３の高さに対して低寸となっている。
【００４３】
アッパープレート６は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしている。左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一であり、前後幅は、レーザダイオードバー３及び隙間５の前後幅を合わせたものに対して長寸となっている。アッパプレート６は、前端面がレーザダイオードバー３の前端面に概略そろえて設置されているので、後端面６ａは、隙間５を超えて絶縁板４上に突出している。また、アッパープレート６には、上面から後端面６ａにわたって、切欠かれて形成された傾斜面６ｂが設けられている。傾斜面６ｂの左右幅は、アッパープレート６の左右幅に対して短寸となっている。
【００４４】
導電ブロック７は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしている。左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一であり、前後幅は絶縁板４の左右幅に対して短寸となっている。また、導電ブロック７には、上面から前端面７ａにわたって切欠かれて形成された傾斜面７ｂが設けられている。さらに、導電ブロック７を絶縁板４の上面に設置したときに、導電ブロック７の上面の高さはアッパープレート６の上面の高さよりも高く、導電ブロック７の傾斜面７ｂの下端の高さは、前記アッパープレート６に設けられた傾斜面６ｂの下端の高さと概略同一となっている。また、傾斜面７ｂの左右幅は、傾斜面６ｂの左右幅と概略同一である。
【００４５】
次に、図２及び図３を参照して、導電ブロック７の接続方法について説明する。図３に示すように、導電ブロック７は、前端面７ａを矢印Ａの方向に向けて、当該前端面７ａがアッパープレート６の後端面６ａに当接するように、絶縁板４の上面に設置される。これにより、傾斜面６ｂと傾斜面７ｂとで、左右方向にわたって断面Ｖ字状の半田溜り８が形成される。
【００４６】
このとき、予め絶縁板４の上面及び導電ブロック７の下面に、半田を蒸着しておく。この半田の融点は、サブマウントベース２，レーザダイオードバー３，絶縁板４及びアッパープレート６を接合する際に用いた半田の融点よりも低いことはもちろんである。なお、絶縁板４の上面と導電ブロック７の下面とを、接着剤により固定することも可能である。この場合、半田９の融点に耐える接着剤が必要であるが、Ｓｉ系の接着剤であれば満足される。
【００４７】
次に、図２に示すように、半田溜り８に、前記の蒸着した半田と概略同一の融点を持つ半田９を挿入し、加熱して導電ブロック７の接合を行う。このときアッパープレート６は、その後端面６ａにおいて導電ブロック７の前端面７ａと当接しているため、半田９が凝固して収縮する際に、水平方向に位置がずれることがない。そのため、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。なお、半田９は、球，線，箔等いずれの形状でも良い。
【００４８】
このように、導通に金線を用いず、アッパープレート６及び導電ブロック７を用いているため、構造を簡略化することができ耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、アッパープレート６をレーザダイオードバー３の上面のみに配置することで、アッパープレート６がレーザダイオードバー３の上面で傾いたりすることなく、均一に半田で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロック７を絶縁板４の上面に配置することで、導電ブロック７の上面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュール１を積層しても、レーザダイオードバー３に圧縮力が加わることを回避することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図４を参照して説明する。図４は、第２の実施の形態に係る発光モジュール１０の断面図である。図１に示される実施の形態１と異なる点は、アッパープレートの形状である。
【００５０】
アッパープレート１６は、後端を概略９０度上方に曲げられ、左右方向にわたって断面Ｌ字状に成形された金属板であり、左右幅は導電ブロック７の傾斜面７ｂの左右幅に対して短寸となっている。また、アッパープレート１６の下面の高さは導電ブロック７の傾斜面７ｂの下端の高さよりも高くなっており、後端縁の高さは導電ブロック７の上面の高さより低くなっている。
【００５１】
図４に示すように、導電ブロック７は、傾斜面７ｂがアッパープレート１６の折り曲げ部と当接するように絶縁板４の上面に設置され、これにより、半田溜り１８が形成される。次に、当該半田溜り１８に半田９を挿入し、加熱して導電ブロック７の接合を行う。
【００５２】
このように、断面Ｌ字状に成形された金属板のアッパープレート１６を用いることによって、さらに、アッパープレートの製造コストの削減を図ることができる。また、金属板であるから大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、アッパープレート１６に可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロック７に荷重が加わり絶縁板４が圧縮されても、アッパープレート１６が変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。したがって、絶縁板４にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００５３】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、実施の形態３に係る発光モジュール２０の断面図であり、図６は、半田溶融時の状態を示す断面図である。図１に示される実施の形態１と異なる点は、アッパープレートの形状と導電ブロックの形状及びそれらの接続方法である。
【００５４】
図５に示すように、アッパープレート２６は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなした金属板であり、左右幅は、後述する導電ブロック２７の壁面２７ａの左右幅に対して短寸となっている。
【００５５】
導電ブロック２７は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしている。左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一であり、前後幅は絶縁板４の前後幅と概略同一である。また、導電ブロック２７は、上面から前端面にわたって、概略鉛直な壁面２７ａと概略水平な底面２７ｂからなる切欠き部２７ｃを有する。さらに、導電ブロック２７を絶縁板４の上面に設置したときに、導電ブロック２７の底面２７ｂの高さは前記アッパープレート２６の下面の高さよりも低くなっており、導電ブロック２７の上面の高さは前記アッパープレート２６の上面の高さよりも高くなっている。
【００５６】
次に、図６により、導電ブロック２７の接続方法について説明する。図６に示すように、導電ブロック２７を、壁面２７ａがアッパープレート２６の後端縁と当接するように絶縁板４の上面に設置し、レーザダイオードバー３を上方にして発光モジュール２０を傾斜した状態で保持する。これにより、半田溜り２８が形成される。次に、当該半田溜り２８に半田９を挿入し、加熱して導電ブロック２７の接合を行う。
【００５７】
このように、概略長方形の金属板のアッパープレート２６を用いることによって、さらに、アッパープレートの製造コストの削減を図ることができる。また、金属板であるから大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、アッパープレート２６に可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロック２７に荷重が加わり絶縁板が圧縮されても、アッパープレート２６が変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。したがって、絶縁板４にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００５８】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、実施の形態４に係る発光モジュール３０の断面図であり、図８は、アッパープレート変形前の状態を示す断面図である。図１に示される実施の形態１と異なる点は、アッパープレートの形状と導電ブロックの形状及びそれらの接続方法である。
【００５９】
図７に示すように、アッパープレート３６は、後端を左右方向にわたって断面逆Ｕ字状に成形された金属板であり、左右幅は、後述する導電ブロック３７の凹部３７ａの底面３７ｂに対して短寸となっている。
【００６０】
導電ブロック３７は、上面から見た場合、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしている。左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一であり、前後幅は絶縁板４の前後幅と概略同一である。また、導電ブロック３７は、前面側に、凹部３７ａを有する。凹部３７ａの底面３７ｂは概略水平であり、前記アッパープレート３６の後端縁の高さよりも低くなっている。
【００６１】
次に、図８により、導電ブロック３７の接続方法について説明する。図８に示すように、導電ブロック３７を絶縁板４の上面に設置する。次に、アッパープレート３６の逆Ｕ字部に矢印方向の概略鉛直下向きに荷重を加え、アッパープレート３６の後端縁が導電ブロック３７の凹部３７ａの底面３７ｂに当接するように変形させる。これにより、図７に示すように、半田溜り３８が形成される。このとき、アッパープレート３６の逆Ｕ字部の頂点３６ａの高さは、導電ブロック３７の上面の高さよりも低くなっている。次に、半田溜り３８に半田９を挿入し、加熱して導電ブロック３７の接合を行う。
【００６２】
このように、後端が断面逆Ｕ字状に成形された金属板のアッパープレート３６を用いることによって、さらに、アッパープレートの製造コストの削減を図ることができる。また、金属板であるから大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、アッパープレート３６に可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロック３７に荷重が加わり絶縁板４が圧縮されても、アッパープレート３６が変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。特に、アッパープレート３６は、後端が逆Ｕ字状に成形された金属板であるため、この性質が大きい。したがって、絶縁板４にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いることができる。
【００６３】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、実施の形態５に係る発光モジュール４０の断面図であり、図１０は、導電ブロック３７の接続の状態を示す断面図である。図７に示される実施の形態４と異なる点は、アッパープレートの形状と絶縁板の形状及びアッパープレートと導電ブロックの接続方法である。
【００６４】
図９に示すように、アッパープレート４６は、後端を左右方向にわたって断面逆Ｕ字状に成形された金属板であり、左右幅は、導電ブロック３７の凹部３７ａの底面３７ｂに対して短寸となっている。また、後端縁の高さは、導電ブロック３７を絶縁板４４の上面に設置したときの凹部３７ａの底面３７ｂと概略同一となっており、逆Ｕ字部の頂点４６ａの高さは、導電ブロック３７の上面の高さよりも低くなっている。
【００６５】
絶縁板４４は、上面から見て、左右幅が前後幅に対して長寸となる概略長方形をなしており、左右幅はレーザダイオードバー３の左右幅と概略同一である。また、前後幅は導電ブロック３７の前後幅に対して短寸となっている。
【００６６】
次に、図１０により、導電ブロック３７の接続方法について説明する。図１０に示すように、導電ブロック３７を前端面が下方になるように傾斜して保持し、導電ブロック３７の凹部３７ａにアッパープレート４６の後端縁を潜り込ませる。次に、導電ブロック３７を矢印方向に右回転して、絶縁板４４の上面に設置する。これにより、アッパープレート４６の後端縁と導電ブロック３７の凹部３７ａの底面３７ｂが当接して、半田溜り４８が形成される。次に、半田溜り４８に半田９を挿入し、加熱して導電ブロックの接合を行う。
【００６７】
このように、後端が断面逆Ｕ字状に成形された金属板のアッパープレート４６を用いることによって、さらに、アッパープレートの製造コストの削減を図ることができる。また、金属板であるから大電流を供給することを妨げず、レーザダイオードバー３の大出力化に対応することができる。さらに、アッパープレート４６に可撓性を有する金属や熱処理された無酸素銅板を用いれば、積層等により導電ブロック３７に荷重が加わり絶縁板４４が圧縮されても、アッパープレート４６が変形してその変位を吸収するので、レーザダイオードバー３に歪みが発生することはない。特に、アッパープレート４６は、後端が逆Ｕ字状に成形された金属板であるため、この性質が大きい。したがって、絶縁板４４にＡｌＮ等の剛体でなく、シリコン等の弾性体を用いることができる。
【００６８】
なお、前記実施の形態では、レーザダイオードバーをサブマウントベースに接合する場合を示したが、サブマウントベースを用いず、レーザダイオードバーを直接ヒートシンクに接合することや、さらに、複数の発光モジュールを積層することも可能である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明に係る発光モジュールは、レーザダイオードバーと、レーザダイオードバーに並設された絶縁板と、レーザダイオードバーの一端面に設けられた導電性プレートと、絶縁板に設けられ、導電性プレートに当接する導電ブロックとを備える構成を採る。
【００７０】
このように、導通に金線を用いず、導電性プレート及び導電ブロックを用いているため、構造を簡略化することができ、耐久性が高まると共に、製造コストの削減を図ることができる。また、導電性プレートをレーザダイオードバーの一端面（上面）のみに配置することで、導電性プレートがレーザダイオードバーの上面で傾いたりすることなく、均一に半田等で接合される。これにより、大電流を供給することができ、レーザダイオードバーの大出力化に対応することができる。さらに、導電ブロックを導電性プレートに当接するように絶縁板上に配置することで、導電ブロックの絶縁板と反対側の面に通電用電極を設置したり、複数の発光モジュールを積層しても、レーザダイオードバーに圧縮力が加わることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る発光モジュールの斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図３】導電ブロックの接合前の状態を示す断面図である。
【図４】実施の形態２に係る発光モジュールの断面図である。
【図５】実施の形態３に係る発光モジュールの断面図である。
【図６】半田溶融時の状態を示す断面図である。
【図７】実施の形態４に係る発光モジュールの断面図である。
【図８】アッパープレート変形前の状態を示す断面図である。
【図９】実施の形態５に係る発光モジュールの断面図である。
【図１０】導電ブロックの接続の状態を示す断面図である。
【図１１】第１の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。
【図１２】第２の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。
【図１３】第３の従来例に係る発光モジュールの斜視図である。
【図１４】（ａ） レーザダイオードバーの厚さが絶縁板の厚さよりも薄い場合の第１の接合状態を示す側面図である。
（ｂ） レーザダイオードバーの厚さが絶縁板の厚さよりも厚い場合の第１の接合状態を示す断面図である。
【図１５】（ａ） レーザダイオードバーの厚さが絶縁板の厚さよりも薄い場合の第２の接合状態を示す断面図である。
（ｂ） レーザダイオードバーの厚さが絶縁板の厚さよりも厚い場合の第２の接合状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…発光モジュール、２…サブマウントベース、３…レーザーダイオードバー、４…絶縁板、５…隙間、６…アッパープレート、６ａ…後端面、６ｂ…傾斜面、７…導電ブロック、７ａ…前端面、７ｂ…傾斜面、８…半田溜り、９…半田、１０…発光モジュール、１６…アッパープレート、１８…半田溜り、２０…発光モジュール、２６…アッパープレート、２７…導電ブロック、２７ａ…壁面、２７ｂ…底面、２７ｃ…切欠き部、２８…半田溜り、３０…発光モジュール、３６…アッパープレート、３６ａ…頂点、３７…導電ブロック、３７ａ…凹部、３７ｂ…底面、３８…半田溜り、４０…発光モジュール、４４…絶縁板、４６…アッパープレート、４６ａ…頂点、４８…半田溜り、１１１…サブマウントベース、１１２…レーザダイオードバー、１１３…アッパープレート、１１３ａ…通電用電極設置部、１２１…サブマウントベース、１２２…レーザダイオードバー、１２３…絶縁板、１２４…アッパープレート、１２４ａ…通電用電極設置部、１２５…金線、１３１…サブマウントベース、１３２…レーザダイオードバー、１３３…絶縁板、１３４…アッパープレート、１３４ａ…通電用電極設置部。
Claims (11)
- レーザダイオードバーと、
絶縁板と、
前記レーザダイオードバー及び前記絶縁板が載置されるサブマウントベースと、
前記レーザダイオードバーの前記サブマウントベースと反対側の面に設けられた導電性プレートと、
前記絶縁板の前記サブマウントベースと反対側の面に設けられ、前記導電性プレートに当接する導電ブロックとを備え、
前記導電ブロックの前記サブマウントベースと反対側の端部から前記サブマウントベースまでの距離は、前記導電性プレートの前記サブマウントベースと反対側の端部から前記サブマウントベースまでの距離よりも大きく、
前記導電性プレートと前記導電ブロックとは、前記導電性プレートと前記導電ブロックとが当接する部位に形成された半田溜りに挿入された半田によって接合されていることを特徴とする発光モジュール。 - 前記導電性プレートと前記導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるように、前記導電性プレート及び前記導電ブロックの少なくとも一方に、傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。
- 前記導電性プレートは、一端が前記レーザダイオードバーを有する面と反対の方向に折れ曲がった曲折部を備え、
前記導電ブロックは、前記導電性プレートの曲折部と当接する部位に傾斜面を備えることを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。 - 前記導電ブロックは、前記導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を備えていることを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。
- 前記導電性プレートは、一端に断面が逆Ｕ字状の湾曲部を備え、
前記導電ブロックは、前記絶縁板と反対側の面に凹部を備え、
前記湾曲部の端部と前記凹部とが当接することを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。 - レーザダイオードバー及び絶縁板をサブマウントベースに載置する工程と、
前記レーザダイオードバーの前記サブマウントベースと反対側の面に導電性プレートを設ける工程と、
前記導電性プレートに当接するように、前記絶縁板の前記サブマウントベースと反対側の面に導電ブロックを設ける工程と、
前記導電性プレートと前記導電ブロックとが当接する部位に形成された半田溜りに半田を挿入し、前記導電性プレートと前記導電ブロックとを前記半田によって接合する工程とを含むことを特徴とする発光モジュールの組み立て方法。 - 前記導電性プレートと前記導電ブロックとが当接する部位に溝が形成されるように、前記導電性プレート及び前記導電ブロックの少なくとも一方に、傾斜面を設ける工程を含むことを特徴とする請求項６記載の発光モジュールの組み立て方法。
- 前記導電性プレートの一端に、前記レーザダイオードバーを有する面と反対の方向に折れ曲がる曲折部を設ける工程と、
前記導電ブロックの前記導電性プレートの曲折部と当接する部位に、傾斜面を設ける工程とを含むことを特徴とする請求項６記載の発光モジュールの組み立て方法。 - 前記導電ブロックの前記導電性プレートと当接する部位に断面がＬ字状の開口部を設ける工程を含むことを特徴とする請求項６記載の発光モジュールの組み立て方法。
- 前記導電性プレートの一端に、断面が逆Ｕ字状の湾曲部を設ける工程と、
前記導電ブロックの前記絶縁板と反対側の面に凹部を設ける工程と、
前記湾曲部の端部と前記凹部とを係合させる工程とを含むことを特徴とする請求項６記載の発光モジュールの組み立て方法。 - 前記湾曲部の端部と前記凹部とを係合させる工程は、
前記導電ブロックを前記絶縁板上に設置した後、前記湾曲部を前記凹部方向に加圧する工程、又は前記凹部を前記湾曲部の端部に当接させた後、前記導電ブロックを前記絶縁板上に設置する工程のいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１０記載の発光モジュールの組み立て方法。
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