JP7433762B2 - レーザダイオードモジュール、デバイスおよびサブマウントモジュール上にチップを作製する方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、チップオンサブマウントモジュールのための装置、システムおよび方法に関する。

レーザスキャニングデバイスは、三次元（３Ｄ）データを収集して３Ｄ模型を作製するために物体または環境に光を当てる、すなわち、照射する。この３Ｄデータは、映画およびテレビゲームの製作、産業デザイン、義肢装具、リバースエンジニアリングおよびプロトタイピング、品質管理および／または品質検査、文化的人工物のドキュメンテーション、レーザ彫刻、バーコードスキャナ、およびその他の類似の用途において使用され得る。

レーザスキャニングデバイスはレーザ投射モジュールを使用し、レーザ投射モジュールは、例えば、レンズ、プリズム、およびレーザダイオードを含む。これらのレーザダイオードは、名目上は、脆性で、機械的応力および熱応力にさらされる材料系を使用する。その結果、一部の種類のレーザパッケージングは、大抵、レーザダイオードを保護する必要があり、重要なことに、動作中に生成される熱を放散する必要がある。これは、名目上、サブマウントおよびヒートシンクを使用することによって行われる。

従来のサブマウント設計の問題の一部は、高価であることと、特注の設備、道具および機材を要する、複雑なプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）および相互接続を要することである。したがって、従来のサブマウント設計は、複雑なプロセスフローを伴う過剰に長いサイクルタイムを有し、完全自動化につながらない。したがって、完全に自動化され得る簡略化した製造のためのサブマウント設計を効率的かつ単純に構成する装置、システムおよび方法への必要性が存在する。

チップオンサブマウント（ＣｏＳ）モジュールは、上面、底面、および複数の側面を有するサブマウントを含む。一つの側面の第一の部分、前記上面、および前記底面の第一の部分には正極板を付着させる。この一つの側面の正極板が付着した第一の部分と正極板が付着した上面は相互に接続される。コネクタは、この正極板が付着した上面を、前記底面の前記正極板が付着した第一の部分に電気的に接続するように構成される。前記一つの側面の第二の部分および前記底面の第二の部分には、負極板を付着させる。この一つの側面のこの負極板が付着した第二の部分とこの底面のこの負極板が付着した第二の部分は相互に接続される。光学部品は、前記一つの側面の前記正極板が付着した第一の部分に付着させ、前記一つの側面の前記負極板が付着した第二の部分に接続される。一実施形態において、この光学部品はレーザダイオードであり、ＣｏＳはレーザダイオードモジュールである。

添付の図面と併せて一例として与えられる以下の説明から、より詳細な理解が得られるであろう。

図１は、一実施形態に係る組み立てられたレーザ投射モジュールの例示的な三次元の斜視図である。 図２は、一実施形態に係る、プリズム形状とともにチップオンサブマウント（ＣｏＳ）モジュールであるレーザダイオードモジュールを利用したレーザ投射モジュールの例示的な側面図である。 図３は、一実施形態に係る、モジュールリードフレームおよびカバーリードフレームとともにＣｏＳを利用したレーザ投射モジュールの例示的な平面図である。 図４は、一実施形態に係るＣｏＳの例示的な斜視図である。 図５Ａは、図４のＣｏＳの例示的な側面図である。 図５Ｂは、図４のＣｏＳの例示的な底面図である。 図６Ａは、図４のＣｏＳの例示的な側面図である。 図６Ｂは、図４のＣｏＳの例示的な正面図である。 図６Ｃは、図４のＣｏＳの例示的な底面図である。 図７Ａは、別の実施形態に係るＣｏＳの例示的な斜視図である。 図７Ｂは、バイアを示す図７ＡのＣｏＳの例示的な斜視図である。 図７Ｃは、図７ＡのＣｏＳの例示的な側面図である。 図７Ｄは、図７ＡのＣｏＳの例示的な平面図である。 図７Ｅは、図７ＡのＣｏＳの例示的な底面図である。 図７Ｆは、図７ＡのＣｏＳの例示的な正面図である。 図８Ａは、別の実施形態に係るＣｏＳの例示的な斜視図である。 図８Ｂは、バイアを示す図８ＡのＣｏＳの例示的な斜視図である。 図９Ａは、一実施形態に係る、バイアを備えるＣｏＳの例示的な斜視図である。 図９Ｂは、図９ＡのＣｏＳの別の例示的な斜視図である。 図９Ｃは、図９ＡのＣｏＳの例示的な正面図である。 図９Ｄは、図９ＡのＣｏＳの別の斜視図である。 図９Ｅは、図９ＡのＣｏＳの例示的な側面図である。 図９Ｆは、図９ＡのＣｏＳの例示的な正面図である。 図９Ｇは、図９ＡのＣｏＳの例示的な平面図である。 図９Ｈは、レーザサブサブモジュール内の図９ＡのＣｏＳの例示的な底面図である。 図１０は、別の実施形態に係るＣｏＳの例示的な斜視図である。 図１１は、別の実施形態に係るＣｏＳの例示的な斜視図である。 図１２は、別の実施形態に係るＣｏＳの例示的な斜視図である。 図１３は、別の実施形態に係るＣｏＳの例示的な斜視図である。 図１４は、別の実施形態に係るレーザダイオードモジュールを作製するための例示的なフローチャートである。

チップオンサブマウント（ＣｏＳ）モジュールの実施形態の図面および説明は、明確化のため、典型的な車両システムに見られる多くのその他の要素を取り除きながら、明確な理解に関連する要素を示すために簡略化されていると理解すべきである。当業者は、本発明を実施するにあたって、その他の要素および／またはステップが望ましく、かつ／または必要であると認識するであろう。しかしながら、かかる要素およびステップは当技術分野で周知であるため、また、かかる要素およびステップは、本発明の理解を深めるものではないため、かかる要素およびステップの考察は本明細書では行わない。

本明細書に記載の非限定的な実施形態はＣｏＳモジュールに関する。ＣｏＳモジュールは、本特許請求の範囲および精神の範囲内にとどまりつつ、様々な応用および用途に対して修正され得る。本明細書に記載され、および／または図面に示された実施形態および変形例は、一例として提示されているに過ぎず、その範囲および精神に関しては限定していない。本明細書の記載は、例えば材料系を含め、ＣｏＳモジュールのあらゆる実施形態に適用され得る。

これから図面を参照してＣｏＳモジュールを説明するが、そのいくつかの図にわたって、類似の参照番号が類似の要素を指している。本明細書に記載の実施形態は、レーザスキャニングデバイスを含む様々なデバイスにおいて使用され得るＣｏＳモジュールを提供する。ＣｏＳは、便宜上、光学部品がレーザダイオードであるレーザダイオードモジュールである。その他の光学部品を使用することができる。

本明細書に記載のレーザダイオードモジュールの実施形態は、高さが正確な配置を有し、または必要とし、ｃ高さ（もしくはｚ高さまたは光の放射に対して垂直な高さ）の要求事項を最小限にしたパッケージ設計に広く配置可能である。例えば、本明細書に記載のレーザダイオードモジュールは、例えばリードフレームなどの半導体パッケージに容易に取り付けられて接続され得る。本明細書に記載のレーザダイオードモジュールの実施形態は、その他の電気部品および光学部品に対する電気的接続性および熱的接続性をもたらし、パッシブアライメント技術および大規模な試験およびバーンインに対応している。例えば、レーザダイオードモジュールによって提供され、および／またはレーザダイオードモジュールによって使用可能になるフィデューシャルは、むき出しであり、可視であり、かつ視覚システムによる検出が容易である。これにより、光路において、電気部品および光学部品などのその他の部品に対するレーザダイオードモジュールのパッシブアライメントが可能になる。さらに、このレーザダイオードモジュールは、プロセスの自動化、容量の増大、および大量生産に対応している。

一般に、これらのレーザダイオードモジュールの実施形態は、電気的接続性を提供するためにレーザダイオードモジュールの底面上に二つの接続点またはパッドを有し、一部のレーザダイオードモジュールの実施形態では、レーザダイオードモジュールからの放熱を行う第三のパッドを有する、電気的接続部および熱的接続部を有することができる。第三のパッドは、接地として使用することもできる。底面の使用により、接着剤またははんだの垂れ、漏れまたは滴りを防止するように水平面上でのはんだまたは導電性接着剤を施すことを考慮している。底面上へのはんだまたは接着剤の配置は、はんだを加熱することによって、または接着剤が硬化する前に配置することによって、メインパッケージに対してレーザダイオードモジュールを保持、整列、および接着することを考慮している。

また、レーザダイオードモジュールの下またはその底面上へのパッドの配置により、パッシブアライメントが可能になる。レーザダイオードモジュールは、レーザベアダイ、例えば、レーザダイオードが、異なる箇所および異なる角度から見えるように設計することができる。具体的には、レーザダイオードは、例えば、リードフレームおよび／またはその他の部品によって被覆されず、またはそれらによって隠されていない。これにより、レーザバー上のフィデューシャルまたは可視性マーカとしてレーザバーのエッジを使用することが可能になる。これらのマーカおよび／またはフィデューシャルにより、非常に短い時間で、例えば１μｍの精度またはそれより良い精度で、レーザダイオードモジュールを整列させることができるようになる。

本明細書で上記したように、レーザダイオードモジュールは、メインパッケージに電気的かつ熱的に接続することができ、次にそのメインパッケージは、熱を伝達し、必要な電気的接触を行うことになる。したがって、特定の実施形態では、フレックスケーブルおよび／またはコネクタを省略することができる。メインパッケージとしては、例えば、リードフレームまたはインサート成形部品が考えられ、リードまたはインサートは、銅のような導電性材料であろう。これらのリードまたはインサートは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に直接的にはんだパッド上に配置することができる。かかるレーザダイオードモジュールの実施形態は、ＰＣＢ接続のための金ワイヤボンディング工程を排除し、それにより、例えば、サイクルタイムを改善し、機材コストを削減する。

レーザダイオードモジュールの下またはその底面上へのパッドの配置により、例えば、一つの側に接続パッドを有することにより、試験およびバーンインが容易になる。レーザダイオードモジュールを大量にバーンインするために、レーザダイオードモジュールは、多数のレーザが同じ方向に放射するように、ラックに配置される必要がある場合がある。かかるラックは、何百ものレーザダイオードモジュールを一列に支持し、それらを一体的に、例えば、ポゴピンで接続することができる。これは、レーザバーと同じレーザダイオードモジュールの側にはない接続パッドを有することによって、より容易に達成することができる。

一般に、本明細書にて下記に説明するように、電気的接続性および熱的接続性の要求事項を満足し、パッシブアライメントに備え、大規模な試験およびバーンインに備える多数のレーザダイオードモジュールの実施形態を提供することができる。例えば、本明細書で以下に示すように、めっき面はＬ字形、四分円形を有することができ、または包み込む設計を用いることができる。さらに、レーザダイオードまたはレーザバーを底面めっきまたは底面パッドに接続するためにバイアを使用することができる。その結果、このレーザダイオードモジュールおよびめっきは、レーザダイオードの取付配置および較正に対して非常に柔軟になる。その結果、レーザダイオードの取り付け、ワイヤボンディングおよびバーンインを含むいくつかの工程を行うために汎用の設備を使用することができる。

本明細書に記載のレーザダイオードモジュールの実施形態は、レーザ投射モジュールを参照して考察されるが、これらのレーザダイオードモジュールの実施形態は、携帯電話機、ラップトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータおよびその他の類似のデバイスにおいて使用することもでき、これらは全て非限定的な例である。

図１は、一実施形態に係るレーザ投射モジュール１００の三次元の斜視図である。レーザ投射モジュール１００は、カバー１０５と、カバー１０５を固定するためのカバーリードフレーム１０６と、カバー１０５の外側に構成された外側リードフレーム部１０７およびカバー１０５の内側に構成された内側リードフレーム部１０９を有するリードフレームとを含むことができる。一実施形態において、外側リードフレーム部１０７および内側リードフレーム部１０９は、例えば、ニッケル‐パラジウム‐金（ＮｉＰｄＡｕ）めっきを備える銅リードフレームを含むことができる。内側リードフレーム部１０９は、ＣｏＳ例えば、レーザダイオードモジュール１１５に結合されたフレーム部を有する蛇行フレームとして構成することができる。レーザダイオードモジュール１１５は、めっきサブマウント１２０およびレーザダイオード１２５を含むことができる。一実施形態において、レーザダイオードモジュール１１５は、例えば、内側リードフレーム部１０９の、図２に示すダイ取付パッド（ＤＡＰ）部に付着させることができる。

レーザダイオード１２５およびめっきサブマウント１２０は、ワイヤボンディング（図示せず）を介して内側リードフレーム部１０９に電気的に接続することができ、例えば、表面実装、接着剤、および／または当業者には既知のその他の取付機構を介してレーザ投射モジュール１００に対して結合され、または付着し、または取り付けられることができる。

レーザ投射モジュール１００には、限定するものではないが、低温グルー、速硬化グルー、および／またはＵＶ硬化グルーなどの接着剤を介してレンズ１３０を結合または付着することができる。当業者に既知のその他の取付機構を使用することもできる。レンズ１３０は、レーザダイオード１２５からプリズム１３５への放射光を透過するように構成され、プリズム１３５は、次に、回折光学素子１４０および光学カバー１４５を通してレーザ投射モジュール１００の外部領域へ光を反射する。回折光学素子１４０および光学カバー１４５はカバー１０５に結合または付着することができ、次にそのカバー１０５は、カバーベース１５５に結合または付着することができる。

回折光学素子１４０は、光学カバー１４５から空間を空けることができ、この空間は、これらの二つの要素を分離するカバーの出っ張り１５０によって画定することができ、回折光学素子１４０は、カバーの出っ張り１５０の底部に接着することができ、光学カバー１４５は、カバーの出っ張り１５０の上部に据えて結合することができる。一実施形態において、光学カバー１４５および／またはレンズ１３０は、ガラスのような光学材料を含むことができる。その他の例示的な実施形態では、光学カバー１４５は、プラスチック材料またはポリマー材料を含むことができ、さらに、用途に応じて、適当な光学コーティングを含むことができる。回折光学素子１４０は、プリズム１３５からの光をパターン化して分配または無作為に分配するために干渉および回折によって作用する薄い位相素子として構成することができ、バイナリまたはアナログの位相分布を有するように構成することができる。回折光学素子１４０は、回折レンズ、ビームスプリッタ（スポットアレイ）、回折ディフューザ、および集光板を含むことができるがそれらに限定されない。回折レンズは、例えば、従来のレンズシステムにおける素子の数を減少し、色収差を補正する際の特殊材料の使用を軽減するために使用することができる。回折レンズは、奥行きと高さの合計がλ／（ｎ－１）に等しい極薄の素子として構成することができ、λは動作波長であり、ｎは屈折率である。回折レンズは、レンズのエッジに向かって細くなっていく一連のゾーンからなることができる。

特定の実施形態では、プリズム１３５は、光を屈折させる平らな研磨面を備える透明な光学素子として構成することができる。プリズム１３５の平らな面のうちの少なくとも二面は、互いの間に角度を有することができ、三角形の底面および矩形の側面を有する三角プリズムなどの幾何学的形状を含むことができる。プリズム１３５は、それが設計される対象となる波長を透過する任意の材料から作製することができ、例えば、ガラス、プラスチックおよび蛍石を含むがそれらに限定されない。

一部の例示的な実施形態では、レーザ投射モジュール１００は、スマートフォンなどの小さなデバイスまたは携帯デバイスに使用されるように小型化することができる。一例において、いくつかの部品の寸法（Ｈ×Ｌ×Ｗ）は次のようにすることができ、レーザダイオード１２５は、寸法（０．１４ｍｍ×１．０ｍｍ×０．２２５ｍｍ）を有し、めっきサブマウント１２０は、寸法（２．８０ｍｍ×１．６０ｍｍ×２．６０ｍｍ）を有し、これらは全て非限定的な一例である。

図２は、本発明の一実施形態に係る、プリズム形状とともにサブマウントを利用するレーザ投射モジュール２００の側面図である。レーザ投射モジュール２００は、カバー２０５と、カバー２０５内に構成された内側リードフレーム部２０９を有するリードフレームとを含むことができる。めっきサブマウント２２０およびレーザダイオード２２５を含むレーザダイオードモジュール２１５は、レーザ投射モジュール組立体２００の空洞２３０内に構成することができる。レーザダイオードモジュール２１５は、ＤＡＰ部２３５、またはリードフレーム２０９のその他の適当な部分に接着することができる。レーザダイオード２２５から放射した光は、レンズ２４０を通ってプリズム２４５に入射することができ、プリズム２４５は、回折光学素子２５０および光学カバー２５５を通してレーザ投射モジュール組立体２００の外部領域へ光を反射する。回折光学素子２５０は、カバーの出っ張り２６０によって光学カバー２５５から空間を空けることができる。

図３は、図２の実施形態と一致するレーザ投射モジュール３００の例示的な平面図であり、レーザダイオードモジュール３０５およびレンズ３１０は、エリア３１５内で結合または付着することができる。また、本明細書にて上記のように、外側リードフレーム部３２０、内側リードフレーム部３２５、およびエンドレールリードフレーム３３０が図示されている。レーザダイオードモジュール３０５は、めっきサブマウント３４０上に取り付けられたレーザダイオード３３５を含む。レーザダイオードモジュール３０５は、レンズ３１０に向かって光を放射する。

図４は、本発明の一実施形態に係るレーザダイオードモジュール４００の例示的な斜視図である。レーザダイオードモジュール４００は、めっきサブマウント４１０に付着したレーザダイオード４０５を含むことができる。めっきサブマウント４１０は、例えば、アルミニウムニッケル（ＡｌＮｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ、セラミックおよびその他の適当な基板材料から作製することができるサブマウントブロック４１５を含むことができる。サブマウントブロック４１５は、例えば、上面、底面、および複数の側面を有する矩形のブロックが可能である。もっとも、その他の適当な形状を使用することができる。めっきサブマウント４１０のこの実施形態では、サブマウントブロック４１５の上面、第一の側面、第二の側面の一部、および底面の一部は、正極板または導電膜４２０でめっきまたは塗装することができ、この上面、第一の側面、第二の側面の一部、および底面の一部は接続されている。第二の側面の別の部分および底面の別の部分は、負極板または導電膜４２５でめっきまたは塗装することができ、その第二の側面の別の部分と底面の別の部分は接続されている。正極板または導電膜４２０および負極板または導電膜４２５は、例えば、ニッケル‐金（ＮｉＡｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、スズ、パラジウム、チタンおよびその他の適当な材料から作製することができ、当業者には既知の技術を使用してサブマウントブロック４１５に付着させることができる。例示的な一実施形態では、この導電膜または導電板は、約０．０２５ｍｍ未満の厚みが可能である。

レーザダイオード４０５は、当業者には既知の技術を使用して、第二の側面の前記一部上の正極板または導電膜４２０に接続または結合させることができる。図示の実施形態では、レーザダイオード４０５は、めっきサブマウント４１０に対して垂直に取り付けることができる。便宜上、レーザダイオード４０５などの部品を正極板または導電膜４２０に付着させるために、金‐スズ（ＡｕＳｎ）はんだを使用することができる。レーザダイオード４０５は、例えば、ワイヤボンド４３０を使用して、第二の側面の前記別の部分上の負極板または導電膜４２５に接続または結合することができる。レーザダイオードモジュール４００は、さらに、レーザダイオードモジュール４００からの熱を、例えばヒートシンク（図示せず）に放散するために、底面の別の部分上にサーマルパッド４３５を含むことができる。一実施形態では、サーマルパッド４３５は、リードフレームの一部でよい。サーマルパッド４３５は、ＮｉＰｄ、またはＮｉＡｕめっき銅、またはＮｉＰｄＡｕの堆積から作製することができる。本明細書に記載のレーザダイオードモジュールの実施形態は、サーマルパッドを含んでも含まなくてもよい。

図５Ａは、図４のレーザダイオードモジュール４００の例示的な側面図であり、図５Ｂはその例示的な底面図である。本明細書にて上記したように、レーザダイオードモジュール４００は、めっきサブマウント４１０に付着したレーザダイオード４０５を含むことができる。めっきサブマウント４１０は、正極板または導電膜４２０および負極板または導電膜４２５でめっきまたは塗装することができるサブマウントブロック４１５を含むことができる。レーザダイオード４０５は、当業者には既知の技術を使用して正極板または導電膜４２０に接続または結合することができ、ワイヤボンド４３０を使用して負極板または導電膜４２５に接続または結合することができる。また、サーマルパッド４３５が示されている。

図６Ａは、図４のレーザダイオードモジュール４００の別の例示的な側面図であり、図６Ｂはその例示的な正面図であり、図６Ｃはその別の例示的な底面図である。本明細書にて上記したように、レーザダイオードモジュール４００は、めっきサブマウント４１０に付着したレーザダイオード４０５を含むことができる。めっきサブマウント４１０は、正極板または導電膜４２０および負極板または導電膜４２５でめっきまたは塗装することができるサブマウントブロック４１５を含むことができる。レーザダイオード４０５は、当業者には既知の技術を使用して正極板または導電膜４２０に接続または結合することができ、ワイヤボンド４３０を使用して負極板または導電膜４２５に接続または結合することができる。また、サーマルパッド４３５が示されている。便宜上、図６Ａから図６Ｃは、レーザダイオードモジュール４００に関する例示的な寸法を提供している。

図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の別の実施形態に係る、めっきサブマウント７１０を有するレーザダイオードモジュール７００を示す。レーザダイオードモジュール７００は、サブマウントブロック７１５を含むめっきサブマウント７１０に付着した、レーザダイオード７０５を含む。サブマウントブロック７１５の上面、一つの側面の一部、および底面の一部は、正極板または導電膜７２０でめっきまたは塗装することができ、この上面と一つの側面のこの一部は接続されている。この側面の別の部分と底面の別の部分は、負極板または導電膜７２５でめっきまたは塗装することができ、この側面のこの別の部分と底面のこの別の部分は接続されている。レーザダイオード７０５は、当業者に既知の技術を使用して、側面の前記一部上の正極板または導電膜７２０に接続または結合することができる。レーザダイオード７０５は、ワイヤボンド７３０を使用して、側面の前記別の部分上の負極板または導電膜７２５に接続または結合することができる。レーザダイオードモジュール７００および具体的にはめっきサブマウント７１０は、上面の正極板７２０と底面の正極板７２０の間の電気的接続を容易にするために、またはそれらの間の電気的接続を提供するために、バイア７４０をさらに含むことができる。図７Ｃは、図７Ａのレーザダイオードモジュールの例示的な側面図であり、図７Ｄはその例示的な平面図であり、図７Ｅはその例示的な底面図であり、図７Ｆはその例示的な正面図である。便宜上、図７Ｃから図７Ｆは、レーザダイオードモジュール７００に関する例示的な寸法を提供している。

図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の別の実施形態に係る、めっきサブマウント８１０を有するレーザダイオードモジュール８００を示す。レーザダイオードモジュール８００は、サブマウントブロック８１５を含むめっきサブマウント８１０に付着した、レーザダイオード８０５を含むことができる。サブマウントブロック８１５の一つの側面の一部および底面の一部は、正極板または導電膜８２０でめっきまたは塗装することができる。この側面の別の部分と底面の別の部分は、負極板または導電膜８２５でめっきまたは塗装することができ、この側面のこの別の部分と底面の別の部分は接続されている。レーザダイオード８０５は、当業者に既知の技術を使用して、側面の前記一部上の正極板または導電膜８２０に接続または結合することができる。レーザダイオード８０５は、ワイヤボンド８３０を使用して側面の前記別の部分上の負極板または導電膜８２５に接続または結合することができる。レーザダイオードモジュール８００は、さらに、レーザダイオードモジュール８００からの熱を、例えばヒートシンク（図示せず）に放散するために、底面の別の部分上にサーマルパッド８３５を含むことができる。レーザダイオードモジュール８００および具体的にはめっきサブマウント８１０は、側面の正極板８２０と底面の正極板８２０の間の電気的接続を容易にするために、またはそれらの間の電気的接続を提供するために、バイア８４０をさらに含むことができる。

図９Ａから図９Ｄは、本発明の一実施形態に係る、めっきサブマウント９１０を有するレーザダイオードモジュール９００を示す。レーザダイオードモジュール９００は、サブマウントブロック９１５を含むことができるめっきサブマウント９１０に付着した、レーザダイオード９０５を含むことができる。サブマウントブロック９１５の一つの側面の一部および底面の一部は、正極板または導電膜９２０でめっきまたは塗装することができ、この側面の別の部分とこの底面の別の部分は、負極板または導電膜９２５でめっきまたは塗装することができる。レーザダイオード９０５は、当業者に既知の技術を使用して、側面の前記一部上の正極板または導電膜９２０に接続または結合することができる。レーザダイオード９０５は、ワイヤボンド９３０を使用して、側面の前記別の部分上の負極板または導電膜９２５に接続または結合することができる。レーザダイオードモジュール９００および具体的にはめっきサブマウント９１０は、さらに、側面の正極板９２０と底面の正極板９２０の間の電気的接続を容易にするまたはそれらの間の電気的接続を提供するためのバイア９４０と、側面の負極板９２５と底面の負極板９２５の間の電気的接続を容易にするまたはそれらの間の電気的接続を提供するためのバイア９４５を含むことができる。図９Ｅは、図９Ａのレーザダイオードモジュール９００の例示的な側断面図であり、図９Ｆはその例示的な正面図であり、図９Ｇはその例示的な平面図であり、図９Ｈはその例示的な底面図である。便宜上、図９Ｃから図９Ｆは、レーザダイオードモジュール９００に関する例示的な寸法を提供している。

図９Ｆに示すように、めっき、例えば、サブマウントブロック９１５上の側面の正極板９２０の配置に関してはプルバックがあってよい。すなわち、このめっきは、サブマウントブロック９１５のエッジの所定の距離の範囲内にあるべきである。一実施形態において、このプルバックは、１０マイクロメートル以下とすることができる。別の実施形態では、このプルバックは約０．１７５ｍｍとすることができる。

図１０は、本発明の一実施形態に係る、めっきサブマウント１０１０を有するレーザダイオードモジュール１０００の例示的な斜視図である。レーザダイオードモジュール１０００は、サブマウントブロック１０１５を含むことができるめっきサブマウント１０１０に付着した、レーザダイオード１００５を含むことができる。サブマウントブロック１０１５の一つの側面の一部および底面の一部は、正極板または導電膜１０２０でめっきまたは塗装することができ、この側面のこの一部と底面のこの一部は接続されている。この側面の別の部分と底面の別の部分は、負極板または導電膜１０２５でめっきまたは塗装することができ、この側面のこの別の部分と底面のこの別の部分は接続されている。レーザダイオード１００５は、当業者に既知の技術を使用して、側面の前記一部上の正極板または導電膜１０２０に接続または結合することができる。レーザダイオード１００５は、ワイヤボンド１０３０を使用して、側面の前記別の部分上の負極板または導電膜１０２５に接続または結合することができる。

図１１は、本発明の一実施形態に係る、めっきサブマウント１１１０を有するレーザダイオードモジュール１１００の例示的な斜視図である。レーザダイオードモジュール１１００は、サブマウントブロック１１１５を含むことができるめっきサブマウント１１１０に付着した、レーザダイオード１１０５を含むことができる。サブマウントブロック１１１５の一つの側面の一部、第二の側面の一部、および底面の一部は、正極板または導電膜１１２０でめっきまたは塗装することができ、一つの側面のこの一部、第二の側面のこの一部、および底面のこの一部は接続されている。この側面の別の部分、低い方の上面の一部、第三の側面の一部、および底面の一部は、負極板または導電膜１１２５でめっきまたは塗装することができ、この側面のこの別の部分、低い方の上面のこの一部、第三の側面のこの一部、および底面のこの一部は接続されている。レーザダイオード１１０５は、当業者に既知の技術を使用して、正極板または導電膜１１２０に接続または結合することができる。レーザダイオード１１０５は、ワイヤボンド１１３０を使用して、負極板または導電膜１１２５に接続または結合することができる。

図１２は、本発明の一実施形態に係る、めっきサブマウント１２１０を有するレーザダイオードモジュール１２００の例示的な斜視図である。レーザダイオードモジュール１２００は、サブマウントブロック１２１５を含むことができるＣｏＳモジュールのめっきサブマウント１２１０に付着した、レーザダイオード１２０５を含むことができる。サブマウントブロック１２１５の一つの側面の一部および底面の一部は、正極板または導電膜１２２０でめっきまたは塗装することができる。底面の一部は、負極板または導電膜１２２５でめっきまたは塗装することができる。レーザダイオード１２０５は、当業者に既知の技術を使用して、正極板または導電膜１２２０に接続または結合することができる。側面の正極板１２２０と底面の正極板１２２０の間の電気的接続を容易にするために、またはそれらの間の電気的接続を提供するために、トレース１２４０を使用することができる。レーザダイオード１２０５と底面の負極板または導電膜１２２５の間の電気的接続を容易にするために、またはそれらの間の電気的接続を提供するために、別のトレース１２４５を使用することができる。

図１３は、本発明の一実施形態に係る、めっきサブマウント１３１０を有するレーザダイオードモジュール１３００の例示的な斜視図である。レーザダイオードモジュール１３００は、サブマウントブロック１３１５を含むことができるめっきサブマウント１３１０に付着し得る、レーザダイオード１３０５を含むことができる。サブマウントブロック１３１５の高い方すなわち第一の上面の一部、一つの側面の一部、および底面の一部は、正極板または導電膜１３２０でめっきまたは塗装することができ、この高い方すなわち第一の上面と一つの側面のこの一部は接続されている。この側面の別の部分、低い方すなわち第二の上面、および底面の別の部分は、負極板または導電膜１３２５でめっきまたは塗装することができ、この側面のこの別の部分と低い方すなわち第二の上面は接続されている。レーザダイオード１３０５は、当業者に既知の技術を使用して、側面の前記一部上の正極板または導電膜１３２０に接続または結合することができる。レーザダイオード１３０５は、ワイヤボンド１３３０を使用して、側面の前記別の部分上の負極板または導電膜１３２５に接続または結合することができる。レーザダイオードモジュール１３００および具体的にはめっきサブマウント１３１０は、さらに、高い方すなわち第一の上面の正極板１３２０と底面の正極板１３２０の間の電気的接続を容易にするまたはそれらの間の電気的接続を提供するためのバイア１３４０と、低い方すなわち第二の上面の負極板１３２５と底面の負極板１３２５の間の電気的接続を容易にするまたはそれらの間の電気的接続を提供するためのバイア１３４５を含むことができる。

図１４は、本発明の一実施形態に係るレーザダイオードモジュールを作製するための例示的な最上位のフローチャートを示す。ＣｏＳモジュールを提供することができる（１４０５）。めっきサブマウントを作製するために、当業者には既知の技術を使用して、サブマウントに正極板および負極板を付着させることができる（１４１０）。次に、はんだまたは導電性エポキシを使用して、レーザダイオードの正極側（底面）を、めっきサブマウントの正極板に付着させることができる（１４１５）。レーザダイオードの負極側（上面）を、めっきサブマウントの負極板にワイヤボンディングすることができる（１４２０）。これにより、ＣｏＳモジュール、例えば、レーザダイオードモジュールを作製する。次に、このＣｏＳ、例えば、レーザダイオードモジュールに対して、バーンイン試験を行うことができる（１４２５）。次に、このＣｏＳ、例えば、レーザダイオードモジュールは、例えば、レーザ投射モジュールなどの筐体に付着させることができる（１４３０）。

本明細書に記載の実施形態は、正極板に付着させ、負極板にワイヤボンディングしたレーザダイオードを説明しているが、その他の実施形態は、例えば、負極板に付着させ、正極板にワイヤボンディングしたレーザダイオードを有することができる。

本明細書に記載の実施形態は、便宜上、電極に付着したレーザダイオードを説明しているが、その他の実施形態は、電極に付着したその他の光学部品または電気光学部品を有することができる。

一般に、レーザダイオードモジュールは、上面、底面、および複数の側面を有するサブマウントを含む。一つの側面の第一の部分、上面、および底面の第一の部分には正極板を付着させ、この一つの側面のこの正極板が付着した第一の部分とこの正極板が付着した上面は相互に接続されている。コネクタは、この正極板が付着した上面を、前記底面の前記正極板が付着した第一の部分に電気的に接続するように構成される。前記一つの側面の第二の部分および前記底面の第二の部分には負極板を付着させ、この一つの側面のこの負極板が付着した第二の部分とこの底面のこの負極板が付着した第二の部分は相互に接続されている。レーザダイオードは、前記一つの側面の前記正極板が付着した第一の部分に付着し、前記一つの側面の前記負極板が付着した第二の部分に接続される。一実施形態では、前記コネクタは、正極板が付着した第二の側面である。別の実施形態では、このコネクタはバイアである。一実施形態では、レーザダイオードモジュールは、底面の第三の部分上にサーマルパッドを含む。一実施形態では、レーザダイオードは、ワイヤボンディングを介して、一つの側面の前記負極板が付着した第二の部分に接続される。

一般に、デバイスは、上面、底面、および複数の側面を有するサブマウントを含む。このデバイスは、さらに、第一の側面のめっきした第一の部分および底面のめっきした第一の部分を含む正極を含む。このデバイスは、さらに、前記第一の側面の前記めっきした第一の部分と前記底面の前記めっきした第一の部分を電気的に接続するように構成されたコネクタを含む。このデバイスは、さらに、前記第一の側面のめっきした第二の部分および前記底面のめっきした第二の部分を含む負極を含む。このデバイスは、さらに、前記第一の側面の前記めっきした第一の部分に付着しかつ前記第一の側面の前記めっきした第二の部分に接続されたレーザダイオードを含む。一実施形態では、前記正極は、さらに、第一の側面の前記めっきした第一の部分に接続された、めっきした上面を含み、前記コネクタは、めっきした第二の側面である。一実施形態では、前記コネクタはバイアである。一実施形態では、前記コネクタは、第一の側面の前記めっきした第一の部分に接続された、めっきした上面であり、このめっきした上面を前記底面の前記めっきした第一の部分に接続するバイアである。一実施形態では、前記コネクタは、めっきした第二の側面である。一実施形態では、前記コネクタは、前記第一の側面のめっきした第三の部分である。一実施形態では、当該デバイスは、さらに、前記底面の第三の部分上にサーマルパッドを含む。一実施形態では、前記レーザダイオードは、ワイヤボンディングを介して、前記第一の側面の前記めっきした第二の部分に接続される。一実施形態では、前記負極は、さらに、前記第一の側面の前記めっきした第二の部分に接続された、めっきした第二の上面と、前記底面の前記めっきした第二の部分に接続された、めっきした第四の側面とを含む。

一般に、レーザダイオードモジュールを作製する方法は、上面、底面、および複数の側面を有するサブマウントを提供するステップと、一つの側面の第一の部分、前記上面、および前記底面の第一の部分に第一の電極板を付着させるステップと、コネクタを用いて、前記第一の電極が付着した上面を前記底面の前記第一の電極板が付着した第一の部分に接続するステップと、前記一つの側面の第二の部分および前記底面の第二の部分に第二の電極板を付着させるステップと、前記一つの側面の前記第一の電極板が付着した第一の部分に光学部品を付着させるステップと、この光学部品を前記一つの側面の前記第二の電極板が付着した第二の部分に接続するステップとを含み、前記第一の電極板は一つの極性を有し、前記第二の電極板は別の極性を有する。一実施形態では、前記コネクタは、第一の電極板が付着した第二の側面である。一実施形態では、前記コネクタはバイアである。一実施形態では、当該方法は、さらに、前記底面の第三の部分上にサーマルパッドを付着させるステップを含む。一実施形態では、前記光学部品は、ワイヤボンディングを介して、前記一つの側面の前記第二の電極板が付着した第二の部分に接続される。一実施形態では、前記光学部品はレーザダイオードである。

提供される方法は、適用可能な範囲で、汎用コンピュータ、プロセッサ、またはプロセッサコアにおいて実施することができる。適当なプロセッサとしては、一例として、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する一つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意のその他の種類の集積回路（ＩＣ）および／またはステートマシンを含む。かかるプロセッサは、ネットリストを含む処理されたハードウェア記述言語（ＨＤＬ）命令およびその他の中間データ（コンピュータ可読媒体上に記憶することができる命令）の結果を使用して製造工程を構成することによって製造することができる。かかる処理の結果は、マスクワークとすることができ、そのマスクワークは、次に、本実施形態の態様を実施するプロセッサを製造するために半導体製造工程で使用される。

本明細書にて提供される方法またはフローチャートは、適用可能な範囲で、汎用コンピュータまたはプロセッサが実行するためのコンピュータ可読記憶媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実施することができる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、およびＣＤ－ＲＯＭディスクおよびデジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体が挙げられる。

本発明は、上記の実施形態に限定されず、次の特許請求の範囲内のあらゆる全ての実施形態を包含すると理解すべきである。さらに、本出願の特徴および要素は、例示的な実施形態では特定の組み合わせで説明されているが、各特徴または要素は、単独で、すなわち例示的な実施形態のその他の特徴および要素を有さないで、または本出願のその他の特徴および要素の有無にかかわらず様々な組み合わせで使用することができる。

１００、２００、３００ レーザ投射モジュール
１０５、２０５ カバー
１０６ カバーリードフレーム
１０７、３２０ 外側リードフレーム部
１０９、２０９、３２５ 内側リードフレーム部
１１５、２１５、３０５、４００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００ レーザダイオードモジュール
１２０、２２０、３４０、４１０、７１０、８１０、９１０、１０１０、１１１０、１２１０、１３１０ サブマウント
１２５、２２５、３３５、４０５、７０５、８０５、９０５、１００５、１１０５、１２０５、１３０５ レーザダイオード
１３０、２４０、３１０ レンズ
１３５、２４５ プリズム
１４０、２５０ 回折光学素子
１４５、２５５ 光学カバー
１５０、２６０ カバーの出っ張り
１５５ カバーベース
２３０ 空洞
２３５ ＤＡＰ部
３１５ エリア
３３０ エンドレールリードフレーム
４１５、７１５、８１５、９１５、１０１５、１１１５、１２１５、１３１５ サブマウントブロック
４２０、７２０、８２０、９２０、１０２０、１１２０、１２２０、１３２０ 正極板または導電膜
４２５、７２５、８２５、９２５、１０２５、１１２５、１２２５、１３２５ 負極板または導電膜
４３０、７３０、８３０、９３０、１０３０、１１３０、１３３０ ワイヤボンド
４３５、８３５ サーマルパッド
７４０、８４０、９４０、９４５、１３４０、１３４５ バイア
１２４０、１２４５ トレース
１４０５、１４１０、１４１５、１４２０、１４２５、１４３０ ステップ

Claims (8)

1. 第一の上面、第二の上面、底面、および、第一の側面および第二の側面を含む複数の側面を有するサブマウントであって、該第一の上面が、該底面の第一の部分を覆い、該底面から第一の厚みだけ隔てられている、サブマウントと、
   前記第一の側面の第一の部分に取り付けられた第一の正極板であって、前記第一の側面は、前記第一の上面および前記底面と直交している、第一の正極板と、
   前記第二の側面に取り付けられた第二の正極板であって、前記第二の側面は、前記第二の上面、前記底面、および、前記第一の側面と直交している、第二の正極板と、
   前記底面の前記第一の部分に取り付けられた第三の正極板と、
   前記第一の正極板を、前記第三の正極板に電気的に結合するコネクタと、
   前記第一の側面の第二の部分に取り付けられた第一の負極板と、
   前記第二の上面に取り付けられた第二の負極板であって、前記第二の上面が、前記底面の第二の部分を覆い、前記底面から、前記第一の厚みより小さな第二の厚みだけ隔てられている、第二の負極板と、
   前記底面の前記第二の部分に取り付けられた第三の負極板であって、前記第一の負極板、前記第二の負極板、および該第三の負極板が電気的に相互接続されている、第三の負極板と、
   前記第一の側面上の前記第一の正極板に取り付けられ、前記第一の側面上の前記第一の負極板に接続されたレーザダイオードと、
   前記底面の前記第一の部分と前記底面の前記第二の部分との間の前記底面の第三の部分上のサーマルパッドであって、接地として使用することができる、導電性のサーマルパッドと
   を含むレーザダイオードモジュール。
2. 前記コネクタが、前記第二の側面に取り付けた前記第二の正極板である、請求項１に記載のレーザダイオードモジュール。
3. 前記レーザダイオードが、ワイヤボンディングを介して、前記第一の負極板に接続される、請求項１に記載のレーザダイオードモジュール。
4. 第一の上面、第二の上面、底面、および、お互いに直交する関係にある第一の側面と第二の側面を含む、複数の側面を有するサブマウントであって、該第一の上面が、該底面の第一の部分を覆い、該底面から第一の厚みだけ隔てられており、該第二の上面が、該底面の第二の部分を覆い、前記底面から、前記第一の厚みより小さな第二の厚みだけ隔てられている、サブマウントと、
   前記第一の側面の第一の部分上に形成された第一の正極板と前記底面の前記第一の部分に形成された第二の正極板とを含む正極と、
   前記第一の正極板と前記第二の正極板とを電気的に結合するトレースと、
   前記第一の側面の第二の部分に形成されためっきされた第一の部分、前記第二の上面に形成されためっきされた第二の部分、および前記底面の前記第二の部分に形成されためっきされた第三の部分を含む負極と、
   前記第一の正極板に取り付けられ、前記第一の側面の前記めっきされた第一の部分に接続されたレーザダイオードと、
   前記底面の前記第一の部分と前記底面の前記第二の部分との間の前記底面の第三の部分上のサーマルパッドであって、接地として使用することができる、導電性のサーマルパッドと
   を含むデバイス。
5. 前記複数の側面が、更に、前記第一の側面と平行の関係にある第三の側面を含み、前記トレースが、前記第三の側面上の第三の正極板である、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記レーザダイオードが、ワイヤボンディングを介して、前記第一の側面の第二の部分に形成されためっきされた第一の部分に接続される、請求項４に記載のデバイス。
7. サブマウントモジュール上に光学部品を作製する方法であって、
   第一の上面、第二の上面、底面、および、第一の側面および第二の側面を含む複数の側面を有するサブマウントを提供するステップであって、
   該第一の上面が、該底面の第一の部分を覆い、該底面から第一の厚みだけ隔てられており、該第二の上面が、該底面の第二の部分を覆い、前記底面から、前記第一の厚みより小さな第二の厚みだけ隔てられている、ステップと、
   前記第一の側面の第一の部分に第一の正極板を形成するステップであって、前記第一の側面が、前記第一の上面および前記底面と直交している、ステップと、
   前記第二の側面に第二の正極板を形成するステップであって、前記第二の側面は、前記第二の上面、前記底面、および、前記第一の側面と直交している、ステップと、
   前記底面の前記第一の部分に第三の正極板を形成するステップであって、前記第三の正極板が、前記底面のエッジからプルバックしている、ステップと、
   コネクタを用いて、前記第一の正極板を前記第三の正極板に電気的に接続するステップと、
   前記第一の側面の第二の部分、前記第二の上面、および前記底面の第二の部分に、第一の負極板を形成するステップと、
   前記第一の側面の前記第一の正極板に光学部品を取り付けるステップと、
   該光学部品を、前記第一の側面の前記第一の負極板に接続するステップと、
   前記底面の前記第一の部分と前記底面の前記第二の部分との間の前記底面の第三の部分上に導電性のサーマルパッドを取り付けるステップであって、接地として使用することができる、ステップと
   を含む方法。
8. 前記光学部品がレーザダイオードである、請求項７に記載の方法。

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