JPH11298089A - ヒートシンクおよびその加工方法 - Google Patents
ヒートシンクおよびその加工方法Info
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Abstract
し、且つ製造コストを低減することにある。 【解決手段】板状部材10の一面を鏡面12に加工する
工程と、所定間隔離間する複数の略平行なフォトマスク
14a〜14dを形成する工程と、エッチング処理を施
すことによって形成される溝部16a〜16eと前記鏡
面12との間でエッジ部20を形成する工程と、前記フ
ォトマスク14a〜14dを除去した後、前記溝部16
a〜16eに沿って板状部材10を切断する工程によ
り、複数のヒートシンク18が得られる。
Description
を構成する半導体レーザチップが一体的に積層されるヒ
ートシンクおよびその加工方法に関する。
器等の各種分野において半導体レーザ素子(以下、LD
という)が利用されている。このLD1は、図6に示さ
れるように、ヒートシンク2と、前記ヒートシンク2上
に積層された状態で一体的に結合される半導体レーザチ
ップ3(以下、LDチップという)とから構成され、略
面一に形成されたヒートシンク2とLDチップ3の一端
面からレーザ光が発光するように設けられている。
生ずる内部発熱によって該LDチップ3自身の自己破壊
を防止するため、熱伝導性の良好なヒートシンク2上に
ボンディングされている。このヒートシンク2は、LD
チップ3の発熱を効率良く吸収し、且つレーザ光を無駄
なく発光させるために、熱伝導率のよい銅系材料が使用
されている。
うためには、LDチップ3とヒートシンク2とを全面に
わたって確実に密着させる必要があり、前記LDチップ
3が結合されるヒートシンク2の面は、そのエッジに至
るまで超精密な面粗さと平坦性が要求される。すなわ
ち、ヒートシンク2の断面形状は、図7に示されるよう
な超精密な面粗さおよび平坦性を有するヒートシンク2
aが好適であり、これに対し、図8並びに図9に示され
るように、面粗さが大きく且つ平坦度が悪いヒートシン
ク2bやエッジにバリ4が有るヒートシンク2cは、不
適当である。
プ3側のエッジ部分には、LDチップ3から照射された
レーザ光の障害とならないために、バリ等がないことが
要求される。すなわち、図10に示されるように、所望
の超精密な面精度を有し且つエッジにバリ等がないヒー
トシンク2aを用いた場合には、LDチップ3の発熱を
効率良く吸収するとともに発生したレーザ光を無駄なく
発光させることができるのに対し、図11に示されるよ
うに、エッジに大きな垂れ下がり5があるヒートシンク
2dでは、レーザ光が発光されるLDチップ3とヒート
シンク2dの一端面が完全に密着せずにクリアランス6
があるためにLDチップ3の放熱が悪くなり、該LDチ
ップ3が破壊されるという不具合がある。また、図12
に示されるように、LDチップ3側の一端面のエッジに
バリ4を有するヒートシンク2cを用いた場合には、前
記バリ4によってレーザ光の発光が遮断され、レーザ光
の出力が不足するという不具合がある。
対し、従来技術に係るヒートシンク2の加工方法では、
精密研削、ラッピング等の機械的加工処理によってLD
チップ3が積層されるヒートシンク2の面を加工した
後、プレス装置による打ち抜き、あるいは研削機械等に
よる切断加工を施すことにより、所定の形状のヒートシ
ンク2を得ていた。なお、前記ラッピングとは、研磨材
を用いてヒートシンク2の表面を研磨加工することをい
う。
従来技術に係るヒートシンクの加工方法では、超精密な
面精度(面粗さ、平坦度等)を有するヒートシンクを安
定して得ることが困難であるとともに、エッジに発生す
るバリや垂れ下がりが大きいという不具合がある。
方法では、ヒートシンクに対して機械的加工処理を施す
機械的設備の購入に多大な設備投資が要求されるため、
製造コストが高騰するという不具合がある。
出力化が要請され、このため増大する内部発熱をより一
層効率的に吸収することが望まれている。
てなされたものであり、エッジに至るまで所望の超精密
な面精度を有し、且つ製造コストを低減することが可能
なヒートシンクおよびその加工方法を提供することを目
的とする。
めに、本発明は、半導体レーザ素子を構成するヒートシ
ンクの加工方法であって、母材の少なくとも一面を鏡面
に加工する工程と、前記母材の鏡面に溝部または凸部を
形成し、前記溝部と鏡面との間または前記凸部と鏡面と
の間でエッジ部を形成する工程と、を有することを特徴
とする。
有するフォトマスクを母材の鏡面に形成し、前記母材の
鏡面にエッチング処理を施すことにより形成すると好適
である。また、前記凸部はメッキ層からなり、所定のパ
ターンを有するメッキ用マスクを母材の鏡面に形成し、
前記メッキ用マスクがかかっていない部分の鏡面にメッ
キ処理を施すことにより形成される。
超精密な面精度を有するエッジ部が形成されたヒートシ
ンクを安定して得ることができる。
鏡面に加工した後、前記鏡面に所定間隔離間する複数の
略平行なフォトマスクを形成する。さらに、前記鏡面に
エッチング処理を施すことによって形成される溝部と前
記鏡面との間でエッジ部を形成する。前記フォトマスク
を除去した後、前記溝部に沿って板状部材を切断するこ
とにより複数のヒートシンクを一括して加工することが
できる。
一面を鏡面に加工した後、前記板状部材の鏡面に所定間
隔離間する複数の略平行なメッキ用マスクを形成する。
さらに、前記メッキ用マスクが形成された部分を除く板
状部材の鏡面にメッキ処理を施し、前記メッキ処理によ
って形成されるメッキ層からなる凸部と前記鏡面との間
でエッジ部を形成する。前記メッキ用マスクを除去した
後、隣接する凸部間に形成された溝部に沿って板状部材
を切断することにより複数のヒートシンクが得られる。
するヒートシンクであって、板状部材の一面を鏡面に加
工する工程と、前記板状部材の鏡面に所定間隔離間する
複数の略平行なフォトマスクを形成する工程と、前記板
状部材の鏡面にエッチング処理を施すことによって形成
される溝部と前記鏡面との間でエッジ部を形成する工程
と、前記フォトマスクを除去した後、前記溝部に沿って
板状部材を切断することにより複数のヒートシンクを得
る工程と、によって製造されることを特徴とする。
成するヒートシンクであって、板状部材の一面を鏡面に
加工する工程と、前記板状部材の鏡面に所定間隔離間す
る複数の略平行なメッキ用マスクを形成する工程と、前
記メッキ用マスクが形成された部分を除く板状部材の鏡
面にメッキ処理を施し、前記メッキ処理によって形成さ
れるメッキ層からなる凸部と前記鏡面との間でエッジ部
を形成する工程と、前記メッキ用マスクを除去した後、
隣接する凸部間に形成された溝部に沿って板状部材を切
断する工程と、によって製造されることを特徴とする。
処理またはメッキ処理により、半導体レーザチップが積
層されるヒートシンクのエッジ部を超精密な面精度に形
成することができるとともに、高精度な機械等を必要と
しないため製造コストを低減することができる。
て、その加工方法との関連で好適な実施の形態を挙げ、
添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
工方法を図1A乃至図1Gに示す。
面に対し、例えば、ダイヤモンドバイト等によって切削
加工を施して鏡面12を形成する。このような切削加工
を施すことにより、所望の超精密な面粗さと平坦度を有
する鏡面12が板状部材10に形成される(図1A参
照)。
ッチング用のフォトマスク14a〜14dを形成する
(図1B参照)。すなわち、所定間隔離間し略平行に形
成された複数の長方形状のフォトマスク14a〜14d
を前記板状部材10の鏡面12に形成する。
て前記フォトマスク14a〜14dが形成された板状部
材10の鏡面12にエッチング処理を施すことにより、
隣接するフォトマスク間並びに板状部材10の端面に断
面円弧状の溝部16a〜16eが形成される(図1C参
照)。なお、この溝部16a〜16eは、フォトマスク
14a〜14dの長手方向に沿って延在するように形成
される。
を板状部材10の鏡面12から取り除いた後(図1D参
照)、例えば、ワイヤカット等により前記溝部16a〜
16eに沿って板状部材10を直線状に切断し、さら
に、前記切断された長尺な部材を、点線部分に沿って所
定の寸法に切断することにより、複数のヒートシンク1
8が得られる(図1F並びに図1G参照)。
たヒートシンク18のエッジ部20を図1Fに示す矢印
X方向からみた拡大矢視図である。
精密な面精度(面粗さ、平坦度)に形成された鏡面12
から連続する断面円弧状の稜線部22が形成され、前記
稜線部22は、例えば、曲率半径Rが1〜2μm以下の
曲線状によって形成され、しかも前記鏡面12から下方
側に延在する稜線部22は、ヒートシンク18の鏡面1
2から5〜10μmの高さがあればよい。
子の機能を満たすためには、ヒートシンク18の鏡面1
2から下方側に延在する5〜10μmの範囲を除いた他
の壁面24は、必ずしもヒートシンク18の鏡面12に
直交しまたは断面が直線状である必要がない。また、図
3に示されるように、エッジ部20は、ヒートシンク1
8の鏡面12に対する角度θが約45度以上に形成され
ていればよく、しかも直線である必要はない。
8の鏡面12に半導体レーザチップ26(以下、LDチ
ップという)を、ろう材等によって固着することにより
半導体レーザ素子28(以下、LDという)の製造が完
了する(図1G参照)。
8では、バリや垂れ下がりがない超精密な面精度を有す
るエッジ部20を安定して形成することができる。ま
た、複数のヒートシンク18を一挙に加工することがで
きるとともに、設備投資を抑制することができるため、
製造コストを低減することができる。
クの加工方法を図4A乃至図4Gに示す。なお、図1に
示す構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付
し、その詳細な説明を省略する。
面に対し、例えば、ダイヤモンドのバイトによって切削
加工を施し、所望の超精密な面粗さと平坦度を有する鏡
面12を形成する(図4A参照)。
ッキ用マスク30a〜30eを形成する(図4B参
照)。すなわち、所定間隔離間し略平行に形成された複
数の帯状のメッキ用マスク30a〜30eを前記板状部
材10の鏡面12に形成する。
し、例えば、銅の材料からなるメッキ処理を施すことに
より、隣接するメッキ用マスク間に沿って所定の厚さを
有するメッキ層が形成される(図4C参照)。
eを板状部材10から取り除くことにより、鏡面12に
はメッキ層からなる帯状の複数の凸部32a〜32dが
略平行に形成され、隣接する凸部32a〜32dとの間
並びに板状部材10の端部には溝部34a〜34eが形
成される(図4D参照)。そこで、例えば、ワイヤカッ
ト等により前記溝部34a〜34eに沿って板状部材1
0を直線状に切断することにより、複数のヒートシンク
36が得られる(図4E並びに図4F参照)。このよう
にして形成されたヒートシンク36にLDチップ26を
ろう材等によって固着することによりLD28の製造が
完了する(図4G参照)。
ク36のエッジ部38は、エッチング処理による第1の
実施の形態と同様の形状を有し、その効果も同様である
ため詳細な説明を省略する。
として銅を用いて説明しているがこれに限定されるもの
ではなく、例えば、ハンダ等のろう付け機能を有する材
料をメッキ処理によって板状部材10の鏡面12に積層
するように形成してもよい。この場合、エッジ部38の
超精密な形状とろう材の塗布とを同時に行うことができ
るというメリットがある。
等の材料で一層のメッキ層を形成することにより、LD
チップ26とヒートシンク36をボンディングするため
の下地処理を兼用することができる利点がある。
理によって、銅とハンダとを二層積層するように構成し
てもよい。この場合、ヒートシンク36の鏡面12に積
層される銅材料の第1層42によって超精密なエッジ部
38が形成されるとともに、前記第1層42に積層され
るハンダからなる第2層44をろう付け専用とすること
により、精密なろう付けをすることができる利点があ
る。
電解メッキに代替して無電解メッキ、スパッタ、金属蒸
着等の方法を用いて板状部材10の鏡面12に凸部32
a〜32dを形成してもよい。
板状部材10の鏡面12の面精度を低くし、メッキ処理
によって積層されるメッキ層を、例えば、10μm以上
の厚肉に形成した後、LDチップ26が発光するヒート
シンク36の一端面を機械加工によって切削仕上げをす
るようにしてもよい。
て、板状部材10の一面をダイヤモンドバイト等による
高精度切削加工に代替して、ラッピング処理を行った
後、CMP等の精密ポリッシング仕上げをするようにし
てもよい。また、板状部材10の鏡面12の要求精度が
低い場合には、高精度機械による切削加工に代替して、
ラッピングによる面加工のみとすることも可能である。
る。
鏡面との間でエッジ部を形成することにより、前記エッ
ジ部に至るまで、バリや垂れ下がりがない所望の超精密
な面精度を有するヒートシンクを安定して得ることがで
きる。また、高精度な機械的加工を行う機械的設備の投
資が抑制されることにより、製造コストを低減すること
ができる。
態に係るヒートシンクの加工方法の工程を示す説明図で
ある。
印X方向からみた一部省略拡大図である。
態に係るヒートシンクの加工方法の工程を示す説明図で
ある。
である。
の良好な形状を示す縦断面図である。
の不良の形状を示す縦断面図である。
の不良の形状を示す縦断面図である。
レーザ素子の動作状態を示す縦断面図である。
レーザ素子の動作状態を示す縦断面図である。
レーザ素子の動作状態を示す縦断面図である。
4a〜34e…溝部 18、36…ヒートシンク 20、38…エッジ
部 22…稜線部 26…半導体レーザ
チップ 28…半導体レーザ素子 30a〜30e…メ
ッキ用マスク 32a〜32d…凸部
Claims (9)
- 【請求項1】半導体レーザ素子を構成するヒートシンク
の加工方法であって、 母材の少なくとも一面を鏡面に加工する工程と、 前記母材の鏡面に溝部または凸部を形成し、前記溝部と
鏡面との間または前記凸部と鏡面との間でエッジ部を形
成する工程と、 を有することを特徴とするヒートシンクの加工方法。 - 【請求項2】請求項1記載の方法において、前記溝部
は、所定のパターンを有するフォトマスクを母材の鏡面
に形成し、前記母材の鏡面にエッチング処理を施すこと
により形成されることを特徴とするヒートシンクの加工
方法。 - 【請求項3】請求項1記載の方法において、前記凸部
は、所定のパターンを有するメッキ用マスクを母材の鏡
面に形成し、前記メッキ用マスクを除いた他の鏡面にメ
ッキ処理を施すことにより形成されるメッキ層からなる
ことを特徴とするヒートシンクの加工方法。 - 【請求項4】半導体レーザ素子を構成するヒートシンク
の加工方法であって、 板状部材の一面を鏡面に加工する工程と、 前記板状部材の鏡面に所定間隔離間する複数の略平行な
フォトマスクを形成する工程と、 前記板状部材の鏡面にエッチング処理を施すことによっ
て形成される溝部と前記鏡面との間でエッジ部を形成す
る工程と、 前記フォトマスクを除去した後、前記溝部に沿って板状
部材を切断することにより複数のヒートシンクを得る工
程と、 を有することを特徴とするヒートシンクの加工方法。 - 【請求項5】半導体レーザ素子を構成するヒートシンク
の加工方法であって、 板状部材の一面を鏡面に加工する工程と、 前記板状部材の鏡面に所定間隔離間する複数の略平行な
メッキ用マスクを形成する工程と、 前記メッキ用マスクが形成された部分を除く板状部材の
鏡面にメッキ処理を施し、前記メッキ処理によって形成
されるメッキ層からなる凸部と前記鏡面との間でエッジ
部を形成する工程と、 前記メッキ用マスクを除去した後、隣接する凸部間に形
成された溝部に沿って板状部材を切断することにより複
数のヒートシンクを得る工程と、 を有することを特徴とするヒートシンクの加工方法。 - 【請求項6】請求項5記載の方法において、メッキ層
は、銅またはハンダの材料からなる一層で形成されるこ
とを特徴とするヒートシンクの加工方法。 - 【請求項7】請求項5記載の方法において、メッキ層は
2層からなり、板状部材に積層され銅の材料によって形
成される第1層と、前記第1層に積層されハンダの材料
によって形成される第2層とを有することを特徴とする
ヒートシンクの加工方法。 - 【請求項8】半導体レーザ素子を構成するヒートシンク
であって、 板状部材の一面を鏡面に加工する工程と、 前記板状部材の鏡面に所定間隔離間する複数の略平行な
フォトマスクを形成する工程と、 前記板状部材の鏡面にエッチング処理を施すことによっ
て形成される溝部と前記鏡面との間でエッジ部を形成す
る工程と、 前記フォトマスクを除去した後、前記溝部に沿って板状
部材を切断することにより複数のヒートシンクを得る工
程と、 によって製造されることを特徴とするヒートシンク。 - 【請求項9】半導体レーザ素子を構成するヒートシンク
であって、 板状部材の一面を鏡面に加工する工程と、 前記板状部材の鏡面に所定間隔離間する複数の略平行な
メッキ用マスクを形成する工程と、 前記メッキ用マスクが形成された部分を除く板状部材の
鏡面にメッキ処理を施し、前記メッキ処理によって形成
されるメッキ層からなる凸部と前記鏡面との間でエッジ
部を形成する工程と、 前記メッキ用マスクを除去した後、隣接する凸部間に形
成された溝部に沿って板状部材を切断する工程と、 によって製造されることを特徴とするヒートシンク。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10096449A JPH11298089A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | ヒートシンクおよびその加工方法 |
US09/286,420 US6355505B1 (en) | 1998-04-08 | 1999-04-06 | Heat sink and method of manufacturing heat sink |
EP99106955A EP0949727A3 (en) | 1998-04-08 | 1999-04-08 | Heat sink and method of manufacturing heat sink |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10096449A JPH11298089A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | ヒートシンクおよびその加工方法 |
US09/286,420 US6355505B1 (en) | 1998-04-08 | 1999-04-06 | Heat sink and method of manufacturing heat sink |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11298089A true JPH11298089A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=26437646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10096449A Pending JPH11298089A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | ヒートシンクおよびその加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11298089A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002329928A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-11-15 | Ricoh Co Ltd | 光通信システム |
CN1300903C (zh) * | 2004-03-23 | 2007-02-14 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 复合热沉半导体激光器结构及制备方法 |
JP2008060279A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 窒化物半導体発光ダイオード素子およびその製造方法 |
JP2008147565A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Anritsu Corp | 半導体発光素子の固定手段及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-04-08 JP JP10096449A patent/JPH11298089A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002329928A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-11-15 | Ricoh Co Ltd | 光通信システム |
CN1300903C (zh) * | 2004-03-23 | 2007-02-14 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 复合热沉半导体激光器结构及制备方法 |
JP2008060279A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 窒化物半導体発光ダイオード素子およびその製造方法 |
JP2008147565A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Anritsu Corp | 半導体発光素子の固定手段及びその製造方法 |
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