JPS5948978A - 半導体レ−ザ用ベ−スおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ用ベ−スおよびその製造方法Info
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- JPS5948978A JPS5948978A JP58145782A JP14578283A JPS5948978A JP S5948978 A JPS5948978 A JP S5948978A JP 58145782 A JP58145782 A JP 58145782A JP 14578283 A JP14578283 A JP 14578283A JP S5948978 A JPS5948978 A JP S5948978A
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- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
この発明は、゛1′−導体レーザ川のベースおよびその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
(背景技術)
’1′、、4体レーザ川ペースは、レーザ効果の座を形
成する半導体構造を機械的に支持する機能を果す部材で
あり、さらに、その半導体構造から発生する熱を放散し
、かつ電源との電気的接続を容易側こする部材である。
成する半導体構造を機械的に支持する機能を果す部材で
あり、さらに、その半導体構造から発生する熱を放散し
、かつ電源との電気的接続を容易側こする部材である。
半導体レーザは非常に敏感であることから、図切なベー
スを設けるという問題は、常に、当該技術分野における
専門家にとってト要なイレ11の−・つである。一般に
、使用されるベースはモノプロ・ンク(一体構造)の金
属製の支持体で構成され、その上面はつや出しく po
lishing )されて半導体レーザのチップが取り
付1すられる。
スを設けるという問題は、常に、当該技術分野における
専門家にとってト要なイレ11の−・つである。一般に
、使用されるベースはモノプロ・ンク(一体構造)の金
属製の支持体で構成され、その上面はつや出しく po
lishing )されて半導体レーザのチップが取り
付1すられる。
しかしながら、このようなベースの構造は、ベースの・
j法が大きいためにつや出しした後のベースの上面が凸
状になり、このためチップとベースの間の熱的な接触が
不十分になり、−・H,’V−導体レーザのアッセンブ
リが完成した後では、半導体レーザ構造を囲う鏡に非常
に近づきにくくなるという問題点がある。
j法が大きいためにつや出しした後のベースの上面が凸
状になり、このためチップとベースの間の熱的な接触が
不十分になり、−・H,’V−導体レーザのアッセンブ
リが完成した後では、半導体レーザ構造を囲う鏡に非常
に近づきにくくなるという問題点がある。
(発明の開示)
この発明の目的は、レーザのチップを11yり伺ける部
分が狭く、そのため凸状になることかなく、さらにレー
ザの鏡に接近することので、5る゛1パ導体レーザ川ベ
ースを提供し、もって1−述L7たような問題点を解消
することにある。
分が狭く、そのため凸状になることかなく、さらにレー
ザの鏡に接近することので、5る゛1パ導体レーザ川ベ
ースを提供し、もって1−述L7たような問題点を解消
することにある。
この+1的を達成するためのごの発明の半導体レーザ川
ベースの特徴は、ベースの長「一方向の対称・F而に対
して傾斜した2つの平面により形成されるプリズム部と
、平面状の保持部とを右するモノブロツクの金属製の支
持体で構成され、プリズム部の対称平面の位置に溝が設
けられ、その溝内にろう付けされる金属製の条片(5t
rip )のつや出しされた上端面に、長さがその条片
の厚さに等しい半導体レーザのチップが取り伺けられる
と共に、平面状の保持部上に、絶縁性の基板に金74製
の導電性被膜を覆うことにより形成されかつ接続部材に
より半導体レーザのチップに接続rr(能な、平行六面
体の相互連結ウェーハ(1nter −connect
ion讐afpr )がろう伺けされることにある。
ベースの特徴は、ベースの長「一方向の対称・F而に対
して傾斜した2つの平面により形成されるプリズム部と
、平面状の保持部とを右するモノブロツクの金属製の支
持体で構成され、プリズム部の対称平面の位置に溝が設
けられ、その溝内にろう付けされる金属製の条片(5t
rip )のつや出しされた上端面に、長さがその条片
の厚さに等しい半導体レーザのチップが取り伺けられる
と共に、平面状の保持部上に、絶縁性の基板に金74製
の導電性被膜を覆うことにより形成されかつ接続部材に
より半導体レーザのチップに接続rr(能な、平行六面
体の相互連結ウェーハ(1nter −connect
ion讐afpr )がろう伺けされることにある。
好ましくは、支持体と条片は銅で形成される。
好ましくは、相互連結ウェーハはフリント(frit
)したアルミナ製のノ、(板で構成され、その基板の1
つの面に金をスクリーン印刷した導電性被膜が伺着され
、基板の他の面(保持部と接触する而)が銀−パ!シウ
トペーストの助力により形成される伝熱性11に膜によ
り覆われる。
)したアルミナ製のノ、(板で構成され、その基板の1
つの面に金をスクリーン印刷した導電性被膜が伺着され
、基板の他の面(保持部と接触する而)が銀−パ!シウ
トペーストの助力により形成される伝熱性11に膜によ
り覆われる。
この発明はまム・、以ドに規定するような゛1′導体レ
ーザ川ペースの製造方法に関する。その製造方法の特徴
は、金属製の支持体をフライス削り(milling
)およびωF削(grinding )により機械加工
して、プリズム部と保持部を形成する工程と、プリズム
部と保持部に溝を形成する工程と、金属製のシートを圧
延(rolling )L、所望の長さに切断し、3つ
の端面を研削しかつ第4の端面をつや出1.シて条片を
製造する一L程と、絶縁性の基板−ヒに金属ペーストを
スクリーン印刷することにより相互連結ウェーハを製造
する工程と、条片をつや出しした第4の端面をトにして
溝内に挿入し、かつ相互連結ウェーハを保持部にゝhて
がう上程と、条片および相カ一連結ウェーハをろう付け
する[程とから構成したことにある。
ーザ川ペースの製造方法に関する。その製造方法の特徴
は、金属製の支持体をフライス削り(milling
)およびωF削(grinding )により機械加工
して、プリズム部と保持部を形成する工程と、プリズム
部と保持部に溝を形成する工程と、金属製のシートを圧
延(rolling )L、所望の長さに切断し、3つ
の端面を研削しかつ第4の端面をつや出1.シて条片を
製造する一L程と、絶縁性の基板−ヒに金属ペーストを
スクリーン印刷することにより相互連結ウェーハを製造
する工程と、条片をつや出しした第4の端面をトにして
溝内に挿入し、かつ相互連結ウェーハを保持部にゝhて
がう上程と、条片および相カ一連結ウェーハをろう付け
する[程とから構成したことにある。
(発明を実施するための最良の形態)
以下、この発明のこれに限定されない実施例を、図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
第1図において、半導体レーザ用ベースはモノブロック
の金属製の支持体lOで構成寝れ、この支持体10には
、支持体lOを含むアンセンブリの長手方向の対称平面
に対して傾斜した2つの平面により形成されるプリズム
部12を有する。このプリズム部12の対称平面の位置
には1つの溝13が設けられる。この溝13内には1枚
の金属製の条片14がろう付けされ、この条片14のつ
や出もした−1.端面には半導体レーザのチ、ンプ15
が取り付けられる。このチップ15の長さは条片14の
厚さに等しい。従って゛1′導体レーザの放射線は矢印
のごとく横断方向を向く。ベースの支持体lOはさらに
平面状の保持部llを有しこの保持部111.に平行六
面体の相ITi!l結ウェーハ16がろう付けされる。
の金属製の支持体lOで構成寝れ、この支持体10には
、支持体lOを含むアンセンブリの長手方向の対称平面
に対して傾斜した2つの平面により形成されるプリズム
部12を有する。このプリズム部12の対称平面の位置
には1つの溝13が設けられる。この溝13内には1枚
の金属製の条片14がろう付けされ、この条片14のつ
や出もした−1.端面には半導体レーザのチ、ンプ15
が取り付けられる。このチップ15の長さは条片14の
厚さに等しい。従って゛1′導体レーザの放射線は矢印
のごとく横断方向を向く。ベースの支持体lOはさらに
平面状の保持部llを有しこの保持部111.に平行六
面体の相ITi!l結ウェーハ16がろう付けされる。
支持体10には取(=Iけ穴18を設けてムよい。
プリズム部には、レーザチップ15の)1(板全体に1
1−って存在する熱的な接触を損うことなく、レーザチ
ップと鏡を解放することが明らかであろう。
1−って存在する熱的な接触を損うことなく、レーザチ
ップと鏡を解放することが明らかであろう。
このようなオ導体し−ザ用ベースの%J r方法は、以
下のような例示的な工程で構成することができる。
下のような例示的な工程で構成することができる。
銅、°例えば焼きなましたCu、AIの丸い素材または
引き伸ばした素材をプライス削りしかつ研削して、支持
体10を得る。次いで第2図のように、保持部11 と
プリズム部12を得る。
引き伸ばした素材をプライス削りしかつ研削して、支持
体10を得る。次いで第2図のように、保持部11 と
プリズム部12を得る。
1回の通過で所望の幅を得られるような幅を持つ縦に切
り目を入れる鋸(slitting saw )により
、溝13を形成する。溝13の幅は挿入する条片14の
厚さに30ないし4Q gmを加えたものに等しい。次
いで、支持体lOをひれ取り (tri−mming
) L、さらに超音波槽において塩化溶剤またはぶつ化
溶剤で洗浄する。かくして第3図に示すようにプリズム
部12と保持部11に溝13が形成される。
り目を入れる鋸(slitting saw )により
、溝13を形成する。溝13の幅は挿入する条片14の
厚さに30ないし4Q gmを加えたものに等しい。次
いで、支持体lOをひれ取り (tri−mming
) L、さらに超音波槽において塩化溶剤またはぶつ化
溶剤で洗浄する。かくして第3図に示すようにプリズム
部12と保持部11に溝13が形成される。
支持体lOの場合と同様に、条J1も焼きなました銅C
u、AIで形成するのが好ましい。、L kAをシート
の形態で貯蔵し、そのシートから幅2.55 am、長
さ約250 m+nの多数の帯板(band )を引き
抜く。各帯板を圧延機に通し、厚さを条片の厚さ± 1
gm等しくする。圧延機を出た(1シ板は、すJり目を
入れる鋸の助力により長さ4.5 mmの条片に9J断
される。切断後、条片はlJ!化l’l剤J−たはふっ
化溶剤の助力により洗浄される。次いで各条片14の第
4図に示す3つの端面?3 、25.26が研削され、
板面21 、22はそのまま放置される。
u、AIで形成するのが好ましい。、L kAをシート
の形態で貯蔵し、そのシートから幅2.55 am、長
さ約250 m+nの多数の帯板(band )を引き
抜く。各帯板を圧延機に通し、厚さを条片の厚さ± 1
gm等しくする。圧延機を出た(1シ板は、すJり目を
入れる鋸の助力により長さ4.5 mmの条片に9J断
される。切断後、条片はlJ!化l’l剤J−たはふっ
化溶剤の助力により洗浄される。次いで各条片14の第
4図に示す3つの端面?3 、25.26が研削され、
板面21 、22はそのまま放置される。
次いで条片14のレーザチップ15を取り付けるための
第4の端面24がつや出しされる。このつや出し操作の
ためには、多数の条片を重ねたブロックを、そのブロッ
クの両端の条件の板面21と22を抑える2つのフラン
ジを持った特別の1段で保持する。この条片のブロック
をつや出ししてから、各条片を分離する。この方法によ
れば、周縁を落とすことなく、鏡面つや出しされた端面
24を得ることができる。各条片を把持する手段の縁部
のみが折り返される。
第4の端面24がつや出しされる。このつや出し操作の
ためには、多数の条片を重ねたブロックを、そのブロッ
クの両端の条件の板面21と22を抑える2つのフラン
ジを持った特別の1段で保持する。この条片のブロック
をつや出ししてから、各条片を分離する。この方法によ
れば、周縁を落とすことなく、鏡面つや出しされた端面
24を得ることができる。各条片を把持する手段の縁部
のみが折り返される。
第5図に示すように、相介連結ウェー/\16は、ガラ
スを遊離した( glass −free )金ペース
トのスクリーン印刷により形成した、相Q11!結の[
1的のために使用される導電性被膜32を付着した。フ
リットされたアルミナ酸の)、(板30を有する。支持
体1〔1の保持部11に固定するt−めのF面は、銀−
パ″・シウムペーストの助力により青られる伝熱性液+
+・234で覆われる。いくつかのつ工−ハを1つのメ
ルミナ製の基板−1−に同時にスクリーン印刷しかつ焼
き固めることができ、イーの」、(板は次いでレーザビ
ート加工装置の助力により切断される。
スを遊離した( glass −free )金ペース
トのスクリーン印刷により形成した、相Q11!結の[
1的のために使用される導電性被膜32を付着した。フ
リットされたアルミナ酸の)、(板30を有する。支持
体1〔1の保持部11に固定するt−めのF面は、銀−
パ″・シウムペーストの助力により青られる伝熱性液+
+・234で覆われる。いくつかのつ工−ハを1つのメ
ルミナ製の基板−1−に同時にスクリーン印刷しかつ焼
き固めることができ、イーの」、(板は次いでレーザビ
ート加工装置の助力により切断される。
支持体10に形成した溝13内に、条片14を軟ろう付
けにより固定する。適当な融解温度とベースとして要求
される適当な熟的挙動48性を持つ付加合金が選択され
る。例えば160 ’Cの点に対して、′Al32.5
1&’381銀1.5%、融点か178°Cの合金を使
用することができる。また、200°Cの点に対しては
、錫95%、アンチモア 5% 、 h’lR点か25
0 ’C!の合金を使用することができる。
けにより固定する。適当な融解温度とベースとして要求
される適当な熟的挙動48性を持つ付加合金が選択され
る。例えば160 ’Cの点に対して、′Al32.5
1&’381銀1.5%、融点か178°Cの合金を使
用することができる。また、200°Cの点に対しては
、錫95%、アンチモア 5% 、 h’lR点か25
0 ’C!の合金を使用することができる。
条片14を構13内に固定する操作は、2つの段階、す
なわち溝13の各面を付加合金で覆う段階と、その次の
条片14をろう付けする段階を含む。
なわち溝13の各面を付加合金で覆う段階と、その次の
条片14をろう付けする段階を含む。
溝13だけを処理するために、選定した伺加合金のプレ
ホーム(preform+前以って形成したもの)を用
いて溝13の各面を覆う。この方法は次のようにして行
う。塩化溶剤またはぶつ化溶剤による洗浄にも“Cいて
、第3図の支持体10を5z塩酸溶液でエツチングする
。付加合金によるプレホームを以下の寸V、で調製する
。
ホーム(preform+前以って形成したもの)を用
いて溝13の各面を覆う。この方法は次のようにして行
う。塩化溶剤またはぶつ化溶剤による洗浄にも“Cいて
、第3図の支持体10を5z塩酸溶液でエツチングする
。付加合金によるプレホームを以下の寸V、で調製する
。
長さ=溝13の長さ
厚さ=溝13の厚さ
1’f、i =400ないし1300 g tnこの
プレホームを溝13内の中心に位置決めし、に部が余っ
て突出するように挿入する。例えば支持体10を熱板」
二に置くなどにより、支十〜体10の温度をプレホーム
の融点よりわずかに高い錨爪に1:: ’itさせる。
プレホームを溝13内の中心に位置決めし、に部が余っ
て突出するように挿入する。例えば支持体10を熱板」
二に置くなどにより、支十〜体10の温度をプレホーム
の融点よりわずかに高い錨爪に1:: ’itさせる。
プレホームは融解し、溝[3の縁部および底を流れる。
伺加合金製のプレホームか融解している間、厚さか溝1
3の厚さより 100μ5mだけ紡いステンレス銅製の
条)1を溝13内に通過させる。この条片を縦方向に往
復連動させると、余分なPノさのない旬着物が得られる
。相互連結ウェーハ16を取り付けるだめの支+1体1
0I7)モ面状の保持部11も、回・の付加合金で覆い
、でき上ったアッセンブリを良好な放熱器」−に置いて
冷却する。
3の厚さより 100μ5mだけ紡いステンレス銅製の
条)1を溝13内に通過させる。この条片を縦方向に往
復連動させると、余分なPノさのない旬着物が得られる
。相互連結ウェーハ16を取り付けるだめの支+1体1
0I7)モ面状の保持部11も、回・の付加合金で覆い
、でき上ったアッセンブリを良好な放熱器」−に置いて
冷却する。
このように調製された支持体を基本として、1゜述のよ
うに使用したプレホーム(第1のプレホーム)と同一種
類の付加合金製の第2のプレホームを溝13内に挿入す
る。但し、その第2のプレホームの寸法は、 長さ:2mm 幅 : 0.8 mm 厚さ :溝13の幅マイナス100gmに等しいノツネ
とする。
うに使用したプレホーム(第1のプレホーム)と同一種
類の付加合金製の第2のプレホームを溝13内に挿入す
る。但し、その第2のプレホームの寸法は、 長さ:2mm 幅 : 0.8 mm 厚さ :溝13の幅マイナス100gmに等しいノツネ
とする。
条片 14を溝13内に挿入し、中心を合わせる。相互
連結ウェーハ16を支持体10の保持部ll上に位置決
めする。それらを載j〆1した支持体をプレホームの融
解温度に上y1させ、条片14の端部に圧力を加えて条
片14を溝13の底に当接させる。
連結ウェーハ16を支持体10の保持部ll上に位置決
めする。それらを載j〆1した支持体をプレホームの融
解温度に上y1させ、条片14の端部に圧力を加えて条
片14を溝13の底に当接させる。
この操作の間に、条片14と相互連結ウェーハ16を同
時にろう付けする。次いでこれを冷却し、塩化溶剤中で
洗浄する。できにつだベースは脱水した容器内に貯蔵し
ておく。
時にろう付けする。次いでこれを冷却し、塩化溶剤中で
洗浄する。できにつだベースは脱水した容器内に貯蔵し
ておく。
完成したアッセンブリは、厚さ0.4ないし1)、61
Lmの金の付着で被覆されたJ’/さ0.5ないしIp
Lmの輝ニッケル(bright n1ckel )を
伺rlする電気分解付着により、表面処理を行なうこと
ができる。
Lmの金の付着で被覆されたJ’/さ0.5ないしIp
Lmの輝ニッケル(bright n1ckel )を
伺rlする電気分解付着により、表面処理を行なうこと
ができる。
第1図はこの発明の半導体レーザ川ベースの全体斜視図
、第2図は第1図のモノブロックの支持体の〜11面図
と側面図、第3図は溝を形成した後の支持体の平面図と
側面図、第4図は条片の拡大斜視図、第5図は相互連結
ウェーハの拡大斜視図である。 10・・・支持体、11・・・保持部、12・・・プリ
ズム部、 13・・・溝、14・・・条片、
15・・・チンプ16・・・相互連結ウェー
ハ、 17・・・接続部材23 、25.28・・・端
面、 24・・・第4の端面、30・・・基板、
32・・・導゛屯に1被11!マ、34・
・・伝熱製杭1!う1゜ 4’r jM出恥入 ルワツイl デメール 第1頁の続き ■出 願 人 シャーン・し・ルズイックフランス国2
2700ペロ・ギレッ ク・セント・ケイ・ぺ凸・コー ンブナーン・アン・ドウール (無番地) ■出 願 人 シャーン・クロード・シモンフランス国
22700ペロ・ギレッ ク・リュ・デ・トレズトリグネ ル23番地
、第2図は第1図のモノブロックの支持体の〜11面図
と側面図、第3図は溝を形成した後の支持体の平面図と
側面図、第4図は条片の拡大斜視図、第5図は相互連結
ウェーハの拡大斜視図である。 10・・・支持体、11・・・保持部、12・・・プリ
ズム部、 13・・・溝、14・・・条片、
15・・・チンプ16・・・相互連結ウェー
ハ、 17・・・接続部材23 、25.28・・・端
面、 24・・・第4の端面、30・・・基板、
32・・・導゛屯に1被11!マ、34・
・・伝熱製杭1!う1゜ 4’r jM出恥入 ルワツイl デメール 第1頁の続き ■出 願 人 シャーン・し・ルズイックフランス国2
2700ペロ・ギレッ ク・セント・ケイ・ぺ凸・コー ンブナーン・アン・ドウール (無番地) ■出 願 人 シャーン・クロード・シモンフランス国
22700ペロ・ギレッ ク・リュ・デ・トレズトリグネ ル23番地
Claims (8)
- (1)支持体の長手方向の対称平面に対して傾斜した2
つの平面により形成されるプリズム部と、平面状の保持
部とを一有するモノブロックの金属製。 の支持体で構成され、前記プリズム部の前記対称平面の
位置に溝が設けられ、該構内にろう伺げされる金属製の
条片のつや出しされた一14端而に、Jそさか該条片の
厚さに等しい半導体レーザのチップが取り伺けられると
共に、前記平面状の保持部」−に、絶縁性の基板に金属
製の導電性被膜を覆うことにより形成されかつ接続部材
により前記半導体レーザのチップに接続可能な、乎行六
面体の相互連結ウェーハがろう付けされる半導体レー′
ザ用ベース。 - (2)支持体と条片が銅で形成される特許請求の範囲第
1項記載の半導体レーザ川ベース。 - (3)相互連結ウェーハがフリットしたアルミナ製の基
板で構成され、該基板の1つの面に金をスクリーン印刷
した導電性被膜が付着される特許請求の範囲第1項記載
の半導体レーザ用ベース。 - (4)相互連結ウェーへの保持部に接触する面に、銀−
パラジウムペーストの助力により形成される伝熱性被膜
が付着される特許請求の範囲第3項記載の半導体レーザ
用ベース。 - (5)全付着物で覆われた電気分解ニッケル旧着物によ
り覆われた特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれ
かに記・成の半導体レーザ用ベース。 - (6)金属製の支し’+体をフライス削りおよび研削に
より機械加圧I7てプリズト部と保持部を形成する工程
と、該プリズム部と該保持部に溝を形成する工程と、金
属製のシートを圧延し、所望の長さに切断し、3つの端
面を研削しかつ第4の端面をつや出しして条ノ1を製造
する工程と、絶縁性のノ、(板−1−に金属ペーストを
スクリーン印刷することにより相互連結ウェー八を製造
する工程と、+iij記条片全条片出しした前記第4の
端面を上にして前記溝内に挿入し、かつ前記相方゛連結
つェーへを前記保持部に当てかう工程と、該条片および
該相互連結ウェーハをろう付けする−[程とから構成さ
れる特許+’+ilJ求の範囲第1ゲI記載の半導体レ
ーザ川ペースの製造方法。 - (7)つや出し操作が、多数の条片を重ねて同時につや
出しする特許請求の範囲第6項記載の半導体レーザ川ベ
ースの製造方法。 - (8)ろう付けする工程が、長さが溝の幅に等しく、そ
の上部が該溝の−L部から余って突出する千j加合金製
の第1のプレホームを該構内に挿入する操作と、支持体
の該溝内に該第1のプレホームを挿入したアッセンブリ
を該第1のプレ十−ムの融点よりわずかに高い温度に過
熱する操イ′1と、該第1のプレホームが融解している
間に条片を前記溝内に挿入し、往復運動させ、相互連結
ウェーハを取り付ける前記支持体の平面状の保持部を同
一の伺加合金で被覆する操作と、長さが前記溝の長さよ
り短かい同一の付加合金製の第2のプレホームを該溝内
に挿入する操作と、前記相互連結ウェーハを前記保持部
上に載置する操作と、該アッセンブリを前記第2のプレ
ホームの融点まで加熱し、前記条片の端部に圧力を加え
て該条ノ1を1;亥1+V4の底に当接させる操作とか
ら構成される特許請求の範囲第6項記載の半導体レーザ
用ヘースの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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FR8214042A FR2531819A1 (fr) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | Embase pour laser a semi-conducteur et son procede de fabrication |
FR8214042 | 1982-08-12 |
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Family Applications (1)
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