WO2016060069A1 - 半導体レーザー装置 - Google Patents

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WO2016060069A1
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stem
laser device
exposed
external terminal
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柴田　裕一
光之 望月
達川　正士
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株式会社小糸製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor laser device.
  • Patent Document 1 A semiconductor laser device in which a semiconductor laser element is fixed to a stem and covered with a cap is known in Patent Document 1 and the like. Such a semiconductor laser device is mounted and used on an object to be mounted such as an image display device, a lighting fixture, and a vehicle lamp. In the semiconductor laser device described in Patent Document 1, laser light is emitted upward through a light transmitting member provided on the upper surface of the cap.
  • an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device whose heat dissipation property is enhanced.
  • the semiconductor laser device is A semiconductor laser device mounted on a mounting target, Stem and A cap having a light transmitting member and attached to an upper surface of the stem to form a storage space between the stem and the stem; A semiconductor laser element disposed in the housing space and emitting a laser beam; At least a portion is embedded in the stem and has a feed member electrically connected to the semiconductor laser device,
  • the power feeding member has an element side terminal exposed to the housing space and electrically connected to the semiconductor laser element, and an external terminal connected to an external power supply, The external terminal of the power supply member is exposed on the side surface or the upper surface of the stem, and the attachment surface attached to the mounting target is provided on the lower surface of the stem.
  • the semiconductor laser device configured as described above, since the external terminal is exposed on the side surface or the upper surface of the stem, a large attachment surface can be secured on the lower surface of the stem. Since the heat transferred from the semiconductor laser element to the stem can be efficiently transferred to the mounting target via the mounting surface, it is possible to provide a semiconductor laser device with enhanced heat dissipation.
  • a recess may be provided on the side surface of the stem, and the external terminal may be exposed to the recess. According to the semiconductor laser device configured as described above, since the external terminal is provided at a position drawn from the outer surface, damage to the external terminal can be suppressed.
  • a plurality of the power supply members may be provided, and at least one of the external terminals may be exposed on the side surface of the stem at a position different from other external terminals when viewed from above.
  • the power supply members are easily arranged to be separated from each other when viewed from above, and heat is less likely to be concentrated in a specific region, and thus the heat dissipation can be easily improved.
  • the semiconductor laser element is provided on a heat sink fixed to the upper surface of the stem, and one end connected to the heat sink and the other end exposed to the side surface of the stem And an auxiliary conductor may be embedded in the stem.
  • the heat generated by the semiconductor laser element and transmitted to the heat sink can be transmitted to the stem via the auxiliary conductor, and can be efficiently transmitted to the mounting target from the mounting surface of the stem.
  • At least one of the side surface and the lower surface of the stem may be provided with a positioning portion for positioning the stem to be mounted. According to the semiconductor laser device of the above configuration, when the semiconductor laser device is attached to the mounting target, alignment can be easily performed.
  • the external terminal may be located at the positioning portion. According to the semiconductor laser device of the above configuration, the connection work of the external terminal to the external power supply can be accurately performed by using the position where alignment is easy.
  • the power feeding member may have a heat radiating portion extending along the attachment surface of the stem. According to the semiconductor laser device configured as described above, the heat generated from the semiconductor laser element and transferred to the power supply member can be efficiently transmitted to the mounting surface through the heat radiating portion.
  • the portion of the feed member embedded in the stem and the external terminal may extend in the same straight line. According to the semiconductor laser device having the above configuration, the power supply member can be easily processed.
  • FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. It is a figure which shows the structure of a stem, and (a) is a III-III line sectional view in Drawing 2, (b) is a bb line sectional view in (a).
  • It is a sectional view showing the semiconductor laser device concerning a second embodiment of the present invention.
  • It is a sectional view showing the semiconductor laser device concerning a third embodiment of the present invention.
  • It is a sectional view showing the semiconductor laser device concerning a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser device 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • the semiconductor laser device 10 according to the first embodiment has a stem 11, a cap 12, a semiconductor laser element 13, and a power feeding member 14.
  • the semiconductor laser device 10 is mounted and used, for example, on a mounting target T such as an image display device, a lighting fixture, or a vehicle lamp.
  • the cap 12 is attached to the upper surface of the stem 11.
  • the cap 12 has a disk-shaped upper surface portion 15 and a cylindrical peripheral wall portion 16 extending downward from the periphery of the upper surface portion 15.
  • the cap 12 is attached to the upper surface of the stem 11 to form a storage space S (see FIG. 2) between the cap 12 and the stem 11.
  • the cap 12 has a light transmitting member 17 at the central portion of the upper surface portion 15.
  • the light transmitting member 17 is formed of a light transmitting material.
  • the light transmitting member 17 contains a phosphor.
  • the light transmitting member 17 may be provided on a side surface portion or the like.
  • the direction in which the semiconductor laser 13 is provided with respect to the stem 11 is upward, and the direction in which the stem 11 is provided with respect to the semiconductor laser 13 is The downward direction, which is orthogonal to the vertical direction, is called a side.
  • the stem 11 has a mounting portion 21 having a circular shape in a plan view, and a positioning portion 22 having a rectangular shape in a plan view and projecting laterally from a part of the periphery of the mounting portion 21.
  • the positioning unit 22 is used to position the semiconductor laser device 10 with respect to the mounting target T when the semiconductor laser device 10 is attached to the mounting target T.
  • the positioning part 22 is formed in the shape fitted to the recessed part etc. which were formed in mounting object T.
  • the top surface of the stem 11 is the mounting surface 11a.
  • the lower surface of the mounting portion 21 and the lower surface of the positioning portion 22 are the mounting surface 11b.
  • the mounting surface 11 a and the mounting surface 11 b are respectively flat surfaces.
  • the cap 12, the semiconductor laser element 13, the submount 25, and the heat sink 26 are mounted on the mounting surface 11 a of the stem 11.
  • the semiconductor laser element 13 is a semiconductor element that emits a laser beam by being supplied with power.
  • the semiconductor laser element 13 is provided in the housing space S so as to irradiate the laser light toward the light transmitting member 17.
  • the semiconductor laser 13 emits blue light.
  • the phosphor contained in the light transmitting member 17 emits yellow light by the blue light.
  • the semiconductor laser device 10 mixes blue light and yellow light and emits white light to the outside.
  • the semiconductor laser device 13 is fixed to the submount 25.
  • the submount 25 is attached to a heat sink 26 fixed to the mounting surface 11 a of the stem 11. As described above, the semiconductor laser device 13 is mounted on the mounting surface 11 a of the stem 11 via the submount 25 and the heat sink 26.
  • the semiconductor laser device 10 is provided with a plurality of (two in this example) power feeding members 14.
  • the power supply member 14 is a member made of conductive metal. Both ends of the power supply member 14 are an element side end 32 and an external terminal 33, respectively.
  • An intermediate portion of the power supply member 14 is embedded in the stem 11.
  • the outer periphery of a part of the power feeding member 14 embedded in the stem 11 is covered with an insulator 31 made of an insulating resin.
  • the feeding member 14 is bent substantially at a right angle in the middle portion thereof.
  • the element side terminal 32 and the external terminal 33 of the power feeding member 14 are exposed from the insulator 31.
  • the element-side terminal 32 of the power supply member 14 protrudes from the mounting surface 11 a of the stem 11 and is exposed to the housing space S.
  • the element side terminal 32 is disposed in the vicinity of the heat sink 26 on which the semiconductor laser element 13 is supported.
  • the element side terminal 32 is electrically connected to the semiconductor laser element 13 by a bonding wire 35.
  • the external terminal 33 of the power supply member 14 is exposed to the side surface of the stem 11. Specifically, the side surface of the positioning portion 22 of the stem 11 is provided with a recess 23 opened toward the side. The external terminal 33 is exposed to the recess 23. The external terminal 33 of the power supply member 14 exposed in the recess 23 is connected to an external power supply (not shown). Thus, power can be supplied from the external power source to the semiconductor laser device 13 through the power supply member 14.
  • the external terminal 33 extends in the same straight line as the portion embedded in the stem 11 of the feeding member 14.
  • FIG. 3 is a view showing the structure of the stem 11, where (a) is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2, and (b) is a cross-sectional view taken along line bb in (a).
  • the plurality of feed members 14 are spaced apart so as not to overlap each other when viewed from above.
  • the external terminals 33 of the power supply members 14 are exposed by a single recess 23 provided on the side surface of the stem 11. Since the external terminal 33 is provided at a position drawn from the outer surface, breakage of the external terminal 33 can be suppressed.
  • the semiconductor laser device 10 can be easily miniaturized, and the external terminals 33 and the external power supply can be easily connected. . Furthermore, since the external terminal 33 is positioned at the positioning portion 22, it is easy to accurately connect the external terminal 33 to the external power supply by using the positioning portion 22 which facilitates alignment.
  • the semiconductor laser device 10 also has an auxiliary conductor 41.
  • the auxiliary conductor 41 is a metal member having a thermal conductivity better than that of a resin.
  • the auxiliary conductor 41 electrically connects the semiconductor laser device 13 to an external ground terminal.
  • One end of the auxiliary conductor 41 is connected to the heat sink 26, and the other end 41 b is exposed to the side surface of the stem 11.
  • the other end 41 b of the auxiliary conductor 41 is exposed to the recess 23 formed in the positioning portion 22.
  • the auxiliary conductor 41 is disposed between the two feed members 14 in parallel with the feed member 14.
  • the middle portion of the auxiliary conductor 41 is bent substantially at right angles.
  • the middle portion of the auxiliary conductor 41 is embedded in the stem 11.
  • the portion of the auxiliary conductor 41 embedded in the stem 11 is covered with an insulator 42 made of an insulating resin.
  • the semiconductor laser device 10 when power is supplied from an external power supply, the power is supplied to the semiconductor laser 13 through the power supply member 14. Then, blue laser light is emitted upward from the semiconductor laser element 13 and enters the light transmitting member 17. Then, yellow light is generated from the phosphor contained in the light transmitting member 17, blue light and yellow light are mixed, and white light is emitted to the outside.
  • the semiconductor laser 13 when the semiconductor laser 13 emits laser light, the semiconductor laser 13 generates heat.
  • the semiconductor laser device 10 in order to maintain the good light emission performance of the semiconductor laser device 13, it is required to quickly release the heat generated by the semiconductor laser device 13.
  • the heat of the semiconductor laser device 13 is transmitted to the mounting target T via the submount 25, the heat sink 26, and the stem 11, and the semiconductor laser device 13 is cooled.
  • the external terminal 33 of the feed member 14 is exposed to the side surface of the stem 11. Therefore, the mounting surface 11b can be largely secured on the lower surface of the stem 11, and the heat transmitted from the semiconductor laser element 13 to the stem 11 can be efficiently transmitted to the mounting target T via the mounting surface 11b. Therefore, it is possible to provide the semiconductor laser device 10 whose heat dissipation property is enhanced.
  • the heat generated by the semiconductor laser element 13 is efficiently transmitted to the stem 11 through the metal feed member 14 having a thermal conductivity higher than that of the resin. be able to.
  • the plurality of power supply members 14 are arranged so as not to overlap with each other when viewed from above. Therefore, the heat transferred from the semiconductor laser element 13 to the power supply member 14 can be easily transferred to the stem 11 uniformly as viewed from above, and the heat is less likely to be concentrated only in a specific region of the lower surface of the stem 11. Therefore, heat can be efficiently transmitted from the mounting surface 11b of the stem 11 to the mounting target T.
  • a portion of the power feeding member 14 embedded in the stem 11 extends along the attachment surface 11 b of the stem 11 and also functions as a heat radiating portion 14 a.
  • the heat generated by the semiconductor laser element 13 can be efficiently transmitted to a portion near the mounting surface 11 b of the stem 11 by the power feeding member 14, and the heat can be efficiently dissipated from the mounting surface 11 b of the stem 11 to the mounting target T.
  • the semiconductor laser device 10 includes the auxiliary conductor 41.
  • the heat generated by the semiconductor laser element 13 is efficiently transmitted to the stem 11 through the auxiliary conductor 41 in addition to the power feeding member 14, so the heat is efficiently dissipated from the mounting surface 11 b of the stem 11 to the mounting target T it can.
  • the mounting surface 11b of the stem 11 is a flat surface, the mounting surface 11b can be easily adhered to the mounting target T, and the heat dissipation can be easily improved.
  • the to-be-mounted surface of mounting object T is a curved surface or a level
  • semiconductor laser devices 10A to 10C according to second to fourth embodiments which are partially different from the semiconductor laser device 10 according to the first embodiment, will be described.
  • the same components as in the first embodiment are assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • FIG. 4 is a view showing a semiconductor laser device 10A according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to FIG.
  • the portions embedded in the stems 11 of the plurality of feed members 14 are arranged in the thickness direction of the stems 11.
  • the external terminals 33 exposed in the recess 23 are arranged vertically in the recess 23. According to such a configuration, the width dimension of the positioning portion 22 of the stem 11 can be reduced as viewed from above to make the whole compact.
  • FIG. 5 is a view showing a semiconductor laser device 10B according to a third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3 (a). 6 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIG.
  • two positioning portions 22 are provided on a stem 11B.
  • the positioning portions 22 are provided at positions facing each other when viewed from above.
  • Each positioning portion 22 is provided with a recess 23.
  • the portions of the plurality of feed members 14 embedded in the stem 11B extend in opposite directions to each other, and the respective external terminals 33 are exposed at the concave portions 23 of the positioning portion 22, respectively.
  • at least one external terminal 33 of the plurality of feed members 14 is exposed to the side surface of the stem 11B at a position different from the other external terminals 33 when viewed from above. ing.
  • the semiconductor laser device 10B of the third embodiment at least one of the external terminals 33 of the plurality of power feeding members 14 is exposed to the side surface of the stem 11B at a position different from the other external terminals 33 when viewed from above. .
  • the feed members 14 it is easy to arrange the feed members 14 so as to be separated from each other as viewed from above, and heat is less likely to be concentrated in a specific region, so it is easy to enhance the heat dissipation.
  • the provision of the two positioning portions 22 makes it possible to position the mounting target T more reliably.
  • the auxiliary conductor 41 is not provided, but the auxiliary conductor 41 may be provided. Further, the terminal exposed to the outside of the auxiliary conductor 41 may be exposed to the side surface of the stem 11B at the same position as the exposed portion of the external terminal 33 of the power feeding member 14, May be exposed to the side of the stem 11B at different positions.
  • FIG. 7 is a view showing a semiconductor laser device 10C according to a fourth embodiment of the present invention, and is a view corresponding to FIG.
  • the bending angle A at the bending portion in the middle portion of the feed member 14 is an obtuse angle.
  • An intermediate portion of the power supply member 14 embedded in the stem 11 extends obliquely with respect to the mounting surface 11 b.
  • the external terminal 33 is bent at an obtuse angle with respect to the middle portion, and extends parallel to the mounting surface 11b.
  • the bending angle of the feed member 14 is an obtuse angle, bending of the feed member 14 can be facilitated.
  • the intermediate portion 14a of the feed member 14 extends in a part of the radial direction of the opening provided in the mounting surface 11a into which the feed member 14 is inserted.
  • a tapered portion 11c is provided.
  • FIG. 8 is a view showing a semiconductor laser device 10D according to a fifth embodiment of the present invention, and is a view corresponding to FIG. As shown in FIG. 8, the external terminal 33 of the power supply member 14 may be exposed on the top surface of the stem 11D.
  • the recess 23 is provided on the top surface of the stem 11D, and the external terminal 33 is exposed to the recess 23.
  • a recess 23 is provided in a portion of the upper surface of the stem 11D which is not covered by the cap 12, and the external terminal 33 is exposed.
  • the entire surface of the lower surface of the stem 11D is the mounting surface 11b. Therefore, the heat of the semiconductor laser device 13 can be efficiently transmitted to the mounting target T. Further, since the external terminal 33 is not exposed to the side, the semiconductor laser device 10D according to the present embodiment can be easily attached even if there is no attachment space in the left-right direction.
  • the entire surface of the lower surface of the stem 11 is the mounting surface 11b, but only a part of the lower surface of the stem 11 may be the mounting surface 11b. Moreover, you may provide the attachment surface which touches the mounting object T besides the lower surface, such as a side surface of the stem 11.
  • each embodiment demonstrated the example which made the whole lower surface of the stem 11 a flat surface
  • this invention is not limited to this.
  • a hole may be provided on the lower surface of the stem 11, and a convex portion provided on the mounting target T may be used to position the semiconductor laser device 10 relative to the mounting target T.
  • an area other than the hole in the lower surface of the stem 11 can be used as the mounting surface 11 b.
  • the lower surface of the stem 11 may be composed of two flat surfaces connected via a step.
  • two flat surfaces function as the mounting surface 11b. While the heat of the semiconductor laser element 13 is efficiently transmitted to the mounting target T by the two flat surfaces, positioning can be performed on the mounting target T using the step.
  • the shapes of the stem 11 and the cap 12 are not limited to the shapes in the above embodiment as long as the housing space S capable of housing the semiconductor laser element 13 can be formed on the mounting surface 11 a of the stem 11.
  • a plurality of recessed portions 23 separated from each other may be provided in one positioning portion 22, and the external terminals 33 may be exposed from the respective recessed portions 23.
  • the positioning portion 22 is not limited to the side surface of the stem 11, but may be provided on the lower surface.
  • the semiconductor laser device 10 can be easily aligned with the mounting target T by inserting the positioning portion 22 provided on the lower surface of the stem 11 in the hole formed in the mounting target T.
  • the shape of the positioning portion 22 of the stem 11 may be a step or a straight portion, or an unevenness or a curved portion corresponding to the mounting portion of the mounting target T, and is not limited to the shape in the above embodiment.
  • the semiconductor laser device 13 may be directly mounted on the mounting surface 11 a of the stem 11.
  • the semiconductor laser element 13 is not limited to one emitting blue light, and an element that emits laser light of a desired wavelength can be employed. Further, the phosphor contained in the light transmitting member 17 is not limited to one that receives blue light and emits yellow light, and a phosphor of any composition can be adopted. Furthermore, although the example which emitted white light was shown as a semiconductor laser apparatus, it is not restricted to this, You may comprise so that the light of a specific wavelength may be radiate
  • the light transmitting member 17 may have a lens function of refracting the laser light from the semiconductor laser element 13.
  • the number of semiconductor laser elements 13 is not limited to one, and a plurality of semiconductor laser elements 13 may be provided in the housing space S.
  • a lens component or a phosphor may be provided in the housing space S.
  • 10, 10A, 10B, 10C semiconductor laser device
  • 11 stem
  • 11b mounting surface
  • 12 cap
  • 13 semiconductor laser element
  • 14 power feeding member
  • 14a heat radiating portion
  • 17 light transmitting member
  • 22 positioning Part
  • 23 recessed part
  • 26 heat sink
  • 32 element side terminal
  • 33 external terminal
  • 41 auxiliary conductor
  • S accommodation space

Landscapes

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Abstract

　放熱性が高められた半導体レーザー装置を提供する。半導体レーザー装置１０は、ステム１１と、ステム１１の上面に取り付けられたキャップ１２と、半導体レーザー素子１３と、少なくとも一部がステム１１に埋設された給電部材１４を有する。給電部材１４は、半導体レーザー素子１３に電気的に接続された素子側端子３２と、外部端子３３と、を有する。ステム１１の側面または上面に給電部材１４の外部端子３３が露出され、ステム１１の下面に搭載対象に取り付けられる取付面１１ｂが設けられている。

Description

半導体レーザー装置
　本発明は、半導体レーザー装置に関する。
　特許文献１などに、半導体レーザー素子をステムに固定し、キャップで覆った半導体レーザー装置が知られている。このような半導体レーザー装置は、画像表示装置、照明器具、車両用灯具などの搭載対象に搭載されて用いられている。特許文献１に記載の半導体レーザー装置は、キャップの上面に設けられた透光部材を介して、レーザー光を上方へ出射させる。
日本国特許第５３４７２３１号公報
　このような半導体レーザー装置において、レーザー発振時に半導体レーザー素子に発生する熱を外部に放熱することが求められている。しかし、特許文献１に記載の半導体レーザー装置には、放熱性に改善の余地があった。
　そこで本発明は、放熱性が高められた半導体レーザー装置を提供することを目的とする。
　本発明にかかる半導体レーザー装置は、
　搭載対象に搭載される半導体レーザー装置であって、
　ステムと、
　透光部材を有し、前記ステムの上面に取り付けられて前記ステムとの間に収容空間を形成するキャップと、
　前記収容空間内に配置され、レーザー光を出射する半導体レーザー素子と、
　少なくとも一部が前記ステムに埋設され、前記半導体レーザー素子と導通する給電部材を有し、
　前記給電部材は、前記収容空間に露出して前記半導体レーザー素子に電気的に接続された素子側端子と、外部電源と接続される外部端子と、を有し、
　前記ステムの側面または上面に前記給電部材の前記外部端子が露出され、前記ステムの下面に搭載対象に取り付けられる取付面が設けられている。
　上記構成の半導体レーザー装置によれば、外部端子がステムの側面または上面に露出されているので、ステムの下面に大きく取付面を確保することができる。半導体レーザー素子からステムに伝えられた熱を、取付面を介して効率よく搭載対象に伝えやすいので、放熱性が高められた半導体レーザー装置を提供することができる。
　本発明の半導体レーザー装置において、前記ステムの前記側面に凹部が設けられ、前記外部端子が前記凹部に露出していてもよい。上記構成の半導体レーザー装置によれば、外部端子が外表面から引き込んだ位置に設けられているため、外部端子の破損を抑制できる。
　本発明の半導体レーザー装置において、複数の前記給電部材が設けられ、少なくとも１つの前記外部端子が上方から見て他の前記外部端子とは異なる位置で前記ステムの前記側面に露出していてもよい。
　上記構成の半導体レーザー装置によれば、上方から見て給電部材をそれぞれ離間するように配置しやすく、熱が特定の領域に集中しにくいので、放熱性を高めやすい。
　本発明の半導体レーザー装置において、前記半導体レーザー素子は、前記ステムの前記上面に固定されたヒートシンクに設けられており、前記ヒートシンクに接続された一端と、前記ステムの前記側面に露出された他端とを有する補助導体が前記ステムに埋設されていてもよい。
　上記構成の半導体レーザー装置によれば、半導体レーザー素子で生じてヒートシンクに伝えられた熱を、補助導体を介してステムに伝え、ステムの取付面から効率よく搭載対象に伝えることができる。
　本発明の半導体レーザー装置において、前記ステムの前記側面および前記下面の少なくとも一方に、前記ステムを搭載対象に位置決めする位置決め部が設けられていてもよい。
　上記構成の半導体レーザー装置によれば、半導体レーザー装置を搭載対象に取り付けるときに、位置合わせをしやすい。
　本発明の半導体レーザー装置において、前記外部端子は前記位置決め部に位置していてもよい。上記構成の半導体レーザー装置によれば、位置合わせをしやすい部位を使って、外部端子の外部電源への接続作業を正確に行うことができる。
　本発明の半導体レーザー装置において、前記給電部材は、前記ステムの前記取付面に沿って延びる放熱部を有していてもよい。
　上記構成の半導体レーザー装置によれば、半導体レーザー素子から生じて給電部材に伝えられた熱を、放熱部を介して取付面へ効率よく伝えることができる。
　本発明の半導体レーザー装置において、前記給電部材の前記ステムに埋設された部位と前記外部端子とが同一の直線状に延びていてもよい。上記構成の半導体レーザー装置によれば、給電部材を加工しやすい。
　本発明によれば、放熱性が高められた半導体レーザー装置を提供することができる。
本発明の第一実施形態に係る半導体レーザー装置の斜視図である。 図１におけるII－II線断面図である。 ステムの構造を示す図であって、（ａ）は図２におけるIII－III線断面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ－ｂ線断面図である。 本発明の第二実施形態に係る半導体レーザー装置を示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係る半導体レーザー装置を示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係る半導体レーザー装置を示す断面図である。 本発明の第四実施形態に係る半導体レーザー装置を示す断面図である。 本発明の第五実施形態に係る半導体レーザー装置を示す断面図である。
　以下、本発明に係る半導体レーザー装置の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
（第一実施形態）
　まず、第一実施形態に係る半導体レーザー装置を説明する。
　図１は、本発明の第一実施形態に係る半導体レーザー装置１０の斜視図である。図２は、図１におけるII－II線断面図である。
　図１及び図２に示すように、第一実施形態に係る半導体レーザー装置１０は、ステム１１と、キャップ１２と、半導体レーザー素子１３と、給電部材１４とを有している。半導体レーザー装置１０は、例えば、画像表示装置や照明器具、車両用灯具などの搭載対象Ｔに搭載されて用いられる。
　キャップ１２は、ステム１１の上面に取り付けられる。キャップ１２は、円板状の上面部１５と、この上面部１５の周縁から下方へ延在する円筒状の周壁部１６とを有している。キャップ１２は、ステム１１の上面に取り付けられてステム１１との間に収容空間Ｓ（図２参照）を形成する。キャップ１２は、上面部１５の中心部分に、透光部材１７を有している。透光部材１７は、透光性を有する材料から形成されている。本実施形態において、透光部材１７には蛍光体が含まれている。なお、この透光部材１７は、キャップ１２の上面部１５以外に、側面部などに設けられていてもよい。
　なお、以降の説明において、図２に示すように、半導体レーザー装置１０において、ステム１１に対して半導体レーザー素子１３が設けられる方向を上方、半導体レーザー素子１３に対してステム１１が設けられる方向を下方、この上下方向に対して直交する方向を側方と呼ぶ。
　ステム１１は、平面視円形状の搭載部２１と、搭載部２１の周囲の一部から側方へ突出する平面視矩形状の位置決め部２２とを有している。位置決め部２２は、搭載対象Ｔに半導体レーザー装置１０を取り付ける際の半導体レーザー装置１０の搭載対象Ｔに対する位置決めに利用される。例えば、位置決め部２２は、搭載対象Ｔに形成された凹部等に嵌合する形状に形成される。
　ステム１１の上面のうち、円形状の搭載部２１の上面が搭載面１１ａである。ステム１１の下面のうち、搭載部２１の下面および位置決め部２２の下面が取付面１１ｂである。これらの搭載面１１ａ及び取付面１１ｂは、それぞれ平坦面とされている。
　図１および図２に示したように、ステム１１の搭載面１１ａには、キャップ１２、半導体レーザー素子１３、サブマウント２５、ヒートシンク２６が搭載されている。
　半導体レーザー素子１３は、給電されることでレーザー光を出射する半導体素子である。半導体レーザー素子１３は、透光部材１７へ向かってレーザー光を照射するように、収容空間Ｓに設けられている。
　本実施形態において、半導体レーザー素子１３は青色光を出射する。この青色光によって、透光部材１７に含まれる蛍光体は黄色光を発する。これにより、半導体レーザー装置１０は、青色光と黄色光とを混色して、白色光を外部に出射する。
　半導体レーザー素子１３は、サブマウント２５に固定されている。サブマウント２５は、ステム１１の搭載面１１ａに固定されたヒートシンク２６に取り付けられている。このように、半導体レーザー素子１３は、サブマウント２５およびヒートシンク２６を介してステム１１の搭載面１１ａに搭載されている。
　半導体レーザー装置１０は、複数本（本例では二本）の給電部材１４を備えている。給電部材１４は、導電性金属製の部材である。給電部材１４の両端はそれぞれ、素子側端部３２および外部端子３３とされている。給電部材１４の中間部分はステム１１に埋設されている。ステム１１に埋設された給電部材１４の一部は、その外周が絶縁樹脂からなる絶縁体３１によって覆われている。給電部材１４は、その中間部分において、略直角に屈曲されている。給電部材１４のうち、素子側端子３２及び外部端子３３は、絶縁体３１から露出されている。
　給電部材１４の素子側端子３２は、ステム１１の搭載面１１ａから突出し収容空間Ｓに露出されている。この素子側端子３２は、半導体レーザー素子１３が支持されたヒートシンク２６の近傍に配置されている。素子側端子３２は、ボンディングワイヤ３５によって半導体レーザー素子１３に電気的に接続されている。
　給電部材１４の外部端子３３は、ステム１１の側面に露出されている。具体的には、ステム１１の位置決め部２２の側面に、側方に向かって開口した凹部２３が設けられている。外部端子３３は、この凹部２３に露出されている。凹部２３で露出された給電部材１４の外部端子３３は、図示せぬ外部電源と接続される。これにより、外部電源から給電部材１４を介して半導体レーザー素子１３へ給電可能とされている。
　この外部端子３３は、給電部材１４のステム１１に埋設された部位と同一の直線状に延びている。給電部材１４を作製する際には、折り曲げ箇所が一か所であるため、加工が容易である。
　図３は、ステム１１の構造を示す図であって、（ａ）は図２におけるIII－III線断面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ－ｂ線断面図である。
　図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、複数本の給電部材１４は、上方から見て互いに重ならないように間隔をあけて配置されている。そして、これらの給電部材１４の外部端子３３は、ステム１１の側面に設けられた単一の凹部２３で露出されている。
　外部端子３３が外表面から引き込んだ位置に設けられているので、外部端子３３の破損を抑制できる。また、単一の凹部２３に複数の外部端子３３が集中的に設けられているため、半導体レーザー装置１０を小型化しやすく、また、外部端子３３と外部電源とを容易に接続しやすくされている。
　さらに、外部端子３３が位置決め部２２に位置されているので、位置合わせをしやすい位置決め部２２を使って、外部端子３３の外部電源への接続作業を正確に行いやすい。
　また、半導体レーザー装置１０は、補助導体４１を有している。補助導体４１は、樹脂より熱伝導性に優れた金属製の部材である。補助導体４１は、半導体レーザー素子１３と外部のグランド端子とを電気的に接続する。補助導体４１の一端はヒートシンク２６に接続され、他端４１ｂはステム１１の側面に露出されている。補助導体４１の他端４１ｂは、位置決め部２２に形成された凹部２３に露出されている。補助導体４１は、二本の給電部材１４の間に給電部材１４と並列に配置されている。
　補助導体４１の中間部分は略直角に屈曲されている。補助導体４１の中間部分はステム１１に埋設されている。補助導体４１におけるステム１１に埋設された部分では、その外周が絶縁樹脂からなる絶縁体４２よって覆われている。
　上記構成の半導体レーザー装置１０において、外部電源から電力が供給されると、その電力は給電部材１４を通して半導体レーザー素子１３へ供給される。すると、この半導体レーザー素子１３から上方へ青色のレーザー光が照射され、透光部材１７に入射する。すると、透光部材１７に含まれる蛍光体から黄色光が生じて、青色光と黄色光とが混色され、白色の光が外部へ出射される。
　このように、半導体レーザー素子１３からレーザー光を出射させると、半導体レーザー素子１３が発熱する。半導体レーザー装置１０では、半導体レーザー素子１３の良好な発光性能を維持させるために、半導体レーザー素子１３で発生した熱を速やかに放出させることが求められる。本実施形態に係る半導体レーザー装置１０によれば、半導体レーザー素子１３の熱は、サブマウント２５、ヒートシンク２６、ステム１１を介して搭載対象Ｔに伝達され、半導体レーザー素子１３が冷却される。
　ここで、特許文献１に記載の半導体レーザー装置を、例えば表示装置、照明器具や車両用灯具などの搭載対象に搭載する場合、ステムの下面を搭載対象に固定することとなる。ところが、特許文献１に記載の半導体レーザー装置のステムの下面には外部端子が露出されている。このため、ステムの下面に外部端子を露出させる領域を確保する必要があり、ステムの下面において取付面として利用できる領域が限られている。このため、半導体レーザー素子で生じ、ステムに伝えられた熱を、取付面を介して搭載対象に効率よく伝えることが難しい。このような理由により、特許文献１に記載の半導体レーザー装置において、放熱性に改善の余地があった。
　これに対して、本実施形態に係る半導体レーザー装置１０によれば、給電部材１４の外部端子３３がステム１１の側面に露出されている。このため、ステム１１の下面に大きく取付面１１ｂを確保することができ、半導体レーザー素子１３からステム１１に伝えられた熱を、取付面１１ｂを介して効率よく搭載対象Ｔに伝えやすい。このため、放熱性が高められた半導体レーザー装置１０を提供することができる。
　また、上述した実施形態に係る半導体レーザー装置１０によれば、半導体レーザー素子１３で生じた熱を、樹脂に比べて熱伝導率の高い金属製の給電部材１４を介して効率よくステム１１に伝えることができる。さらに、複数の給電部材１４は、上方から見て互いに重ならないように配置されている。したがって、半導体レーザー素子１３から給電部材１４に伝えられた熱を上方から見て均一にステム１１に伝えやすく、ステム１１の下面の特定の領域のみに熱が集中しにくい。このため、ステム１１の取付面１１ｂから搭載対象Ｔへ効率よく熱を伝えることができる。
　また、給電部材１４のステム１１に埋設された部位は、ステム１１の取付面１１ｂに沿って延びて、放熱部１４ａとしても機能している。給電部材１４により、半導体レーザー素子１３で生じた熱を効率よくステム１１の取付面１１ｂに近い部位まで伝えることができ、ステム１１の取付面１１ｂから効率よく搭載対象Ｔに放熱することができる。
　また、上述した実施形態に係る半導体レーザー装置１０は補助導体４１を備えている。半導体レーザー素子１３で生じた熱は、給電部材１４に加えてこの補助導体４１を介して、効率よくステム１１に伝えられるので、ステム１１の取付面１１ｂから効率よく搭載対象Ｔに放熱することができる。
　また、ステム１１の取付面１１ｂは平坦面とされているので、取付面１１ｂを搭載対象Ｔに密着させやすく、放熱性を高めやすい。なお、搭載対象Ｔの被搭載面が曲面や段差面である場合には、ステム１１の取付面１１ｂも当該被搭載面の形状に合わせた形状とすることが好ましい。
　次に、上記第一実施形態に係る半導体レーザー装置１０と一部の構成が異なる第二から第四実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ａから１０Ｃを説明する。なお、第一実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
（第二実施形態）
　第一実施形態に係る半導体レーザー装置１０においては、上方から見て、給電部材１４が互いに重ならないように配置されていたが、本発明はこれに限られない。
　図４は、本発明の第二実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ａを示す図であり、図２に対応する断面図である。
　図４に示すように、第二実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ａでは、複数本の給電部材１４のステム１１に埋設された部分がステム１１の厚さ方向に配列されている。これにより、凹部２３で露出された外部端子３３は、凹部２３内において上下に配列されている。このような構成によれば、上方から見てステム１１の位置決め部２２の幅寸法を小さくして全体を小型にしやすい。
（第三実施形態）
　なお、上述した第一実施形態に係る半導体レーザー装置１０においては、複数の外部端子３３が単一の凹部２３で露出された例を示したが、本発明はこれに限られない。
　図５は、本発明の第三実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｂを示す図であり、図３（ａ）に対応する断面図である。図６は、図５におけるＸＩ－ＸＩ線断面図である。
　図５及び図６に示すように、第三実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｂは、二つの位置決め部２２がステム１１Ｂに設けられている。これらの位置決め部２２は、上方から見て互いに対向する位置に設けられている。各々の位置決め部２２には、凹部２３が設けられている。複数本の給電部材１４は、ステム１１Ｂに埋設された部分が互いに反対方向へ延びてそれぞれの外部端子３３はそれぞれ位置決め部２２の凹部２３で露出されている。
　このように、第三実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｂでは、複数の給電部材１４の少なくとも１つの外部端子３３が上方から見て他の外部端子３３とは異なる位置でステム１１Ｂの側面に露出している。
　第三実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｂによれば、複数の給電部材１４の少なくとも１つの外部端子３３を上方から見て他の外部端子３３とは異なる位置でステム１１Ｂの側面に露出させている。このため、上方から見て給電部材１４をそれぞれ離間するように配置しやすく、熱が特定の領域に集中しにくいので、放熱性を高めやすい。また、二つの位置決め部２２を設けたことで、搭載対象Ｔに対して、より確実に位置決めすることができる。
　なお、第三実施形態では、補助導体４１を設けていないが、補助導体４１を設けても良い。また、補助導体４１の外部へ露出する端子は、給電部材１４の外部端子３３が露出された部位と同じ位置でステム１１Ｂの側面に露出されていてもよいし、上方から見て外部端子３３とは異なる位置でステム１１Ｂの側面に露出されていてもよい。
（第四実施形態）
　上述した第一実施形態から第三実施形態では、給電部材１４が直角に折り曲げられた形状である例を説明したが、本発明はこれに限られない。
　図７は、本発明の第四実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｃを示す図であり、図２に対応する図である。
　図７に示すように、第四実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｃでは、給電部材１４の中間部分における屈曲部分での屈曲角度Ａが鈍角とされている。給電部材１４のうちステム１１に埋設された中間部は取付面１１ｂに対して傾いて延びている。また、外部端子３３はこの中間部に対して鈍角に屈曲されて、取付面１１ｂと平行に延びている。
　第四実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｃによれば、給電部材１４の屈曲角度を鈍角としたので、給電部材１４の折り曲げ加工を容易にできる。
　また、本実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｃにおいては、搭載面１１ａに設けられた、給電部材１４が挿入される開口の径方向の一部に、給電部材１４の中間部１４ａが延びる方向に沿ったテーパ部１１ｃが設けられている。これにより、給電部材１４を開口のテーパ部１１ｃに沿ってステム１１に挿入しやすくなり、半導体レーザー装置１０Ｃを組み立てやすくなる。
（第五実施形態）
　上述した第一実施形態から第五実施形態では、給電部材１４の外部端子３３がステム１１の側面に露出された例を説明したが、本発明はこれに限られない。
　図８は、本発明の第五実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｄを示す図であり、図２に対応する図である。
　図８に示すように、給電部材１４の外部端子３３がステム１１Ｄの上面に露出されていてもよい。本実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｄにおいては、ステム１１Ｄの上面に凹部２３が設けられ、外部端子３３がこの凹部２３に露出されている。ステム１１Ｄの上面のうち、キャップ１２で覆われていない部位に、凹部２３が設けられ、外部端子３３が露出されている。
　本実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｄによれば、ステム１１Ｄの下面の全面が取付面１１ｂとされている。このため、半導体レーザー素子１３の熱を効率よく搭載対象Ｔに伝えることができる。また、外部端子３３が側方に露出しないので、左右方向に取付スペースがない場合であっても、本実施形態に係る半導体レーザー装置１０Ｄを取り付けやすい。
（種々の変形例）
　なお、上記第一から第四実施形態では、ステム１１の下面の全面を取付面１１ｂとしたが、ステム１１の下面の一部のみを取付面１１ｂとしても良い。また、ステム１１の側面など、下面以外にも搭載対象Ｔに接する取付面を設けても良い。
　また、上述の各実施形態では、ステム１１の下面全体が平坦面とされた例を説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、ステム１１の下面に穴部を設けて、搭載対象Ｔに設けた凸部を使って、半導体レーザー装置１０の搭載対象Ｔに対する位置決めをしてもよい。この場合、ステム１１の下面のうち、穴部以外の領域を取付面１１ｂとすることができる。
　さらに、上述の各実施形態では、ステム１１の下面に単一の取付面を設けた例を説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、ステム１１の下面が、段差を介して接続する二つの平坦面で構成されていてもよい。この場合、二つの平坦面が取付面１１ｂとして機能する。二つの平坦面により半導体レーザー素子１３の熱を効率よく搭載対象Ｔに伝えつつ、段差を用いて搭載対象Ｔに位置決めできる。
　また、ステム１１やキャップ１２の形状は、ステム１１の搭載面１１ａに半導体レーザー素子１３が収容可能な収容空間Ｓを形成することができれば、上記の実施形態における形状に限定されない。
　また、一つの位置決め部２２から一つの外部端子３３が露出された例を説明したが、本発明はこれに限られない。一つの位置決め部２２にそれぞれ離間した複数の凹部２３を設けて、それぞれの凹部２３から外部端子３３を露出させてもよい。
　なお、位置決め部２２は、ステム１１の側面に限らず下面に設けても良い。この場合、例えば、搭載対象Ｔに形成した穴部へステム１１の下面に設けた位置決め部２２を嵌め込むことで、半導体レーザー装置１０を搭載対象Ｔに対して容易に位置合わせできる。
　さらに、ステム１１の位置決め部２２の形状としては、段差や直線部分、搭載対象Ｔの取付部に対応する凹凸や曲線部分などであってもよく、上記の実施形態における形状に限定されない。
　また、半導体レーザー素子１３は、ステム１１の搭載面１１ａに直接搭載されていても良い。
　半導体レーザー素子１３は、青色発光のものに限られず、所望の波長のレーザー光を出射させる素子を採用できる。また、透光部材１７に含まれる蛍光体も、青色光を受けて黄色光を発するものに限られず、任意の組成の蛍光体を採用できる。さらに、半導体レーザー装置として白色光を出射した例を示したが、これに限られず、特定の波長の光を出射させるように構成してもよい。
　透光部材１７は、半導体レーザー素子１３からのレーザー光を屈折させるレンズ機能を持っていてもよい。
　なお、半導体レーザー素子１３は一つに限らず、収容空間Ｓ内に複数設けても良い。収容空間Ｓ内に、レンズ部品や蛍光体が設けられていても良い。
　本出願は、2014年10月15日出願の日本特許出願（特願2014-210996）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明によれば、放熱性が高められた半導体レーザー装置を提供することができる。
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：半導体レーザー装置、１１：ステム、１１ｂ：取付面、１２：キャップ、１３：半導体レーザー素子、１４：給電部材、１４ａ：放熱部、１７：透光部材、２２：位置決め部、２３：凹部、２６：ヒートシンク、３２：素子側端子、３３：外部端子、４１：補助導体、Ｓ：収容空間
 

Claims (8)

  1. 　搭載対象に搭載される半導体レーザー装置であって、
    　ステムと、
    　透光部材を有し、前記ステムの上面に取り付けられて前記ステムとの間に収容空間を形成するキャップと、
    　前記収容空間内に配置され、レーザー光を出射する半導体レーザー素子と、
    　少なくとも一部が前記ステムに埋設され、前記半導体レーザー素子と導通する給電部材を有し、
    　前記給電部材は、前記収容空間に露出して前記半導体レーザー素子に電気的に接続された素子側端子と、外部電源と接続される外部端子と、を有し、
    　前記ステムの側面または上面に前記給電部材の前記外部端子が露出され、前記ステムの下面に搭載対象に取り付けられる取付面が設けられている、半導体レーザー装置。
  2. 　前記ステムの前記側面に凹部が設けられ、前記外部端子が前記凹部に露出している、請求項１に記載の半導体レーザー装置。
  3. 　複数の前記給電部材が設けられ、少なくとも１つの前記外部端子が上方から見て他の前記外部端子とは異なる位置で前記ステムの前記側面に露出している、請求項１または２に記載半導体レーザー装置。
  4. 　前記半導体レーザー素子は、前記ステムの前記上面に固定されたヒートシンクに設けられており、
    　前記ヒートシンクに接続された一端と、前記ステムの前記側面に露出された他端とを有する補助導体が前記ステムに埋設されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体レーザー装置。
  5. 　前記ステムの前記側面および前記下面の少なくとも一方に、前記ステムを搭載対象に位置決めする位置決め部が設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体レーザー装置。
  6. 　前記外部端子は前記位置決め部に位置している、請求項５に記載の半導体レーザー装置。
  7. 　前記給電部材は、前記ステムの前記取付面に沿って延びる放熱部を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体レーザー装置。
  8. 　前記給電部材の前記ステムに埋設された部位と前記外部端子とが同一の直線状に延びている、請求項７に記載の半導体レーザー装置。
     
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