JP6472683B2 - Semiconductor laser module - Google Patents
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Description
本発明は、半導体レーザ素子よりレーザ光を出力する半導体レーザモジュールに関するものである。 The present invention relates to a semiconductor laser module that outputs laser light from a semiconductor laser element.
小型で高効率な半導体レーザ素子を用いてレーザ光を出力する半導体レーザモジュールは、近年急速に普及が進み、価格も年々低下しており、利用範囲が拡大している。
このような半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子に電流を流してレーザ光を出力するものであるが、半導体レーザ素子は、レーザ光の出力と同時に、出力に伴う熱が生じるため、生じた熱を効率良く排熱できることが重要である。
2. Description of the Related Art Semiconductor laser modules that output laser light using small and highly efficient semiconductor laser elements have been rapidly spreading in recent years, the price has been decreasing year by year, and the range of use has been expanded.
In such a semiconductor laser module, a current is supplied to the semiconductor laser element to output a laser beam. However, the semiconductor laser element generates heat due to the output at the same time as the output of the laser beam. It is important to be able to exhaust heat efficiently.
また半導体レーザモジュールの出力は大型化しており、このような出力の大型化に伴って生ずる半導体レーザ素子からの発熱量の増大が問題となっており、排熱効率が良く、安価に組み立てや調整が可能な排熱手段を備えた半導体レーザモジュールが求められている。 In addition, the output of the semiconductor laser module is increased, and the increase in the amount of heat generated from the semiconductor laser element caused by the increase in output is a problem. There is a need for a semiconductor laser module with possible heat removal means.
一般的な半導体レーザモジュール100の形態としては、図10に示したように、まず半導体レーザ素子102を備え、この半導体レーザ素子102の下面102aと、銅製などの電極板104とが、ハンダ材106介して付着されている。一方、半導体レーザ素子102の上面102bは、金線などのボンディングワイヤ110を用いて電極体108とボンディングされている。
As a general
そして電極板104と電極体108とに電流を供給することにより、半導体レーザ素子102の端面からレーザ光を発光させるようになっている。なお発光の際に、半導体レーザ素子102から発せられた熱は、半導体レーザ素子102の下面102aに設けられた電極板104に伝わり、ここから排熱がなされる。
Then, by supplying current to the
このような排熱方式、すなわち半導体レーザ素子102の下面102aに設けられた電極板104からのみ排熱する方式は、半導体レーザ素子102の下面102aからの排熱に限定されるため、排熱量に限界があり、レーザ光の出力の大型化に伴って増大する発熱量を効率的に排熱することが困難であった。
Such an exhaust heat method, that is, a method of exhausting heat only from the
効率的な排熱は、半導体レーザ素子102の下面102aのみだけではなく、上面102bからも行うことであり、これにより排熱効率は劇的に高まることとなる。
このような半導体レーザ素子の両面(下面と上面)から排熱する方式を採用した半導体レーザモジュール200は、図11に示したように、まず半導体レーザ素子202を備え、この半導体レーザ素子202の下面202aと電極板204とが、ハンダ材206介して付着され、さらに半導体レーザ素子202の上面202bと電極板208とが、ハンダ材210介して付着されている(例えば特許文献1,特許文献2)。
Efficient exhaust heat is performed not only from the
As shown in FIG. 11, the
半導体レーザモジュール200においては、半導体レーザ素子と電極板との組みつけを行う際、機械的に締め付けを行うと、応力が印加されると特定の方向に割れ易い特性(劈開性)を有する半導体レーザ素子が破壊される可能性が高まってしまう。またその他に、レーザ発振に伴って半導体レーザ素子の温度が上昇すると、半導体レーザ素子および周囲の電極材の熱膨張が発生し、これにより半導体レーザ素子に機械的な応力が印加され、同様にダメージを受ける可能性が高まってしまう。
In the
したがって、低融点の材質から成るハンダ材206,210を用いることで、半導体レーザ素子202への応力の印加を制限しダメージを少なくすることができ、半導体レーザ素子202と電極板204との間、および半導体レーザ素子202と電極板208との間、の良好な接合を可能にしている。
Therefore, by using the
ところでこのような半導体レーザモジュール200において、ハンダ材206,210を用いて半導体レーザ素子202と電極板204,208との接合を行う際には、半導体レーザ素子202の下面202aおよび上面202bに配設されたハンダ材206,210の融液中に、半導体レーザ素子202が浮遊することとなる。
By the way, in such a
このため、予め所定の位置に半導体レーザ素子202を配設しても、ハンダ材206,210を溶融させて半導体レーザ素子202と電極板204との間および半導体レーザ素子202と電極板208との間を接合させた後では、半導体レーザ素子202が、当初に配設された所定の位置から僅かに位置ずれしてしまい、正確な位置構成が維持できず、レーザ光の進行方向が所望の方向とずれてしまう場合があった。
For this reason, even if the
さらには半導体レーザ素子202とハンダ材206,210との接合部分は、単にハンダ材206,210で接合されているのみであるため、高出力でのレーザ発振を繰り返すと、しだいに半導体レーザ素子202とハンダ材206,210との接合力が弱まり、出力の低下や破損を生ずる場合があった。
Furthermore, since the joining portion between the
特にパルスレーザ光を発振する場合には、瞬間的な発熱量が格段に増えるため、熱衝撃も大きくなり、使用に伴って半導体レーザ素子202とハンダ材206,210との接合部分(界面)が急速に劣化し、破壊に繋がるおそれがある。
In particular, when oscillating a pulse laser beam, the instantaneous heat generation amount is remarkably increased, so that the thermal shock is also increased, and a joint portion (interface) between the
半導体レーザ素子202とハンダ材206,210との接合部分(界面)が劣化する原因としては、半導体レーザ素子202とハンダ材206,210の熱膨張係数の違いが挙げられる。両者は、熱膨張係数が同一ではないため、レーザ発振に伴う半導体レーザ素子202の発熱によって、両者の間に歪が生ずる場合がある。これを避けるために半導体レーザ素子202の熱膨張係数に近い特性を有するハンダ材206,210を使用することにより、この歪の発生量を減らすことが可能となるが、それでも実際の使用に際し、熱勾配による歪の影響は避けられない。
As a cause of deterioration of the joint portion (interface) between the
すなわち半導体レーザ素子202の温度は、レーザ発振に伴って急激に温度が上昇し、その熱により接合面の温度は遅れて同様に急激に上昇し、その後方では熱伝導によりさらに遅れて温度が上がることになるので、大きな熱勾配が生じ歪が発生することになる。このような半導体レーザ素子202とハンダ材206,210との接合面、およびハンダ材206,210に現れる熱勾配の発生はレーザ発振に伴うものなので避けることはできない。
In other words, the temperature of the
このような問題を解決するため、ハンダ材206,210の材質を改良したり、ハンダ材206,210との接合性を向上させるため、半導体レーザ素子202の下面202aと上面202bの表面改質などが模索されている。しかしながら特に高出力の半導体レーザモジュール200の場合には、未だ耐久性において十分とは言えないのが実情である。
In order to solve such problems, the material of the
本発明はこのような実情に鑑みなされたものであって、高出力でのレーザ発振を繰り返しても、半導体レーザ素子と電極体との接合力が弱まることがなく、電気伝導性と排熱性の両方を極めて高い状態に維持し、レーザ光を高出力に維持したまま長期間の安定使用が可能な半導体レーザモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and even when laser oscillation at high output is repeated, the bonding force between the semiconductor laser element and the electrode body is not weakened, and the electrical conductivity and the exhaust heat performance are reduced. An object of the present invention is to provide a semiconductor laser module that can be used stably for a long period of time while maintaining both of them in a very high state and maintaining a high output of laser light.
本発明は、前述したような従来技術における問題点を解決するために発明されたものである。すなわち、半導体レーザ素子と導電板との接触は、完全であるほどに導電性及び伝熱性が高まるものであるが、両者の平面同士を高効率に接触させるためには両者が完全に高性能な平面であることが望ましい。 The present invention has been invented to solve the problems in the prior art as described above. In other words, the contact between the semiconductor laser element and the conductive plate increases the conductivity and heat transfer as it is complete. However, in order to bring the two flat surfaces into contact with each other with high efficiency, the two are completely high-performance. A flat surface is desirable.
両者の平面同士を高効率に接触させるためには、かなりの強さの機械的応力が必要となる。しかしながら半導体レーザ素子は劈開性があるため、機械的応力の印加はできるだけ少ない方が、安定使用を実現するうえで好ましい。 In order to bring both planes into contact with each other with high efficiency, a considerable mechanical stress is required. However, since the semiconductor laser element has a cleavage property, it is preferable to apply as little mechanical stress as possible to realize stable use.
そこで少ない機械的応力で半導体レーザ素子と導電板との接触抵抗を許容値以下に低減することができ、長期間の安定使用を実現可能とする本発明の半導体レーザモジュールを発明するに至った。 Thus, the semiconductor laser module of the present invention has been invented, which can reduce the contact resistance between the semiconductor laser element and the conductive plate to a value below an allowable value with a small mechanical stress, and can realize long-term stable use.
本発明の半導体レーザモジュールは、
半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の下面と上面の両面に、導電性部材を介してそれぞれに導通可能に接合された電極体と、
を少なくとも備えてなる半導体レーザモジュールであって、
前記半導体レーザモジュールは、
前記半導体レーザ素子と電極体との間に介在された導電性部材が導電板であり、
前記半導体レーザ素子の下面に位置する導電板および/または前記半導体レーザ素子の上面に位置する導電板は、
前記半導体レーザ素子と接合される側の面に、複数の突起が設けられており、
さらに下面と上面に前記導電板が設けられた前記半導体レーザ素子の隣には、絶縁板が配設され、
前記下面と上面に前記導電板が設けられた前記半導体レーザ素子と前記絶縁板とが、前記電極体と電極体との間に設けられ、
前記電極体と電極体とを互いに挟持手段で挟持することで、前記電極体と電極体との間で、前記下面と上面に導電板が設けられた半導体レーザ素子が挟持され、これにより前記導電板の複数の突起の先端部が前記半導体レーザ素子によって潰されるよう構成されており、
前記電極体と電極体とを互いに挟持手段で挟持する前において、
前記絶縁板の断面方向の厚さが、
前記半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の下面に設けられた、前記突起が潰される前の導電板と、
前記半導体レーザ素子の上面に設けられた、前記突起が潰される前の導電板と、
を合計した断面方向の厚さよりも薄く設定されていることを特徴とする。
The semiconductor laser module of the present invention is
A semiconductor laser element;
Electrode bodies joined to both the lower surface and the upper surface of the semiconductor laser element so as to be electrically connected to each other through a conductive member;
A semiconductor laser module comprising at least
The semiconductor laser module is:
The conductive member interposed between the semiconductor laser element and the electrode body is a conductive plate,
The conductive plate located on the lower surface of the semiconductor laser element and / or the conductive plate located on the upper surface of the semiconductor laser element,
A plurality of protrusions are provided on the surface to be bonded to the semiconductor laser element,
Furthermore, an insulating plate is disposed next to the semiconductor laser element in which the conductive plate is provided on the lower surface and the upper surface,
The semiconductor laser element provided with the conductive plate on the lower surface and the upper surface and the insulating plate are provided between the electrode body and the electrode body,
By sandwiching the electrode body and the electrode body with each other by sandwiching means, a semiconductor laser element having a conductive plate on the lower surface and the upper surface is sandwiched between the electrode body and the electrode body, thereby The tip of the plurality of protrusions of the plate is configured to be crushed by the semiconductor laser element,
Before clamping the electrode body and the electrode body with each other clamping means,
The thickness of the insulating plate in the cross-sectional direction is
The semiconductor laser element;
A conductive plate provided on the lower surface of the semiconductor laser element before the protrusions are crushed;
A conductive plate provided on the upper surface of the semiconductor laser element before the protrusions are crushed;
It is characterized by being set thinner than the total thickness in the cross-sectional direction.
このように構成されていれば、導電板に設けられた突起の先端部が半導体レーザ素子に接触すると僅かな力で変形して接触するので、半導体レーザ素子と電極体との間で生じる接触抵抗を小さくすることができる。 If configured in this way, the contact resistance generated between the semiconductor laser element and the electrode body because the tip of the protrusion provided on the conductive plate deforms and contacts with a slight force when it contacts the semiconductor laser element. Can be reduced.
この場合、突起の先端部は変形するが、この部位では塑性変形が生じている。突起の変形した部位に近接した部分では、応力を受けて弾性変形を受け縮んだ領域が存在することになるが、この領域は応力が少なくなると元に戻るため、半導体レーザ素子のサイズが熱膨張などによって変動しても、導電板との接触抵抗は低いまま保たれることとなる。 In this case, the tip of the protrusion is deformed, but plastic deformation occurs at this portion. In the area close to the deformed part of the protrusion, there is a region that receives elastic deformation and contracts due to stress, but this region returns to its original state when the stress decreases, so the size of the semiconductor laser element is thermally expanded. Even if it fluctuates due to the above, the contact resistance with the conductive plate is kept low.
したがって、高出力でのレーザ発振を繰り返しても、半導体レーザ素子と電極体との接合力が弱まることがなく、電気伝導性と排熱性の両方を極めて高い状態に維持し、レーザ光を高出力に維持したまま長期間安定使用をすることができる。 Therefore, even when laser oscillation at high output is repeated, the bonding force between the semiconductor laser element and the electrode body is not weakened, and both the electrical conductivity and the exhaust heat performance are maintained to be extremely high, and the laser beam is output at a high power. Can be used stably for a long period of time.
さらに、絶縁板が設けられていれば、電極体(正電極)と電極体(負電極)との間の絶縁性を高度に維持するとともに、両電極体を挟持手段で挟持した際に、絶縁板の厚みが両電極体の間隔を規定しているので、半導体レーザ素子とその下面と上面にそれぞれ配設されている2枚の導電板の組み合わせについても、突起が潰された後、全体としてこの間隔に留めることができる。
したがって、導電板が必要以上に変形してしまうことを抑止し、かつ半導体レーザ素子への無用な応力の印加を制限することができる。
Furthermore, if an insulating plate is provided, the insulation between the electrode body (positive electrode) and the electrode body (negative electrode) is maintained at a high level, and insulation is achieved when both electrode bodies are sandwiched by the clamping means. Since the thickness of the plate stipulates the distance between the two electrode bodies, the combination of the semiconductor laser element and the two conductive plates respectively disposed on the lower surface and the upper surface of the semiconductor laser element as a whole after the projections are crushed This interval can be kept.
Therefore, it is possible to prevent the conductive plate from being deformed more than necessary, and to limit the application of unnecessary stress to the semiconductor laser element.
また、このように挟持手段を介して挟持すれば、絶縁板の厚さで規定された厚みに達するまで導電板の突起は押されて潰れながら半導体レーザ素子および電極体に接することとなるので、それぞれの接合を確実に維持することができる。 Further, if sandwiched through the sandwiching means in this way, the protrusions of the conductive plate are pressed and crushed until they reach a thickness defined by the thickness of the insulating plate, so that they contact the semiconductor laser element and the electrode body. Each joint can be reliably maintained.
また、本発明の半導体レーザモジュールは、
前記電極体の内部に冷媒送通穴が形成され、前記冷媒送通穴内に冷媒を供給する冷媒供給手段を備えることを特徴とする。
The semiconductor laser module of the present invention is
A refrigerant feed hole is formed in the electrode body, and refrigerant supply means for supplying the refrigerant into the refrigerant feed hole is provided.
このように電極体の内部に形成された冷媒送通穴内に冷媒を供給すれば、半導体レーザ素子で生じた熱を効率的に排熱することができ、高出力でのレーザ発振を繰り返しても、高出力を維持したまま長期間安定使用をすることができる。 If the coolant is supplied into the coolant passage hole formed inside the electrode body in this way, the heat generated in the semiconductor laser element can be efficiently exhausted, and even if laser oscillation at high output is repeated. It can be used stably for a long time while maintaining high output.
また、本発明の半導体レーザモジュールは、
前記電極体と電極体とを互いに挟持手段で挟持する前において、
前記絶縁板の断面方向の厚さが、
前記半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の下面に設けられた、前記突起が潰される前の導電板と、
前記半導体レーザ素子の上面に設けられた、前記突起が潰される前の導電板と、
を合計した断面方向の厚さよりも100〜1000μmの範囲内で薄く設定されていることを特徴とする。
The semiconductor laser module of the present invention is
Before clamping the electrode body and the electrode body with each other clamping means,
The thickness of the insulating plate in the cross-sectional direction is
The semiconductor laser element;
A conductive plate provided on the lower surface of the semiconductor laser element before the protrusions are crushed;
A conductive plate provided on the upper surface of the semiconductor laser element before the protrusions are crushed;
It is characterized in that it is set to be thinner within the range of 100 to 1000 μm than the thickness in the cross-sectional direction obtained by adding up all of
絶縁板がこのような厚さであれば、導電板の表面に形成された突起の変形による応力の吸収により半導体レーザ素子に必要以上の応力を印加することがなく、電極体との導通を確実に維持することができる。 If the insulating plate has such a thickness, the semiconductor laser element is not subjected to stress more than necessary due to absorption of stress due to deformation of the protrusion formed on the surface of the conductive plate, and conduction with the electrode body is ensured. Can be maintained.
また、本発明の半導体レーザモジュールは、
前記半導体レーザ素子の下面に位置する導電板および/または前記半導体レーザ素子の上面に位置する導電板は、
前記電極体と接合される側の面に、複数の突起が設けられて、
前記電極体と電極体とを互いに挟持手段で挟持することで、前記電極体と電極体との間で、前記下面と上面に導電板が設けられた半導体レーザ素子が挟持され、これにより前記導電板の複数の突起の先端部が前記半導体レーザ素子および導電板によって潰されるよう構成されていることを特徴とする。
このように電極体と接合される側の面にも突起が設けられていれば、半導体レーザ素子と電極体との間で生じる接触抵抗をさらに小さくすることができる。
The semiconductor laser module of the present invention is
The conductive plate located on the lower surface of the semiconductor laser element and / or the conductive plate located on the upper surface of the semiconductor laser element,
A plurality of protrusions are provided on the surface to be joined to the electrode body,
By sandwiching the electrode body and the electrode body with each other by sandwiching means, a semiconductor laser element having a conductive plate on the lower surface and the upper surface is sandwiched between the electrode body and the electrode body, thereby A plurality of protrusions of the plate are configured so that the tip portions thereof are crushed by the semiconductor laser element and the conductive plate.
Thus, if the projection on the surface to be joined to the electrode body is also provided, the contact resistance generated between the semiconductor laser element and the electrode body can be further reduced.
また、本発明の半導体レーザモジュールは、
前記突起の先端部が上下に隣接する部材によって潰された後であって、
前記導電板が前記突起を有しない平板であった場合の、前記半導体レーザ素子と接合される側の面の総面積の割合を100%とすると、
前記複数の突起を有する導電板の、前記半導体レーザ素子と接合される側の前記複数の突起の先端部の総面積の割合は、30〜80%の範囲内であることを特徴とする。
The semiconductor laser module of the present invention is
After the tip of the projection is crushed by the vertically adjacent members,
When the conductive plate is a flat plate that does not have the protrusion, the ratio of the total area of the surface to be bonded to the semiconductor laser element is 100%.
The ratio of the total area of the tip portions of the plurality of protrusions on the side to be joined to the semiconductor laser element of the conductive plate having the plurality of protrusions is in the range of 30 to 80%.
この割合が小さすぎると導電性、排熱性ともに低くなってしまう。逆にこの割合が大きすぎると、突起の形成加工が難しくなりコストが高くなってしまう。
半導体レーザ素子の安定した発振に必要な電力を供給し、排熱を効果的に行うには、上記の範囲内とすることが好ましい。このような割合の範囲内であれば、半導体レーザ素子と電極体との間で生じ得る接触抵抗を許容範囲内に留めることができる。
If this ratio is too small, both conductivity and exhaust heat performance will be lowered. On the other hand, if this ratio is too large, it is difficult to form the protrusions, which increases the cost.
In order to supply power necessary for stable oscillation of the semiconductor laser element and to effectively exhaust heat, it is preferable to be within the above range. Within such a range, the contact resistance that can occur between the semiconductor laser element and the electrode body can be kept within an allowable range.
また、本発明の半導体レーザモジュールは、
前記先端部が潰される前の突起が、断面略円形状もしくは多角形状であることを特徴とする。
The semiconductor laser module of the present invention is
The protrusion before the tip portion is crushed has a substantially circular or polygonal cross section.
このような形状であれば、容易に導電板の表面に突起を形成することができる。なお、加工方法としては特に限定されるものではないが、例えば突起を有する型を機械的に導電板に押し付けたり、研磨布を二方向もしくは三方向から押しつけながらなぞるなどの方法で突起を容易に形成することができる。 With such a shape, the protrusion can be easily formed on the surface of the conductive plate. The processing method is not particularly limited. For example, the protrusion can be easily formed by, for example, pressing a mold having protrusions against the conductive plate or tracing while pressing the polishing cloth in two or three directions. Can be formed.
また、本発明の半導体レーザモジュールは、
前記先端部が潰される前の突起の高さが、50〜200μmの範囲内であることを特徴とする。
The semiconductor laser module of the present invention is
The height of the protrusion before the tip portion is crushed is in the range of 50 to 200 μm.
突起の高さは、低すぎると僅かな変形で突起の効果が無くなってしまう。突起の高さが200μm程度であれば十分な効果が得られ、これ以上の高い突起は加工コストが増大するため不必要である。 If the height of the protrusion is too low, the effect of the protrusion is lost due to slight deformation. If the height of the protrusion is about 200 μm, a sufficient effect can be obtained, and a protrusion higher than this is unnecessary because the processing cost increases.
このような高さの範囲内であれば、半導体レーザ素子と電極体との間で生じ得る接触抵抗を許容範囲内に留めることができ、確実に半導体レーザ素子に電流を流し、半導体レーザ素子で生ずる熱を排熱することができる。 Within such a height range, the contact resistance that can occur between the semiconductor laser element and the electrode body can be kept within an allowable range, and a current can be reliably passed through the semiconductor laser element. The generated heat can be exhausted.
また、本発明の半導体レーザモジュールは、
前記導電板の材質が、金であることを特徴とする。
このように金であれば、高い電気伝導性を有し、経年劣化が生じ難いため、導電板の材質に好適である。
The semiconductor laser module of the present invention is
The conductive plate is made of gold.
As such, gold is suitable for the material of the conductive plate because it has high electrical conductivity and hardly deteriorates over time.
また、本発明の半導体レーザモジュールは、
前記突起が潰される前における前記導電板の断面方向の厚さが、0.2〜0.5mmの範囲内であることを特徴とする。
The semiconductor laser module of the present invention is
A thickness of the conductive plate in a cross-sectional direction before the protrusion is crushed is in a range of 0.2 to 0.5 mm.
このような厚さの範囲内であれば、表面に形成された突起の効果を有効に発現させることができ、導電性と排熱性を高く維持しながら劈開性の強い半導体レーザ素子に機械的歪を生じさせないように電極体を接合させることができる。 If the thickness is within such a range, the effect of the protrusion formed on the surface can be effectively exhibited, and mechanical strain is applied to the semiconductor laser device having high cleavage property while maintaining high conductivity and exhaust heat. It is possible to join the electrode bodies so as not to cause the.
また、本発明の半導体レーザモジュールは、
前記絶縁板には断面方向に貫通する凹部が設けられ、
前記凹部内に、前記下面と上面に導電板が設けられた半導体レーザ素子が配設されていることを特徴とする。
The semiconductor laser module of the present invention is
The insulating plate is provided with a recess penetrating in the cross-sectional direction,
A semiconductor laser element having a conductive plate on the lower surface and the upper surface is disposed in the recess.
このように凹部内に、下面と上面に導電板が設けられた半導体レーザ素子が配設されるようにすれば、位置決めも容易に行うことができ、半導体レーザモジュールの製造を効率的に行うことができる。 If the semiconductor laser element having the conductive plate provided on the lower surface and the upper surface is disposed in the recess in this way, positioning can be performed easily, and the semiconductor laser module can be manufactured efficiently. Can do.
本発明によれば、高出力でのレーザ発振を繰り返しても、半導体レーザ素子と電極体との接合力が弱まることがなく、電気伝導性と排熱性の両方を極めて高い状態に維持し、レーザ光を高出力に維持したまま長期間の安定使用が可能な半導体レーザモジュールを提供することができる。 According to the present invention, even when laser oscillation at high output is repeated, the bonding force between the semiconductor laser element and the electrode body is not weakened, and both the electrical conductivity and the exhaust heat performance are maintained in an extremely high state. It is possible to provide a semiconductor laser module that can be used stably for a long period of time while maintaining light at a high output.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
本発明の半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子に電流を流すことでレーザ光を外部に出力するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail based on the drawings.
The semiconductor laser module of the present invention outputs laser light to the outside by passing a current through the semiconductor laser element.
図1に示したように、本発明の実施形態における半導体レーザモジュール10は、半導体レーザ素子12と、この半導体レーザ素子12の下面12aに導電板16を介して導通可能に接合された電極体14と、半導体レーザ素子12の上面12bに同じく導電板20を介して導通可能に接合された電極体18と、を備え、さらに電極体14と電極体18との間には、絶縁板40が挿入されている。
As shown in FIG. 1, a
そして、電極体14と電極体18とを互いに挟持手段32で挟持することで、導電板16,20の複数の突起22の先端部22aが、半導体レーザ素子12と電極体14,18とによって潰され、電極体14と電極体18との間で、下面12aと上面12bに導電板16,20が設けられた半導体レーザ素子12が挟持されている。
挟持手段32としては、特に限定されるものではないが、例えばネジとナットの組合せから成る締結部材を用いることができる。
Then, by sandwiching the
Although it does not specifically limit as the clamping means 32, For example, the fastening member which consists of a combination of a screw and a nut can be used.
また、半導体レーザ素子12は、一般的にはガリウム,ヒ素,リン,インジウムなどの素材を規定された割合に混合し、これをガリウムヒ素の基板上に気相合成法で製膜した単結晶からなることが好ましい。このような方法で得られた半導体レーザ素子12は、機械的強度は高いものの、強い劈開性があり、割れ易い特性を有している。また劈開性を利用し、特定の方位に劈開することによって得られる面が光学面としてレーザ光の共振器の役割をなしている。
The
半導体レーザ素子12の大きさとしては、例えば幅10mm程度、厚さ0.2mm程度、奥行き2mm程度、出射されるレーザ光が幅10mm,厚さ(高さ)0.2mm程度であり、光学面から発光し、直ちに35〜45°程度で広がるものを用いることができる。
The size of the
半導体レーザ素子12の下面12aに位置する導電板16と半導体レーザ素子12の上面12bに位置する導電板20とは、上述したように半導体レーザ素子12と接合される側の面と電極体14,18と接合される側の面とに、それぞれ複数の突起22が設けられている。
As described above, the
先端部22aが潰される前の突起22の断面形状は、特に限定されるものではないが、断面略円形状もしくは多角形状であることが好ましく、本実施形態では、断面略三角形状としている。
The cross-sectional shape of the
このような複数の突起22が設けられた導電板20は、図2に示したように、先端部22aが潰される前の厚さT1が200〜500μmの範囲内であり、先端部22aが潰される前の突起22の高さH1が50〜200μmの範囲内であることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
さらに突起22の先端部22aが上下に隣接する部材によって潰された後の導電板16,20は、突起22を有しない、半導体レーザ素子12と全面で接合される平板であった場合の、半導体レーザ素子12と接合される側の面の総面積の割合を100%とすると、複数の突起22を有する導電板16,20は、複数の突起22の半導体レーザ素子12と接合される接合面の総面積の割合が、30〜80%の範囲内であることが好ましい。
Further, the
この割合が小さすぎると導電性、排熱性ともに低くなってしまい、逆にこの割合が大きすぎると、突起22の形成加工が難しくなりコストが高くなってしまう。半導体レーザ素子12の安定した発振に必要な電力を供給し、排熱を効果的に行うには、上記の範囲内とすることが好ましい。このような割合の範囲内であれば、半導体レーザ素子12と電極体14,18との間で生じ得る接触抵抗を許容範囲内に留めることができる。
If this ratio is too small, both conductivity and exhaust heat performance will be low. Conversely, if this ratio is too large, it will be difficult to form the
なお導電板16,20は、電極体14,18から供給される大電流を安定的に半導体レーザ素子12に供給するとともに、半導体レーザ素子12から発せられる熱を効率良く排熱するため、高い熱伝導性を有し、経年劣化の生じ難い材質からなることが望ましい。
The
具体的には金からなることが望ましい。金は高価であるが、半導体レーザ素子12の下面12aと上面12bの合計面積は、出力100Wクラスのもので40〜50mm2程度であり、厚さも0.1〜0.5mm程度であるため、半導体レーザモジュール10の大幅なコスト高を招くものではない。
Specifically, it is desirable to be made of gold. Although gold is expensive, the total area of the
また導電板16,20は、劈開性の強い半導体レーザ素子12に機械的歪をできるだけ生じさせないため、軟性を有することが望ましい。
金からなる導電板16,20を軟化させる場合には、例えば約1000℃以上の高温に加熱維持し、その後急冷することで、軟化した導電板16,20を得ることができる。
The
When the
さらに、導電板16,20の表面に設けられた複数の突起22は、例えば機械加工や突起用の凹凸が形成された型を導電板16,20用の板材に押し付けるプレス加工などによって設けることができ、特に限定されないものである。この突起22により、導電板16,20と、半導体レーザ素子12および電極体14,18との接触抵抗を小さくし、しかも半導体レーザ素子12および電極体14,18との電気伝導性を確実なものとし、排熱性も良好とすることができる。
Further, the plurality of
半導体レーザ素子12と導電板16,20との接合の際、すなわち電極体14と電極体18とを互いに挟持手段32で挟持した際には、図3(a),(b)に示したように、導電板16,20の複数の突起22の先端部22aが、半導体レーザ素子12や電極体14,18に接触して少ない力で変形する。
When the
この際、過度な機械的応力が掛かると突起22が全て潰れ、半導体レーザ素子12に過度な機械的応力が印加されて破損などが生じるおそれがある。
そこで、電極体14と電極体18との間に、絶縁板40を挟むことで、絶縁板40の厚さ以上に電極体14と電極体18との間隔が狭まらないようにし、これにより過度な機械的応力が半導体レーザ素子12に加わらないようにしている。
At this time, if an excessive mechanical stress is applied, all the
Therefore, by sandwiching the insulating
この場合、図4に示したように、絶縁板40の厚さT3は、半導体レーザ素子12と突起22が潰される前の2枚の導電板16,20とを合計した断面方向の厚さT2よりも50〜200μmの範囲内で薄く設定しておくことが好ましい。これにより、導通不良を確実に防止することができるとともに、劈開性を有して割れ易い半導体レーザ素子12に不要な機械的応力が印加されることを抑止することができる。
In this case, as shown in FIG. 4, the thickness T3 of the insulating
なお、図5(a)に示したように、断面略三角形状の突起22とし、先端部22aが潰される前の突起22の、先端部22aにおける面積Aの割合を100%とした場合には、図5(b)に示したように先端部22aが潰された後の突起22の、先端部22aの面積Bの割合は、120〜200%の範囲内であることが好ましい。
As shown in FIG. 5A, when the
潰された後の突起22の面積Bが狭すぎれば、十分な通電や排熱ができず、逆に潰された後の面積Bが広すぎれば、半導体レーザ素子12に機械的応力がかかり易くなり破損を生ずるおそれがあるため、このような割合となるように設定することが好ましい。
If the area B of the
ここで、加工方法によっては、突起22の先端部22aを非常に尖らせることができる場合があり、このような場合には、実質的に上記した面積Aに対する面積Bの割合は、非常に大きな数値となり、例えば500%を超えてしまう場合がある。したがって、上記の範囲は、あくまで断面略三角形状の突起22とした一実施形態の場合について規定したものである。
Here, depending on the processing method, the
また、潰される前の突起22の高さであるH1の値を100%とした場合に、潰された後の突起22の高さが40〜80%の範囲内となるように、突起22の潰され具合を調整するようにしても良い。
Further, when the value of H1, which is the height of the
この場合にも、半導体レーザ素子12と電極体14,18との間で生じ得る接触抵抗を許容範囲内に留めることができ、確実に半導体レーザ素子12に電流を流し、半導体レーザ素子12で生ずる熱を排熱することができる。
Also in this case, the contact resistance that can be generated between the
さらにこの際、突起22は、図6に示したように、塑性変形して潰れながら半導体レーザ素子12に接触している部分と、弾性変形を受けている部分と、が併存するので、温度変動などを受けて電極体14(正極)と電極体18(負極)との間隔が変動して、導電板16,20に掛かる応力が変動しても、上記の弾性変形を受けている部分(弾性変形領域)が自動的に修正されることとなる。したがって導電板16,20と半導体レーザ素子12の接触は、良好に維持される。
Further, at this time, as shown in FIG. 6, since the
導電板16,20と半導体レーザ素子12の熱膨張係数は等しくなく、レーザ発振により電極体14と電極体18の間隔は変動するものではあるが、供給電流や排熱性への影響が生ずるほどのものではない。
The thermal expansion coefficients of the
また半導体レーザ素子12としては、構成が特に限定されるものではなく、一般的に公知のものを用いれば良いが、供給電流を効率良くレーザ光に変換することができ、十分な機械的強度を有するものを採用することが望ましい。
The configuration of the
一方、電極体14,18の材質としては、電極体14,18として通常用いられる材質であれば特に限定されるものではないが、数百アンペアに達する大電流を安定的に供給することができ、半導体レーザ素子12から生じる熱を排熱する役割も求められるため、胴であることが好ましい。
On the other hand, the material of the
なお、図1に示した半導体レーザモジュール10では、半導体レーザ素子12の大きさと導電板16,20の大きさが略一致した大きさであるが、これに限定されるものではないものであり、例えば電極体14と電極体18が、半導体レーザ素子12よりも左右方向に広く、電極体14と電極体18に貫通穴30を設け、この貫通穴30を介して電極体14と電極体18との間を挟持手段32で挟持するように構成しても良いものである。
In the
さらに、図7に示した半導体レーザモジュール10のように、半導体レーザ素子12と導電板16,20とを、上下の電極体14,18の間に偏らせて配置し(図7では左側に偏らせて配置し)、半導体レーザ素子12の隣に絶縁板40を配置し、この絶縁板40とともに半導体レーザ素子12と導電板16,20とを上下の電極体14,18で挟むように構成しても良いものである。
Further, as in the
なお絶縁板40は、電極体14(正極)と電極体18(負極)との絶縁と、両者を挟持した際の間隔を規定するためのものであり、材質は例えば窒化アルミニウム,炭化ケイ素,酸化アルミニウムなどから成るものである。
The insulating
また図1に示した本発明の半導体レーザモジュール10では、上下の電極体14,18に冷媒送通穴24を設け、この冷媒送通穴24内に冷媒供給手段26を介して冷媒を供給するようにし、積極的に半導体レーザ素子12で生じた熱を排熱するようにしている。
Further, in the
なお冷媒としては、特に限定されるものではなく、水,油,ガスなど如何なるものでも良いものである。図1中、符号28は、冷媒送通穴24と冷媒供給手段26とをつなぐ接続パイプ28である。
以上、本発明の半導体レーザモジュール10の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではないものである。
In addition, it does not specifically limit as a refrigerant | coolant, Any things, such as water, oil, and gas, may be sufficient. In FIG. 1,
As mentioned above, although the preferable form of the
例えば図1に示した半導体レーザモジュール10では、導電板16の下面と上面、導電板20の下面と上面の4面に突起22が設けられているが、図8(a)に示したように、半導体レーザ素子12と接する側のみに突起22が設けられた導電板16,20としたり、図8(b)に示したように、半導体レーザ素子12の下面12a側は突起22の形成が片面のみの導電板16、上面12b側は突起22の形成が両面の導電板20と、片面のものと両面のものとを併用するなどしても良いものである。
For example, in the
さらには、図1に示した半導体レーザモジュール10では、絶縁板40が半導体レーザ素子12の左右にそれぞれ設けられているが、図9に示したように、絶縁板40に、断面方向に貫通する凹部42を設け、この凹部42内に下面12aと上面12bに導電板16,20が設けられた半導体レーザ素子12が配設されるようにしても良いものである。
Further, in the
また、導電板16,20に設けられた突起22について、本実施形態では断面略三角形状のものを用いて説明したが、他にも針状の突起22で上記した断面略三角形状の突起22と同様の効果を得るようにすれば、針状の突起22も採用可能であるなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能なものである。
Further, in the present embodiment, the
[実施例1]
図7に示した本発明の半導体レーザモジュール10のように、導電板16,20を介して半導体レーザ素子12の下面12aおよび上面12bに電極体が14,18設けられた半導体レーザモジュール10を用いて、瞬間的に大きな出力を発するパルス振動を行い、1,000回毎に半導体レーザモジュール10の状態を確認し、レーザ光の出力が安定しているか否かを確認した。
[Example 1]
As in the
なお、用いられた導電板16,20は、材質が金であり、断面方向の厚さが0.2mm、さらに下面と上面にそれぞれ高さが60μmの突起22が設けられたものである。
本発明の半導体レーザモジュール10はパルス振動を20,000回行っても、半導体レーザ素子12と導電板16,20との接合面に劣化が確認されることはなく、さらにレーザ光の出力は安定していることが確認された。
The
In the
[比較例1]
図11に示した従来の半導体レーザモジュール200のように、ハンダ材206,210を用いて半導体レーザ素子202の下面202aおよび上面202bに電極板204,208が設けられた半導体レーザモジュール200を用いて、実施例1と同様に瞬間的に大きな出力を発するパルス振動を行い、1,000回毎に半導体レーザモジュール200の状態を確認し、レーザ光の出力が安定しているか否かを確認した。
[Comparative Example 1]
Like the conventional
すると、パルス振動を3,000回行ったところで半導体レーザ素子202とハンダ材206,210との接合面に劣化が確認され、さらにレーザ光の出力が不安定であることが確認された。
Then, when pulse vibration was performed 3,000 times, deterioration was confirmed on the joint surface between the
10・・・半導体レーザモジュール
12・・・半導体レーザ素子
12a・・下面
12b・・上面
14・・・電極体
16・・・導電板
18・・・電極体
20・・・導電板
22・・・突起
22a・・先端部
24・・・水穴
26・・・冷却水供給手段
28・・・接続パイプ
30・・・貫通穴
32・・・挟持手段
40・・・絶縁板
42・・・凹部
A・・・潰される前の突起の先端部の面積
B・・・潰された後の突起の先端部の面積
T1・・突起が潰される前の導電板の厚さ
T2・・半導体レーザ素子と突起が潰される前の2枚の導電板とを合計した厚さ
T3・・絶縁板の厚さ
H1・・潰される前の突起の高さ
100・・・半導体レーザモジュール
102・・・半導体レーザ素子
102a・・下面
102b・・上面
104・・・電極板
106・・・ハンダ材
108・・・電極体
110・・・ボンディングワイヤ
200・・・半導体レーザモジュール
202・・・半導体レーザ素子
202a・・下面
202b・・上面
204・・・電極板
206・・・ハンダ材
208・・・電極板
210・・・ハンダ材
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記半導体レーザ素子の下面と上面の両面に、導電性部材を介してそれぞれに導通可能に接合された電極体と、
を少なくとも備えてなる半導体レーザモジュールであって、
前記半導体レーザモジュールは、
前記半導体レーザ素子と電極体との間に介在された導電性部材が導電板であり、
前記半導体レーザ素子の下面に位置する導電板および/または前記半導体レーザ素子の上面に位置する導電板は、
前記半導体レーザ素子と接合される側の面に、複数の突起が設けられており、
さらに下面と上面に前記導電板が設けられた前記半導体レーザ素子の隣には、絶縁板が配設され、
前記下面と上面に前記導電板が設けられた前記半導体レーザ素子と前記絶縁板とが、前記電極体と電極体との間に設けられ、
前記電極体と電極体とを互いに挟持手段で挟持することで、前記電極体と電極体との間で、前記下面と上面に導電板が設けられた半導体レーザ素子が挟持され、これにより前記導電板の複数の突起の先端部が前記半導体レーザ素子によって潰されるよう構成されており、
前記電極体と電極体とを互いに挟持手段で挟持する前において、
前記絶縁板の断面方向の厚さが、
前記半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の下面に設けられた、前記突起が潰される前の導電板と、
前記半導体レーザ素子の上面に設けられた、前記突起が潰される前の導電板と、
を合計した断面方向の厚さよりも薄く設定されていることを特徴とする半導体レーザモジュール。 A semiconductor laser element;
Electrode bodies joined to both the lower surface and the upper surface of the semiconductor laser element so as to be electrically connected to each other through a conductive member;
A semiconductor laser module comprising at least
The semiconductor laser module is:
The conductive member interposed between the semiconductor laser element and the electrode body is a conductive plate,
The conductive plate located on the lower surface of the semiconductor laser element and / or the conductive plate located on the upper surface of the semiconductor laser element,
A plurality of protrusions are provided on the surface to be bonded to the semiconductor laser element,
Furthermore, an insulating plate is disposed next to the semiconductor laser element in which the conductive plate is provided on the lower surface and the upper surface,
The semiconductor laser element provided with the conductive plate on the lower surface and the upper surface and the insulating plate are provided between the electrode body and the electrode body,
By sandwiching the electrode body and the electrode body with each other by sandwiching means, a semiconductor laser element having a conductive plate on the lower surface and the upper surface is sandwiched between the electrode body and the electrode body, thereby The tip of the plurality of protrusions of the plate is configured to be crushed by the semiconductor laser element,
Before clamping the electrode body and the electrode body with each other clamping means,
The thickness of the insulating plate in the cross-sectional direction is
The semiconductor laser element;
A conductive plate provided on the lower surface of the semiconductor laser element before the protrusions are crushed;
A conductive plate provided on the upper surface of the semiconductor laser element before the protrusions are crushed;
A semiconductor laser module characterized in that the thickness is set to be thinner than the total thickness in the cross-sectional direction.
前記絶縁板の断面方向の厚さが、
前記半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の下面に設けられた、前記突起が潰される前の導電板と、
前記半導体レーザ素子の上面に設けられた、前記突起が潰される前の導電板と、
を合計した断面方向の厚さよりも100〜1000μmの範囲内で薄く設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体レーザモジュール。 Before clamping the electrode body and the electrode body with each other clamping means,
The thickness of the insulating plate in the cross-sectional direction is
The semiconductor laser element;
A conductive plate provided on the lower surface of the semiconductor laser element before the protrusions are crushed;
A conductive plate provided on the upper surface of the semiconductor laser element before the protrusions are crushed;
3. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein the semiconductor laser module is set to be thinner within a range of 100 to 1000 μm than a total thickness in a cross-sectional direction.
前記電極体と接合される側の面に、複数の突起が設けられて、
前記電極体と電極体とを互いに挟持手段で挟持することで、前記電極体と電極体との間で、前記下面と上面に導電板が設けられた半導体レーザ素子が挟持され、これにより前記導電板の複数の突起の先端部が前記半導体レーザ素子および導電板によって潰されるよう構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。 The conductive plate located on the lower surface of the semiconductor laser element and / or the conductive plate located on the upper surface of the semiconductor laser element,
A plurality of protrusions are provided on the surface to be joined to the electrode body,
By sandwiching the electrode body and the electrode body with each other by sandwiching means, a semiconductor laser element having a conductive plate on the lower surface and the upper surface is sandwiched between the electrode body and the electrode body, thereby 4. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein tip portions of a plurality of protrusions of the plate are crushed by the semiconductor laser element and the conductive plate.
前記導電板が前記突起を有しない平板であった場合の、前記半導体レーザ素子と接合される側の面の総面積の割合を100%とすると、
前記複数の突起を有する導電板の、前記半導体レーザ素子と接合される側の前記複数の突起の先端部の総面積の割合は、30〜80%の範囲内であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。 After the tip of the projection is crushed by the vertically adjacent members,
When the conductive plate is a flat plate that does not have the protrusion, the ratio of the total area of the surface to be bonded to the semiconductor laser element is 100%.
The ratio of the total area of the tip portions of the plurality of protrusions on the side bonded to the semiconductor laser element of the conductive plate having the plurality of protrusions is in the range of 30 to 80%. The semiconductor laser module in any one of 1-4.
前記凹部内に、前記下面と上面に導電板が設けられた半導体レーザ素子が配設されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。 The insulating plate is provided with a recess penetrating in the cross-sectional direction,
The semiconductor laser module according to claim 1, wherein a semiconductor laser element having a conductive plate provided on the lower surface and the upper surface is disposed in the recess.
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US4315225A (en) * | 1979-08-24 | 1982-02-09 | Mcdonnell Douglas Corporation | Heat sink laser diode array |
US7215690B2 (en) * | 2004-08-04 | 2007-05-08 | Monocrom, S.L. | Laser module |
CN101465516B (en) * | 2009-01-09 | 2010-12-01 | 西安炬光科技有限公司 | A kind of high-power semiconductor laser and its preparation method |
DE102009040835A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-10 | Jenoptik Laserdiode Gmbh | A method of thermally contacting opposing electrical terminals of a semiconductor device array |
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JP2012222130A (en) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Panasonic Corp | Semiconductor laser device |
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