Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5307702B2 - heatsink - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5307702B2 - heatsink - Google Patents

heatsink Download PDF

Info

Publication number
JP5307702B2
JP5307702B2 JP2009289426A JP2009289426A JP5307702B2 JP 5307702 B2 JP5307702 B2 JP 5307702B2 JP 2009289426 A JP2009289426 A JP 2009289426A JP 2009289426 A JP2009289426 A JP 2009289426A JP 5307702 B2 JP5307702 B2 JP 5307702B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
heat sink
layer
plating layer
ausn solder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009289426A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011129829A (en
Inventor
進人 影山
康介 鳥井
博文 宮島
博文 菅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2009289426A priority Critical patent/JP5307702B2/en
Publication of JP2011129829A publication Critical patent/JP2011129829A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5307702B2 publication Critical patent/JP5307702B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02423Liquid cooling, e.g. a liquid cools a mount of the laser

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat sink for cooling a semiconductor element which achieves sufficient corrosion resistance. <P>SOLUTION: A metal layer covering a plate-like part 5 includes: a part jointed to a metal layer covering a plate-like part 3 on the plate-like part 3 side; a part jointed to a metal layer covering a plate-like part 7 on the plate-like part 7 side; a part isolated from the metal layer covering the plate-like part 3 on a recessed part 3c located on the plate-like part 3 side and constituting a flow passage F; and a part isolated from the metal layer covering the plate-like part 7 on a recessed part 7c located on the plate-like part 7 side and constituting the flow passage F. A joint surface between the plate-like part 5 and the plate-like part 3 is a joint surface between AuSn solder layers, and a joint surface between the plate-like part 5 and the plate-like part 7 is a joint surface between the AuSn solder layers. The inner wall of the flow passage F is covered with the AuSn solder layers. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、半導体素子を冷却するためのヒートシンクに関する。   The present invention relates to a heat sink for cooling a semiconductor element.

特許文献1には、排熱効率を低下させることなく応力の発生を防ぐことを目的とした半導体レーザ装置及びヒートシンクが開示されている。特許文献1のヒートシンクは、レーザチップ搭載板と、放熱フィン形成板、水路形成板、放熱フィン形成板及び水路形成板を積層して構成されている。ヒートシンクの内部には、冷却液が通る流路が形成され、ヒートシンクの上面に半導体レーザチップが実装される。ヒートシンクの上面全体を構成するレーザチップ搭載板は、半導体レーザチップと熱膨張係数が近い例えばセラミック等の絶縁材料で構成される。放熱フィン形成板は、排熱効果を向上させるために、高熱伝導率材料である例えば銅で構成されている。水路形成板は、各層の熱膨張係数の違いによる反りの発生を抑えるために、レーザチップ搭載板と同じ材質で構成され、ヒートシンクを積層方向に対称な構成となっている。   Patent Document 1 discloses a semiconductor laser device and a heat sink for the purpose of preventing the generation of stress without reducing the exhaust heat efficiency. The heat sink of Patent Document 1 is configured by laminating a laser chip mounting plate, a heat radiation fin forming plate, a water channel forming plate, a heat radiation fin forming plate, and a water channel forming plate. A flow path through which the cooling liquid passes is formed inside the heat sink, and a semiconductor laser chip is mounted on the upper surface of the heat sink. The laser chip mounting plate constituting the entire upper surface of the heat sink is made of an insulating material such as ceramic having a thermal expansion coefficient close to that of the semiconductor laser chip. The radiating fin forming plate is made of, for example, copper which is a high thermal conductivity material in order to improve the exhaust heat effect. The water channel forming plate is made of the same material as that of the laser chip mounting plate in order to suppress the occurrence of warpage due to the difference in thermal expansion coefficient of each layer, and the heat sink is configured symmetrically in the stacking direction.

特許文献2には、半導体用冷却器に歪みが生じないようにすると共に、半導体チップ及び半導体用冷却器に熱膨張があった際に半導体チップが半導体用冷却器から離脱するのを防止ことを目的とした技術が開示されている。特許文献2の半導体用冷却器は、半導体チップを冷却するためのものであって、上部プレートと中間プレートと下部プレートとを少なくとも含み、冷却媒体の入口部と出口部と流路部1とを備える。上部プレート及び下部プレートは、複合プレートとなっている。この複合プレートは、引っ張り強度が1000N/mm以上、熱伝導率が100W/m・K以上、熱膨張率が摂氏1度あたり6.0ppm以下の材料からなる補助プレートの片面または両面に厚みが0.05mm以上の銅めっきが施されて構成される。 Patent Document 2 discloses that the semiconductor cooler is prevented from being distorted and that the semiconductor chip is prevented from being detached from the semiconductor cooler when the semiconductor chip and the semiconductor cooler are thermally expanded. The intended technique is disclosed. The semiconductor cooler of Patent Document 2 is for cooling a semiconductor chip, and includes at least an upper plate, an intermediate plate, and a lower plate, and includes an inlet portion, an outlet portion, and a flow path portion 1 for a cooling medium. Prepare. The upper plate and the lower plate are composite plates. This composite plate has a thickness on one or both sides of an auxiliary plate made of a material having a tensile strength of 1000 N / mm 2 or more, a thermal conductivity of 100 W / m · K or more, and a thermal expansion coefficient of 6.0 ppm or less per degree Celsius. It is configured by applying a copper plating of 0.05 mm or more.

特開2006−294943号公報JP 2006-294943 A 特開2005−217211号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-217211 特開2003−273441号公報JP 2003-273441 A 特開2001−60736号公報JP 2001-60736 A

上記従来技術に係るヒートシンクは水冷式であり、ヒートシンクの内部には冷却用の水を流すための流路が設けられている。ヒートシンクの内部に水を流せば、ヒートシンク内部に腐食が生じる可能性が高くなるので、水に対する十分な耐腐食性が必要となる。また、ヒートシンクが複数の板状の部材の積層された構成を有しており、異なった金属からなる二つの板状の部材が接合されている箇所を含む場合には、異なった金属の接合界面はイオン化傾向の差に起因して腐食が発生する場合があるので、接合界面における耐腐食性が必要となる。そこで、本発明は、上記の事項を鑑みてなされた半導体素子を冷却するためのヒートシンクであり、十分な耐腐食性を実現することを目的としている。   The heat sink according to the prior art is water-cooled, and a flow path for flowing cooling water is provided inside the heat sink. If water is allowed to flow inside the heat sink, there is a high possibility that corrosion will occur inside the heat sink. Therefore, sufficient corrosion resistance against water is required. In addition, when the heat sink has a configuration in which a plurality of plate-like members are stacked and includes a portion where two plate-like members made of different metals are joined, different metal joining interfaces Since corrosion may occur due to differences in ionization tendency, corrosion resistance at the joint interface is required. Therefore, the present invention is a heat sink for cooling a semiconductor element made in view of the above matters, and aims to realize sufficient corrosion resistance.

本発明のヒートシンクに係る一つの態様は、半導体素子を冷却するためのヒートシンクであって、低熱膨張係数の材料からなる板状の第1の部材と前記第1の部材を被覆する第1の金属層とを有する第1の板状部と、第1の銅板部と前記第1の銅板部を被覆する第2の金属層とを有する第2の板状部と、第2の銅板部と前記第2の銅板部を被覆する第3の金属層とを有する第3の板状部とを備える。前記第3の板状部、前記第1の板上部、前記第2の板状部は、順に積層されており、前記第2の板状部は、前記第1の板状部側の主面に設けられた第1の凹部を有し、前記第3の板状部は、前記第1の板状部側の主面に設けられた第2の凹部を有し、前記第1の板状部は、前記第1の凹部及び前記第2の凹部に連通する貫通孔を有し、前記第1の金属層は、前記第1の金属層の表面に設けられた第1のAuSnはんだ層を有し、前記第2の金属層は、前記第2の金属層の表面に設けられた第2のAuSnはんだ層を有し、前記第3の金属層は、前記第3の金属層の表面に設けられた第3のAuSnはんだ層を有し、前記第1の金属層は、前記第2の板状部側において前記第2の金属層に接合している部分と、前記第3の板状部側において前記第3の金属層に接合している部分と、前記第2の板状部側であって前記第1の凹部上において前記第2の金属層から離隔している部分と、前記第3の板状部側であって前記第2の凹部上において前記第3の金属層から離隔している部分とを有し、前記第1の板状部と前記第2の板状部との接合面は、前記第1のAuSnはんだ層と前記第2のAuSnはんだ層との接合面であり、前記第1の板状部と前記第3の板状部との接合面は、前記第1のAuSnはんだ層と前記第3のAuSnはんだ層との接合面である。   One aspect of the heat sink of the present invention is a heat sink for cooling a semiconductor element, which is a plate-like first member made of a material having a low thermal expansion coefficient and a first metal that covers the first member. A first plate-like portion having a layer, a second copper-plate portion having a first copper plate portion and a second metal layer covering the first copper plate portion, a second copper-plate portion, and And a third plate-like portion having a third metal layer covering the second copper plate portion. The third plate-like portion, the first plate upper portion, and the second plate-like portion are laminated in order, and the second plate-like portion is a main surface on the first plate-like portion side. And the third plate-like portion has a second recess provided on a main surface on the first plate-like portion side, and the first plate-like shape is provided. The portion has a through hole communicating with the first recess and the second recess, and the first metal layer is formed of a first AuSn solder layer provided on a surface of the first metal layer. The second metal layer has a second AuSn solder layer provided on the surface of the second metal layer, and the third metal layer is formed on the surface of the third metal layer. A third AuSn solder layer provided; and the first metal layer has a portion joined to the second metal layer on the second plate-like portion side, and the third plate-like shape. On the part side A portion that is bonded to the metal layer, a portion that is on the second plate-like portion side and is separated from the second metal layer on the first concave portion, and the third plate-like shape And a portion separated from the third metal layer on the second concave portion, and a joining surface between the first plate-like portion and the second plate-like portion is: It is a joint surface between the first AuSn solder layer and the second AuSn solder layer, and the joint surface between the first plate-like portion and the third plate-like portion is the first AuSn solder layer. And the third AuSn solder layer.

従って、前記第1の板状部と前記第2の板状部、及び、前記第1の板状部と前記第3の板状部が、何れもAuSnはんだを介して接合されているので、接合面が異種金属界面となっておらず、よって、異種金属界面における腐食性が回避される。   Therefore, since the first plate-like portion and the second plate-like portion, and the first plate-like portion and the third plate-like portion are all joined via AuSn solder, The joining surface is not a dissimilar metal interface, and thus corrosiveness at the dissimilar metal interface is avoided.

本発明のヒートシンクに係る上記の態様においては、前記第1の金属層は、前記第1の部材と前記第1のAuSnはんだ層との間に設けられた第1のNiメッキ層と第1のAuメッキ層とを更に有し、前記第2の金属層は、前記第1の銅板部と前記第2のAuSnはんだ層との間に設けられた第2のNiメッキ層と第2のAuメッキ層とを更に有し、前記第3の金属層は、前記第2の銅板部と前記第3のAuSnはんだ層との間に設けられた第3のNiメッキ層と第3のAuメッキ層とを更に有することができる。   In the above aspect relating to the heat sink of the present invention, the first metal layer includes a first Ni plating layer provided between the first member and the first AuSn solder layer, and a first An Au plating layer, and the second metal layer includes a second Ni plating layer and a second Au plating provided between the first copper plate portion and the second AuSn solder layer. A third Ni plating layer and a third Au plating layer provided between the second copper plate portion and the third AuSn solder layer. Can further be included.

第1〜第3の金属層は、AuSnはんだ層下にNiメッキ層及びAuメッキ層を有している。このように、Ni及びAuを含有するメッキ層上にAuSnはんだ層が形成されるので、AuSnはんだ層との接合面においては、異種金属界面に生じるような腐食性が低減される。   The first to third metal layers have a Ni plating layer and an Au plating layer under the AuSn solder layer. As described above, since the AuSn solder layer is formed on the plating layer containing Ni and Au, the corrosiveness generated at the interface between different metals is reduced at the joint surface with the AuSn solder layer.

本発明のヒートシンクに係る上記の態様においては、前記第2の板状部は、低熱膨張係数の材料からなる板状の第2の部材と、第3の銅板部と、前記第3の銅板部を被覆する第4の金属層とを更に有し、前記第3の板状部は、低熱膨張係数の材料からなる板状の第3の部材と、第4の銅板部と、前記第4の銅板部を被覆する第5の金属層とを更に有し、前記第2の部材は、前記第2の金属層を介して前記第1の銅板部上に設けられ、前記第3の銅板部は、前記第4の金属層を介して前記第2の部材上に設けられ、前記第3の部材は、前記第3の金属層を介して前記第2の銅板部上に設けられ、前記第4の銅板部は、前記第5の金属層を介して前記第3の部材上に設けられている、ことができる。   In the above aspect relating to the heat sink of the present invention, the second plate-like portion includes a plate-like second member made of a material having a low thermal expansion coefficient, a third copper plate portion, and the third copper plate portion. A fourth metal layer covering the first plate, and the third plate-shaped portion includes a plate-shaped third member made of a material having a low thermal expansion coefficient, a fourth copper plate portion, and the fourth plate. A fifth metal layer covering the copper plate portion, the second member is provided on the first copper plate portion via the second metal layer, and the third copper plate portion is , Provided on the second member via the fourth metal layer, and the third member is provided on the second copper plate portion via the third metal layer. The copper plate portion can be provided on the third member via the fifth metal layer.

第3及び第4の銅板部を更に備えるので、第1及び第2の銅板部と共に、熱の排出が効率よく行える。   Since the third and fourth copper plate portions are further provided, heat can be efficiently discharged together with the first and second copper plate portions.

本発明のヒートシンクに係る上記の態様においては、前記第4の金属層は、第4のNiメッキ層と第4のAuメッキ層とを含み、前記第5の金属層は、第5のNiメッキ層と第5のAuメッキ層とを含む、ことができる。   In the above aspect relating to the heat sink of the present invention, the fourth metal layer includes a fourth Ni plating layer and a fourth Au plating layer, and the fifth metal layer includes a fifth Ni plating. And a fifth Au plating layer.

第4及び第3の金属層は、AuSnはんだ層下にNiメッキ層及びAuメッキ層を有している。このように、Ni及びAuを含有するメッキ層上にAuSnはんだ層が形成されるので、AuSnはんだ層との接合面においては、異種金属界面に生じるような腐食性が低減される。   The fourth and third metal layers have a Ni plating layer and an Au plating layer under the AuSn solder layer. As described above, since the AuSn solder layer is formed on the plating layer containing Ni and Au, the corrosiveness generated at the interface between different metals is reduced at the joint surface with the AuSn solder layer.

本発明によれば、十分な耐腐食性を有し半導体素子を冷却するためのヒートシンクを提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide the heat sink which has sufficient corrosion resistance and cools a semiconductor element.

実施形態に係るヒートシンクの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the heat sink which concerns on embodiment. 実施形態に係るヒートシンクの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat sink which concerns on embodiment. 実施形態に係るヒートシンクの金属層の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the metal layer of the heat sink which concerns on embodiment. 実施形態に係るヒートシンクを用いた半導体レーザスタック装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the semiconductor laser stack apparatus using the heat sink which concerns on embodiment. 実施形態に係るヒートシンクを用いた半導体レーザスタック装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the semiconductor laser stack apparatus using the heat sink which concerns on embodiment. 実施形態に係る他のヒートシンクを用いた半導体レーザスタック装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the semiconductor laser stack apparatus using the other heat sink which concerns on embodiment. 実施形態に係る他のヒートシンクを用いた半導体レーザスタック装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the semiconductor laser stack apparatus using the other heat sink which concerns on embodiment. 実施形態に係る他のヒートシンクを用いた他の半導体レーザスタック装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other semiconductor laser stack apparatus using the other heat sink which concerns on embodiment.

以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図1は、実施形態に係るヒートシンクの構成を示す分解斜視図である。ヒートシンク1は、半導体素子(例えば、図4等に示す半導体レーザ素子11等)を冷却するためのものである。ヒートシンク1は、板状部3、板状部5及び板状部7を備える。板状部3は、主面3dと、この主面3dの反対側にある裏面3eとを有している。板状部5は、表面5dと、この表面5dの反対側にある表面5eとを有している。板状部7は、主面7dと、この主面7dの反対側にある裏面7eとを有している。板状部7、板状部5、板状部3は、順に積層されている。板状部3、板状部5、板状部7は、積層された状態で略直方体を成す。すなわち、ヒートシンク1は、略直方体の外形を有する。板状部7の主面7dと板状部5の表面5eとが接触し、板状部5の表面5dと板状部3の主面3dとが接触している。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, if possible, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a heat sink according to the embodiment. The heat sink 1 is for cooling a semiconductor element (for example, the semiconductor laser element 11 shown in FIG. 4 and the like). The heat sink 1 includes a plate-like portion 3, a plate-like portion 5, and a plate-like portion 7. The plate-like portion 3 has a main surface 3d and a back surface 3e on the opposite side of the main surface 3d. The plate-like portion 5 has a surface 5d and a surface 5e opposite to the surface 5d. The plate-like portion 7 has a main surface 7d and a back surface 7e on the opposite side of the main surface 7d. The plate-like part 7, the plate-like part 5, and the plate-like part 3 are laminated in order. The plate-like part 3, the plate-like part 5, and the plate-like part 7 form a substantially rectangular parallelepiped in a stacked state. That is, the heat sink 1 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape. The main surface 7d of the plate-like portion 7 and the surface 5e of the plate-like portion 5 are in contact, and the surface 5d of the plate-like portion 5 and the main surface 3d of the plate-like portion 3 are in contact.

板状部3は、主面3dから裏面3eに貫通する貫通孔3aと貫通孔3bとを有する。板状部5は、表面5dから表面5eに貫通する貫通孔5aと貫通孔5bとを有する。板状部7は、主面7dから裏面7eに貫通する貫通孔7aと貫通孔7bとを有する。貫通孔3a、貫通孔5a及び貫通孔7aは、何れも円筒形を有しており、それぞれの中心軸は、何れも中心軸AX1に重なっている。貫通孔3a、貫通孔5a及び貫通孔7aは、ヒートシンク1の表面1bから表面1aに貫通する給水路9aを構成する(図2を参照)。給水路9aには、外部から供給される冷却用の液体(冷却液)が流される。貫通孔3b、貫通孔5b及び貫通孔7bは、何れも円筒形を有しており、それぞれの中心軸は、何れも中心軸AX2に重なっている。貫通孔3b、貫通孔5b及び貫通孔7bは、ヒートシンク1の表面1bから表面1aに貫通する排水路9bを構成する(図2を参照)。排水路9bには、ヒートシンク1内に流した冷却液を外部に排出するための管である。   The plate-like portion 3 has a through hole 3a and a through hole 3b that penetrate from the main surface 3d to the back surface 3e. The plate-like portion 5 has a through hole 5a and a through hole 5b that penetrate from the surface 5d to the surface 5e. The plate-like portion 7 has a through hole 7a and a through hole 7b that penetrate from the main surface 7d to the back surface 7e. Each of the through hole 3a, the through hole 5a, and the through hole 7a has a cylindrical shape, and each central axis thereof overlaps the central axis AX1. The through-hole 3a, the through-hole 5a, and the through-hole 7a constitute a water supply path 9a that penetrates from the surface 1b of the heat sink 1 to the surface 1a (see FIG. 2). A cooling liquid (coolant) supplied from the outside flows through the water supply passage 9a. The through-hole 3b, the through-hole 5b, and the through-hole 7b all have a cylindrical shape, and each central axis overlaps the central axis AX2. The through hole 3b, the through hole 5b, and the through hole 7b constitute a drainage channel 9b that penetrates from the surface 1b of the heat sink 1 to the surface 1a (see FIG. 2). The drainage channel 9b is a pipe for discharging the coolant that has flowed into the heat sink 1 to the outside.

板状部3は、主面3dに設けられた凹部3cを有する。凹部3cは、開口部3fを介して貫通孔3bに接続している。凹部3cは、貫通孔3bに連通しているが、貫通孔3aには連通していない。板状部5は、表面5dから表面5eに貫通する複数の貫通孔5cを有する。板状部7は、主面7dに設けられた凹部7cを有する。凹部7cは、開口部7fを介して貫通孔7aに接続している。凹部7cは、貫通孔7aに連通しているが、貫通孔7bには連通していない。貫通孔5cは、凹部3c及び凹部7cに連通する。   The plate-like portion 3 has a concave portion 3c provided on the main surface 3d. The recess 3c is connected to the through hole 3b through the opening 3f. The recess 3c communicates with the through hole 3b but does not communicate with the through hole 3a. The plate-like portion 5 has a plurality of through holes 5c penetrating from the surface 5d to the surface 5e. The plate-like portion 7 has a concave portion 7c provided on the main surface 7d. The recess 7c is connected to the through hole 7a through the opening 7f. The recess 7c communicates with the through hole 7a, but does not communicate with the through hole 7b. The through hole 5c communicates with the recess 3c and the recess 7c.

図2に、ヒートシンク1の断面を示す。図2に示す断面は、中心軸AX1及び中心軸AX2を含む。図2に示すように、板状部3は、板状部31、板状部331及び板状部35を有しており、板状部7は、板状部71、板状部731及び板状部75を有する。板状部31、板状部331、板状部35は、順に積層されており、積層された状態で略直方体を成す。すなわち、板状部3は、略直方体の外形を有する。板状部75、板状部731、板状部71は、順に積層されており、積層された状態で略直方体を成す。すなわち、板状部7は、略直方体の外形を有する。板状部75、板状部731、板状部71、板状部5、板状部31、板状部331、板状部35は、順に積層されている。板状部35の表面はヒートシンク1の表面1aとなっており、板状部75の表面はヒートシンク1の表面1bとなっている。板状部75上に板状部731が設けられ、板状部731上に板状部71が設けられ、板状部71上に板状部5が設けられ、板状部5上に板状部31が設けられ、板状部31上に板状部331が設けられ、板状部331上に板状部35が設けられている。また、図2には、ヒートシンク1内を流れる冷却液の流路が、矢印Fによって示されている(以下、流路Fという)。また、板状部31と板状部71は、凹部3c及び凹部7cを除けば同様の構成を有しており、板状部331と板状部731は同様の構成を有しており、板状部35と板状部75は同様の構成を有している。   FIG. 2 shows a cross section of the heat sink 1. The cross section shown in FIG. 2 includes a central axis AX1 and a central axis AX2. As shown in FIG. 2, the plate-like part 3 has a plate-like part 31, a plate-like part 331, and a plate-like part 35, and the plate-like part 7 has a plate-like part 71, a plate-like part 731 and a plate. A shaped portion 75 is provided. The plate-shaped part 31, the plate-shaped part 331, and the plate-shaped part 35 are laminated | stacked in order, and comprise a substantially rectangular parallelepiped in the laminated | stacked state. That is, the plate-like portion 3 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape. The plate-like part 75, the plate-like part 731 and the plate-like part 71 are laminated in order, and form a substantially rectangular parallelepiped in the laminated state. That is, the plate-like portion 7 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape. The plate-like portion 75, the plate-like portion 731, the plate-like portion 71, the plate-like portion 5, the plate-like portion 31, the plate-like portion 331, and the plate-like portion 35 are laminated in order. The surface of the plate-like portion 35 is the surface 1 a of the heat sink 1, and the surface of the plate-like portion 75 is the surface 1 b of the heat sink 1. A plate-like portion 731 is provided on the plate-like portion 75, a plate-like portion 71 is provided on the plate-like portion 731, a plate-like portion 5 is provided on the plate-like portion 71, and a plate-like shape is provided on the plate-like portion 5. The plate portion 331 is provided on the plate portion 31, and the plate portion 35 is provided on the plate portion 331. In FIG. 2, the flow path of the coolant flowing through the heat sink 1 is indicated by an arrow F (hereinafter referred to as the flow path F). The plate-like portion 31 and the plate-like portion 71 have the same configuration except for the recess 3c and the recess 7c, and the plate-like portion 331 and the plate-like portion 731 have the same configuration. The shape portion 35 and the plate shape portion 75 have the same configuration.

次に、図3を参照して、板状部31、板状部331、板状部35、板状部5、板状部71、板状部731及び板状部75の構成を説明する。図3(A)を参照して板状部31の構成を説明する。板状部31は、銅板部31aと、銅板部31aを被覆する金属層31g(Niメッキ層31b、Auメッキ層31c及びAuSnはんだ層31d)とを有する。Niメッキ層31b、Auメッキ層31c、AuSnはんだ層31dは、銅板部31aの表面(板状部31の端面31e、及び、凹部3cの内壁面側の表面を含む)上に、順に積層されている。Niメッキ層31bは銅板部31aの表面(銅板部31aの端面31e、及び、凹部3cの内壁面側の表面を含む)を露出させることなく被覆しており、Auメッキ層31cはNiメッキ層31bの表面を露出させることなく被覆しており、AuSnはんだ層31dはAuメッキ層31cの表面を露出させることなく被覆している。端面31eは、板状部31の外壁面側にある銅板部31aの表面、給水路9a(貫通孔3a)の内壁面側にある銅板部31aの表面、及び、排水路9b(貫通孔3b)の内壁面側にある銅板部31aの表面、に対応している。金属層31gは、端面31e上にも設けられている。AuSnはんだ層31dは、金属層31gの表面に設けられている。Niメッキ層31b及びAuメッキ層31cは、銅板部31aとAuSnはんだ層31dとの間に設けられている。金属層31gのうち端面31e上に設けられている部分は、ヒートシンク1の外壁面の一部、給水路9aの内壁面の一部、排水路9bの内壁面の一部、を成す。凹部3cは板状部31のみに設けられており、金属層31gは、特に、凹部3cの内壁面を成す。   Next, with reference to FIG. 3, the structure of the plate-shaped part 31, the plate-shaped part 331, the plate-shaped part 35, the plate-shaped part 5, the plate-shaped part 71, the plate-shaped part 731 and the plate-shaped part 75 is demonstrated. The configuration of the plate-like portion 31 will be described with reference to FIG. The plate-like portion 31 includes a copper plate portion 31a and a metal layer 31g (Ni plating layer 31b, Au plating layer 31c, and AuSn solder layer 31d) that covers the copper plate portion 31a. The Ni plating layer 31b, the Au plating layer 31c, and the AuSn solder layer 31d are sequentially laminated on the surface of the copper plate portion 31a (including the end surface 31e of the plate-like portion 31 and the surface on the inner wall surface side of the recess 3c). Yes. The Ni plating layer 31b covers the surface of the copper plate portion 31a (including the end surface 31e of the copper plate portion 31a and the inner wall surface of the recess 3c) without exposing it, and the Au plating layer 31c is covered with the Ni plating layer 31b. The AuSn solder layer 31d covers the surface of the Au plating layer 31c without exposing it. The end surface 31e includes a surface of the copper plate portion 31a on the outer wall surface side of the plate-like portion 31, a surface of the copper plate portion 31a on the inner wall surface side of the water supply passage 9a (through hole 3a), and a drainage passage 9b (through hole 3b). Corresponds to the surface of the copper plate portion 31a on the inner wall surface side. The metal layer 31g is also provided on the end surface 31e. The AuSn solder layer 31d is provided on the surface of the metal layer 31g. The Ni plating layer 31b and the Au plating layer 31c are provided between the copper plate portion 31a and the AuSn solder layer 31d. A portion of the metal layer 31g provided on the end surface 31e forms a part of the outer wall surface of the heat sink 1, a part of the inner wall surface of the water supply channel 9a, and a part of the inner wall surface of the drainage channel 9b. The recess 3c is provided only in the plate-like portion 31, and the metal layer 31g particularly forms the inner wall surface of the recess 3c.

図3(D)を参照して、板状部331の構成を説明する。板状部331は、低熱膨張係数部材331aと、低熱膨張係数部材331aを被覆する金属層331g(Niメッキ層331b、Auメッキ層331c及びAuSnはんだ層331d)とを有する。Niメッキ層331b、Auメッキ層331c、AuSnはんだ層331dは、低熱膨張係数部材331aの表面のうち端面331eを除いた部分上に、順に積層されている。すなわち、金属層331gは、板状部331の端面331e上には設けられておらず、低熱膨張係数部材331aの表面のうち、板状部331の外壁面側にある表面、給水路9aの内壁面側にある表面、及び、排水路9bの内壁面側にある表面、を除いた部分上にのみ設けられている。低熱膨張係数部材331aは、外壁面、給水路9aの内壁面、排水路9bの内壁面、の何れにおいても露出されている。板状部331は、板状部31の金属層31gを介して銅板部31a上に設けられている。Niメッキ層331bは低熱膨張係数部材331aの表面(端面331eを除いた低熱膨張係数部材331aの表面)を被覆しており、Auメッキ層331cはNiメッキ層331bの表面を露出させることなく被覆しており、AuSnはんだ層331dはAuメッキ層331cの表面を露出させることなく被覆している。端面331eは、板状部331の外壁面側にある低熱膨張係数部材331aの表面、給水路9a(貫通孔3a)の内壁面側にある低熱膨張係数部材331aの表面、及び、排水路9b(貫通孔3b)の内壁面側にある低熱膨張係数部材331aの表面、に対応している。AuSnはんだ層331dは、金属層331gの表面に設けられている。   With reference to FIG. 3D, the structure of the plate-like portion 331 will be described. The plate-like portion 331 includes a low thermal expansion coefficient member 331a and a metal layer 331g (Ni plating layer 331b, Au plating layer 331c, and AuSn solder layer 331d) that covers the low thermal expansion coefficient member 331a. The Ni plating layer 331b, the Au plating layer 331c, and the AuSn solder layer 331d are sequentially stacked on the portion of the surface of the low thermal expansion coefficient member 331a excluding the end surface 331e. That is, the metal layer 331g is not provided on the end surface 331e of the plate-shaped portion 331, and the surface on the outer wall surface side of the plate-shaped portion 331 among the surfaces of the low thermal expansion coefficient member 331a, the inside of the water supply channel 9a. It is provided only on the portion excluding the surface on the wall surface side and the surface on the inner wall surface side of the drainage channel 9b. The low thermal expansion coefficient member 331a is exposed on any of the outer wall surface, the inner wall surface of the water supply channel 9a, and the inner wall surface of the drainage channel 9b. The plate-like portion 331 is provided on the copper plate portion 31 a via the metal layer 31 g of the plate-like portion 31. The Ni plating layer 331b covers the surface of the low thermal expansion coefficient member 331a (the surface of the low thermal expansion coefficient member 331a excluding the end surface 331e), and the Au plating layer 331c covers the surface of the Ni plating layer 331b without exposing it. The AuSn solder layer 331d covers the surface of the Au plating layer 331c without exposing it. The end surface 331e includes a surface of the low thermal expansion coefficient member 331a on the outer wall surface side of the plate-shaped portion 331, a surface of the low thermal expansion coefficient member 331a on the inner wall surface side of the water supply channel 9a (through hole 3a), and a drainage channel 9b ( This corresponds to the surface of the low thermal expansion coefficient member 331a on the inner wall surface side of the through hole 3b). The AuSn solder layer 331d is provided on the surface of the metal layer 331g.

図3(B)及び図3(C)を参照して、板状部35の構成を説明する。板状部35は、銅板部35aと、銅板部35aを被覆する金属層35g(Niメッキ層35b、Auメッキ層35c及びAuSnはんだ層35d)とを有する。Niメッキ層35b、Auメッキ層35cは、銅板部35aの表面(銅板部35aの端面35e及び端面35fを含む)上に、順に積層されている。銅板部35aは、金属層35gを介して板状部331(又は板状部332)上に設けられている。Niメッキ層35bは銅板部35aの表面(銅板部35aの端面35e及び端面35fを含む)を露出させることなく被覆しており、Auメッキ層35cはNiメッキ層35bの表面を露出させることなく被覆している。金属層35gは、銅板部35aの端面35e及び端面35f上にも設けられている。AuSnはんだ層35dは、端面35f上にのみ設けられている。端面35f上においては、Niメッキ層35b、Auメッキ層35c、AuSnはんだ層35dが、順に積層されている。端面35eは、板状部35の外壁面側にある銅板部35aの表面に対応しており、端面35fは、給水路9a(貫通孔3a)の内壁面側にある銅板部35aの表面、及び、排水路9b(貫通孔3b)の内壁面側にある銅板部35aの表面、に対応している。金属層35gのうち端面35e上に設けられている部分はヒートシンク1の外壁面の一部を成し、金属層35gのうち端面35f上に設けられている部分は給水路9aの内壁面、排水路9bの内壁面の一部を成す。   With reference to FIG. 3 (B) and FIG. 3 (C), the structure of the plate-shaped part 35 is demonstrated. The plate-like portion 35 has a copper plate portion 35a and a metal layer 35g (Ni plating layer 35b, Au plating layer 35c and AuSn solder layer 35d) covering the copper plate portion 35a. The Ni plating layer 35b and the Au plating layer 35c are sequentially laminated on the surface of the copper plate portion 35a (including the end surface 35e and the end surface 35f of the copper plate portion 35a). The copper plate part 35a is provided on the plate-like part 331 (or the plate-like part 332) via the metal layer 35g. The Ni plating layer 35b covers the surface of the copper plate portion 35a (including the end surface 35e and the end surface 35f of the copper plate portion 35a) without exposing it, and the Au plating layer 35c covers the surface of the Ni plating layer 35b without exposing it. doing. The metal layer 35g is also provided on the end surface 35e and the end surface 35f of the copper plate portion 35a. The AuSn solder layer 35d is provided only on the end face 35f. On the end face 35f, a Ni plating layer 35b, an Au plating layer 35c, and an AuSn solder layer 35d are sequentially laminated. The end surface 35e corresponds to the surface of the copper plate portion 35a on the outer wall surface side of the plate-like portion 35, and the end surface 35f is the surface of the copper plate portion 35a on the inner wall surface side of the water supply channel 9a (through hole 3a), and , Corresponding to the surface of the copper plate portion 35a on the inner wall surface side of the drainage channel 9b (through hole 3b). The portion of the metal layer 35g provided on the end surface 35e forms a part of the outer wall surface of the heat sink 1, and the portion of the metal layer 35g provided on the end surface 35f is the inner wall surface of the water supply channel 9a, drainage It forms a part of the inner wall surface of the path 9b.

図3(A)を参照して板状部71の構成を説明する。板状部71は、銅板部71aと、銅板部71aを被覆する金属層71g(Niメッキ層71b、Auメッキ層71c及びAuSnはんだ層71d)とを有する。Niメッキ層71b、Auメッキ層71c、AuSnはんだ層71dは、銅板部71aの表面(板状部71の端面71e、及び、凹部7cの内壁面側の表面を含む)上に、順に積層されている。Niメッキ層71bは銅板部71aの表面(銅板部71aの端面71e、及び、凹部7cの内壁面側の表面を含む)を露出させることなく被覆しており、Auメッキ層71cはNiメッキ層71bの表面を露出させることなく被覆しており、AuSnはんだ層71dはAuメッキ層71cの表面を露出させることなく被覆している。端面71eは、板状部71の外壁面側にある銅板部71aの表面、給水路9a(貫通孔7a)の内壁面側にある銅板部71aの表面、及び、排水路9b(貫通孔7b)の内壁面側にある銅板部71aの表面、に対応している。金属層71gは、端面71e上にも設けられている。AuSnはんだ層71dは、金属層71gの表面に設けられている。Niメッキ層71b及びAuメッキ層71cは、銅板部71aとAuSnはんだ層71dとの間に設けられている。金属層71gのうち端面71e上に設けられている部分は、ヒートシンク1の外壁面の一部、給水路9aの内壁面の一部、排水路9bの内壁面の一部、を成す。凹部7cは板状部71のみに設けられており、金属層71gは、特に、凹部7cの内壁面を成す。   A configuration of the plate-like portion 71 will be described with reference to FIG. The plate-like portion 71 has a copper plate portion 71a and a metal layer 71g (Ni plating layer 71b, Au plating layer 71c and AuSn solder layer 71d) covering the copper plate portion 71a. The Ni plating layer 71b, the Au plating layer 71c, and the AuSn solder layer 71d are sequentially laminated on the surface of the copper plate portion 71a (including the end surface 71e of the plate-like portion 71 and the surface on the inner wall surface side of the recess 7c). Yes. The Ni plating layer 71b covers the surface of the copper plate portion 71a (including the end surface 71e of the copper plate portion 71a and the inner wall surface of the recess 7c) without exposing it, and the Au plating layer 71c is covered with the Ni plating layer 71b. The AuSn solder layer 71d covers the surface of the Au plating layer 71c without exposing it. The end surface 71e includes the surface of the copper plate portion 71a on the outer wall surface side of the plate-like portion 71, the surface of the copper plate portion 71a on the inner wall surface side of the water supply channel 9a (through hole 7a), and the drainage channel 9b (through hole 7b). Corresponds to the surface of the copper plate portion 71a on the inner wall surface side. The metal layer 71g is also provided on the end surface 71e. The AuSn solder layer 71d is provided on the surface of the metal layer 71g. The Ni plating layer 71b and the Au plating layer 71c are provided between the copper plate portion 71a and the AuSn solder layer 71d. A portion of the metal layer 71g provided on the end surface 71e forms a part of the outer wall surface of the heat sink 1, a part of the inner wall surface of the water supply channel 9a, and a part of the inner wall surface of the drainage channel 9b. The concave portion 7c is provided only in the plate-like portion 71, and the metal layer 71g particularly forms the inner wall surface of the concave portion 7c.

図3(D)を参照して、板状部731の構成を説明する。板状部731は、低熱膨張係数部材731aと、低熱膨張係数部材731aを被覆する金属層731g(Niメッキ層731b、Auメッキ層731c及びAuSnはんだ層731d)とを有する。Niメッキ層731b、Auメッキ層731c、AuSnはんだ層731dは、低熱膨張係数部材731aの表面のうち端面731eを除いた部分上に、順に積層されている。すなわち、金属層731gは、板状部731の端面731e上には設けられておらず、低熱膨張係数部材731aの表面のうち、板状部731の外壁面側にある表面、給水路9aの内壁面側にある表面、及び、排水路9bの内壁面側にある表面、を除いた部分上にのみ設けられている。低熱膨張係数部材731aは、外壁面、給水路9aの内壁面、排水路9bの内壁面、の何れにおいても露出されている。板状部731は、板状部71の金属層71gを介して銅板部71a上に設けられている。Niメッキ層731bは低熱膨張係数部材731aの表面(端面731eを除いた低熱膨張係数部材731aの表面)を露出させることなく被覆しており、Auメッキ層731cはNiメッキ層731bの表面を露出させることなく被覆しており、AuSnはんだ層731dはAuメッキ層731cの表面を露出させることなく被覆している。端面731eは、板状部731の外壁面側にある低熱膨張係数部材731aの表面、給水路9a(貫通孔3a)の内壁面側にある低熱膨張係数部材731aの表面、及び、排水路9b(貫通孔3b)の内壁面側にある低熱膨張係数部材731aの表面、に対応している。AuSnはんだ層731dは、金属層731gの表面に設けられている。   With reference to FIG. 3D, the structure of the plate-like portion 731 will be described. The plate-like portion 731 includes a low thermal expansion coefficient member 731a and a metal layer 731g (Ni plating layer 731b, Au plating layer 731c, and AuSn solder layer 731d) that covers the low thermal expansion coefficient member 731a. The Ni plating layer 731b, the Au plating layer 731c, and the AuSn solder layer 731d are sequentially stacked on the surface of the low thermal expansion coefficient member 731a except for the end face 731e. That is, the metal layer 731g is not provided on the end surface 731e of the plate-like portion 731. Of the surface of the low thermal expansion coefficient member 731a, the surface on the outer wall surface side of the plate-like portion 731, the inside of the water supply channel 9a. It is provided only on the portion excluding the surface on the wall surface side and the surface on the inner wall surface side of the drainage channel 9b. The low thermal expansion coefficient member 731a is exposed on any of the outer wall surface, the inner wall surface of the water supply channel 9a, and the inner wall surface of the drainage channel 9b. The plate-like part 731 is provided on the copper plate part 71 a via the metal layer 71 g of the plate-like part 71. The Ni plating layer 731b covers the surface of the low thermal expansion coefficient member 731a (the surface of the low thermal expansion coefficient member 731a excluding the end face 731e) without exposing it, and the Au plating layer 731c exposes the surface of the Ni plating layer 731b. The AuSn solder layer 731d covers the surface of the Au plating layer 731c without exposing it. The end surface 731e includes a surface of the low thermal expansion coefficient member 731a on the outer wall surface side of the plate-like portion 731, a surface of the low thermal expansion coefficient member 731a on the inner wall surface side of the water supply channel 9a (through hole 3a), and a drainage channel 9b ( This corresponds to the surface of the low thermal expansion coefficient member 731a on the inner wall surface side of the through hole 3b). The AuSn solder layer 731d is provided on the surface of the metal layer 731g.

図3(B)及び図3(C)を参照して、板状部75の構成を説明する。板状部75は、銅板部75aと、銅板部75aを被覆する金属層75g(Niメッキ層75b、Auメッキ層75c及びAuSnはんだ層75d)とを有する。Niメッキ層75b、Auメッキ層75cは、銅板部35aの表面(銅板部75aの端面75e及び端面75fを含む)上に、順に積層されている。銅板部75aは、金属層75gを介して板状部731(又は板状部732)上に設けられている。Niメッキ層75bは銅板部75aの表面(銅板部75aの端面75e及び端面75fを含む)を露出させることなく被覆しており、Auメッキ層75cはNiメッキ層75bの表面を露出させることなく被覆している。金属層75gは、銅板部75aの端面75e及び端面75f上にも設けられている。AuSnはんだ層75dは、端面75f上にのみ設けられている。端面75f上においては、Niメッキ層75b、Auメッキ層75c、AuSnはんだ層75dが、順に積層されている。端面75eは、板状部75の外壁面側にある銅板部75aの表面に対応しており、端面75fは、給水路9a(貫通孔3a)の内壁面側にある銅板部75aの表面、及び、排水路9b(貫通孔3b)の内壁面側にある銅板部75aの表面、に対応している。金属層75gのうち端面75e上に設けられている部分はヒートシンク1の外壁面の一部を成し、金属層75gのうち端面75f上に設けられている部分は給水路9aの内壁面、排水路9bの内壁面の一部を成す。   With reference to FIG. 3B and FIG. 3C, the configuration of the plate-like portion 75 will be described. The plate-like portion 75 includes a copper plate portion 75a and a metal layer 75g (Ni plating layer 75b, Au plating layer 75c, and AuSn solder layer 75d) that covers the copper plate portion 75a. The Ni plating layer 75b and the Au plating layer 75c are sequentially stacked on the surface of the copper plate portion 35a (including the end surface 75e and the end surface 75f of the copper plate portion 75a). The copper plate part 75a is provided on the plate-like part 731 (or the plate-like part 732) via the metal layer 75g. The Ni plating layer 75b covers the surface of the copper plate portion 75a (including the end surface 75e and the end surface 75f of the copper plate portion 75a) without exposing it, and the Au plating layer 75c covers the surface of the Ni plating layer 75b without exposing it. doing. The metal layer 75g is also provided on the end surface 75e and the end surface 75f of the copper plate portion 75a. The AuSn solder layer 75d is provided only on the end face 75f. On the end face 75f, a Ni plating layer 75b, an Au plating layer 75c, and an AuSn solder layer 75d are sequentially laminated. The end surface 75e corresponds to the surface of the copper plate portion 75a on the outer wall surface side of the plate-like portion 75, and the end surface 75f is the surface of the copper plate portion 75a on the inner wall surface side of the water supply channel 9a (through hole 3a), and Corresponds to the surface of the copper plate portion 75a on the inner wall surface side of the drainage channel 9b (through hole 3b). A portion of the metal layer 75g provided on the end surface 75e forms a part of the outer wall surface of the heat sink 1, and a portion of the metal layer 75g provided on the end surface 75f is an inner wall surface of the water supply channel 9a, drainage It forms a part of the inner wall surface of the path 9b.

図3(A)を参照して板状部5の構成を説明する。板状部5は、低熱膨張係数の材料からなる板状の低熱膨張係数部材51aと、低熱膨張係数部材51aを被覆する金属層51g(Niメッキ層51b、Auメッキ層51c及びAuSnはんだ層51d)とを有する。Niメッキ層51b、Auメッキ層51c、AuSnはんだ層51dは、低熱膨張係数部材51aの表面(低熱膨張係数部材51aの端面51eを含む)上に、順に積層されている。Niメッキ層51bは低熱膨張係数部材51aの表面(低熱膨張係数部材51aの端面51eを含む)を露出させることなく被覆しており、Auメッキ層51cはNiメッキ層51bの表面を露出させることなく被覆しており、AuSnはんだ層51dはAuメッキ層51cの表面を露出させることなく被覆している。端面51eは、板状部5の外壁面側にある低熱膨張係数部材51aの表面、貫通孔5cの内壁面側にある低熱膨張係数部材51aの表面、給水路9a(貫通孔5a)の内壁面側にある低熱膨張係数部材51aの表面、及び、排水路9b(貫通孔5b)の内壁面側にある低熱膨張係数部材51aの表面、に対応している。金属層51gは、端面51e上にも設けられている。AuSnはんだ層51dは、金属層51gの表面に設けられている。Niメッキ層51b及びAuメッキ層51cは、低熱膨張係数部材51aとAuSnはんだ層51dとの間に設けられている。金属層51gのうち端面51e上に設けられている部分は、ヒートシンク1の外壁面の一部、給水路9aの内壁面の一部、排水路9bの内壁面の一部、を成す。   The configuration of the plate-like portion 5 will be described with reference to FIG. The plate-like portion 5 includes a plate-like low thermal expansion coefficient member 51a made of a material having a low thermal expansion coefficient, and a metal layer 51g (Ni plating layer 51b, Au plating layer 51c, and AuSn solder layer 51d) covering the low thermal expansion coefficient member 51a. And have. The Ni plating layer 51b, the Au plating layer 51c, and the AuSn solder layer 51d are sequentially stacked on the surface of the low thermal expansion coefficient member 51a (including the end surface 51e of the low thermal expansion coefficient member 51a). The Ni plating layer 51b covers the surface of the low thermal expansion coefficient member 51a (including the end surface 51e of the low thermal expansion coefficient member 51a) without exposing it, and the Au plating layer 51c does not expose the surface of the Ni plating layer 51b. The AuSn solder layer 51d is coated without exposing the surface of the Au plating layer 51c. The end surface 51e is the surface of the low thermal expansion coefficient member 51a on the outer wall surface side of the plate-like portion 5, the surface of the low thermal expansion coefficient member 51a on the inner wall surface side of the through hole 5c, and the inner wall surface of the water supply channel 9a (through hole 5a). It corresponds to the surface of the low thermal expansion coefficient member 51a on the side and the surface of the low thermal expansion coefficient member 51a on the inner wall surface side of the drainage channel 9b (through hole 5b). The metal layer 51g is also provided on the end face 51e. The AuSn solder layer 51d is provided on the surface of the metal layer 51g. The Ni plating layer 51b and the Au plating layer 51c are provided between the low thermal expansion coefficient member 51a and the AuSn solder layer 51d. A portion of the metal layer 51g provided on the end surface 51e forms a part of the outer wall surface of the heat sink 1, a part of the inner wall surface of the water supply channel 9a, and a part of the inner wall surface of the drainage channel 9b.

図2及び図3を参照して説明する。板状部5のAuSnはんだ層51dは、板状部3側において(表面5dにおいて)板状部31のAuSnはんだ層31dに接合しており、板状部7側において(表面5eにおいて)板状部71のAuSnはんだ層71dに接合している。金属層51gは、板状部3側において金属層31gに接合している部分と、板状部7側において金属層71gに接合している部分と、板状部3側であって凹部3c上において金属層31gから離隔している部分と、板状部7側であって凹部7c上において金属層71gから離隔している部分とを有する。板状部5の金属層51gのうち凹部3cと対面する領域は、板状部3の金属層31gと接合しておらず、板状部5の金属層51gのうち凹部7cと対面する領域は、板状部7の金属層71gと接合していない。板状部3と板状部5との接合面は、AuSnはんだ層31dとAuSnはんだ層51dとの接合面である。板状部5と板状部7との接合面は、AuSnはんだ層51dとAuSnはんだ層71dとの接合面である。   This will be described with reference to FIGS. The AuSn solder layer 51d of the plate-like part 5 is joined to the AuSn solder layer 31d of the plate-like part 31 on the plate-like part 3 side (on the surface 5d), and is plate-like on the plate-like part 7 side (on the surface 5e). Bonded to the AuSn solder layer 71 d of the portion 71. The metal layer 51g includes a portion joined to the metal layer 31g on the plate-like portion 3 side, a portion joined to the metal layer 71g on the plate-like portion 7 side, and the plate-like portion 3 side on the recess 3c. In FIG. 5 and a portion separated from the metal layer 71g on the concave portion 7c on the plate-like portion 7 side. The region facing the recess 3c in the metal layer 51g of the plate-like part 5 is not joined to the metal layer 31g of the plate-like part 3, and the region facing the recess 7c of the metal layer 51g of the plate-like part 5 is The metal layer 71g of the plate-like portion 7 is not joined. The joint surface between the plate-like portion 3 and the plate-like portion 5 is a joint surface between the AuSn solder layer 31d and the AuSn solder layer 51d. The joint surface between the plate-like portion 5 and the plate-like portion 7 is a joint surface between the AuSn solder layer 51d and the AuSn solder layer 71d.

銅板部31a及び銅板部71aは、何れも、0.5mm以上1.5mm以下の厚みを有し、例えば0.5mm程度の厚みを有することができる。また、ヒートシンク1の表面1aには、後述のように半導体レーザ素子11が設けられるが(図4及び図5を参照)、銅板部31a及び銅板部71aは、何れも、高熱伝導率を有するので、半導体レーザ素子11から発せられる熱を効率良く外部に逃がすことができる。Niメッキ層31b及びNiメッキ層71bは、何れも、1μm以上の厚みを有し、例えば2μm程度の厚みを有することができる。Niメッキ層31b及びNiメッキ層71bは、何れも、異種金属と接合させるためのバリアメタルとして設けられている。Auメッキ層31c及びAuメッキ層71cは、何れも、0.2μm以上2μm以下の厚みを有し、例えば0.2μmの厚みを有することができる。Auメッキ層31c及びAuメッキ層71cは、何れも、異種金属と接合させるためのバリアメタルとして設けられている。Auメッキ層31c、Auメッキ層71cは、それぞれ、AuSnはんだ層31d、AuSnはんだ層71dとそれぞれ接合させるために必要となる。AuSnはんだ層31d及びAuSnはんだ層71dは、何れも、1μm以上20μm以下の厚みを有し、例えば5μm程度の厚みを有することができる。AuSnはんだ層31d及びAuSnはんだ層71dは、何れも、異種金属との接合の目的で、及び、腐食防止の目的で、用いられる。   Each of the copper plate portion 31a and the copper plate portion 71a has a thickness of 0.5 mm or more and 1.5 mm or less, and can have a thickness of, for example, about 0.5 mm. Further, the semiconductor laser element 11 is provided on the surface 1a of the heat sink 1 as described later (see FIGS. 4 and 5), but both the copper plate portion 31a and the copper plate portion 71a have high thermal conductivity. The heat generated from the semiconductor laser element 11 can be efficiently released to the outside. Both the Ni plating layer 31b and the Ni plating layer 71b have a thickness of 1 μm or more, and can have a thickness of about 2 μm, for example. Each of the Ni plating layer 31b and the Ni plating layer 71b is provided as a barrier metal for bonding with a dissimilar metal. Each of the Au plating layer 31c and the Au plating layer 71c has a thickness of 0.2 μm to 2 μm, and can have a thickness of 0.2 μm, for example. Each of the Au plating layer 31c and the Au plating layer 71c is provided as a barrier metal for bonding with a dissimilar metal. The Au plating layer 31c and the Au plating layer 71c are necessary for bonding with the AuSn solder layer 31d and the AuSn solder layer 71d, respectively. Each of the AuSn solder layer 31d and the AuSn solder layer 71d has a thickness of 1 μm or more and 20 μm or less, and can have a thickness of about 5 μm, for example. Both the AuSn solder layer 31d and the AuSn solder layer 71d are used for the purpose of joining with dissimilar metals and for the purpose of preventing corrosion.

低熱膨張係数部材331a及び低熱膨張係数部材731aは、何れも、絶縁性の材料からなり、例えば、AlNからなることができる。低熱膨張係数部材331a及び低熱膨張係数部材731aは、何れも、0.1mm以上0.5mm以下の厚みを有し、例えば0.3mm程度の厚みを有することができる。ヒートシンク1が低熱膨張係数部材331a及び低熱膨張係数部材731aを有することによって、ヒートシンク1は、後述の半導体レーザスタック装置101において(図4及び図5を参照)、絶縁性を有する。低熱膨張係数部材331a及び低熱膨張係数部材731aは、何れも、高熱伝導率を有するので、半導体レーザ素子11から発せられる熱を効率良く外部に逃がすことができる。Niメッキ層331b及びNiメッキ層731bは、何れも、1μm以上の厚みを有し、例えば2μm程度の厚みを有することができる。Niメッキ層331b及びNiメッキ層731bは、何れも、異種金属と接合させるためのバリアメタルとして設けられている。Auメッキ層331c及びAuメッキ層731cは、何れも、0.2μm以上2μm以下の厚みを有し、例えば0.2μmの厚みを有することができる。Auメッキ層331c及びAuメッキ層731cは、何れも、異種金属と接合させるためのバリアメタルとして設けられている。Auメッキ層331c、Auメッキ層731cは、それぞれ、AuSnはんだ層331d、AuSnはんだ層731dとそれぞれ接合させるために必要となる。AuSnはんだ層331d及びAuSnはんだ層731dは、何れも、1μm以上10μm以下の厚みを有し、例えば3μm程度の厚みを有することができる。AuSnはんだ層331d及びAuSnはんだ層731dは、何れも、異種金属との接合の目的で、及び、腐食防止の目的で、用いられる。   Each of the low thermal expansion coefficient member 331a and the low thermal expansion coefficient member 731a is made of an insulating material, and can be made of, for example, AlN. Each of the low thermal expansion coefficient member 331a and the low thermal expansion coefficient member 731a has a thickness of 0.1 mm to 0.5 mm, and can have a thickness of, for example, about 0.3 mm. Since the heat sink 1 has the low thermal expansion coefficient member 331a and the low thermal expansion coefficient member 731a, the heat sink 1 has an insulating property in the semiconductor laser stack device 101 described later (see FIGS. 4 and 5). Since both the low thermal expansion coefficient member 331a and the low thermal expansion coefficient member 731a have high thermal conductivity, the heat generated from the semiconductor laser element 11 can be efficiently released to the outside. Each of the Ni plating layer 331b and the Ni plating layer 731b has a thickness of 1 μm or more, and can have a thickness of about 2 μm, for example. Each of the Ni plating layer 331b and the Ni plating layer 731b is provided as a barrier metal for bonding with a dissimilar metal. Each of the Au plating layer 331c and the Au plating layer 731c has a thickness of 0.2 μm to 2 μm, and may have a thickness of 0.2 μm, for example. Each of the Au plating layer 331c and the Au plating layer 731c is provided as a barrier metal for bonding with a dissimilar metal. The Au plating layer 331c and the Au plating layer 731c are necessary for bonding with the AuSn solder layer 331d and the AuSn solder layer 731d, respectively. Each of the AuSn solder layer 331d and the AuSn solder layer 731d has a thickness of 1 μm or more and 10 μm or less, and can have a thickness of about 3 μm, for example. The AuSn solder layer 331d and the AuSn solder layer 731d are both used for the purpose of joining with dissimilar metals and for the purpose of preventing corrosion.

銅板部35a及び銅板部75aは、何れも、0.1mm以上0.5mm以下の厚みを有し、例えば0.3mm程度の厚みを有することができる。銅板部35a及び銅板部75aは、何れも、ヒートシンク1の表面1aに設けられる半導体レーザ素子11から発せられる熱を効率よく外部に逃がすために、高熱伝導率を有する。銅板部35a及び銅板部75aは、何れも、後述の半導体レーザスタック装置101、半導体レーザスタック装置102又は半導体レーザスタック装置103(図4〜図8を参照)において電流を流すための部分となっている。Niメッキ層35b及びNiメッキ層75bは、何れも、1μm以上の厚みを有し、例えば2μm程度の厚みを有することができる。Niメッキ層35b及びAuメッキ層75cは、何れも、異種金属と接合させるためのバリアメタルとして設けられている。Auメッキ層35c及びAuメッキ層75cは、何れも、0.2μm以上0.3μm以下の厚みを有し、例えば0.2μmの厚みを有することができる。Auメッキ層35c及びAuメッキ層75cは、何れも、半導体レーザ素子11とボンディングするために、及び、外気に対する耐食のために、設けられている。AuSnはんだ層35d及びAuSnはんだ層75dは、何れも、1μm以上10μm以下の厚みを有し、例えば3μm程度の厚みを有することができる。AuSnはんだ層35d及びAuSnはんだ層75dは、何れも、腐食防止の目的で用いられる。   Both the copper plate part 35a and the copper plate part 75a have a thickness of 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, and can have a thickness of, for example, about 0.3 mm. Both the copper plate portion 35a and the copper plate portion 75a have high thermal conductivity in order to efficiently release the heat generated from the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the heat sink 1 to the outside. Each of the copper plate portion 35a and the copper plate portion 75a serves as a portion for allowing a current to flow in the semiconductor laser stack device 101, the semiconductor laser stack device 102, or the semiconductor laser stack device 103 (see FIGS. 4 to 8) described later. Yes. Both the Ni plating layer 35b and the Ni plating layer 75b have a thickness of 1 μm or more, and can have a thickness of about 2 μm, for example. Each of the Ni plating layer 35b and the Au plating layer 75c is provided as a barrier metal for bonding with a dissimilar metal. Each of the Au plating layer 35c and the Au plating layer 75c has a thickness of 0.2 μm or more and 0.3 μm or less, and can have a thickness of 0.2 μm, for example. Both the Au plating layer 35c and the Au plating layer 75c are provided for bonding with the semiconductor laser element 11 and for corrosion resistance against the outside air. Each of the AuSn solder layer 35d and the AuSn solder layer 75d has a thickness of 1 μm or more and 10 μm or less, and can have a thickness of about 3 μm, for example. Both the AuSn solder layer 35d and the AuSn solder layer 75d are used for the purpose of preventing corrosion.

低熱膨張係数部材51aは、ヒートシンク1自体の熱膨張を抑制するための低熱膨張材料からなり、例えば電気的に絶縁性のAlNからなることができる。なお、低熱膨張係数部材51aは、導電性のMo又はWからなることもできる。低熱膨張係数部材51aは、0.1mm以上0.5mm以下の厚みを有し、例えば0.1mm程度の厚みを有することができる。Niメッキ層51bは、1μm以上の厚みを有し、例えば2μm程度の厚みを有することができる。Niメッキ層51bは、異種金属と接合させるためのバリアメタルとして設けられている。Auメッキ層51cは、異種金属と接合させるためのバリアメタルとして設けられている。Auメッキ層51cは、AuSnはんだ層51dと接合させるために必要となる。AuSnはんだ層51dは、1μm以上10μm以下の厚みを有し、例えば3μm程度の厚みを有することができる。AuSnはんだ層51dは、異種金属との接合の目的で、及び、腐食防止の目的で、用いられる。   The low thermal expansion coefficient member 51a is made of a low thermal expansion material for suppressing the thermal expansion of the heat sink 1 itself, and can be made of, for example, electrically insulating AlN. The low thermal expansion coefficient member 51a can also be made of conductive Mo or W. The low thermal expansion coefficient member 51a has a thickness of 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, and can have a thickness of, for example, about 0.1 mm. The Ni plating layer 51b has a thickness of 1 μm or more, and can have a thickness of about 2 μm, for example. The Ni plating layer 51b is provided as a barrier metal for bonding with a dissimilar metal. The Au plating layer 51c is provided as a barrier metal for bonding with a dissimilar metal. The Au plating layer 51c is necessary for bonding with the AuSn solder layer 51d. The AuSn solder layer 51d has a thickness of 1 μm or more and 10 μm or less, and can have a thickness of about 3 μm, for example. The AuSn solder layer 51d is used for the purpose of joining with dissimilar metals and for the purpose of preventing corrosion.

以上説明したように、板状部331及び板状部731を有する本実施形態に係るヒートシンク1の場合、表面1aと表面1bとは、電気的に絶縁されている。また、ヒートシンク1は、四枚の銅板、すなわち、銅板部31a、銅板部35a、銅板部71a及び銅板部75aを有するので、熱(例えば、後述の半導体レーザ素子11から発せられる熱)の排出が効率よく行える。   As described above, in the case of the heat sink 1 according to this embodiment having the plate-like portion 331 and the plate-like portion 731, the surface 1 a and the surface 1 b are electrically insulated. Moreover, since the heat sink 1 includes four copper plates, that is, the copper plate portion 31a, the copper plate portion 35a, the copper plate portion 71a, and the copper plate portion 75a, heat (for example, heat generated from the semiconductor laser element 11 described later) is discharged. It can be done efficiently.

次に、AuSnはんだ層31d、AuSnはんだ層331d、AuSnはんだ層35d、AuSnはんだ層51d、AuSnはんだ層71d、AuSnはんだ層731d、AuSnはんだ層75dの各はんだ層、及び、後述するAuSnはんだ層332d及びAuSnはんだ層732dの効果について説明する。AuSnはんだは積層時に接合材の役目を果たし、またAuを主成分として多くAuを含むことで、異種金属間界面に安定性を持たせることが出来る。溶融後のはんだ表面は、強固なAu合金膜になっており、酸性、アルカリ性などにも耐性があり、空孔等の欠陥が低減され表面精度も非常に滑らかである。溶融させ表面が均一に滑らかになることで、欠陥がなくなり、局所的な腐食防止にもなり、また流路F内を流れる冷却液によって受ける機械的損傷が低減されるので、劣化の進行が抑制され、よって、長期信頼性が向上する。AuSnハンダの組成比は、Au:Sn=80:20(wt%)とすることができる。この組成比のAuSnはんだは、Auを主成分に有する高融点のはんだであり、Auの含有量が多くバリア層として機能する。また80:20の組成比の場合、AuSnはんだの共晶点でもある為、はんだ自体にも安定性がある。また、AuSnはんだ層は、耐食性の機能を有する。なお、AuSnはんだ層の表面(AuSnはんだの溶融後の表面)の粗さが、Auメッキ面より滑らかであること(Auメッキ面の表面粗さRaは0.2μm程度であったが、AuSnはんだの溶融後の表面の表面粗さRaは0.02μm程度であった)、及び、AuSnはんだ層(溶融後のAuSnはんだ)の溶解度、すなわち、塩酸、硝酸、王水、更には、Auを溶解できるヨウ化カリウムによるAuSnはんだ層の溶解度が非常に小さいことは、既に実証されている。   Next, each of the AuSn solder layer 31d, the AuSn solder layer 331d, the AuSn solder layer 35d, the AuSn solder layer 51d, the AuSn solder layer 71d, the AuSn solder layer 731d, and the AuSn solder layer 75d, and an AuSn solder layer 332d described later. The effect of the AuSn solder layer 732d will be described. AuSn solder serves as a bonding material during lamination, and contains a large amount of Au as a main component so that the interface between different metals can be stabilized. The molten solder surface is a strong Au alloy film, and is resistant to acidity and alkalinity. Defects such as vacancies are reduced, and the surface accuracy is very smooth. By melting and smoothing the surface uniformly, defects are eliminated, local corrosion is prevented, and mechanical damage caused by the coolant flowing in the flow path F is reduced, so the progress of deterioration is suppressed. Therefore, long-term reliability is improved. The composition ratio of the AuSn solder can be Au: Sn = 80: 20 (wt%). The AuSn solder having this composition ratio is a high melting point solder containing Au as a main component, and has a large content of Au and functions as a barrier layer. Moreover, in the case of the composition ratio of 80:20, since it is also a eutectic point of AuSn solder, the solder itself is also stable. The AuSn solder layer has a corrosion resistance function. Note that the roughness of the surface of the AuSn solder layer (the surface after the AuSn solder is melted) is smoother than the Au plating surface (the surface roughness Ra of the Au plating surface was about 0.2 μm, but the AuSn solder) The surface roughness Ra of the surface after melting was about 0.02 μm) and the solubility of the AuSn solder layer (AuSn solder after melting), that is, hydrochloric acid, nitric acid, aqua regia, and further dissolved Au It has already been demonstrated that the solubility of the AuSn solder layer by the potassium iodide that can be made is very low.

また、板状部5と板状部3、及び、板状部5と板状部7が、何れもAuSnはんだを介して接合されているので、接合面が異種金属界面となっておらず、よって、異種金属界面における腐食性が回避される。更に、板状部35と板状部331、板状部331と板状部31、板状部31と板状部5、板状部5と板状部71、板状部71と板状部731が、何れもAuSnはんだを介して接合されているので、接合面が異種金属界面となっておらず、よって、異種金属界面における腐食性が回避される。   In addition, since the plate-like portion 5 and the plate-like portion 3 and the plate-like portion 5 and the plate-like portion 7 are all bonded via AuSn solder, the bonding surface is not a heterogeneous metal interface, Thus, corrosiveness at the dissimilar metal interface is avoided. Further, the plate-like portion 35 and the plate-like portion 331, the plate-like portion 331 and the plate-like portion 31, the plate-like portion 31 and the plate-like portion 5, the plate-like portion 5 and the plate-like portion 71, the plate-like portion 71 and the plate-like portion. Since all 731 are joined via AuSn solder, the joining surface is not a dissimilar metal interface, and thus corrosiveness at the dissimilar metal interface is avoided.

次に、図4及び図5を参照して、本実施形態に係るヒートシンク1を用いた半導体レーザスタック装置の一例について説明する。図4及び図5に示すヒートシンク1は、低熱膨張係数部材331a及び低熱膨張係数部材731aを有しており、表面1aと表面1bとが電気的に絶縁している。図4は、半導体レーザスタック装置101の斜視図であり、図5(A)は半導体レーザスタック装置101の側面図であり、図5(B)は半導体レーザスタック装置101の正面図である。   Next, an example of a semiconductor laser stack apparatus using the heat sink 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The heat sink 1 shown in FIG.4 and FIG.5 has the low thermal expansion coefficient member 331a and the low thermal expansion coefficient member 731a, and the surface 1a and the surface 1b are electrically insulated. 4 is a perspective view of the semiconductor laser stack apparatus 101, FIG. 5A is a side view of the semiconductor laser stack apparatus 101, and FIG. 5B is a front view of the semiconductor laser stack apparatus 101.

半導体レーザスタック装置101は、三つのヒートシンク1、電気的に絶縁性の二つのスペーサ13、三つの半導体レーザ素子11、導電性のリード板15a〜リード板15dを有する。三つのヒートシンク1と二つのスペーサ13とは、ヒートシンク1(以下、第1段目のヒートシンク1という)、スペーサ13、ヒートシンク1(以下、第2段目のヒートシンク1という)、スペーサ13、ヒートシンク1(第3段目のヒートシンク1という)の順に積層されている。半導体レーザ素子11の厚みは、スペーサ13の厚みよりも小さい。ヒートシンク1の表面1aには半導体レーザ素子11が設けられている。半導体レーザ素子11は、半導体レーザ素子11の設けられているヒートシンク1の表面1aに形成されている板状部35に接触している。半導体レーザ素子11は、p端子となるp側面と、このp側面の反対側にありn端子となるn側面とを有する。半導体レーザ素子11のp側面が表面1a(板状部35)に接触している。   The semiconductor laser stack apparatus 101 includes three heat sinks 1, two electrically insulating spacers 13, three semiconductor laser elements 11, and conductive lead plates 15a to 15d. The three heat sinks 1 and the two spacers 13 include a heat sink 1 (hereinafter referred to as a first stage heat sink 1), a spacer 13, a heat sink 1 (hereinafter referred to as a second stage heat sink 1), a spacer 13, and a heat sink 1. They are stacked in the order (referred to as the third stage heat sink 1). The thickness of the semiconductor laser element 11 is smaller than the thickness of the spacer 13. A semiconductor laser element 11 is provided on the surface 1 a of the heat sink 1. The semiconductor laser element 11 is in contact with a plate-like portion 35 formed on the surface 1 a of the heat sink 1 where the semiconductor laser element 11 is provided. The semiconductor laser element 11 has a p side surface serving as a p terminal and an n side surface opposite to the p side surface and serving as an n terminal. The p side surface of the semiconductor laser element 11 is in contact with the surface 1a (the plate-like portion 35).

また、第1段目〜第3段目のヒートシンク1の表面1aのそれぞれには、リード板15a〜リード板15cが設けられている。第3段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn側面にはリード板15dが設けられている。   In addition, a lead plate 15a to a lead plate 15c are provided on each of the surfaces 1a of the first to third heat sinks 1. A lead plate 15 d is provided on the n side surface of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1 a of the third stage heat sink 1.

リード板15aは第1段目のヒートシンク1の表面1a(すなわち板状部35)に接触し、リード板15bは第2段目のヒートシンク1の表面1a(すなわち板状部35)に接触し、リード板15cは第3段目のヒートシンク1の表面1a(すなわち板状部35)に接触し、リード板15dは、第3段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn側面に接触している。リード板15aは、第1段目のヒートシンク1の板状部35を介して第1段目のヒートシンク1の表面1a上に設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。リード板15bは、第2段目のヒートシンク1の板状部35を介して第2段目のヒートシンク1の表面1a上に設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。リード板15cは、第3段目のヒートシンク1の板状部35を介して第3段目のヒートシンク1の表面1a上に設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。リード板15dは、第3段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子に電気的に接続されている。   The lead plate 15a is in contact with the surface 1a (ie, the plate-like portion 35) of the first stage heat sink 1, and the lead plate 15b is in contact with the surface 1a (ie, the plate-like portion 35) of the second stage heat sink 1. The lead plate 15c is in contact with the surface 1a (ie, the plate-like portion 35) of the third stage heat sink 1, and the lead plate 15d is n of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the third stage heat sink 1. Touching the side. The lead plate 15 a is electrically connected to the p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1 a of the first stage heat sink 1 via the plate-like portion 35 of the first stage heat sink 1. . The lead plate 15 b is electrically connected to the p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1 a of the second stage heat sink 1 via the plate-like portion 35 of the second stage heat sink 1. . The lead plate 15 c is electrically connected to the p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1 a of the third stage heat sink 1 via the plate-like portion 35 of the third stage heat sink 1. . The lead plate 15 d is electrically connected to the n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1 a of the third stage heat sink 1.

リード板15bは、第1段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn側面にも接触しており、リード板15cは、第2段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn側面にも接触している。リード板15bは、第1段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子と、第2段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた板状部35とを電気的に接続する。リード板15cは、第2段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子と、第3段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた板状部35とを電気的に接続する。   The lead plate 15b is also in contact with the n side surface of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the first stage heat sink 1, and the lead plate 15c is provided on the surface 1a of the second stage heat sink 1. The n side surface of the semiconductor laser element 11 thus formed is also in contact. The lead plate 15b electrically connects the n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the first stage heat sink 1 and the plate-like portion 35 provided on the surface 1a of the second stage heat sink 1. Connect to. The lead plate 15c electrically connects the n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the second stage heat sink 1 and the plate-like portion 35 provided on the surface 1a of the third stage heat sink 1. Connect to.

第1段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子は、リード板15bと、第2段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた板状部35とを介して、第2段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。第2段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子は、リード板15cと、第3段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた板状部35とを介して、第3段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。   The n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the first stage heat sink 1 is connected via a lead plate 15b and a plate-like portion 35 provided on the surface 1a of the second stage heat sink 1. The second stage heat sink 1 is electrically connected to the p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the heat sink 1. The n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the second-stage heat sink 1 is connected via a lead plate 15c and a plate-like portion 35 provided on the surface 1a of the third-stage heat sink 1. The third stage heat sink 1 is electrically connected to the p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a.

以上説明した構成を有する半導体レーザスタック装置101は、三つのヒートシンク1を有するが、それぞれが、スペーサ13によって離隔されており、隣接するヒートシンク1間にスペースが形成されている。各ヒートシンク1に設けられる半導体レーザ素子11は、このスペース内に収容可能となっている。半導体レーザ素子11の厚みは、スペーサ13の厚みよりも小さいので、半導体レーザ素子11は、隣接するヒートシンク1の押圧を回避できる。   The semiconductor laser stack apparatus 101 having the configuration described above includes three heat sinks 1, each of which is separated by a spacer 13, and a space is formed between adjacent heat sinks 1. The semiconductor laser element 11 provided in each heat sink 1 can be accommodated in this space. Since the thickness of the semiconductor laser element 11 is smaller than the thickness of the spacer 13, the semiconductor laser element 11 can avoid pressing of the adjacent heat sink 1.

また、ヒートシンク1の表面1aと表面1bとは電気的に絶縁されているが、リード板15b及びリード板15c等によって、三つのヒートシンク1のそれぞれに設けられている三つの半導体レーザ素子11は、直列に電気的に接続される。具体的に説明する。第1段目のヒートシンク1の表面1aに設けられている半導体レーザ素子11のp端子は、リード板15aと第1段目のヒートシンク1の板状部35とに電気的に接続され、第1段目のヒートシンク1の表面1aに設けられている半導体レーザ素子11のn端子は、リード板15bと第2段目のヒートシンク1の板状部35と介して、第2段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。第2段目のヒートシンク1の表面1aに設けられている半導体レーザ素子11のn端子は、リード板15cと第3段目のヒートシンク1の板状部35とを介して、第3段目のヒートシンク1の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子に接続されている。   In addition, although the surface 1a and the surface 1b of the heat sink 1 are electrically insulated, the three semiconductor laser elements 11 provided on each of the three heat sinks 1 by the lead plate 15b and the lead plate 15c, Electrically connected in series. This will be specifically described. The p-terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the first stage heat sink 1 is electrically connected to the lead plate 15a and the plate-like portion 35 of the first stage heat sink 1, and the first terminal The n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the stage heat sink 1 is connected to the second stage heat sink 1 via the lead plate 15b and the plate-like portion 35 of the second stage heat sink 1. It is electrically connected to the p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a. The n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the second-stage heat sink 1 is connected to the third-stage heat sink 1 via the lead plate 15c and the plate-like portion 35 of the third-stage heat sink 1. It is connected to the p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1 a of the heat sink 1.

また、凹部3c、貫通孔5c及び凹部7cを含む流路Fを構成する板状部31、板状部5及び板状部71は、絶縁性の材料からなる低熱膨張係数部材331a及び低熱膨張係数部材731aを介することによって、リード板15a〜リード板15cを介して電圧の印加されている板状部35及び板状部75と電気的に絶縁されているので、当該流路F内を流れる冷却液に電流が流れる可能性は低い。よって、流路F内に流す冷却液として、少なくとも導電率については規定されていない例えば水道水等の液体を用いることができる。   The plate-like portion 31, plate-like portion 5 and plate-like portion 71 constituting the flow path F including the recess 3c, the through hole 5c and the recess 7c are composed of a low thermal expansion coefficient member 331a and a low thermal expansion coefficient made of an insulating material. Since the member 731a is electrically insulated from the plate-like portion 35 and the plate-like portion 75 to which a voltage is applied via the lead plate 15a to the lead plate 15c, the cooling flowing in the flow path F is performed. The possibility of current flowing through the liquid is low. Therefore, as the coolant flowing in the flow path F, it is possible to use a liquid such as tap water whose conductivity is not defined at least.

(変形例)
なお、板状部3は、板状部331を有し、板状部7は、板状部731を有するとしたが、これに限らず、板状部3は、板状部331に代えて図3(A)に示す板状部332を有していてもよいし、板状部7は、板状部731に代えて図3(A)に示す板状部732を有していてもよい。板状部332と板状部732は、同様の構成を有する。板状部3が板状部331に代えて板状部332を有し、且つ、板状部7が板状部731に代えて板状部732を有する場合、ヒートシンク1内の流路F(給水路9a、凹部7c、貫通孔5c、凹部3c及び排水路9b)を流れる冷却液は、低導電率の液体が使用される。なお、ヒートシンク1については、本変形例においてはヒートシンク21と記し、板状部3については、本変形例においては板状部23と記し、板状部7については、本変形例においては板状部27と記す(図1及び図2を参照)。
(Modification)
In addition, although the plate-like part 3 has the plate-like part 331 and the plate-like part 7 has the plate-like part 731, the plate-like part 3 is replaced with the plate-like part 331. The plate-like portion 332 shown in FIG. 3A may be included, or the plate-like portion 7 may have the plate-like portion 732 shown in FIG. Good. The plate-like portion 332 and the plate-like portion 732 have the same configuration. When the plate-like portion 3 has a plate-like portion 332 instead of the plate-like portion 331 and the plate-like portion 7 has a plate-like portion 732 instead of the plate-like portion 731, the flow path F ( As the coolant flowing through the water supply channel 9a, the recess 7c, the through hole 5c, the recess 3c, and the drainage channel 9b), a liquid with low conductivity is used. The heat sink 1 is described as a heat sink 21 in the present modification, the plate-shaped portion 3 is described as a plate-shaped portion 23 in the present modification, and the plate-shaped portion 7 is a plate-shaped in the present modification. Part 27 (see FIGS. 1 and 2).

次に、図3(A)を参照して板状部332の構成を説明する。板状部332は、低熱膨張係数部材332aと、低熱膨張係数部材332aを被覆する金属層332g(Niメッキ層332b、Auメッキ層332c及びAuSnはんだ層332d)とを有する。Niメッキ層332b、Auメッキ層332c、AuSnはんだ層332dは、低熱膨張係数部材332aの表面(低熱膨張係数部材332aの端面332eを含む)上に、順に積層されている。板状部332は、板状部31の金属層31gを介して銅板部31a上に設けられている。Niメッキ層332bは低熱膨張係数部材332aの表面(低熱膨張係数部材332aの端面332eを含む)を露出させることなく被覆しており、Auメッキ層332cはNiメッキ層332bの表面を露出させることなく被覆しており、AuSnはんだ層332dはAuメッキ層332cの表面を露出させることなく被覆している。端面332eは、板状部332の外壁面側にある低熱膨張係数部材332aの表面、給水路9a(貫通孔3a)の内壁面側にある低熱膨張係数部材332aの表面、及び、排水路9b(貫通孔3b)の内壁面側にある低熱膨張係数部材332aの表面、に対応している。金属層332gは、端面332e上にも設けられている。AuSnはんだ層332dは、金属層332gの表面に設けられている。金属層332gのうち端面332e上に設けられている部分は、ヒートシンク1の外壁面の一部、給水路9aの内壁面の一部、給水路9bの内壁面の一部を成す。   Next, the configuration of the plate-like portion 332 will be described with reference to FIG. The plate-like portion 332 includes a low thermal expansion coefficient member 332a and a metal layer 332g (Ni plating layer 332b, Au plating layer 332c, and AuSn solder layer 332d) that covers the low thermal expansion coefficient member 332a. The Ni plating layer 332b, the Au plating layer 332c, and the AuSn solder layer 332d are sequentially stacked on the surface of the low thermal expansion coefficient member 332a (including the end surface 332e of the low thermal expansion coefficient member 332a). The plate-like part 332 is provided on the copper plate part 31 a via the metal layer 31 g of the plate-like part 31. The Ni plating layer 332b covers the surface of the low thermal expansion coefficient member 332a (including the end surface 332e of the low thermal expansion coefficient member 332a) without exposing it, and the Au plating layer 332c does not expose the surface of the Ni plating layer 332b. The AuSn solder layer 332d covers the surface of the Au plating layer 332c without exposing it. The end surface 332e includes a surface of the low thermal expansion coefficient member 332a on the outer wall surface side of the plate-shaped portion 332, a surface of the low thermal expansion coefficient member 332a on the inner wall surface side of the water supply channel 9a (through hole 3a), and a drainage channel 9b ( This corresponds to the surface of the low thermal expansion coefficient member 332a on the inner wall surface side of the through hole 3b). The metal layer 332g is also provided on the end surface 332e. The AuSn solder layer 332d is provided on the surface of the metal layer 332g. A portion of the metal layer 332g provided on the end surface 332e constitutes a part of the outer wall surface of the heat sink 1, a part of the inner wall surface of the water supply channel 9a, and a part of the inner wall surface of the water supply channel 9b.

図3(A)を参照して板状部732の構成を説明する。板状部732は、低熱膨張係数部材732aと、低熱膨張係数部材732aを被覆する金属層732g(Niメッキ層732b、Auメッキ層732c及びAuSnはんだ層732d)とを有する。Niメッキ層732b、Auメッキ層732c、AuSnはんだ層732dは、低熱膨張係数部材732aの表面(低熱膨張係数部材732aの端面732eを含む)上に、順に積層されている。板状部732は、板状部71の金属層71gを介して銅板部71a上に設けられている。Niメッキ層732bは低熱膨張係数部材732aの表面(低熱膨張係数部材732aの端面732eを含む)を露出させることなく被覆しており、Auメッキ層732cはNiメッキ層732bの表面を露出させることなく被覆しており、AuSnはんだ層732dはAuメッキ層732cの表面を露出させることなく被覆している。端面732eは、板状部732の外壁面側にある低熱膨張係数部材732aの表面、給水路9a(貫通孔7a)の内壁面側にある低熱膨張係数部材732aの表面、及び、排水路9b(貫通孔7b)の内壁面側にある低熱膨張係数部材732aの表面、に対応している。金属層732gは、端面732e上にも設けられている。AuSnはんだ層732dは、金属層732gの表面に設けられている。金属層732gのうち端面732e上に設けられている部分は、ヒートシンク1の外壁面の一部、給水路9aの内壁面の一部、給水路9bの内壁面の一部を成す。   A configuration of the plate-like portion 732 will be described with reference to FIG. The plate-like portion 732 includes a low thermal expansion coefficient member 732a and a metal layer 732g (Ni plating layer 732b, Au plating layer 732c, and AuSn solder layer 732d) that covers the low thermal expansion coefficient member 732a. The Ni plating layer 732b, the Au plating layer 732c, and the AuSn solder layer 732d are sequentially stacked on the surface of the low thermal expansion coefficient member 732a (including the end surface 732e of the low thermal expansion coefficient member 732a). The plate-like part 732 is provided on the copper plate part 71 a via the metal layer 71 g of the plate-like part 71. The Ni plating layer 732b covers the surface of the low thermal expansion coefficient member 732a (including the end surface 732e of the low thermal expansion coefficient member 732a) without exposing it, and the Au plating layer 732c does not expose the surface of the Ni plating layer 732b. The AuSn solder layer 732d covers the surface of the Au plating layer 732c without exposing it. The end surface 732e includes a surface of the low thermal expansion coefficient member 732a on the outer wall surface side of the plate-like portion 732, a surface of the low thermal expansion coefficient member 732a on the inner wall surface side of the water supply channel 9a (through hole 7a), and a drainage channel 9b ( This corresponds to the surface of the low thermal expansion coefficient member 732a on the inner wall surface side of the through hole 7b). The metal layer 732g is also provided on the end face 732e. The AuSn solder layer 732d is provided on the surface of the metal layer 732g. A portion of the metal layer 732g provided on the end surface 732e constitutes a part of the outer wall surface of the heat sink 1, a part of the inner wall surface of the water supply channel 9a, and a part of the inner wall surface of the water supply channel 9b.

低熱膨張係数部材332a及び低熱膨張係数部材732aは、何れも、例えば導電性のMo又はWからなることができる。低熱膨張係数部材332a及び低熱膨張係数部材732aは、何れも、0.1mm以上0.5mm以下の厚みを有し、例えば0.3mm程度の厚みを有することができる。低熱膨張係数部材332a及び低熱膨張係数部材732aを含めてヒートシンクを構成することで、半導体レーザ素子11への応力負荷の低減が可能であり、低膨張係数部材の表面を高熱伝導率を有する材料で被覆することで、半導体レーザ素子11から発せられる熱を効率良く外部に逃がすことができる。Niメッキ層332b及びNiメッキ層732bは、何れも、1μm以上の厚みを有し、例えば2μm程度の厚みを有することができる。Niメッキ層332b及びNiメッキ層732bは、何れも、異種金属と接合させるためのバリアメタルとして設けられている。Auメッキ層332c及びAuメッキ層732cは、何れも、0.2μm以上2μm以下の厚みを有し、例えば0.2μmの厚みを有することができる。Auメッキ層332c及びAuメッキ層732cは、何れも、異種金属と接合させるためのバリアメタルとして設けられている。Auメッキ層332c、Auメッキ層732cは、それぞれ、AuSnはんだ層332d、AuSnはんだ層732dとそれぞれ接合させるために必要となる。AuSnはんだ層332d及びAuSnはんだ層732dは、何れも、1μm以上10μm以下の厚みを有し、例えば3μm程度の厚みを有することができる。AuSnはんだ層332d及びAuSnはんだ層732dは、何れも、何れも、異種金属との接合の目的で、及び、腐食防止の目的で、用いられる。また、低熱膨張係数部材51aは、導電性のMo又はWからなることができる。   Both the low thermal expansion coefficient member 332a and the low thermal expansion coefficient member 732a can be made of, for example, conductive Mo or W. Each of the low thermal expansion coefficient member 332a and the low thermal expansion coefficient member 732a has a thickness of 0.1 mm to 0.5 mm, and can have a thickness of, for example, about 0.3 mm. By configuring the heat sink including the low thermal expansion coefficient member 332a and the low thermal expansion coefficient member 732a, the stress load on the semiconductor laser element 11 can be reduced, and the surface of the low expansion coefficient member is made of a material having high thermal conductivity. By covering, heat generated from the semiconductor laser element 11 can be efficiently released to the outside. Both the Ni plating layer 332b and the Ni plating layer 732b have a thickness of 1 μm or more, and can have a thickness of about 2 μm, for example. Both the Ni plating layer 332b and the Ni plating layer 732b are provided as barrier metals for bonding with different metals. Each of the Au plating layer 332c and the Au plating layer 732c has a thickness of 0.2 μm or more and 2 μm or less, and can have a thickness of 0.2 μm, for example. Each of the Au plating layer 332c and the Au plating layer 732c is provided as a barrier metal for bonding with a dissimilar metal. The Au plating layer 332c and the Au plating layer 732c are necessary for bonding with the AuSn solder layer 332d and the AuSn solder layer 732d, respectively. Each of the AuSn solder layer 332d and the AuSn solder layer 732d has a thickness of 1 μm or more and 10 μm or less, and can have a thickness of about 3 μm, for example. The AuSn solder layer 332d and the AuSn solder layer 732d are both used for the purpose of joining with dissimilar metals and for the purpose of preventing corrosion. The low thermal expansion coefficient member 51a can be made of conductive Mo or W.

以上説明したように、板状部332及び板状部732を有する本変形例に係るヒートシンク21の場合、表面1aと表面1bとは、電気的に接続されている。
なお、本変形例に係るヒートシンク21は、板状部332、板状部35、板状部732及び板状部75を有さなくてもよい。すなわち、本変形例に係るヒートシンク21は、板状部31、板状部5及び板状部71のみからなる構成であってもよい。板状部5の低熱膨張係数部材51aがあれば、半導体レーザ素子11への応力負荷の低減が可能であり、半導体レーザ素子11と流路Fの距離がより短くなって、流路Fを流れる冷却液による冷却効果がより大きいものとなる。
As described above, in the case of the heat sink 21 according to this modification having the plate-like portion 332 and the plate-like portion 732, the surface 1a and the surface 1b are electrically connected.
Note that the heat sink 21 according to this modification may not have the plate-like portion 332, the plate-like portion 35, the plate-like portion 732, and the plate-like portion 75. That is, the heat sink 21 according to this modification may be configured by only the plate-like portion 31, the plate-like portion 5, and the plate-like portion 71. If the low thermal expansion coefficient member 51a of the plate-like portion 5 is provided, the stress load on the semiconductor laser element 11 can be reduced, and the distance between the semiconductor laser element 11 and the flow path F becomes shorter and flows through the flow path F. The cooling effect by the coolant is greater.

次に、図6〜図8を参照して、変形例に係るヒートシンク21を用いた半導体レーザスタック装置の二つの例について説明する。図6〜図8に示すヒートシンク21は、低熱膨張係数部材332a及び低熱膨張係数部材732aを有しており、表面1aと表面1bとが電気的に接続されている。まず、図6及び図7を参照して、変形例に係るヒートシンク21を用いた半導体レーザスタック装置102の構成を説明する。図6は、半導体レーザスタック装置102の斜視図であり、図7は、半導体レーザスタック装置102の側面図である。   Next, two examples of the semiconductor laser stack apparatus using the heat sink 21 according to the modification will be described with reference to FIGS. The heat sink 21 shown in FIGS. 6 to 8 includes a low thermal expansion coefficient member 332a and a low thermal expansion coefficient member 732a, and the surface 1a and the surface 1b are electrically connected. First, the configuration of the semiconductor laser stack device 102 using the heat sink 21 according to the modification will be described with reference to FIGS. 6 is a perspective view of the semiconductor laser stack apparatus 102, and FIG. 7 is a side view of the semiconductor laser stack apparatus 102.

半導体レーザスタック装置102は、三つのヒートシンク21、電気的に絶縁性の二つのスペーサ13、三つの半導体レーザ素子11、導電性のリード板15a及びリード板15dを有する。三つのヒートシンク21と二つのスペーサ13とは、ヒートシンク21(以下、第1段目のヒートシンク21という)、スペーサ13、ヒートシンク21(以下、第2段目のヒートシンク21という)、スペーサ13、ヒートシンク21(第3段目のヒートシンク21という)の順に積層されている。半導体レーザスタック装置102に搭載される半導体レーザ素子11及びスペーサ13は、同程度の厚みを有する。リード板15aは、第1段目のヒートシンク21の表面1bに設けられており、この表面1bに接触している。リード板15dは、第3段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn側面に設けられおり、このn側面に接触している。   The semiconductor laser stack device 102 includes three heat sinks 21, two electrically insulating spacers 13, three semiconductor laser elements 11, a conductive lead plate 15a, and a lead plate 15d. The three heat sinks 21 and the two spacers 13 include a heat sink 21 (hereinafter referred to as a first stage heat sink 21), a spacer 13, a heat sink 21 (hereinafter referred to as a second stage heat sink 21), a spacer 13, and a heat sink 21. They are stacked in the order (referred to as the third stage heat sink 21). The semiconductor laser element 11 and the spacer 13 mounted on the semiconductor laser stack apparatus 102 have the same thickness. The lead plate 15a is provided on the surface 1b of the first stage heat sink 21 and is in contact with the surface 1b. The lead plate 15d is provided on the n side surface of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the third stage heat sink 21, and is in contact with the n side surface.

第1段目のヒートシンク21と第2段目のヒートシンク21との間に設けられた半導体レーザ素子11及びスペーサ13は、何れも、第1段目のヒートシンク21の表面1aと、第2段目のヒートシンク21の表面1bとに接触している。第1段目のヒートシンク21と第2段目のヒートシンク21との間に設けられた半導体レーザ素子11のp側面は第1段目のヒートシンク21の表面1aに接触し、この半導体レーザ素子11のn側面は第2段目のヒートシンク21の表面1bに接触している。第1段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子は、第1段目のヒートシンク21とリード板15aとに電気的に接続されている。第1段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子は、第2段目のヒートシンク21に電気的に接続されている。   The semiconductor laser element 11 and the spacer 13 provided between the first-stage heat sink 21 and the second-stage heat sink 21 both include the surface 1a of the first-stage heat sink 21 and the second-stage heat sink 21. The heat sink 21 is in contact with the surface 1b of the heat sink 21. The p-side surface of the semiconductor laser element 11 provided between the first stage heat sink 21 and the second stage heat sink 21 is in contact with the surface 1 a of the first stage heat sink 21. The n side surface is in contact with the surface 1b of the second stage heat sink 21. The p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the first stage heat sink 21 is electrically connected to the first stage heat sink 21 and the lead plate 15a. The n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1 a of the first stage heat sink 21 is electrically connected to the second stage heat sink 21.

第2段目のヒートシンク21と第3段目のヒートシンク21との間に設けられた半導体レーザ素子11及びスペーサ13は、何れも、第2段目のヒートシンク21の表面1aと、第3段目のヒートシンク21の表面1bとに接触している。第2段目のヒートシンク21と第3段目のヒートシンク21との間に設けられた半導体レーザ素子11のp側面は第2段目のヒートシンク21の表面1aに接触し、この半導体レーザ素子11のn側面は第3段目のヒートシンク21の表面1bに接触している。第2段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子は、第2段目のヒートシンク21と第1段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子とに電気的に接続されている。第2段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子は、第3段目のヒートシンク21に電気的に接続されている。   The semiconductor laser element 11 and the spacer 13 provided between the second-stage heat sink 21 and the third-stage heat sink 21 both have the surface 1a of the second-stage heat sink 21 and the third-stage heat sink 21. The heat sink 21 is in contact with the surface 1b of the heat sink 21. The p-side surface of the semiconductor laser element 11 provided between the second-stage heat sink 21 and the third-stage heat sink 21 is in contact with the surface 1a of the second-stage heat sink 21. The n side surface is in contact with the surface 1b of the third stage heat sink 21. The p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the second stage heat sink 21 is connected to the second stage heat sink 21 and the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the first stage heat sink 21. It is electrically connected to the n terminal. The n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1 a of the second stage heat sink 21 is electrically connected to the third stage heat sink 21.

第3段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp側面は、この表面1aに接触している。第3段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子は、第3段目のヒートシンク21と第2段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子とに電気的に接続されている。第3段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子は、リード板15dに電気的に接続されている。   The p-side surface of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the third stage heat sink 21 is in contact with the surface 1a. The p terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the third stage heat sink 21 is connected to the p-terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the third stage heat sink 21 and the second stage heat sink 21. It is electrically connected to the n terminal. The n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the third stage heat sink 21 is electrically connected to the lead plate 15d.

以上説明した構成を有する半導体レーザスタック装置102は、ヒートシンク21が導電性を有する、すなわち、ヒートシンク21の表面1aと表面1bとが電気的に接続されているので、半導体レーザ素子11のp側面とn側面とのそれぞれにヒートシンク21を直接接合させることによって、半導体レーザスタック装置102に搭載される複数の半導体レーザ素子11を直列に電気的に接続することができる。また、ヒートシンク21が導電性を有するので、ヒートシンク21内に流す冷却液は、ヒートシンク21から電流が漏れないように、低導電率の液体を用いることができる。   In the semiconductor laser stack apparatus 102 having the above-described configuration, the heat sink 21 is conductive, that is, the surface 1a and the surface 1b of the heat sink 21 are electrically connected, so that the p side surface of the semiconductor laser element 11 is By directly bonding the heat sink 21 to each of the n side surfaces, the plurality of semiconductor laser elements 11 mounted on the semiconductor laser stack device 102 can be electrically connected in series. In addition, since the heat sink 21 has conductivity, a coolant having a low conductivity can be used as the coolant flowing in the heat sink 21 so that current does not leak from the heat sink 21.

次に、図8を参照して、変形例に係るヒートシンク21を用いた半導体レーザスタック装置103の構成を説明する。図8は、半導体レーザスタック装置103の側面図である。半導体レーザスタック装置103は、三つのヒートシンク21、三つのスペーサ17、三つの半導体レーザ素子11を有する。スペーサ17は、スペーサ17a、スペーサ17a及びスペーサ17cを有しており、スペーサ17a、スペーサ17b、スペーサ17cが、ヒートシンク21の表面1a上において、この順に積層された構成を有する。三つのヒートシンク21と三つのスペーサ17とは、ヒートシンク21(以下、第1段目のヒートシンク21という)、スペーサ17a、スペーサ17b、スペーサ17c、ヒートシンク21(以下、第2段目のヒートシンク21という)、スペーサ17a、スペーサ17b、スペーサ17c、ヒートシンク21(第3段目のヒートシンク21という)、スペーサ17a、スペーサ17b、スペーサ17c、の順に積層されている。   Next, the configuration of the semiconductor laser stack apparatus 103 using the heat sink 21 according to the modification will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a side view of the semiconductor laser stack device 103. The semiconductor laser stack device 103 includes three heat sinks 21, three spacers 17, and three semiconductor laser elements 11. The spacer 17 includes a spacer 17a, a spacer 17a, and a spacer 17c. The spacer 17a, the spacer 17b, and the spacer 17c are stacked on the surface 1a of the heat sink 21 in this order. The three heat sinks 21 and the three spacers 17 are a heat sink 21 (hereinafter referred to as a first stage heat sink 21), a spacer 17a, a spacer 17b, a spacer 17c, and a heat sink 21 (hereinafter referred to as a second stage heat sink 21). , Spacer 17a, spacer 17b, spacer 17c, heat sink 21 (referred to as third-stage heat sink 21), spacer 17a, spacer 17b, and spacer 17c.

第1段目のヒートシンク21の表面1aはこの表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp側面に接しており、よって、第1段目のヒートシンク21はこの表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。第2段目のヒートシンク21の表面1aはこの表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp側面に接しており、よって、第2段目のヒートシンク21はこの表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。第3段目のヒートシンク21の表面1aはこの表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp側面に接しており、よって、第3段目のヒートシンク21はこの表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。   The surface 1a of the first-stage heat sink 21 is in contact with the p-side surface of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a. Therefore, the first-stage heat sink 21 is provided on the surface 1a. 11 is electrically connected to the p terminal. The surface 1a of the second-stage heat sink 21 is in contact with the p-side surface of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a. Accordingly, the second-stage heat sink 21 is provided on the surface 1a. 11 is electrically connected to the p terminal. The surface 1a of the third-stage heat sink 21 is in contact with the p-side surface of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a. Therefore, the third-stage heat sink 21 is provided with the semiconductor laser element provided on the surface 1a. 11 is electrically connected to the p terminal.

スペーサ17aは、電気的に絶縁性の材料からなり、スペーサ17bとスペーサ17cとは、何れも導電性の材料からなる。スペーサ17bとスペーサ17cとは、同一の材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。また、スペーサ17bとスペーサ17cとは、一体に形成されたものであってもよいし、別体として形成されて互いに接合されたものであってもよい。スペーサ17bは、スペーサ17cよりも、半導体レーザ素子11側に突出している突出部17dを有する。第1〜第3段目のヒートシンク21のそれぞれの表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子は、金属ワイヤ19を介して、この半導体レーザ素子11と同じ表面1aに設けられたスペーサ17に含まれているスペーサ17bの突出部17dの表面に、電気的に接続されている。   The spacer 17a is made of an electrically insulating material, and both the spacer 17b and the spacer 17c are made of a conductive material. The spacer 17b and the spacer 17c may be made of the same material, or may be made of different materials. Further, the spacer 17b and the spacer 17c may be integrally formed, or may be formed separately and joined to each other. The spacer 17b has a protrusion 17d that protrudes closer to the semiconductor laser element 11 than the spacer 17c. The n terminals of the semiconductor laser elements 11 provided on the respective surfaces 1 a of the first to third heat sinks 21 are connected to the spacers 17 provided on the same surface 1 a as the semiconductor laser elements 11 via the metal wires 19. Is electrically connected to the surface of the protruding portion 17d of the spacer 17b.

以上説明した構成を有する半導体レーザスタック装置103は、三つのヒートシンク1を有するが、それぞれが、スペーサ17によって離隔されており、隣接するヒートシンク1間にスペースが形成されている。各ヒートシンク1に設けられる半導体レーザ素子11は、このスペース内に収容可能となっている。半導体レーザ素子11の厚みは、スペーサ17の厚みよりも小さいので、半導体レーザ素子11は、隣接するヒートシンク1の押圧を回避できる。また、半導体レーザ素子11のn端子は、金属ワイヤ19、スペーサ17b、スペーサ17及びヒートシンク21を介して、隣接する半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。例えば、第1段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のn端子は、第1段目のヒートシンク21と第2段目のヒートシンク21との間にある金属ワイヤ19と、第1段目のヒートシンク21の表面1aに設けられたスペーサ17のスペーサ17b及びスペーサ17cと、第2段目のヒートシンク21とを介して、第2段目のヒートシンク21の表面1aに設けられた半導体レーザ素子11のp端子に電気的に接続されている。従って、金属ワイヤ19を用いた簡単な構成で、半導体レーザスタック装置103に搭載される複数の半導体レーザ素子11が直列に電気的に接続される。   The semiconductor laser stack apparatus 103 having the configuration described above includes three heat sinks 1, each of which is separated by a spacer 17, and a space is formed between adjacent heat sinks 1. The semiconductor laser element 11 provided in each heat sink 1 can be accommodated in this space. Since the thickness of the semiconductor laser element 11 is smaller than the thickness of the spacer 17, the semiconductor laser element 11 can avoid pressing the adjacent heat sink 1. The n terminal of the semiconductor laser element 11 is electrically connected to the p terminal of the adjacent semiconductor laser element 11 through the metal wire 19, the spacer 17b, the spacer 17, and the heat sink 21. For example, the n terminal of the semiconductor laser element 11 provided on the surface 1a of the first-stage heat sink 21 has a metal wire 19 between the first-stage heat sink 21 and the second-stage heat sink 21; Provided on the surface 1a of the second stage heat sink 21 via the spacer 17b and spacer 17c of the spacer 17 provided on the surface 1a of the first stage heat sink 21 and the second stage heat sink 21. The semiconductor laser element 11 is electrically connected to the p terminal. Accordingly, a plurality of semiconductor laser elements 11 mounted on the semiconductor laser stack device 103 are electrically connected in series with a simple configuration using the metal wires 19.

1,21…ヒートシンク、101,102,103…半導体レーザスタック装置、11…半導体レーザ素子、13,17,17a,17b,17c…スペーサ、15a,15b,15c,15d…リード板、17d…突出部、19…金属ワイヤ、1a,1b,5d,5e…表面、23,27,3,31,331,332,35,5,7,71,731,732,75…板状部、31a,35a,71a,75a…銅板部、31b,331b,332b,732b,35b,51b,71b,731b,75b…Niメッキ層、31c,331c,332c,35c,51c,71c,731c,732c,75c…Auメッキ層、31d,331d,332d,35d,51d,71d,731d,75d,732d…AuSnはんだ層、31e,331e,332e,35e,35f,51e,71e,731e,732e,75e,75f…端面、31g,331g,332g,35g,51g,71g,731g,732g,75g…金属層、331a,332a,51a,731a,732a…低熱膨張係数部材、3a,3b,5a,5b,5c,7a,7b…貫通孔、3c,7c…凹部、3d,7d…主面、3e,7e…裏面、3f,7f…開口部、9a…給水路、9b…排水路、AX1,AX2…中心軸、F…流路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Heat sink, 101, 102, 103 ... Semiconductor laser stack apparatus, 11 ... Semiconductor laser element, 13, 17, 17a, 17b, 17c ... Spacer, 15a, 15b, 15c, 15d ... Lead plate, 17d ... Projection 19 ... Metal wire, 1a, 1b, 5d, 5e ... Surface, 23, 27, 3, 31, 331, 332, 35, 5, 7, 71, 731, 732, 75 ... Plate-like part, 31a, 35a, 71a, 75a ... copper plate part, 31b, 331b, 332b, 732b, 35b, 51b, 71b, 731b, 75b ... Ni plating layer, 31c, 331c, 332c, 35c, 51c, 71c, 731c, 732c, 75c ... Au plating layer , 31d, 331d, 332d, 35d, 51d, 71d, 731d, 75d, 732d ... AuSn solder layer, 3 e, 331e, 332e, 35e, 35f, 51e, 71e, 731e, 732e, 75e, 75f ... end face, 31g, 331g, 332g, 332g, 35g, 51g, 71g, 731g, 732g, 75g ... metal layer, 331a, 332a, 51a , 731a, 732a ... low thermal expansion coefficient member, 3a, 3b, 5a, 5b, 5c, 7a, 7b ... through-hole, 3c, 7c ... recess, 3d, 7d ... main surface, 3e, 7e ... back surface, 3f, 7f ... Opening part, 9a ... water supply channel, 9b ... drainage channel, AX1, AX2 ... central axis, F ... channel.

Claims (3)

半導体素子を冷却するためのヒートシンクであって、
板状の第1の部材と前記第1の部材を被覆する第1の金属層とを有する第1の板状部と、
第1の銅板部と前記第1の銅板部を被覆する第2の金属層とを有する第2の板状部と、
第2の銅板部と前記第2の銅板部を被覆する第3の金属層とを有する第3の板状部とを備え、
前記第3の板状部、前記第1の板状部、前記第2の板状部は、順に積層されており、
前記第2の板状部は、前記第1の板状部側の主面に設けられた第1の凹部を有し、
前記第3の板状部は、前記第1の板状部側の主面に設けられた第2の凹部を有し、
前記第1の板状部は、前記第1の凹部及び前記第2の凹部に連通する貫通孔を有し、
前記第1の金属層は、第1のNiメッキ層と第1のAuメッキ層と第1のAuSnはんだ層とを有し、
前記第1のNiメッキ層と前記第1のAuメッキ層と前記第1のAuSnはんだ層とは、前記第1の部材の部材の上に、順に積層されており、
前記第2の金属層は、第2のNiメッキ層と第2のAuメッキ層と第2のAuSnはんだ層とを有し、
前記第2のNiメッキ層と前記第2のAuメッキ層と前記第2のAuSnはんだ層とは、前記第1の銅板部の上に、順に積層されており、
前記第3の金属層は、第3のNiメッキ層と第3のAuメッキ層と第3のAuSnはんだ層とを有し、
前記第3のNiメッキ層と前記第3のAuメッキ層と前記第3のAuSnはんだ層とは、前記第2の銅板部の上に、順に積層されており、
前記第1の金属層は、前記第2の板状部側において前記第2の金属層に接合している部分と、前記第3の板状部側において前記第3の金属層に接合している部分と、前記第2の板状部側であって前記第1の凹部上において前記第2の金属層から離隔している部分と、前記第3の板状部側であって前記第2の凹部上において前記第3の金属層から離隔している部分とを有し、
前記第1の板状部と前記第2の板状部との接合面は、前記第1のAuSnはんだ層と前記第2のAuSnはんだ層との接合面であり、
前記第1の板状部と前記第3の板状部との接合面は、前記第1のAuSnはんだ層と前記第3のAuSnはんだ層との接合面であり、
前記第1の部材の材料は、AlN、Mo、Wの何れかである、
ことを特徴とするヒートシンク。
A heat sink for cooling a semiconductor element,
A first plate-like portion having a plate-like first member and a first metal layer covering the first member;
A second plate-shaped portion having a first copper plate portion and a second metal layer covering the first copper plate portion;
A third plate having a second copper plate and a third metal layer covering the second copper plate,
The third plate-like portion, the first plate-like portion , and the second plate-like portion are laminated in order,
The second plate-like portion has a first recess provided on a main surface on the first plate-like portion side,
The third plate-like portion has a second recess provided on the main surface on the first plate-like portion side,
The first plate-like portion has a through hole communicating with the first concave portion and the second concave portion,
The first metal layer has a first Ni plating layer, a first Au plating layer, and a first AuSn solder layer,
The first Ni plating layer, the first Au plating layer, and the first AuSn solder layer are sequentially laminated on the member of the first member,
The second metal layer has a second Ni plating layer, a second Au plating layer, and a second AuSn solder layer,
The second Ni plating layer, the second Au plating layer, and the second AuSn solder layer are sequentially laminated on the first copper plate portion.
The third metal layer has a third Ni plating layer, a third Au plating layer, and a third AuSn solder layer,
The third Ni plating layer, the third Au plating layer, and the third AuSn solder layer are sequentially stacked on the second copper plate portion,
The first metal layer is bonded to the second metal layer on the second plate-like portion side and to the third metal layer on the third plate-like portion side. A portion that is on the second plate-like portion side and is separated from the second metal layer on the first recess, and that is on the third plate-like portion side and the second plate portion side. And a portion spaced from the third metal layer on the concave portion of
The joint surface between the first plate-like portion and the second plate-like portion is a joint surface between the first AuSn solder layer and the second AuSn solder layer,
The joint surface between the first plate-like portion and the third plate-like portion is a joint surface between the first AuSn solder layer and the third AuSn solder layer,
The material of the first member is any one of AlN, Mo, and W.
A heat sink characterized by that.
前記第2の板状部は、板状の第2の部材と、第3の銅板部と、前記第3の銅板部を被覆する第4の金属層とを更に有し、
前記第3の板状部は、板状の第3の部材と、第4の銅板部と、前記第4の銅板部を被覆する第5の金属層とを更に有し、
前記第2の部材は、前記第2の金属層を介して前記第1の銅板部上に設けられ、
前記第3の銅板部は、前記第4の金属層を介して前記第2の部材上に設けられ、
前記第3の部材は、前記第3の金属層を介して前記第2の銅板部上に設けられ、
前記第4の銅板部は、前記第5の金属層を介して前記第3の部材上に設けられており、
前記第2の部材の材料及び前記第3の部材の材料は、何れも、AlN、Mo、Wの何れかである、
ことを特徴とする請求項1に記載されているヒートシンク。
The second plate-like portion further includes a plate-like second member, a third copper plate portion, and a fourth metal layer covering the third copper plate portion,
The third plate-like portion further includes a plate-like third member, a fourth copper plate portion, and a fifth metal layer covering the fourth copper plate portion,
The second member is provided on the first copper plate part via the second metal layer,
The third copper plate portion is provided on the second member via the fourth metal layer,
The third member is provided on the second copper plate portion via the third metal layer,
The fourth copper plate portion is provided on the third member via the fifth metal layer,
The material of the second member and the material of the third member are either AlN, Mo, or W.
The heat sink according to claim 1.
前記第4の金属層は、第4のNiメッキ層と第4のAuメッキ層とを含み、
前記第5の金属層は、第5のNiメッキ層と第5のAuメッキ層とを含む、
ことを特徴とする請求項2に記載されているヒートシンク。
The fourth metal layer includes a fourth Ni plating layer and a fourth Au plating layer,
The fifth metal layer includes a fifth Ni plating layer and a fifth Au plating layer,
A heat sink according to claim 2.
JP2009289426A 2009-12-21 2009-12-21 heatsink Expired - Fee Related JP5307702B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009289426A JP5307702B2 (en) 2009-12-21 2009-12-21 heatsink

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009289426A JP5307702B2 (en) 2009-12-21 2009-12-21 heatsink

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011129829A JP2011129829A (en) 2011-06-30
JP5307702B2 true JP5307702B2 (en) 2013-10-02

Family

ID=44292077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009289426A Expired - Fee Related JP5307702B2 (en) 2009-12-21 2009-12-21 heatsink

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5307702B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7807803B2 (en) * 2022-06-29 2026-01-28 株式会社テクニスコ heat sink

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4014549B2 (en) * 2003-09-18 2007-11-28 富士電機システムズ株式会社 Heat sink and manufacturing method thereof
DE102004002841B3 (en) * 2004-01-12 2005-05-04 Schulz-Harder, Jürgen, Dr.-Ing. Process for production of plate-like stack elements, especially of coolers, cooler elements or heat sinks made from such elements useful for cooling high power electrical components or modules
JP4675690B2 (en) * 2005-06-20 2011-04-27 浜松ホトニクス株式会社 Laser stack equipment
JP2008300596A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Sony Corp Heat sink and semiconductor laser device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011129829A (en) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5344888B2 (en) Semiconductor device
JP6044097B2 (en) Power module substrate with heat sink, power module substrate with cooler, and power module
JP6323522B2 (en) Power module board with cooler
JP4929612B2 (en) Semiconductor laser device and heat sink
JP4626517B2 (en) Laser diode assembly
JP2002203932A (en) Heat dissipation board for semiconductor power element, its conductor plate, heat sink material and solder material
JP6189015B2 (en) Radiator and method of manufacturing radiator
CN110809841A (en) Semiconductor laser device
CN115274465A (en) Power semiconductor device
JP6468028B2 (en) Power module board with heat sink
JP5642336B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2018070343A1 (en) Semiconductor device
CN111448654A (en) Heat sink for electronic components, electronic assembly having such heat sink and method of manufacturing such heat sink
JP5028217B2 (en) Optical device mounting method
JP6576137B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method of semiconductor laser device
JP6139331B2 (en) Power module
JP5853724B2 (en) Manufacturing method of power module substrate with heat sink
JP5307702B2 (en) heatsink
JP2007088030A (en) Semiconductor device
JP6972174B2 (en) Semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices
TWI276210B (en) Electronic component package and joined assembly
JP4407509B2 (en) Insulated heat transfer structure and power module substrate
JP5648705B2 (en) Power module substrate with heat sink, power module with heat sink and power module substrate with buffer layer
KR20140042683A (en) Semiconductor unit and method for manufacturing the same
JP5363361B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120725

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130521

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130605

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130625

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130627

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees