JP6928440B2 - Semiconductor laser device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device.
従来の半導体レーザ装置として、例えば特許文献1に記載の半導体レーザ装置がある。この半導体レーザ装置では、サブマウントに固定された半導体レーザ素子を積層した積層構造体を絶縁基板上に配置している。この半導体レーザ装置は、レーザ光の発振方向の反対側で冷却がなされる背面冷却構造となっている。サブマウントは、絶縁基板上の導体パターンに対してハンダ接合されており、レーザ発振時に半導体レーザ素子で発生した熱は、サブマウントを介して絶縁基板側に放熱されるようになっている。 As a conventional semiconductor laser device, for example, there is a semiconductor laser device described in Patent Document 1. In this semiconductor laser device, a laminated structure in which semiconductor laser elements fixed to a submount are laminated is arranged on an insulating substrate. This semiconductor laser device has a back cooling structure in which cooling is performed on the opposite side of the laser beam oscillation direction. The submount is solder-bonded to the conductor pattern on the insulating substrate, and the heat generated by the semiconductor laser element during laser oscillation is dissipated to the insulating substrate side via the submount.
近年では、上述のような背面冷却構造を有する半導体レーザ装置の光密度を向上させることが要求されている。光密度の向上のためには、絶縁基板上に配置される積層構造体における半導体レーザ素子の積層ピッチを狭くし、半導体レーザ素子を高集積化する必要がある。しかしながら、半導体レーザ素子の積層ピッチを狭めていくと、積層方向に隣り合うサブマウント同士の間隔が狭くなるため、サブマウントと導体パターンとの接合に用いられるハンダによるリークが生じ易くなるおそれがある。 In recent years, it has been required to improve the light density of a semiconductor laser device having the back cooling structure as described above. In order to improve the light density, it is necessary to narrow the stacking pitch of the semiconductor laser elements in the laminated structure arranged on the insulating substrate and to highly integrate the semiconductor laser elements. However, if the stacking pitch of the semiconductor laser element is narrowed, the distance between the submounts adjacent to each other in the stacking direction becomes narrower, so that there is a possibility that leakage due to the solder used for joining the submount and the conductor pattern is likely to occur. ..
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、サブマウント間のリークを抑制でき、半導体レーザ素子を高集積化できる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device capable of suppressing leakage between submounts and highly integrating a semiconductor laser element.
本発明の一側面に係る半導体レーザ装置は、導体パターンが一面側に形成された伝熱性の絶縁基板と、サブマウントに半導体レーザ素子を固定してなるレーザユニットを積層してなる積層構造体と、を有し、積層構造体は、レーザユニットの積層方向が絶縁基板の面内方向となるように絶縁基板の一面側に配置され、サブマウントは、ハンダによって導体パターンに接合され、接合部分において、サブマウント及び導体パターンの少なくとも一方には、相手方に向かって突出する突出部分が設けられ、積層方向に対する突出部分の幅は、積層方向に対するサブマウントの幅よりも小さくなっている。 The semiconductor laser apparatus according to one aspect of the present invention includes a laminated structure in which a heat-conducting insulating substrate having a conductor pattern formed on one surface side and a laser unit having a semiconductor laser element fixed to a submount are laminated. The laminated structure has , At least one of the submount and the conductor pattern is provided with a protruding portion protruding toward the other side, and the width of the protruding portion with respect to the stacking direction is smaller than the width of the submount with respect to the stacking direction.
この半導体レーザ装置では、サブマウントと導体パターンとの接合部分において、サブマウント及び導体パターンの少なくとも一方に突出部分が設けられている。この突出部分により、サブマウントと絶縁基板との間にハンダの逃げ部が形成されると共に、接合の際に溶融するハンダが突出部分の形状に沿って流れるため、積層構造体の積層方向にハンダが拡がることを抑制できる。したがって、半導体レーザ素子の積層ピッチが狭い場合でもハンダによるリークの発生が抑えられ、積層構造体における半導体レーザ素子の高集積化を実現できる。 In this semiconductor laser device, at the joint portion between the submount and the conductor pattern, a protruding portion is provided on at least one of the submount and the conductor pattern. This protruding portion forms a solder relief portion between the submount and the insulating substrate, and the solder that melts during joining flows along the shape of the protruding portion, so that the solder is soldered in the stacking direction of the laminated structure. Can be suppressed from spreading. Therefore, even when the stacking pitch of the semiconductor laser element is narrow, the occurrence of leakage due to soldering can be suppressed, and high integration of the semiconductor laser element in the laminated structure can be realized.
また、レーザユニットは、サブマウントの一面側のみに半導体レーザ素子を固定してなるものであってもよい。こうすると、サブマウントの両面に半導体レーザ素子を固定する場合に比べて積層構造体における半導体レーザ素子の高集積化を実現できる。また、半導体レーザ素子を高集積化した場合でも、サブマウントと絶縁基板との間に形成されたハンダの逃げ部により、ハンダによるリークの発生が効果的に抑えられる。 Further, the laser unit may be formed by fixing the semiconductor laser element only on one surface side of the submount. By doing so, it is possible to realize high integration of the semiconductor laser element in the laminated structure as compared with the case where the semiconductor laser element is fixed on both sides of the submount. Further, even when the semiconductor laser element is highly integrated, the occurrence of leakage due to the solder is effectively suppressed by the relief portion of the solder formed between the submount and the insulating substrate.
また、突出部分は、絶縁基板の一面側に突起状に設けられた導電部材によって、導体パターン側に設けられていてもよい。この場合、簡単な構成で突出部分を設けることができ、接合部分においてサブマウントと導体パターンとをしっかりと接合できる。 Further, the protruding portion may be provided on the conductor pattern side by a conductive member provided in a protruding shape on one surface side of the insulating substrate. In this case, the protruding portion can be provided with a simple configuration, and the submount and the conductor pattern can be firmly joined at the joining portion.
また、絶縁基板の一面側は、凹凸面となっており、突出部分は、凹凸面の凸部によって、導体パターン側に設けられていてもよい。この場合、簡単な構成で突出部分を設けることができ、接合部分においてサブマウントと導体パターンとをしっかりと接合できる。 Further, one surface side of the insulating substrate is an uneven surface, and the protruding portion may be provided on the conductor pattern side by the convex portion of the uneven surface. In this case, the protruding portion can be provided with a simple configuration, and the submount and the conductor pattern can be firmly joined at the joining portion.
また、突出部分は、サブマウントにおける絶縁基板側の端部に設けられた突起によって、サブマウント側に設けられていてもよい。この場合、簡単な構成で突出部分を設けることができ、接合部分においてサブマウントと導体パターンとをしっかりと接合できる。 Further, the protruding portion may be provided on the submount side by a protrusion provided on the end portion of the submount on the insulating substrate side. In this case, the protruding portion can be provided with a simple configuration, and the submount and the conductor pattern can be firmly joined at the joining portion.
また、突出部分は、絶縁基板の一面側に突起状に設けられた導電部材と、サブマウントにおける絶縁基板側の端部に設けられた突起とによって、導体パターン側及びサブマウント側の双方に設けられていてもよい。導体パターン側及びサブマウント側の双方に突出部分が設けられることで、ハンダの逃げ部を大きく確保できる。したがって、ハンダによるリークを一層確実に抑制できる。 Further, the protruding portion is provided on both the conductor pattern side and the submount side by the conductive member provided in a protrusion shape on one surface side of the insulating substrate and the protrusion provided on the end portion of the submount on the insulating substrate side. It may have been. By providing the protruding portions on both the conductor pattern side and the sub-mount side, it is possible to secure a large relief portion for the solder. Therefore, leakage due to solder can be suppressed more reliably.
また、突出部分は、絶縁基板側に向かって裾広がりとなるように断面台形状をなしていてもよい。こうすると、サブマウント側から絶縁基板側への放熱性を高めることが可能となる。 Further, the protruding portion may have a trapezoidal cross section so that the hem expands toward the insulating substrate side. By doing so, it is possible to improve the heat dissipation from the submount side to the insulating substrate side.
本発明によれば、サブマウント間のリークを抑制でき、半導体レーザ素子を高集積化できる。 According to the present invention, leakage between submounts can be suppressed, and a semiconductor laser device can be highly integrated.
以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る半導体レーザ装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
[第1実施形態]
Hereinafter, preferred embodiments of the semiconductor laser device according to one aspect of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
図1は、第1実施形態に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略断面図である。同図に示すように、半導体レーザ装置1は、ヒートシンク2と、絶縁基板3と、半導体レーザバー(半導体レーザ素子)4及びサブマウント5によって構成されたレーザユニット6を積層してなる積層構造体7とを備えて構成されている。半導体レーザ装置1は、レーザ光の発振方向の反対側で冷却がなされる背面冷却構造となっており、レーザ発振時に半導体レーザバー4で発生した熱が、サブマウント5及び絶縁基板3を介してヒートシンク2側に放熱されるようになっている。ヒートシンク2は、例えば銅(Cu)などの高い伝熱性を有する材料によって肉厚の板状に形成されている。ヒートシンクの内部には、冷却水などの流路が形成されていてもよい。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser device according to the first embodiment. As shown in the figure, the semiconductor laser device 1 is a laminated
絶縁基板3は、例えば窒化アルミニウム(AlN)などの伝熱性及び電気絶縁性を有する材料によって板状に形成されている。絶縁基板3の他の形成材料としては、炭化珪素(SiC)、ダイヤモンドなどが挙げられる。絶縁基板3の一面側には、導体パターン8が設けられている。また、絶縁基板3の他面側には、金属層9が設けられている。絶縁基板3の他面側は、全面にわたってヒートシンク2の一面側に接合されている。ヒートシンク2と絶縁基板3との接合には、鉛フリーの観点から、例えばインジウム(In)ハンダ、SnAgCuハンダなどが用いられる。
The
導体パターン8は、例えば絶縁基板3の表面側から順に積層されたチタン(Ti)/銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)の4層の金属層によって構成されている。導体パターン8は、例えば所定のマスクを用いた蒸着によって形成される。金属層9は、導体パターン8と同様に、チタン(Ti)/銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)の4層の金属層によって構成されている。金属層9は、例えば蒸着によって形成される。導体パターン8の厚さは、金属層9の厚さと等しいか、若しくは金属層9の厚さよりも僅かに大きくなっている。これにより、導体パターン8及び金属層9の形成に起因する絶縁基板3の反りを抑えることができる。
The
積層構造体7は、複数のレーザユニット6を積層して構成されている。積層構造体7は、レーザユニット6の積層方向と絶縁基板3の面内方向とが一致するように絶縁基板3の一面側に配置されている。レーザユニット6は、図2に示すように、サブマウント5の片面側のみに半導体レーザバー4を固定してなるユニットである。積層方向に隣接するレーザユニット6,6同士は、サブマウント5と半導体レーザバー4とが交互に配置されるように向きを揃えた状態で接合されている(図1参照)。
The laminated
レーザユニット6,6同士の接合には、例えばヒートシンク2と絶縁基板3との接合に用いられるハンダよりも高融点のハンダが用いられる。このようなハンダとしては、例えば金錫ハンダが挙げられる。積層構造体7において、積層構造体7の一方の積層端に位置するレーザユニット6に対しては、当該レーザユニット6におけるサブマウント5との間で半導体レーザバー4を挟み込むように、追加のサブマウント5が接合されている。レーザユニット6,6同士の接合には、ヒートシンク2と絶縁基板3との接合に用いられるハンダよりも高融点のハンダが用いられる。このようなハンダとしては、例えば金錫ハンダが挙げられる。
For joining the
サブマウント5は、例えば銅タングステン(CuW)などの熱導電性及び電気伝導性を有する材料によって板状に形成されている。サブマウント5の他の構成材料としては、窒化アルミニウム(AlN)、炭化珪素(SiC)、タングステン(W)、銅モリブデン(MoCu)複合材料、銅ダイヤモンド複合材料などが挙げられる。サブマウント5の表面には、ニッケル(Ni)/金(Au)による2層のめっき層、或いはクロム(Cr)/白金(Pt)/金(Au)による3層のめっき層が形成されていてもよい。各サブマウント5において、絶縁基板3(導体パターン8)側を向く一端面5a(図2参照)は、絶縁基板3上の導体パターン8に対してハンダ接合されている。各サブマウント5と導体パターン8との接合には、例えばインジウム(In)ハンダが用いられる。この接合部分の詳細については後述する。
The
半導体レーザバー4は、例えば板状をなしている。半導体レーザバー4の先端面は、図2に示すように、複数の発光領域を有する出射端面4aとなっている。半導体レーザバー4は、出射端面4aとサブマウント5の他端面5bとが面一になるようにサブマウント5の一面側に接合されている。半導体レーザバー4とサブマウント5との接合には、レーザユニット6,6同士の接合と同様に、ヒートシンク2と絶縁基板3との接合に用いられるハンダよりも高融点のハンダが用いられる。このようなハンダとしては、例えば金錫ハンダが挙げられる。
The
半導体レーザバー4は、化合物半導体からなる基板を有しており、発光領域に対応する位置に活性層が位置し、活性層の両側にクラッド層が位置している。基板の材料としては、ヒ化ガリウム(GaAs)、窒化ガリウム(GaN)、ヒ化アルミニウムガリウム(AlGaAs),(リン化ガリウム)GaP、窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)、リン化インジウム(InP)などが挙げられる。本実施形態では、例えば基板の主成分はヒ化ガリウム(GaAs)である。活性層にはヒ化ガリウムに加えてインジウム(In)が含まれ、クラッド層にはヒ化ガリウムに加えてアルミニウム(Al)が含まれている。
The
以上のような半導体レーザ装置1を駆動する場合、積層構造体7の一方の積層端に位置するサブマウント5に接続されている導体パターン8(8A)と、積層構造体7の他方の積層体に位置するサブマウント5に接続されている導体パターン8(8B)との間に駆動電圧を印加する。これにより、積層構造体7に含まれる全ての半導体レーザバー4に駆動電流が供給され、出射端面4aの複数の発光領域からそれぞれレーザ光が発振する。レーザ発振時に半導体レーザバー4で発生した熱は、隣接するサブマウント5から絶縁基板3に伝わり、ヒートシンク2側に放熱される。
When driving the semiconductor laser device 1 as described above, the conductor pattern 8 (8A) connected to the
続いて、上述したサブマウント5と導体パターン8との接合部分の詳細な構成について説明する。
Subsequently, a detailed configuration of the joint portion between the
図3は、サブマウントと導体パターンとの接合部分を示す要部拡大断面図である。同図に示すように、接合部分Pにおいて、サブマウント5及び導体パターン8の少なくとも一方には、相手方に向かって突出する突出部分11が設けられている。本実施形態では、突出部分11は、絶縁基板3の一面側に突起状に設けられた導電部材12によって、導体パターン8側に設けられている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a joint portion between the submount and the conductor pattern. As shown in the figure, in the joint portion P, at least one of the
導電部材12は、例えば銅などの導電性を有する部材によって構成されている。導電部材12は、例えば所定のマスクを用いた蒸着によって、絶縁基板3の一面側と各サブマウント5との間にパターニングされている。導電部材12は、例えば断面矩形状をなし、サブマウント5の奥行方向(図2における紙面の奥行方向)に延在している。導電部材12の頂部には、複数の金属層からなる上述の導体パターン8が設けられている。また、導電部材12及び導体パターン8を覆うように、例えば上述したインジウム(In)ハンダによるハンダ層13が設けられている。
The
絶縁基板3の一面側からの突出部分11の高さは、例えば0.05mm〜0.5mm程度となっている。一方、積層構造体7の積層方向に対する突出部分11の幅W1は、積層方向に対するサブマウント5の幅W2よりも小さくなっている。例えばサブマウント5の幅W2が0.25mmである場合、突出部分11の幅W1は、0.05mm以上0.24mm未満、好ましくは0.1mm以上0.2mm未満となっている。これにより、突出部分11は、サブマウント5の高さ方向(絶縁基板3の法線方向)から見てサブマウント5からはみ出ない範囲に位置し、サブマウント5の一端面5aと絶縁基板3の一面側との間には、ハンダの逃げ部となる空間Sが突出部分11の両側に形成されている。
The height of the protruding
なお、ハンダ層13の裾部(絶縁基板3上に位置する部分)13aは、サブマウント5の高さ方向から見てサブマウント5からはみ出ない範囲に位置することが好ましいが、隣接する突出部分11におけるハンダ層13の裾部13aと十分に間隔を有する限り、サブマウント5から僅かにはみ出していてもよい。
The hem portion (portion located on the insulating substrate 3) 13a of the
このような突出部分11を有しない構成(比較例)では、サブマウント5と絶縁基板3との間にハンダの逃げ部となる空間Sが形成されない。このため、接合の際に溶融するハンダが絶縁基板3の一面側に沿って流れ、隣り合うサブマウント5と導体パターン8とを接合するハンダに接触してしまうことが考えられる。
In such a configuration without the protruding portion 11 (comparative example), a space S serving as a solder relief portion is not formed between the
これに対し、半導体レーザ装置1では、突出部分11により、サブマウント5と絶縁基板3との間にハンダの逃げ部が形成されると共に、接合の際に溶融するハンダが突出部分11の形状に従って流れるため、積層構造体7の積層方向にハンダが拡がることを抑制できる。したがって、半導体レーザバー4の積層ピッチが狭い場合でもハンダによるリークの発生が抑えられ、積層構造体7における半導体レーザバー4の高集積化を実現できる。
On the other hand, in the semiconductor laser device 1, the protruding
また、半導体レーザ装置1では、サブマウント5の一面側のみに半導体レーザバー4を固定してなるレーザユニット6が用いられている。これにより、サブマウント5の両面に半導体レーザバー4を固定する場合に比べて積層構造体7における半導体レーザバー4の高集積化を実現できる。また、半導体レーザバー4を高集積化した場合でも、サブマウント5と絶縁基板3との間に形成されたハンダの逃げ部により、ハンダによるリークの発生が効果的に抑えられる。
Further, in the semiconductor laser device 1, a
また、本実施形態では、絶縁基板3の一面側に突起状に設けられた導電部材12によって、導体パターン8側に突出部分11が設けられている。この場合、簡単な構成で突出部分11を設けることができ、接合部分Pにおいてサブマウント5と導体パターン8とをしっかりと接合できる。ハンダ層13が導電部材12及び導体パターン8を覆うように設けられていることで、接合の際に溶融するハンダが突出部分11の側面形状に従って絶縁基板3側に流れるため、積層構造体7の積層方向にハンダが拡がることを一層確実に抑制される。
[第2実施形態]
Further, in the present embodiment, the protruding
[Second Embodiment]
図4は、第2実施形態に係る半導体レーザ装置のサブマウントと導体パターンとの接合部分を示す要部拡大断面図である。同図に示すように、第2実施形態では、サブマウント5と導体パターン8との接合部分Pの構成が第1実施形態と異なっている。他の構成については、第1実施形態と同様である。より具体的には、第2実施形態では、導電性を有する部材の蒸着ではなく、絶縁基板3の一面側にエッチング等を施すことによって設けられた凹凸面3aの凸部14によって、導体パターン8側に突出部分11が設けられている。導体パターン8は、凸部14の頂部に設けられ、ハンダ層13は、凸部14及び導体パターン8を覆うように設けられている。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a joint portion between the submount of the semiconductor laser apparatus according to the second embodiment and the conductor pattern. As shown in the figure, in the second embodiment, the configuration of the joint portion P between the
このような構成においても、サブマウント5の幅W2よりも小さい幅W1を有する突出部分11により、サブマウント5と絶縁基板3との間にハンダの逃げ部が形成されると共に、接合の際に溶融するハンダが突出部分11の形状に従って流れるため、積層構造体7の積層方向にハンダが拡がることを抑制できる。したがって、半導体レーザバー4の積層ピッチが狭い場合でもハンダによるリークの発生が抑えられ、積層構造体7における半導体レーザバー4の高集積化を実現できる。また、簡単な構成で突出部分11を設けることができ、接合部分Pにおいてサブマウント5と導体パターン8とをしっかりと接合できる。
[第3実施形態]
Even in such a configuration, the protruding
[Third Embodiment]
図5は、第3実施形態に係る半導体レーザ装置のサブマウントと導体パターンとの接合部分を示す要部拡大断面図である。同図に示すように、第3実施形態では、サブマウント5と導体パターン8との接合部分Pの構成が第1実施形態と更に異なっている。他の構成については、第1実施形態と同様である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a joint portion between the submount of the semiconductor laser apparatus according to the third embodiment and the conductor pattern. As shown in the figure, in the third embodiment, the configuration of the joint portion P between the
より具体的には、第3実施形態では、サブマウント5における絶縁基板3側の一端面5aに設けられた突起15によって、サブマウント5側に突出部分11が設けられている。突起15は、例えばサブマウント5の端部の切削によって形成される。ハンダ層13は、サブマウント5側の突起15を覆うように設けられ、導体パターン8は、所定のマスクを用いた蒸着によって絶縁基板3の一面側に直接に形成されている。
More specifically, in the third embodiment, the protruding
このような構成においても、サブマウント5の幅W2よりも小さい幅W1を有する突出部分11により、サブマウント5と絶縁基板3との間にハンダの逃げ部が形成されると共に、接合の際に溶融するハンダが突出部分11の形状に従って流れるため、積層構造体7の積層方向にハンダが拡がることを抑制できる。したがって、半導体レーザバー4の積層ピッチが狭い場合でもハンダによるリークの発生が抑えられ、積層構造体7における半導体レーザバー4の高集積化を実現できる。また、簡単な構成で突出部分11を設けることができ、接合部分Pにおいてサブマウント5と導体パターン8とをしっかりと接合できる。
[第4実施形態]
Even in such a configuration, the protruding
[Fourth Embodiment]
図6は、第4実施形態に係る半導体レーザ装置のサブマウントと導体パターンとの接合部分を示す要部拡大断面図である。同図に示すように、第4実施形態では、サブマウント5と導体パターン8との接合部分Pの構成が第1実施形態と更に異なっている。他の構成については、第1実施形態と同様である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a joint portion between the submount of the semiconductor laser apparatus according to the fourth embodiment and the conductor pattern. As shown in the figure, in the fourth embodiment, the configuration of the joint portion P between the
より具体的には、第4実施形態では、絶縁基板3の一面側に突起状に設けられた導電部材12と、サブマウント5における絶縁基板3側の一端面5aに設けられた突起15とによって、導体パターン8側及びサブマウント5側の双方に突出部分11が設けられている。第1実施形態と同様に、導体パターン8は、導電部材12の頂部に設けられ、ハンダ層13は、導電部材12及び導体パターン8を覆うように設けられている。
More specifically, in the fourth embodiment, the
このような構成においても、サブマウント5の幅W2よりも小さい幅W1を有する突出部分11により、サブマウント5と絶縁基板3との間にハンダの逃げ部が形成されると共に、接合の際に溶融するハンダが突出部分11の形状に従って流れるため、積層構造体7の積層方向にハンダが拡がることを抑制できる。したがって、半導体レーザバー4の積層ピッチが狭い場合でもハンダによるリークの発生が抑えられ、積層構造体7における半導体レーザバー4の高集積化を実現できる。また、簡単な構成で突出部分11を設けることができ、接合部分Pにおいてサブマウント5と導体パターン8とをしっかりと接合できる。さらに、導体パターン8側及びサブマウント5側の双方に突出部分11が設けられることで、ハンダの逃げ部を大きく確保できる。したがって、ハンダによるリークを一層確実に抑制できる。
[変形例]
Even in such a configuration, the protruding
[Modification example]
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、積層方向に対する突出部分11の中心位置と、積層方向に対するサブマウント5の中心位置とが一致しているが、突出部分11の中心位置は、サブマウント5の中心位置に対して片側にずれていてもよい。また、例えば積層構造体7において、図3又は図4に示した突出部分11の構成と、図5に示した突出部分11の構成とを交互に設けてもよい。この場合、隣り合う接合部分P同士でハンダ層13の裾部13aの位置が反転するため、ハンダによるリークの発生を一層好適に抑制できる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the center position of the protruding
また、上記実施形態では、断面矩形の突出部分11を例示したが、突出部分11の断面形状は、矩形状に限られず、三角形状や円形状といった他の形状であってもよい。他の断面形状を適用する場合、積層方向に対する突出部分11の最大幅が、積層方向に対するサブマウント5の幅よりも小さくなっていればよい。また、例えば断面台形状の突出部分11を採用する場合には、絶縁基板3側に向かって裾広がりとなるように突出部分11を形成することが好ましい。こうすることで、サブマウント5側から絶縁基板3側への放熱性を高めることが可能となる。
Further, in the above embodiment, the protruding
このような構成を第1実施形態に適用する場合には、例えば図7に示すように、絶縁基板3側に向かって裾広がりとなる断面台形状の導電部材12を絶縁基板3の一面側に設け、導電部材12及び導体パターン8を覆うようにハンダ層13を設ければよい。図示しないが、第2実施形態に適用する場合には、絶縁基板3の凹凸面3aの凸部14を絶縁基板3側に向かって裾広がりとなる断面台形状に設け、導電部材12及び導体パターン8を覆うようにハンダ層13を設ければよい。
When such a configuration is applied to the first embodiment, for example, as shown in FIG. 7, a
また、第3実施形態に適用する場合には、図8に示すように、絶縁基板3側に向かって裾広がりとなる断面台形状の突起15をサブマウント5の一端面5aに設け、突起15を覆うようにハンダ層13を設ければよい。図示しないが、第4実施形態に適用する場合には、サブマウント5の一端面5a側の突起15の頂面の幅と導電部材12の頂面の幅とを略一致させ、突起15と導電部材12とを合わせたときに絶縁基板3側に向かって裾広がりとなる断面台形状の突出部分11を構成すればよい。
Further, when applied to the third embodiment, as shown in FIG. 8, a
1…半導体レーザ装置、3…絶縁基板、3a…凹凸面、4…半導体レーザバー(半導体レーザ素子)、5…サブマウント、6…レーザユニット、7…積層構造体、8…導体パターン、11…突出部分、12…導電部材、13…ハンダ層(ハンダ)、14…凸部、15…突起、P…接合部分、W1…突出部分の幅、W2…サブマウントの幅。 1 ... Semiconductor laser device, 3 ... Insulated substrate, 3a ... Concavo-convex surface, 4 ... Semiconductor laser bar (semiconductor laser element), 5 ... Submount, 6 ... Laser unit, 7 ... Laminated structure, 8 ... Conductor pattern, 11 ... Projection Part, 12 ... Conductive member, 13 ... Solder layer (solder), 14 ... Convex part, 15 ... Projection, P ... Joint part, W1 ... Protruding part width, W2 ... Submount width.
Claims (7)
サブマウントに半導体レーザ素子を固定してなるレーザユニットを積層してなる積層構造体と、を有し、
前記積層構造体は、前記レーザユニットの積層方向が前記絶縁基板の面内方向となるように前記絶縁基板の前記一面側に配置され、
前記サブマウント及び前記導体パターンの少なくとも一方には、相手方に向かって突出する突出部分が設けられ、
前記積層方向に対する前記突出部分の幅は、前記積層方向に対する前記サブマウントの幅よりも小さくなっており、
前記サブマウントと前記導体パターンとは、前記突出部分を覆うハンダによって互いに接合され、
前記積層方向における前記突出部分の両側には、前記ハンダの逃げ部となる空間が前記サブマウントの平坦面と前記絶縁基板の平坦面とによって形成され、
前記突出部分を覆う前記ハンダの裾部は、前記絶縁基板の法線方向から見て前記サブマウントから前記積層方向にはみ出ない範囲に位置している半導体レーザ装置。 A heat-conducting insulating substrate with a conductor pattern formed on one side,
It has a laminated structure in which a laser unit in which a semiconductor laser element is fixed to a submount is laminated.
The laminated structure is arranged on the one side of the insulating substrate so that the laminating direction of the laser unit is the in-plane direction of the insulating substrate .
The least one of the previous SL submount and the conductor pattern is provided with a projecting portion projecting toward the other party,
The width of the protruding portion with respect to the stacking direction is smaller than the width of the submount with respect to the stacking direction.
Wherein the sub-mount and the conductor pattern, thus joined together the solder covering the projecting portion,
Spaces serving as escape portions for the solder are formed on both sides of the protruding portion in the stacking direction by the flat surface of the submount and the flat surface of the insulating substrate.
A semiconductor laser device in which the hem of the solder covering the protruding portion is located in a range not protruding from the submount in the stacking direction when viewed from the normal direction of the insulating substrate.
前記突出部分は、前記凹凸面の凸部によって、前記導体パターン側に設けられている請求項1又は2記載の半導体レーザ装置。 One side of the insulating substrate is an uneven surface.
The semiconductor laser device according to claim 1 or 2, wherein the protruding portion is provided on the conductor pattern side by a convex portion of the uneven surface.
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