JPH04286178A - 半導体レーザ用ヒートシンク - Google Patents
半導体レーザ用ヒートシンクInfo
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- JPH04286178A JPH04286178A JP7469991A JP7469991A JPH04286178A JP H04286178 A JPH04286178 A JP H04286178A JP 7469991 A JP7469991 A JP 7469991A JP 7469991 A JP7469991 A JP 7469991A JP H04286178 A JPH04286178 A JP H04286178A
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ用ヒート
シンクに関する。より詳細には、本発明は、半導体レー
ザに装着して使用するためのヒートシンクであって、特
に、半導体レーザとの熱的な不整合を軽減した新規な半
導体レーザ用ヒートシンクの構成に関する。
シンクに関する。より詳細には、本発明は、半導体レー
ザに装着して使用するためのヒートシンクであって、特
に、半導体レーザとの熱的な不整合を軽減した新規な半
導体レーザ用ヒートシンクの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＩＩ−Ｖ族化合物であるＧａＡｓ等に
代表される化合物半導体により形成された半導体レーザ
は、動作中に半導体レーザ自体が発熱する。そこで、発
生した熱を効率良く拡散させる目的でヒートシンクを装
着して使用される。
代表される化合物半導体により形成された半導体レーザ
は、動作中に半導体レーザ自体が発熱する。そこで、発
生した熱を効率良く拡散させる目的でヒートシンクを装
着して使用される。
【０００３】図２は、従来の一般的なヒートシンク１と
、そのヒートシンク１を装着された半導体レーザ２との
構成を示す断面図である。
、そのヒートシンク１を装着された半導体レーザ２との
構成を示す断面図である。
【０００４】同図に示すように、ヒートシンク１は、搭
載面にＡｕ鍍金層１２を備えた放熱部１１により構成さ
れている。放熱部１１の材料としてはＣｕ等が知られて
いる。
載面にＡｕ鍍金層１２を備えた放熱部１１により構成さ
れている。放熱部１１の材料としてはＣｕ等が知られて
いる。
【０００５】一方、半導体レーザ２は、ｐ側電極２１、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２、ｎ型ブロック層２３、
ｐ型クラッド層２４、活性層２５、ｎ型クラッド層２６
、ｎ型ＧａＡｓ基板２７およびｎ側電極層２８を順次積
層した構成となっている。
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２、ｎ型ブロック層２３、
ｐ型クラッド層２４、活性層２５、ｎ型クラッド層２６
、ｎ型ＧａＡｓ基板２７およびｎ側電極層２８を順次積
層した構成となっている。
【０００６】以上のように構成された半導体レーザ２は
、ヒートシンク１上に、熱間圧着により固定される。
、ヒートシンク１上に、熱間圧着により固定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図２に示すようにして
使用されるヒートシンク１において、その主要部材であ
る放熱部１１の材料は、それぞれ以下のような特徴を有
している。
使用されるヒートシンク１において、その主要部材であ
る放熱部１１の材料は、それぞれ以下のような特徴を有
している。
【０００８】即ち、Ｃｕ等の材料は特に熱伝導性に優れ
、半導体レーザの発生する熱を速やかに拡散するという
点では極めて優れた材料である。しかしながら、このよ
うな材料の熱膨張率は、半導体レーザの主材料であるＧ
ａＡｓの熱膨張率 ６．５×１０−６ ｄｅｇ−１に対
して、約 ２．６倍の１７×１０−６ ｄｅｇ−１と大
きく異なっている。このため、熱間圧着により半導体レ
ーザ２を実装した場合に、熱的な不整合に起因する応力
が半導体レーザ２に残留し、半導体レーザ２の長期信頼
性が顕著に劣化するという問題がある。
、半導体レーザの発生する熱を速やかに拡散するという
点では極めて優れた材料である。しかしながら、このよ
うな材料の熱膨張率は、半導体レーザの主材料であるＧ
ａＡｓの熱膨張率 ６．５×１０−６ ｄｅｇ−１に対
して、約 ２．６倍の１７×１０−６ ｄｅｇ−１と大
きく異なっている。このため、熱間圧着により半導体レ
ーザ２を実装した場合に、熱的な不整合に起因する応力
が半導体レーザ２に残留し、半導体レーザ２の長期信頼
性が顕著に劣化するという問題がある。
【０００９】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、ＧａＡｓとの熱膨張率の整合性が高く、且つ
、熱伝導性にも優れた新規なヒートシンクを提供するこ
とをその目的としている。
を解決し、ＧａＡｓとの熱膨張率の整合性が高く、且つ
、熱伝導性にも優れた新規なヒートシンクを提供するこ
とをその目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に従うと、
半導体レーザに装着して使用する半導体レーザ用ヒート
シンクであって、熱伝導性に優れた材料で構成された放
熱部と、該放熱部の実装面に埋め込まれた接合部とを一
体に備え、前記接合部と半導体レーザとを接合すること
によって半導体レーザに装着できるように構成されてい
ることを特徴とする半導体レーザ用のヒートシンクが提
供される。
半導体レーザに装着して使用する半導体レーザ用ヒート
シンクであって、熱伝導性に優れた材料で構成された放
熱部と、該放熱部の実装面に埋め込まれた接合部とを一
体に備え、前記接合部と半導体レーザとを接合すること
によって半導体レーザに装着できるように構成されてい
ることを特徴とする半導体レーザ用のヒートシンクが提
供される。
【００１１】
【作用】本発明に係るヒートシンクは、ＧａＡｓ等の化
合物半導体と実質的に等しい熱膨張率を有する接合部と
、放熱性に優れた材料により形成された放熱部との複合
構造となっていることをその主要な特徴としている。
合物半導体と実質的に等しい熱膨張率を有する接合部と
、放熱性に優れた材料により形成された放熱部との複合
構造となっていることをその主要な特徴としている。
【００１２】従来のヒートシンクは、その主要部分であ
る放熱部が単一の材料で形成されていたので、各材料固
有の問題点がそのままヒートシンクの問題点として残っ
ていた。
る放熱部が単一の材料で形成されていたので、各材料固
有の問題点がそのままヒートシンクの問題点として残っ
ていた。
【００１３】これに対して、本発明に係るヒートシンク
は、半導体レーザと熱膨張率が等しい材料により構成さ
れた接合部と、熱伝導性に優れた材料により形成された
放熱部とを一体化した構造となっている。
は、半導体レーザと熱膨張率が等しい材料により構成さ
れた接合部と、熱伝導性に優れた材料により形成された
放熱部とを一体化した構造となっている。
【００１４】従って、上記接合部が半導体レーザに直接
接合されるようにヒートシンクを装着することにより、
熱間圧着において半導体レーザに熱応力が作用すること
がなくなる一方、半導体レーザの発生した熱は、放熱部
を介して良好に拡散される。また、放熱部と接合部との
間の熱膨張率の不整合は、接合面積の広いヒートシンク
内で吸収されるので、理想的な特性を有するヒートシン
クが実現される。
接合されるようにヒートシンクを装着することにより、
熱間圧着において半導体レーザに熱応力が作用すること
がなくなる一方、半導体レーザの発生した熱は、放熱部
を介して良好に拡散される。また、放熱部と接合部との
間の熱膨張率の不整合は、接合面積の広いヒートシンク
内で吸収されるので、理想的な特性を有するヒートシン
クが実現される。
【００１５】尚、以上のように構成された本発明に係る
ヒートシンクは、半導体レーザとの接合面が予め規定さ
れている点を除けば、従来のサブマウントと全く同じよ
うに取り扱うことができる。
ヒートシンクは、半導体レーザとの接合面が予め規定さ
れている点を除けば、従来のサブマウントと全く同じよ
うに取り扱うことができる。
【００１６】また、上記各部材の機能に鑑みて、接合部
は、熱間圧着時の影響を受ける範囲の厚さとすれば良く
、残余の厚さは全て放熱性に優れた材料で構成すること
が望ましい。また、接合部と放熱部との接合は、Ａｕ等
の公知の接合材料を使用することができる。
は、熱間圧着時の影響を受ける範囲の厚さとすれば良く
、残余の厚さは全て放熱性に優れた材料で構成すること
が望ましい。また、接合部と放熱部との接合は、Ａｕ等
の公知の接合材料を使用することができる。
【００１７】以上のように構成された本発明に係るヒー
トシンクは、半導体レーザの実装面が予め規定されてい
る点を除けば、従来のヒートシンクと全く同じように取
り扱うことができる。
トシンクは、半導体レーザの実装面が予め規定されてい
る点を除けば、従来のヒートシンクと全く同じように取
り扱うことができる。
【００１８】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず
、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず
、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
【００１９】
【実施例】図１は、本発明に係るヒートシンク１ａの具
体的な構成例を、半導体レーザ２を実装した状態で示す
断面図である。尚、ここで使用されている半導体レーザ
２は、図２において示した従来の半導体レーザ２と全く
同じものなので、各構成要素には図２と共通の参照番号
を付して、その説明は省略している。
体的な構成例を、半導体レーザ２を実装した状態で示す
断面図である。尚、ここで使用されている半導体レーザ
２は、図２において示した従来の半導体レーザ２と全く
同じものなので、各構成要素には図２と共通の参照番号
を付して、その説明は省略している。
【００２０】図１に示すように、ここで使用されている
ヒートシンク１ａは、接合材１３により一体化された接
合部１１ａおよび放熱部１１ｂと、半導体レーザ２との
接合面に形成されたＡｕ鍍金層１２とから構成されてい
る。
ヒートシンク１ａは、接合材１３により一体化された接
合部１１ａおよび放熱部１１ｂと、半導体レーザ２との
接合面に形成されたＡｕ鍍金層１２とから構成されてい
る。
【００２１】ここで、接合部１１ａは、半導体レーザ２
の材料であるＧａＡｓと熱膨張率を一致させたＣｕ−Ｗ
合金により形成されている。また、放熱部１１ｂはＣｕ
により形成されている。尚、放熱部１１ａと放熱部１１
ｂとを接合する接合材１３としてはＡｕの含有率を高く
して融点を高くしたＡｕ−Ｓｎ合金を使用し、両者は熱
間圧着により接合している。尚、接合材１３として、Ｉ
ｎ等の低融点の軟質金属も更に好ましく使用することが
できる。
の材料であるＧａＡｓと熱膨張率を一致させたＣｕ−Ｗ
合金により形成されている。また、放熱部１１ｂはＣｕ
により形成されている。尚、放熱部１１ａと放熱部１１
ｂとを接合する接合材１３としてはＡｕの含有率を高く
して融点を高くしたＡｕ−Ｓｎ合金を使用し、両者は熱
間圧着により接合している。尚、接合材１３として、Ｉ
ｎ等の低融点の軟質金属も更に好ましく使用することが
できる。
【００２２】以上のように構成されたヒートシンク１ａ
は、図１に示すように、Ｃｕ−Ｗ合金により形成された
接合部１１ａ上に半導体レーザ２を実装して使用される
。実装方法としては、従来のサブマウントと同様に、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層２１を下にして熱間圧着により
実装することができるが、ＧａＡｓ基板２７側を下にし
てヒートシンク１ａと接合してもよいことは勿論である
。
は、図１に示すように、Ｃｕ−Ｗ合金により形成された
接合部１１ａ上に半導体レーザ２を実装して使用される
。実装方法としては、従来のサブマウントと同様に、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層２１を下にして熱間圧着により
実装することができるが、ＧａＡｓ基板２７側を下にし
てヒートシンク１ａと接合してもよいことは勿論である
。
【００２３】尚、本実施例においてヒートシンク１ａ上
に搭載した半導体レーザ２は、その幅×奥行×高さが、
それぞれ ０．４ｍｍ×０．２５ｍｍ×０．０７ｍｍの
半導体レーザであり、ヒートシンク１ａは、その実効的
な幅×奥行×高さを、それぞれ １．０ｍｍ× １．０
ｍｍ×０．３ｍｍとした。また、接合部１１ａはその幅
×奥行×厚さを０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍ× ０．３
ｍｍとした。
に搭載した半導体レーザ２は、その幅×奥行×高さが、
それぞれ ０．４ｍｍ×０．２５ｍｍ×０．０７ｍｍの
半導体レーザであり、ヒートシンク１ａは、その実効的
な幅×奥行×高さを、それぞれ １．０ｍｍ× １．０
ｍｍ×０．３ｍｍとした。また、接合部１１ａはその幅
×奥行×厚さを０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍ× ０．３
ｍｍとした。
【００２４】以上のように構成されたヒートシンク１ａ
は、接合面側がＧａＡｓと熱膨張率の等しいＣｕ−Ｗ合
金の板状部材により構成されているので、半導体レーザ
２の熱間圧着時に半導体レーザ２に熱応力が発生するこ
とがない。また、ヒートシンク１ａの殆どの部分は熱伝
導性に優れたＣｕにより形成されているので、ヒートシ
ンクとしての熱拡散性は極めて良好である。
は、接合面側がＧａＡｓと熱膨張率の等しいＣｕ−Ｗ合
金の板状部材により構成されているので、半導体レーザ
２の熱間圧着時に半導体レーザ２に熱応力が発生するこ
とがない。また、ヒートシンク１ａの殆どの部分は熱伝
導性に優れたＣｕにより形成されているので、ヒートシ
ンクとしての熱拡散性は極めて良好である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るヒー
トシンクは、半導体レーザとの接合面側が半導体レーザ
と熱膨張率の等しい材料により構成されており、熱間圧
着により半導体レーザに熱応力が作用することがない。 一方、実装面と反対の側は、熱伝導率に優れた材料によ
り構成されており、半導体レーザの発生した熱を速やか
に拡散する機能を有している。
トシンクは、半導体レーザとの接合面側が半導体レーザ
と熱膨張率の等しい材料により構成されており、熱間圧
着により半導体レーザに熱応力が作用することがない。 一方、実装面と反対の側は、熱伝導率に優れた材料によ
り構成されており、半導体レーザの発生した熱を速やか
に拡散する機能を有している。
【００２６】従って、接合時に半導体レーザに歪みが生
じることが無く、且つ、高出力動作時の放熱性に優れて
いるので、半導体レーザの信頼性が向上されると共に、
半導体レーザの長寿命化にも寄与する。
じることが無く、且つ、高出力動作時の放熱性に優れて
いるので、半導体レーザの信頼性が向上されると共に、
半導体レーザの長寿命化にも寄与する。
【００２７】以上のような特徴を有する本発明に係る半
導体レーザ用ヒートシンクは、半導体レーザを高出力動
作状態で使用し、且つ、高い信頼性が要求される分野に
おいて特に有利に使用することができる。
導体レーザ用ヒートシンクは、半導体レーザを高出力動
作状態で使用し、且つ、高い信頼性が要求される分野に
おいて特に有利に使用することができる。
【図１】本発明に係るヒートシンクの具体的な構成例を
、半導体レーザに装着した状態で示す断面図である
、半導体レーザに装着した状態で示す断面図である
【図
２】従来のヒートシンクの典型的な構成を、半導体レー
ザに装着した状態で示す断面図である
２】従来のヒートシンクの典型的な構成を、半導体レー
ザに装着した状態で示す断面図である
１ ヒートシンク、
１１ 板状部材、
１１ａ 接合部（Ｃｕ−Ｗ合金）、１１ｂ
放熱部（Ｃｕ）、 １２ Ａｕ鍍金層、 １３ 接合材、 ２ 半導体レーザ、 ２１ ｐ側電極、 ２２ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、２３
ｎ型ブロック層、 ２４ ｐ型クラッド層、 ２５ 活性層、 ２６ ｎ型クラッド層、 ２７ ｎ型ＧａＡｓ基板、 ２８ およびｎ側電極層
放熱部（Ｃｕ）、 １２ Ａｕ鍍金層、 １３ 接合材、 ２ 半導体レーザ、 ２１ ｐ側電極、 ２２ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、２３
ｎ型ブロック層、 ２４ ｐ型クラッド層、 ２５ 活性層、 ２６ ｎ型クラッド層、 ２７ ｎ型ＧａＡｓ基板、 ２８ およびｎ側電極層
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザに装着して使用する半導体レ
ーザ用ヒートシンクであって、熱伝導性に優れた材料で
構成された放熱部と、該放熱部の実装面に埋め込まれた
接合部とを一体に備え、前記接合部と半導体レーザとを
接合することによって半導体レーザに装着できるように
構成されていることを特徴とする半導体レーザ用のヒー
トシンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7469991A JPH04286178A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 半導体レーザ用ヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7469991A JPH04286178A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 半導体レーザ用ヒートシンク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04286178A true JPH04286178A (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=13554737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7469991A Withdrawn JPH04286178A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 半導体レーザ用ヒートシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04286178A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5812570A (en) * | 1995-09-29 | 1998-09-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Laser diode component with heat sink and method of producing a plurality of laser diode components |
| US6084895A (en) * | 1996-08-02 | 2000-07-04 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor laser apparatus |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP7469991A patent/JPH04286178A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5812570A (en) * | 1995-09-29 | 1998-09-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Laser diode component with heat sink and method of producing a plurality of laser diode components |
| US6084895A (en) * | 1996-08-02 | 2000-07-04 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor laser apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |