JPH05129732A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH05129732A JPH05129732A JP3291215A JP29121591A JPH05129732A JP H05129732 A JPH05129732 A JP H05129732A JP 3291215 A JP3291215 A JP 3291215A JP 29121591 A JP29121591 A JP 29121591A JP H05129732 A JPH05129732 A JP H05129732A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- heat sink
- laser device
- substrate
- variation
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】ヒートシンク３をＬ字型とし、Ｌ字の内側を半
導体レーザ搭載基板２の上面と側面に接触させて側面と
ヒートシンク間を接合材１５で固定し、かつ、半導体レ
ーザ搭載基板２をヒートシンク３上に載せることを止
め、基板２の下面とヒートシンク３の下面がほぼ同一平
面になるようにし、この面をステムII上に半田等で固定
する。 【効果】半導体レーザ装置１０の半導体レーザ１の上面
６とヒートシンクの接続面９との高さずれＩのばらつき
を抑えられるので高周波特性のばらつきが抑えられ、か
つ半導体レーザの活性層５のステム１１上面からの高さ
IIのばらつきが抑えられるので光送信装置に組み込む場
合のレンズ或いは光ファイバとの光軸ずれが減少し、高
い光結合効率が得られる。
導体レーザ搭載基板２の上面と側面に接触させて側面と
ヒートシンク間を接合材１５で固定し、かつ、半導体レ
ーザ搭載基板２をヒートシンク３上に載せることを止
め、基板２の下面とヒートシンク３の下面がほぼ同一平
面になるようにし、この面をステムII上に半田等で固定
する。 【効果】半導体レーザ装置１０の半導体レーザ１の上面
６とヒートシンクの接続面９との高さずれＩのばらつき
を抑えられるので高周波特性のばらつきが抑えられ、か
つ半導体レーザの活性層５のステム１１上面からの高さ
IIのばらつきが抑えられるので光送信装置に組み込む場
合のレンズ或いは光ファイバとの光軸ずれが減少し、高
い光結合効率が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信において高速変調
可能、かつ、組立精度の高い半導体レーザ装置に関す
る。
可能、かつ、組立精度の高い半導体レーザ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高速変調可能な半導体レーザ装置の例と
して、特願平1−113666 号明細書「半導体レーザ装置」
がある。
して、特願平1−113666 号明細書「半導体レーザ装置」
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体レー
ザ装置は、図３に示すように、半導体レーザ１を半導体
レーザ搭載基板２上に載せ、半導体レーザ搭載基板２を
ヒートシンク３上に載せ、半田で固定している。こうし
て製作された半導体レーザ装置１０は種々の光モジュー
ル内のステム１１上に半田で固定され使用される。この
場合、半導体レーザ１の上面電極６とヒートシンクの接
続面９の高さずれＩ及びステム１１の上面から半導体レ
ーザの活性層２までの距離IIは、次式（１），（２）の
ように表わされる。
ザ装置は、図３に示すように、半導体レーザ１を半導体
レーザ搭載基板２上に載せ、半導体レーザ搭載基板２を
ヒートシンク３上に載せ、半田で固定している。こうし
て製作された半導体レーザ装置１０は種々の光モジュー
ル内のステム１１上に半田で固定され使用される。この
場合、半導体レーザ１の上面電極６とヒートシンクの接
続面９の高さずれＩ及びステム１１の上面から半導体レ
ーザの活性層２までの距離IIは、次式（１），（２）の
ように表わされる。
【０００４】 Ｉ＝ｅ−（ｂ＋ｃ＋ｔ１＋ｔ２） …（１） II＝ａ＋ｂ＋ｄ＋ｔ１＋ｔ２＋ｔ３ …（２） ただし、ａはヒートシンク３の厚み、ｂは半導体レーザ
搭載基板２の厚み、ｃは半導体レーザ１の厚み、ｄは半
導体レーザの活性層５のレーザ底面からの高さ、ｅはヒ
ートシンク３の基板搭載面からワイヤ接続面９までの高
さ、ｔ１は半導体レーザ１と半導体レーザ搭載基板２間
の半田層１２の厚み、ｔ２は半導体レーザ搭載基板２と
ヒートシンク３間の半田層１３の厚み、ｔ３は半導体レ
ーザ装置１０とステム１１間の半田層１４の厚みであ
る。
搭載基板２の厚み、ｃは半導体レーザ１の厚み、ｄは半
導体レーザの活性層５のレーザ底面からの高さ、ｅはヒ
ートシンク３の基板搭載面からワイヤ接続面９までの高
さ、ｔ１は半導体レーザ１と半導体レーザ搭載基板２間
の半田層１２の厚み、ｔ２は半導体レーザ搭載基板２と
ヒートシンク３間の半田層１３の厚み、ｔ３は半導体レ
ーザ装置１０とステム１１間の半田層１４の厚みであ
る。
【０００５】Ｉ，II共一定値になることが望ましいが、
実際には機械加工の精度限界及び半田層の厚みのばらつ
きのため、或る程度のばらつきが避けられない。Ｉのば
らつきはレーザ上面電極６とヒートシンク接続面９を結
ぶワイヤ４の長さ、即ち、インダクタンスを変化させる
ため高周波特性を変動させ、IIのばらつきは図５に示す
ようにこの半導体レーザ装置１０を光送信装置２３に組
み込む場合にレンズ１６あるいは光ファイバ１９との光
軸ずれを引き起こし光結合効率を低下させる。Ｉ，IIの
実際のばらつきを計算すると、まずａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ
のばらつきは機械加工の精度で決まるため約±２０μ
ｍ、ｔ１，ｔ２，ｔ３のばらつきは半田厚のばらつきで
あるから約±３０μｍであり、従って式（１），（２）
よりＩ，IIのばらつきは、各々±１２０μｍ，±１５０
μｍとなる。
実際には機械加工の精度限界及び半田層の厚みのばらつ
きのため、或る程度のばらつきが避けられない。Ｉのば
らつきはレーザ上面電極６とヒートシンク接続面９を結
ぶワイヤ４の長さ、即ち、インダクタンスを変化させる
ため高周波特性を変動させ、IIのばらつきは図５に示す
ようにこの半導体レーザ装置１０を光送信装置２３に組
み込む場合にレンズ１６あるいは光ファイバ１９との光
軸ずれを引き起こし光結合効率を低下させる。Ｉ，IIの
実際のばらつきを計算すると、まずａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ
のばらつきは機械加工の精度で決まるため約±２０μ
ｍ、ｔ１，ｔ２，ｔ３のばらつきは半田厚のばらつきで
あるから約±３０μｍであり、従って式（１），（２）
よりＩ，IIのばらつきは、各々±１２０μｍ，±１５０
μｍとなる。
【０００６】半導体レーザ装置の性能向上のためには、
このＩ，IIのばらつきを低減することが重要な課題とな
る。
このＩ，IIのばらつきを低減することが重要な課題とな
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、図１，図２に示すように、ヒートシン
ク３をＬ字型とし、Ｌ字の内側を半導体レーザ搭載基板
２の上面と側面に接触させて側面とヒートシンク間を接
合し、かつ、半導体レーザ搭載基板２をヒートシンク３
上に載せることを止め、基板２の下面とヒートシンク３
の下面がほぼ同一平面になるようにし、この面をステム
１１上に半田等で固定する。
に、本発明では、図１，図２に示すように、ヒートシン
ク３をＬ字型とし、Ｌ字の内側を半導体レーザ搭載基板
２の上面と側面に接触させて側面とヒートシンク間を接
合し、かつ、半導体レーザ搭載基板２をヒートシンク３
上に載せることを止め、基板２の下面とヒートシンク３
の下面がほぼ同一平面になるようにし、この面をステム
１１上に半田等で固定する。
【０００８】
【作用】本発明によれば、半導体レーザ１の上面とヒー
トシンクの接続面９の高さ合わせに関しては半導体レー
ザ搭載基板２の厚みｂ、ヒートシンク３の基板搭載面か
らワイヤ接続面９までの距離ｅ及び半導体レーザ搭載基
板２とヒートシンク３間の半田層１３の厚みｔ２が除去
され代わりにヒートシンク３の基板２上面に接触する面
からワイヤ接続面９までの厚みｆが加わり、一方、半導
体レーザの活性層５のステム１１の上面からの距離合わ
せに関してはヒートシンク３の厚みａ及び半導体レーザ
搭載基板２とヒートシンク３間の半田層１３の厚みｔ２
が除去されるため、上述のＩ，IIは、 Ｉ＝ｆ−（ｃ＋ｔ１） …（３） II＝ｂ＋ｄ＋ｔ１＋ｔ３ …（４） と表わされる。式（３）,(４）が含むパラメータの数が
式（１）,(２）よりも少なくなったため、Ｉ，IIのばら
つきは減少する。前述したパラメータのばらつき（ｆの
ばらつきはａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと同じ）により、Ｉ，II
のばらつきを計算すると、Ｉのばらつきは±７０μｍ，
IIのばらつきは±１００μｍとなり、従来装置のばらつ
き±１２０μｍ，±１５０μｍから大きく改善される。
トシンクの接続面９の高さ合わせに関しては半導体レー
ザ搭載基板２の厚みｂ、ヒートシンク３の基板搭載面か
らワイヤ接続面９までの距離ｅ及び半導体レーザ搭載基
板２とヒートシンク３間の半田層１３の厚みｔ２が除去
され代わりにヒートシンク３の基板２上面に接触する面
からワイヤ接続面９までの厚みｆが加わり、一方、半導
体レーザの活性層５のステム１１の上面からの距離合わ
せに関してはヒートシンク３の厚みａ及び半導体レーザ
搭載基板２とヒートシンク３間の半田層１３の厚みｔ２
が除去されるため、上述のＩ，IIは、 Ｉ＝ｆ−（ｃ＋ｔ１） …（３） II＝ｂ＋ｄ＋ｔ１＋ｔ３ …（４） と表わされる。式（３）,(４）が含むパラメータの数が
式（１）,(２）よりも少なくなったため、Ｉ，IIのばら
つきは減少する。前述したパラメータのばらつき（ｆの
ばらつきはａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと同じ）により、Ｉ，II
のばらつきを計算すると、Ｉのばらつきは±７０μｍ，
IIのばらつきは±１００μｍとなり、従来装置のばらつ
き±１２０μｍ，±１５０μｍから大きく改善される。
【０００９】
【実施例】以下、図１，図２を用いて本発明の実施例を
説明する。図１，図２は本発明による半導体レーザ装置
の斜視図，正面図である。半導体レーザ搭載基板２はセ
ラミック製の数ｍｍ角の直方体であり、その下面全体、
上面のヒートシンク３が接触する領域を除く部分、及び
側面のヒートシンク３が接触する部分にはメタライズが
施されており、上面のメタライズ領域の一部にワイヤボ
ンディング用のボンディングパッド８が形成されてい
る。Ｌ字型のヒートシンク３は内側の壁面を基板２の上
面のメタライズされてない領域に接触させ、それに垂直
な壁面と基板２のメタライズされている側面とを接合剤
１５（銀ロー，半田，低融点ガラス等）または抵抗溶接
等で固定する。ヒートシンク３の長さはヒートシンク３
の下面と半導体レーザ搭載基板２の下面がほぼ同一平面
となるように製作してある。次に半導体レーザ１を下面
電極を基板２の上面のメタライズ部に接触させ位置決め
した後半田１２で固定し、次に半導体レーザの上面電極
６とヒートシンク３の接続面９をワイヤ４で配線する。
これにより半導体レーザ１の下面は半導体レーザ搭載基
板２のボンディングパッド８に導通し、上面はヒートシ
ンク３に導通する。
説明する。図１，図２は本発明による半導体レーザ装置
の斜視図，正面図である。半導体レーザ搭載基板２はセ
ラミック製の数ｍｍ角の直方体であり、その下面全体、
上面のヒートシンク３が接触する領域を除く部分、及び
側面のヒートシンク３が接触する部分にはメタライズが
施されており、上面のメタライズ領域の一部にワイヤボ
ンディング用のボンディングパッド８が形成されてい
る。Ｌ字型のヒートシンク３は内側の壁面を基板２の上
面のメタライズされてない領域に接触させ、それに垂直
な壁面と基板２のメタライズされている側面とを接合剤
１５（銀ロー，半田，低融点ガラス等）または抵抗溶接
等で固定する。ヒートシンク３の長さはヒートシンク３
の下面と半導体レーザ搭載基板２の下面がほぼ同一平面
となるように製作してある。次に半導体レーザ１を下面
電極を基板２の上面のメタライズ部に接触させ位置決め
した後半田１２で固定し、次に半導体レーザの上面電極
６とヒートシンク３の接続面９をワイヤ４で配線する。
これにより半導体レーザ１の下面は半導体レーザ搭載基
板２のボンディングパッド８に導通し、上面はヒートシ
ンク３に導通する。
【００１０】図５は本発明による半導体レーザ装置１０
が組み込まれた光送信装置２３の断面図を示す。この場
合の半導体レーザ装置１０の電気的接続は、図６に示す
ように、半導体レーザ１の上面はヒートシンク３を通し
てグラウンドを兼ねるステム１１に導通し、パッケージ
２２のグラウンドリード２５に導通し、下面はボンディ
ングパッド８に打たれたワイヤ２４によって、パッケー
ジ２２の信号リード２６と導通しているため、外部回路
２８によってリード２５，２６を通して電気信号を送り
半導体レーザ１を発振させることができる。
が組み込まれた光送信装置２３の断面図を示す。この場
合の半導体レーザ装置１０の電気的接続は、図６に示す
ように、半導体レーザ１の上面はヒートシンク３を通し
てグラウンドを兼ねるステム１１に導通し、パッケージ
２２のグラウンドリード２５に導通し、下面はボンディ
ングパッド８に打たれたワイヤ２４によって、パッケー
ジ２２の信号リード２６と導通しているため、外部回路
２８によってリード２５，２６を通して電気信号を送り
半導体レーザ１を発振させることができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザ装置１０
の半導体レーザ１の上面６とヒートシンクの接続面９と
の高さずれＩのばらつきを抑えられるので高周波特性の
ばらつきが抑えられ、かつ、半導体レーザの活性層５の
ステム１１上面からの高さIIのばらつきが抑えられるの
で光送信装置２３に組み込む場合のレンズ１６、或い
は、光ファイバ１９との光軸ずれが減少し、高い光結合
効率が得られる。
の半導体レーザ１の上面６とヒートシンクの接続面９と
の高さずれＩのばらつきを抑えられるので高周波特性の
ばらつきが抑えられ、かつ、半導体レーザの活性層５の
ステム１１上面からの高さIIのばらつきが抑えられるの
で光送信装置２３に組み込む場合のレンズ１６、或い
は、光ファイバ１９との光軸ずれが減少し、高い光結合
効率が得られる。
【図１】本発明による半導体レーザ装置の斜視図。
【図２】本発明による半導体レーザ装置の正面図。
【図３】従来の半導体レーザ装置の斜視図。
【図４】従来の半導体レーザ装置の正面図。
【図５】本発明による半導体レーザ装置を組み込んだ光
送信装置の断面図。
送信装置の断面図。
【図６】本発明による半導体レーザ装置の電気的接続
図。
図。
１…半導体レーザ、２…半導体レーザ搭載基板、３…ヒ
ートシンク、４…ワイヤ、５…活性層、６…上面電極、
７…メタライズ部、８…ボンディングパッド、９…ヒー
トシンクのワイヤ接続面、１０…半導体レーザ装置、１
１…ステム。
ートシンク、４…ワイヤ、５…活性層、６…上面電極、
７…メタライズ部、８…ボンディングパッド、９…ヒー
トシンクのワイヤ接続面、１０…半導体レーザ装置、１
１…ステム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊沢 鉄雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】半導体レーザと、前記半導体レーザを搭載
した基板とヒートシンクからなる半導体レーザ装置にお
いて、前記半導体レーザの下面が前記半導体レーザを搭
載した基板の上面に固着され、前記ヒートシンクはＬ字
型をなし、前記半導体レーザの上面電極と前記ヒートシ
ンクのワイヤ接続面がほぼ同一平面にそろいかつ前記半
導体レーザを搭載した基板の下面と前記ヒートシンクの
下面がほぼ同一平面にそろうように前記Ｌ字型ヒートシ
ンクの内側側面が前記半導体レーザを搭載した基板の上
面及び側面に接触し固定されていることを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記ヒートシンクと前
記半導体レーザを搭載した基板の固定方法としてロウ
材，半田，低融点ガラスによる固定或いは抵抗溶接によ
る固定を用いた導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3291215A JPH05129732A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3291215A JPH05129732A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129732A true JPH05129732A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17765960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3291215A Pending JPH05129732A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05129732A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008091796A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Shinko Electric Ind Co Ltd | パッケージおよび半導体装置 |
| CN111092363A (zh) * | 2018-10-24 | 2020-05-01 | 三星电子株式会社 | 半导体激光器件 |
-
1991
- 1991-11-07 JP JP3291215A patent/JPH05129732A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008091796A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Shinko Electric Ind Co Ltd | パッケージおよび半導体装置 |
| CN111092363A (zh) * | 2018-10-24 | 2020-05-01 | 三星电子株式会社 | 半导体激光器件 |
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