(57)【要約】【課題】レーザ素子と実装基体との間に半田材やろう材等の接着物を使用することなく、レーザ素子を実装基体に接合できるようにした半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ装置１Ａは、光を出射するＬＤチップ２と、ＬＤチップ２が実装されるヒートシンク３と、ヒートシンク３との間にＬＤチップ２を挟んで保持する電気伝導性を有した固定プレート４Ａと、ＬＤチップ２の非実装位置で、固定プレート４Ａをヒートシンク３に固定する接着物５Ａとを備える。【選択図】        図１
2007242842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射するレーザ素子と、
前記レーザ素子が実装される実装基体と、
前記実装基体との間に前記レーザ素子を挟んで保持する電気伝導性を有した固定部材と、
前記レーザ素子の非実装位置で、前記固定部材を前記実装基体に固定する接着物と
を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記接着物は、電気的絶縁性及び前記レーザ素子で発する熱に対する耐熱性を有した物質で構成され、前記実装基体と前記固定部材との間を絶縁する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記実装基体と電気的に絶縁され、前記固定部材と電気的に接続される電極部材を、前記レーザ素子を保持した前記固定部材を覆う位置に備えた
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記レーザ素子は、複数の発光部が一列に並べて構成される半導体レーザアレイである
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記固定部材を、前記レーザ素子と電気的に接続される電極部材として機能させる
ことを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記接着物は、前記レーザ素子の後方で前記固定部材を前記実装基体に固定する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記接着物は、前記レーザ素子の側方で前記固定部材を前記実装基体に固定する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記接着物は、前記レーザ素子の後方と側方で前記固定部材を前記実装基体に固定する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
レーザ素子を実装基体に載置し、
前記実装基体に載置された前記レーザ素子を、固定部材によって前記実装基体との間に挟み、
前記実装基体との間に前記レーザ素子を挟んだ前記固定部材を、前記レーザ素子の非実装位置に塗付された接着物によって前記実装基体に固定する
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を出射するレーザ素子をヒートシンク等の実装基体に実装した半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法に関する。詳しくは、実装基体との間にレーザ素子を挟んで保持する固定部材を備えることで、実装基体とレーザ素子との接合界面に、半田材やろう材等の接着物を使用せずに、レーザ素子を実装基体に接合できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体レーザチップをヒートシンク機能を備えたサブマウント等と称される部材に実装した半導体レーザ装置が提案されている。半導体レーザチップは、通常、上面と下面に電極を備えており、下面の電極をサブマウントと電気的に接続するため、半導体レーザ装置では、半導体レーザチップをサブマウントに半田材やろう材で接合する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２３４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、半導体レーザチップとサブマウントとの接合界面に、半田材やろう材等の接着物が介在する構成では、半導体レーザチップの出射端面やサブマウントの前面に接着物が廻り込んで付着するという問題がある。
【０００５】
半導体レーザチップの出射端面に接着物が付着すると、光出力特性の劣化を引き起こす。また、サブマウントの前面に接着物が付着すると、半導体レーザ装置にレンズ等の光学素子をセットする際に、光学素子を正しい位置に実装できない等の悪影響を及ぼす。
【０００６】
また、半導体レーザチップとして、１次元方向にエミッタ（発光部）を並べた形状のバーレーザを使用する半導体レーザ装置で、半導体レーザチップとサブマウントといった異物質の接合を半田材やろう材で行うと、半導体レーザチップとサブマウントとの熱膨張係数の違いから、接合界面で圧縮や引っ張り力が生じ、半導体レーザチップが反るという問題がある。
【０００７】
更に、半田材やろう材は、電気が流れることで変質するので、電気的接触の悪化や、剥離等が生じるという問題がある。
【０００８】
これらのことから、半導体レーザチップをサブマウント等に半田材やろう材で接合する従来の半導体レーザ装置では、光出力特性が劣化するという問題があった。
【０００９】
また、実装時に複数工程で半田材やろう材を用いる場合、その工程順に応じて融点が異なるはんだ材等を用いなければならず、それらを加味した材料選定の必要で、使用できる材料に制限があることから、コストが上昇するという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、実装基体との間に半田材やろう材等の接着物を使用することなく、レーザ素子を接合できるようにした半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明の半導体レーザ装置は、光を出射するレーザ素子と、レーザ素子が実装される実装基体と、実装基体との間にレーザ素子を挟んで保持する電気伝導性を有した固定部材と、レーザ素子の非実装位置で固定部材を実装基体に固定する接着物とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の半導体レーザ装置では、レーザ素子が実装基体に載置され、固定部材がレーザ素子の非実装位置で接着物によって実装基体に固定される。これにより、レーザ素子は、実装基体と固定部材との間に挟み込まれ、固定部材によって実装基体に押圧される。従って、レーザ素子は、実装基体との間に接着物を介在させることなく実装基体に接合される。
【００１３】
また、本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、レーザ素子を実装基体に載置し、実装基体に載置されたレーザ素子を、固定部材によって実装基体との間に挟み、実装基体との間にレーザ素子を挟んだ固定部材を、レーザ素子の非実装位置に塗付された接着物によって実装基体に固定することを特徴とする。
【００１４】
本発明の半導体レーザ装置の製造方法では、レーザ素子は実装基体に載置され、固定部材によって実装基体との間に挟み込まれる。固定部材は、レーザ素子の非実装位置に塗付された接着物によって実装基体に固定される。これにより、レーザ素子は、固定部材によって実装基体に押圧されて、実装基体との間に接着物を介在させることなく実装基体に接合される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体レーザ装置によれば、レーザ素子と実装基体との間に半田材やろう材等の接着物を使用することなく、レーザ素子を実装基体に接合できるので、熱の影響によるレーザ素子の反りが低減され、レーザ素子の出射端面への接着物の廻り込みも発生しない。これにより、光出力特性の劣化を抑制することができる。
【００１６】
また、レーザ素子の接合に接着物を使用しないことで、レーザ素子と実装基体との間における接着物の変質や剥離が発生せず、レーザ素子と実装基体の電気的な接続が確実に行われる。これにより、長期間にわたって高信頼性を維持することができる。
【００１７】
本発明の半導体レーザ装置の製造方法によれば、実装基体との間にレーザ素子を挟む固定部材を、レーザ素子の非実装位置に塗付した接着物で実装基体に固定するので、レーザ素子と実装基体との間には、半田材やろう材等の接着物が使用されず、レーザ素子を接合する工程で、レーザ素子の出射端面側等に接着物が廻り込み、光出力特性を劣化させることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法の実施の形態について説明する。
【００１９】
＜第１の実施の形態の半導体レーザ装置の構成例＞
図１は第１の実施の形態の半導体レーザ装置の一例を示す構成図で、図１（ａ）は、第１の実施の形態の半導体レーザ装置１Ａの正面図、図１（ｂ）は、半導体レーザ装置１Ａの側面図、図１（ｃ）は、半導体レーザ装置１Ａの一部破断上面図である。
【００２０】
第１の実施の形態の半導体レーザ装置１Ａは、光を出射するＬＤチップ２と、ＬＤチップ２が実装されるヒートシンク３と、ＬＤチップ２をヒートシンク３に固定する固定プレート４Ａと、固定プレート４Ａをヒートシンク３に固定する接着物５Ａと、ＬＤチップ２と接続される上部電極６Ａと、上部電極６ＡとＬＤチップ２を接続する電極材７と、上部電極６Ａを支持する絶縁物８Ａとを備える。
【００２１】
ＬＤ（Laser Diode）チップ２はレーザ素子の一例で、複数のエミッタ（発光部）２ａを１次元方向に並べて構成されるいわゆるバーレーザと称される半導体レーザアレイである。ここで、図１では、ＬＤチップ２のエミッタ２ａが並ぶ方向をｘ方向とし、ＬＤチップ２の奥行き方向をｚ方向とする。
【００２２】
ヒートシンク３は実装基体の一例で、例えば、Ｃｕ（銅）等の熱伝導性及び電気伝導性に優れた物質で構成される。ヒートシンク３において、ＬＤチップ２が接合される接合面３ａは、ＬＤチップ２の反りを所定値以下に抑えるための所定の平坦性、例えば１μｍ以下程度の平坦性を有していることが望まれる。
【００２３】
固定プレート４Ａは固定部材の一例で、ヒートシンク３と同様に、例えば、Ｃｕ等の熱伝導性及び電気伝導性に優れた物質で構成される。固定プレート４Ａは平板形状を有し、ＬＤチップ２に接する接合面４ｍは、ＬＤチップ２の反りを所定値以下に抑えるための所定の平坦性、例えば１μｍ以下程度の平坦性を有していることが望まれる。
【００２４】
また、固定プレート４Ａは、エミッタ２ａの並び方向に直交するＬＤチップ２の奥行き方向に沿ったｚ方向の長さが、ＬＤチップ２の奥行き方向の長さより長く構成され、ＬＤチップ２の後方の固定プレート４Ａとヒートシンク３との間に、接着物５Ａを塗付する領域が確保される。
【００２５】
更に、固定プレート４Ａは、ＬＤチップ２の上面全体を押圧するため、エミッタ２ａの並び方向に沿ったｘ方向の長さ（幅）が、ＬＤチップ２のｘ方向の幅より数１００μｍ〜数ｍｍ程度長い方が好ましい。
【００２６】
接着物５Ａは、電気的絶縁性を有し、かつ耐熱性に優れた物質で構成されることが望ましい。このような特性を有する接着物５Ａの一例としては、ＵＶ（紫外線）硬化性アクリル樹脂、ＵＶ硬化性エポキシ樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性のシリコン樹脂やウレタン樹脂等でも良い。但し、上述した特性を有するものであれば、他の物質でも適用可能である。更に、固定プレート側に絶縁構造を備えることで、導電性を有した物質で接着物を構成しても良い。
【００２７】
接着物５Ａは、ＬＤチップ２の非実装位置で、ヒートシンク３と固定プレート４Ａとの間に塗付されて硬化され、固定プレート４Ａをヒートシンク３に固定する。これにより、ヒートシンク３と固定プレート４Ａとの間にＬＤチップ２が挟み込まれて保持される。
【００２８】
なお、接着物５Ａの塗付位置Ｅ１は、ＬＤチップ２の駆動時にＬＤチップ２から大量の熱が発生するため、ＬＤチップ２から少なくとも数ｍｍ程度は離れた位置にあることが望ましい。
【００２９】
ここで、ヒートシンク３とＬＤチップ２との接合界面及びＬＤチップ２と固定プレート４Ａとの接合界面における電気抵抗を低減するため、ヒートシンク３とＬＤチップ２との接合界面及びＬＤチップ２と固定プレート４Ａとの接合界面に導電性グリスを塗付しても良い。導電性グリスとしては、Ｃ（炭素）や金属粉が含有されているものが望ましい。
【００３０】
上部電極６Ａは電極部材の一例で、ヒートシンク３等と同様にＣｕ等の電気伝導性及び熱伝導性に優れた物質で構成される。上部電極６Ａは、ブロック状や薄板形状を有し、固定プレート４Ａで保持されるＬＤチップ２を保護するため、ＬＤチップ２の出射端面とほぼ同一面まで延在する長さを有する。
【００３１】
電極材７は、Ａｕ（金）等の電気伝導性及び熱伝導性に優れた金属物質で構成され、ＬＤチップ２の図示しない上面電極と接触してＬＤチップ２と導通している固定プレート４Ａを、上部電極６Ａと電気的に接続する。電極材７の形態は、金線等のワイヤや、金箔等のリボン等が適用されるが、形態は上記例に特に限定されるものではない。
【００３２】
絶縁物８Ａは、ガラスエポキシ等の絶縁性を有した物質で構成され、ＬＤチップ２及び固定プレート４Ａの非実装位置で、ヒートシンク３と上部電極６Ａとの間に塗付されて硬化され、上部電極６Ａを所定の位置に保持する。
【００３３】
＜第１の実施の形態の半導体レーザ装置の動作例＞
次に、図１を参照して第１の実施の形態の半導体レーザ装置１Ａの作用効果例について説明する。
【００３４】
半導体レーザ装置１Ａは、ＬＤチップ２の図示しない下面電極がヒートシンク３と電気的に接続され、ＬＤチップ２の図示しない上面電極が固定プレート４Ａ及び電極材７を介して上部電極６Ａと電気的に接続されており、ヒートシンク３と上部電極６Ａとの間に所定の電圧が印加されることで、ＬＤチップ２が発振して各エミッタ２ａから光が出射される。
【００３５】
ＬＤチップ２が駆動されることで発生する熱は、主にヒートシンク３に熱伝導されて放熱される。また、ＬＤチップ２と接触する固定プレート４Ａ及び固定プレート４Ａと電極材７を介して接続される上部電極６Ａも熱伝導性を有することから、ＬＤチップ２で発生した熱は、固定プレート４Ａや上部電極６Ａにも熱伝導されて放熱される。
【００３６】
さて、従来のように、ＬＤチップとヒートシンクとの接合界面に、半田材やろう材等の接着物を使用する構成では、ＬＤチップの駆動時等に接着物が溶解して、ＬＤチップの出射端面やヒートシンクの前面に廻り込んで付着することがある。
【００３７】
ＬＤチップの出射端面に接着物が付着すると、光出力特性の劣化を引き起こす。また、ヒートシンクの前面に接着物が付着すると、半導体レーザ装置にレンズ等の光学素子をセットする際に、光学素子を正しい位置に実装できない等の悪影響を及ぼす。
【００３８】
これに対して、第１の実施の形態の半導体レーザ装置１Ａでは、ヒートシンク３と固定プレート４Ａとの間にＬＤチップ２を挟み、固定プレート４Ａを接着物５Ａでヒートシンク３に接合するので、ＬＤチップ２とヒートシンク３との接合界面には、半田材やろう材等の接着物は不要である。
【００３９】
これにより、ＬＤチップ２の出射端面やヒートシンク３の前面に接着物が付着することを防ぐことができ、ＬＤチップ２の出射端面に接着物が付着することによる光出力特性の劣化を防ぎ、また、ヒートシンク３の前面に接着物が付着することによる光学素子実装時等の悪影響を無くすことができる。
【００４０】
また、ＬＤチップ２を挟み込んで保持するヒートシンク３の接合面３ａ及び固定プレート４Ａの接合面４ｍは、例えばそれぞれ１μｍ以下程度の所定の平坦性を有することで、ＬＤチップ２の反りが、ヒートシンク３及び固定プレート４Ａの平坦性以下に抑えられる。
【００４１】
更に、ＬＤチップとヒートシンクとの接合界面に、半田材やろう材等の接着物を使用する構成では、ＬＤチップとヒートシンクとの熱膨張係数の違いから、接合界面で圧縮や引っ張り力が生じ、ＬＤチップの反りの原因となる。
【００４２】
また、半田材やろう材は、電気が流れることで変質し、電気的接触の悪化や、剥離等が生じることがある。
【００４３】
これに対して、第１の実施の形態の半導体レーザ装置１Ａでは、ＬＤチップ２とヒートシンク３及びＬＤチップ２と固定プレート４Ａが、半田材やろう材等で機械的に固定されないことで、異物質間での熱膨張係数の違いが緩和されて、ＬＤチップ２の反りを抑制することができる。
【００４４】
また、ＬＤチップ２とヒートシンク３との接合界面及びＬＤチップ２と固定プレート４との接合界面の双方に、半田材やろう材等、温度変化や電気的ストレスにより変質するような物質が介在しないので、電気的特性の悪化や剥離を抑制することができる。
【００４５】
これにより、光出力特性の劣化を抑制することができ、長期間にわたって高信頼性を維持することができる。
【００４６】
＜第１の実施の形態の半導体レーザ装置の変形例＞
図２は第１の実施の形態の半導体レーザ装置の変形例を示す構成図である。変形例の半導体レーザ装置１Ａ′では、図２（ａ）に示すように、固定プレート４Ａ′のｘ方向の長さ（幅）が、接着物５Ａを塗付する領域を考慮してＬＤチップ２の幅より所定量長く構成され、ＬＤチップ２の後方だけでなく、側方にも接着物５Ａが塗付されて、固定プレート４Ａがヒートシンク３に固定される。
【００４７】
これにより、出射端面を除くＬＤチップ２の周囲において接着物５Ａにより固定プレート４Ａ′がヒートシンク３に支持されることで、固定プレート４Ａ′の湾曲を抑制することができる。
【００４８】
また、図２（ｂ）に示すように、ヒートシンク３や固定プレート４Ａ（４Ａ′）において、接着物５Ａの塗布位置に段差１１等を形成して、接着物５Ａの塗付位置を規制する塗付位置規制手段を備えることで、ＬＤチップ２と接着物５Ａとの間に、熱による影響を抑制するための隙間Ｆが確実に形成されるようにしても良い。
【００４９】
＜第２の実施の形態の半導体レーザ装置の構成及び動作例＞
図３は第２の実施の形態の半導体レーザ装置の一例を示す構成図で、図３（ａ）は、第２の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｂの正面図、図３（ｂ）は、半導体レーザ装置１Ｂの側面図である。
【００５０】
第２の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｂは、第１の実施の形態の半導体レーザ装置１Ａと同様に、ヒートシンク３との間にＬＤチップ２を挟み込んで保持する固定プレート４Ｂを備える。
【００５１】
固定部材の一例である固定プレート４Ｂは、Ｃｕ等の熱伝導性及び電気伝導性に優れた物質で構成され、第２の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｂでは、固定プレート４Ｂが、ＬＤチップ２の非実装位置で、ＬＤチップ２の側方に塗付された接着物５Ｂによってヒートシンク３に固定される。
【００５２】
このため、固定プレート４Ｂのｘ方向の長さ（幅）は、接着物５Ｂを塗付する領域を考慮してＬＤチップ２の幅より所定量長く構成され、接着物５Ｂの塗付位置Ｅ２は、ｚ方向についてはＬＤチップ２の実装位置とほぼ同じで、ｘ方向についてはＬＤチップ２から熱の影響を考慮した所定量、例えば数ｍｍ程度離れた位置とする。
【００５３】
第２の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｂでも、上部電極６Ｂが絶縁物８Ｂを介してヒートシンク３に固定される。上部電極６Ｂは、ＬＤチップ２の図示しない上面電極と接触して導通している固定プレート４Ｂに、電極材７を介して電気的に接続される。
【００５４】
次に、図３を参照して第２の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｂの作用効果例について説明する。
【００５５】
半導体レーザ装置１Ｂでも、ＬＤチップ２がヒートシンク３と固定プレート４Ｂとの間に挟み込まれて保持されることで、ＬＤチップ２の図示しない下面電極がヒートシンク３と電気的に接続され、ＬＤチップ２の図示しない上面電極が固定プレート４Ｂ及び電極材７を介して上部電極６Ｂと電気的に接続されている。これにより、ヒートシンク３と上部電極６Ｂとの間に所定の電圧が印加されることで、ＬＤチップ２が発振して各エミッタ２ａから光が出射される。
【００５６】
ＬＤチップ２が駆動されることで発生する熱は、主にヒートシンク３に熱伝導されて放熱される。また、ＬＤチップ２と接触する固定プレート４Ｂ及び固定プレート４Ｂと電極材７を介して接続される上部電極６Ｂも熱伝導性を有することから、ＬＤチップ２で発生した熱は、固定プレート４Ｂや上部電極６Ｂにも熱伝導されて放熱される。
【００５７】
さて、ＬＤチップ２を挟み込んで保持するヒートシンク３の接合面３ａ及び固定プレート４Ｂの接合面４ｍは、例えばそれぞれ１μｍ以下程度の所定の平坦性を有することで、ＬＤチップ２の反りが、ヒートシンク３及び固定プレート４Ｂの平坦性以下に抑えられる。
【００５８】
また、ＬＤチップ２とヒートシンク３との接合界面及びＬＤチップ２と固定プレート４Ｂとの接合界面には、半田材やろう材等、温度変化や電気的ストレスにより変質するような物質が介在しないので、ＬＤチップ２の反りや、ヒートシンク３からの剥離が抑制される。これにより、光出力特性の劣化を抑制することができ、長期間にわたって高信頼性を維持することができる。
【００５９】
更に、固定プレート４Ｂが、ＬＤチップ２の左右両側方で接着物５Ｂによってヒートシンク３に固定されることで、接着物５Ｂが硬化する際に収縮しても、固定プレート４ＢでＬＤチップ２の全面を均等に押圧することができ、ＬＤチップ２を確実に固定することができる。
【００６０】
なお、固定プレート４Ｂを接着固定する際に、固定プレート４Ｂ自体が湾曲する可能性がある。このため、固定プレート４Ｂとヒートシンク３との間において、例えば、ＬＤチップ２と接着物５Ｂとの間で、ＬＤチップ２に対してｘ方向に所定の長さ離れた位置に、ＬＤチップ２と同程度の高さの絶縁物を介在させて、固定プレート４Ｂの湾曲を抑制できるようにしても良い。
【００６１】
＜第３の実施の形態の半導体レーザ装置の構成及び動作例＞
図４は第３の実施の形態の半導体レーザ装置の一例を示す構成図で、図４（ａ）は、第３の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｃの正面図、図４（ｂ）は、半導体レーザ装置１Ｃの側面図である。
【００６２】
第３の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｃは、ヒートシンク３との間にＬＤチップ２を挟み込んで保持する固定部材の機能を、上部電極６Ｃに持たせる。すなわち、半導体レーザ装置１Ｃは、ヒートシンク３との間にＬＤチップ２を挟み込んで保持すると共に、ＬＤチップ２と直接導通した上部電極６Ｃと、上部電極６Ｃをヒートシンク３に固定する接着物５Ｃと、上部電極６Ｃを所定の高さで支持する絶縁物８Ｃとを備える。
【００６３】
固定部材と電極部材の一例である上部電極６Ｃは、Ｃｕ等の熱伝導性及び電気伝導性に優れた物質で構成される。上部電極６Ｃは薄板形状で、第３の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｃでは、ヒートシンク３に接合された絶縁物８Ｃでヒートシンク３に対して所定の高さに支持され、かつ、ＬＤチップ２の非実装位置で、ＬＤチップ２の後方に塗付された接着物５Ｃによってヒートシンク３に固定される。
【００６４】
次に、図４を参照して第３の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｃの作用効果例について説明する。
【００６５】
半導体レーザ装置１Ｃでは、ＬＤチップ２がヒートシンク３と上部電極６Ｃとの間に挟み込まれて保持されることで、ＬＤチップ２の図示しない下面電極がヒートシンク３と電気的に接続され、ＬＤチップ２の図示しない上面電極が上部電極６Ｃと電気的に接続されている。これにより、ヒートシンク３と上部電極６Ｃとの間に所定の電圧が印加されることで、ＬＤチップ２が発振して各エミッタ２ａから光が出射される。
【００６６】
ＬＤチップ２が駆動されることで発生する熱は、主にヒートシンク３に熱伝導されて放熱される。また、ＬＤチップ２と接触する上部電極６Ｃも熱伝導性を有することから、ＬＤチップ２で発生した熱は、上部電極６Ｃにも熱伝導されて放熱される。
【００６７】
さて、第３の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｃでも、上部電極６ＣのＬＤチップ２と接触する面の平坦性を、例えば１μｍ以下程度とすることで、ＬＤチップ２の反りが、ヒートシンク３及び上部電極６Ｃの平坦性以下に抑えられる。
【００６８】
また、ＬＤチップ２とヒートシンク３との接合界面及びＬＤチップ２と上部電極６Ｃとの接合界面には、半田材やろう材等、温度変化や電気的ストレスにより変質するような物質が介在しないので、ＬＤチップ２の反りや、ヒートシンク３からの剥離が抑制される。これにより、光出力特性の劣化を抑制することができ、長期間にわたって高信頼性を維持することができる。
【００６９】
更に、上部電極６Ｃが固定部材としての機能を併せ持つことで、固定プレートが不要となり、部品点数を削減してコストダウンが可能となる。
【００７０】
なお、図４に示す例では、絶縁物８Ｃの高さはＬＤチップ２と同程度としてあるが、絶縁物８Ｃの高さは上部電極６Ｃの形状等に伴って決定されれば良く、絶縁物８Ｃの大きさ及び形状に特に制限はない。
【００７１】
また、接着物５Ｃの塗付位置に関しても、絶縁物８Ｃの形状に応じて任意の位置とすることが可能であり、接着物５Ｃの塗付位置は限定されるものではない。更に、接着物５Ｃを塗付する大きさ及び数についても特に制限は無い。
【００７２】
＜各実施の形態の半導体レーザ装置の変形例＞
上述した各実施の形態の半導体レーザ装置では、接着物として、電気的絶縁性を有した樹脂系の物質を使用する例で説明したが、接着物として、半田材やろう材等の電気伝導性を有した物質を使用しても良い。固定プレートを半田材やろう材で固定する構成では、固定プレートとして、半田材やろう材と接触する部分は絶縁性を有するような金属材料を用いれば良い。
【００７３】
このように、固定プレートを半田材やろう材で固定する構成としても、ヒートシンクとＬＤチップとの接合界面及びＬＤチップと固定プレートとの接合界面には半田材やろう材が介在しないので、熱によるＬＤチップの反りが抑制され、また、電気的特性が変化することもない。
【００７４】
＜第１の実施の形態の半導体レーザ装置の製造方法例＞
図５は第１の実施の形態の半導体レーザ装置の製造方法の一例を示す工程図で、次に、図１で説明した半導体レーザ装置１Ａを例に、半導体レーザ装置の製造方法の一例について説明する。
【００７５】
まず、ＬＤチップ２を図示しないコレットによりピックアップし、画像認識等でｚ方向の位置を確認しながら、図５（ａ）に示すように、ＬＤチップ２の出射端面をヒートシンク３の面位置に合わせるようにして、ＬＤチップ２をヒートシンク３の接合面３ａに載置する。ここで、ＬＤチップ２とヒートシンク３との接合界面に、導電性グリスを塗付しても良い。
【００７６】
次に、ＬＤチップ２の非実装位置に、接着物５ＡとしてＵＶ（紫外線）硬化樹脂を塗付した固定プレート４Ａをピックアップし、ｚ方向の位置とｘ方向の位置を確認しながらＬＤチップ２へ押し付ける。固定プレート４ＡをＬＤチップ２へ押し付ける際の荷重量は、ＬＤチップ２に故障が発生せず、かつ、ＬＤチップ２が動くことなく挟み込まれて保持される値に設定される。
【００７７】
ここで、固定プレート４Ａのｚ方向の位置としては、図５（ｂ）に示すように、前端面がＬＤチップ２の出射端面と同一面となるように合わせる。また、固定プレート４Ａのｘ方向の位置としては、左右の側端面からＬＤチップ２の側端面までの長さがほぼ等しくなるように合わせる。なお、ＬＤチップ２と固定プレート４Ａとの接合界面に、導電性グリスを塗付しても良い。
【００７８】
そして、固定プレート４ＡでＬＤチップ２をヒートシンク３に押し付けた状態でＵＶ露光を施し、接着物５ＡであるＵＶ硬化樹脂を硬化させ固定プレート４Ａをヒートシンク３に接着固定する。接着物５Ａ（ＵＶ硬化樹脂）の硬化後、図示しないコレットの荷重を減じて、固定プレート４Ａからコレットを外す。
【００７９】
次に、絶縁物８Ａを図示しないコレットによりピックアップし、図５（ｃ）に示すように、ヒートシンク３においてＬＤチップ２及び固定プレート４Ａが非実装である所定の位置にマウントする。
【００８０】
更に、予め片面に図示しない半田材やろう材を備えた箔状の電極材７を固定プレート４Ａの上面にセットし、熱をかけて固定プレート４Ａと電極材７を接合する。なお、本例では電極材７として箔状の電極を用いる例を説明したが、電極材としてワイヤやリボンを用いる構成では、ボンディング装置を使用してワイヤボンディングやリボンボンディングを行う。
【００８１】
次に、上部電極６Ａを、図５（ｄ）に示すように電極材７を挟み込んで絶縁物８Ａに載置し、ネジ等を使用してヒートシンク３に固定する。
【００８２】
これにより、ＬＤチップ２がヒートシンク３と固定プレート４Ａとの間に挟み込まれて保持され、ＬＤチップ２の図示しない下面電極がヒートシンク３と電気的に接続され、ＬＤチップ２の図示しない上面電極が固定プレート４Ａ及び電極材７を介して上部電極６Ａと電気的に接続された半導体レーザ装置１Ａが作成される。
【００８３】
ここで、上述した半導体レーザ装置の製造方法例は、図１で説明した第１の実施の形態の半導体レーザ装置１Ａを製造する工程について説明したが、図３で説明した第２の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｂでも、図５で説明した工程とほぼ同等の工程で製造することができる。また、図４で説明した第３の実施の形態の半導体レーザ装置１Ｃでは、固定プレートを兼ねる上部電極６Ｃをヒートシンク３に接着する前に、絶縁物８Ｃをヒートシンク３へ接合しておけばよい。
【００８４】
本実施の形態の半導体レーザ装置の製造方法では、ＬＤチップ２とヒートシンク３との間には、半田材やろう材等の接着物が使用されず、ＬＤチップ２を固定する工程で、ＬＤチップ２の出射端面やヒートシンク３の前面に接着物が廻り込んで付着することを防ぐことができる。
【００８５】
また、半田材等を使用する工程を減らすことができるので、工程順に応じて融点が異なる半田材を用いる必要が少なくなり、材料選定が容易となって、コストダウンにつなげることができる。
【００８６】
更に、固定プレートをネジで固定する構成とすると、ネジが非常に小径なものとなり、製造時の加工性が悪く、また、ＬＤチップの位置を保持して固定することが困難である。
【００８７】
これに対して、本実施の形態の半導体レーザ装置の製造方法では、固定プレート４Ａを接着物５Ａで固定することで、製造時の加工性が良く、また、固定プレート４Ａの固定時に、ＬＤチップ２の位置を保持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の半導体レーザ装置は、固体レーザやファイバレーザ励起の光源、切削加工等の光源、ディスプレイの光源等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】第１の実施の形態の半導体レーザ装置の一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の半導体レーザ装置の変形例を示す構成図である。
【図３】第２の実施の形態の半導体レーザ装置の一例を示す構成図である。
【図４】第３の実施の形態の半導体レーザ装置の一例を示す構成図である。
【図５】第１の実施の形態の半導体レーザ装置の製造方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００９０】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ・・・半導体レーザ装置、２・・・ＬＤチップ、２ａ・・・エミッタ、３・・・ヒートシンク、３ａ・・・接合面、４Ａ，４Ｂ・・・固定プレート、４ｍ・・・接合面、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ・・・接着物、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ・・・上部電極、７・・・電極材、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ・・・絶縁物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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