激光模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體激光模塊（1），其具有配置有半導(dǎo)體激光芯片（32）的激光器安裝座（31）、配置有光纖（2）的光纖安裝座（40）、配置有激光安裝座（31）和光纖安裝座（40）兩方的基座（20）、配置有基座（20）的基板（10），在基座（10）上表面上形成有凸部（11a～11d），基座（20）通過伸展在基座（20）與基板（10）之間的軟焊料（61）而接合在基板（10）上。
【專利說明】激光模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安裝在光纖末端的激光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]作為使光入射到光纖的裝置，激光模塊被廣泛地使用。激光模塊包括發(fā)射激光的激光光源、接收激光的光纖和安裝有光源與光纖兩者的散熱基板。在調(diào)整激光光源與光纖的位置、使從激光光源發(fā)射的激光高效率地入射到光纖中之后，將激光光源和光纖固定在散熱基板上。
[0003]在激光模塊中，通常，并非將激光光源與光纖直接接合在散熱基板上，而是先將激光器安裝座和光纖安裝座接合到散熱基板上，再將激光光源和光纖接合到激光器安裝座和光纖安裝座上。作為公開了采用這種方式的光纖的文獻(xiàn)，例如有專利文獻(xiàn)I。
[0004]然而，在這種激光模塊中，由于激光光源產(chǎn)生的熱，在用于接合激光器安裝座與散熱基板的焊料上會(huì)產(chǎn)生大的應(yīng)力，會(huì)出現(xiàn)激光光源的位置出錯(cuò)、焊料受到損壞的情況。出現(xiàn)這種問題的主要原因在于，由AlN (氮化鋁)、CuW (銅鎢)構(gòu)成的激光器安裝座的熱膨脹率與由Cu (銅)構(gòu)成的散熱基板的熱膨脹率不同。
[0005]作為回避這個(gè)問題的技術(shù)，專利文獻(xiàn)2中公開了一種將散熱基板和激光器安裝座用軟焊料固定的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)2中，由散熱基板與激光器安裝座的熱膨脹率差引起的應(yīng)力被認(rèn)為可被這種軟焊料吸收。
[0006]專利文獻(xiàn):
[0007]專利文獻(xiàn)1:美國專利第6，758，610號(hào)說明書(登記日:2004年6月6日)
[0008]專利文獻(xiàn)2:美國專利申請公開第2009/0104727號(hào)說明書(
【公開日】:2009年4月23日)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]然而，根據(jù)本
【發(fā)明者】的發(fā)現(xiàn)，在激光模塊中，當(dāng)在散熱基板與激光器安裝座的接合中使用軟焊料時(shí)，軟焊料的厚度在40 ii m左右。而軟焊料的厚度為40 ii m時(shí)，不能充分吸收由散熱基板與激光器安裝座的熱膨脹率差引起的應(yīng)力，仍然會(huì)出現(xiàn)激光光源的位置出錯(cuò)、焊料受到損壞的問題。尤其是近年來，對(duì)于需求日益高漲的搭載有大功率半導(dǎo)體激光器的激光模塊，這是一個(gè)嚴(yán)重的問題。
[0010]此外，在散熱基板與激光器安裝座的接合中使用軟焊料時(shí)，激光器安裝座相對(duì)于散熱基板的相對(duì)位置的變動(dòng)增大。因此，也不能忽視激光光源相對(duì)于光纖的相對(duì)位置的變動(dòng)增大、激光模塊中的損耗增大的問題。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，旨在實(shí)現(xiàn)不出現(xiàn)上述問題的、可靠性高的激光模塊。
[0012]為了解決上述課題，本發(fā)明的激光模塊具有:配置有發(fā)射激光的激光光源的激光器安裝座、配置有接收上述激光的光纖的光纖安裝座、配置有上述激光器安裝座和上述光纖安裝座兩者的基座、配置有上述基座的基板，其特征在于，在上述基座與上述基板之間配置有用于將上述基座與上述基板間隔開來的間隔件，上述基座通過伸展在其與上述基板之間的焊料而接合在上述基板上。
[0013]在上述結(jié)構(gòu)中，由于通過上述間隔件使上述基座與上述基板間隔開來，因此，能使用于將上述基座接合到上述基板上的焊料的厚度厚至上述間隔件的高度。由此，即使是在用熱膨脹率不同的材料構(gòu)成上述基板與上述基座的情況下，也能通過上述焊料充分吸收因上述基板與上述基座的熱膨脹率差產(chǎn)生的應(yīng)力。所以，不會(huì)出現(xiàn)上述激光光源的位置出錯(cuò)、上述焊料受到損壞的問題，能實(shí)現(xiàn)可靠性高的激光模塊。
[0014]而且，上述激光器安裝座和上述光纖安裝座一起配置在上述基座上。因此，即使上述基座相對(duì)于上述基板的相對(duì)位置變動(dòng)增大，由此引起的上述激光光源相對(duì)于上述光纖的相對(duì)位置的變動(dòng)不會(huì)增大，因此，不用擔(dān)心激光模塊中的損耗會(huì)增大。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)不會(huì)出現(xiàn)上述激光光源的位置出錯(cuò)、上述焊料受到損壞之類的問題的、可靠性高的激光模塊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是顯示本發(fā)明一實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光模塊的總體情況的斜視圖。
[0017]圖2是顯示圖1所示的半導(dǎo)體激光模塊的主要部分的結(jié)構(gòu)的三視圖。
[0018]圖3是顯示圖1所示的半導(dǎo)體激光模塊所具有的基板的具體例子的三視圖。
[0019]圖4是顯示圖1所示的半導(dǎo)體激光模塊所具有的基座的具體例子的三視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)施方式的激光模塊做如下說明。在本實(shí)施方式的激光模塊中，作為激光光源，使用搭載有半導(dǎo)體激光器(有時(shí)也稱“激光二極管”)的光源，因此，下面將其記作“半導(dǎo)體激光模塊”。但是，能搭載在本發(fā)明的激光模塊上的激光光源不局限于半導(dǎo)體激光光源。
[0021]另外，在以下說明中，構(gòu)成板狀部件的6個(gè)面中，將具有最大面積的二個(gè)面記為“主面”，除主面以外的四個(gè)面記為“端面”。此外，在需要將二個(gè)主面相互區(qū)別時(shí)，將一個(gè)主面記為“上表面”，將另一主面記為“下表面”。這里，上表面是指包含板狀部件的裝置處于通常的設(shè)置狀態(tài)時(shí)朝向上方的那個(gè)主面，下表面是指包含板狀部件的裝置處于通常的設(shè)置狀態(tài)時(shí)朝向下方的那個(gè)主面。
[0022]〔半導(dǎo)體激光模塊的結(jié)構(gòu)〕
[0023]參照圖1?圖2對(duì)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光模塊I的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是顯示半導(dǎo)體激光模塊I的總體情況的斜視圖。圖2是顯示半導(dǎo)體激光模塊I的主要部分(基板
10、基座20、CoS30)的結(jié)構(gòu)的三視圖。在圖2中，將平視圖(上表面一側(cè))示于左上，側(cè)視圖示于左下，正視圖示于右下。
[0024]半導(dǎo)體激光模塊I是安裝在光纖2的末端的半導(dǎo)體激光模塊，如圖1?圖2所示，具有基板10、基座20、CoS (Chip on Submount，帶基座的芯片)30、光纖安裝座40和殼體50。圖1中，為了清楚地顯示半導(dǎo)體激光模塊I的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，省略了殼體50的頂板和側(cè)板的一部分。此外，圖2中，為了清楚地顯示半導(dǎo)體激光模塊I的主要部分的結(jié)構(gòu),省略了基板10、基座20和Cos30以外的結(jié)構(gòu)。
[0025]基板10是半導(dǎo)體激光模塊I的底板。在本實(shí)施方式中，如圖1?圖2所示，作為基板10，使用主面為圓角矩形的板狀部件?；?0起散熱板的作用，用于將在半導(dǎo)體激光模塊I內(nèi)部(尤其是COS30)產(chǎn)生的熱發(fā)散到激光模塊I外部。因此，基板10由導(dǎo)熱率高的材料、例如由Cu (銅)構(gòu)成。
[0026]如圖1?圖2所示，在基板10的上表面上，設(shè)有四個(gè)凸部Ila?lid。這四個(gè)凸部Ila?Ild起間隔件的作用，用于使基座20下表面與基板10上表面間隔開來。這四個(gè)凸部Ila?Ild通過沖壓加工或切削加工等而成形，與基板10形成為一體。
[0027]如圖1?圖2所示，在基板10的上表面上，配置有基座20。
[0028]基座20是支承Cos30和光纖安裝座40的支承物。在本實(shí)施方式中，如圖1?圖2所示，作為基座20，使用主面為矩形的板狀部件，對(duì)該基座20進(jìn)行配置，使其下表面與基板10上面平行，并使其主面的長邊與基板10的主面的長邊平行。通過伸展在基座20下表面與基板10上表面之間的軟焊料61，基座20接合在基板10的上表面上。關(guān)于基板10的具體例子，更換參照的附圖在后面進(jìn)行說明。
[0029]如圖1?圖2所示，在基座20的上表面上配置有CoS30和光纖安裝座40。在基座20的上表面中，光纖安裝座40配置在引出光纖2的一側(cè)(圖1中的右前側(cè)，下面記作“光纖偵r)，CoS30配置在與引出光纖2的一側(cè)相反的一側(cè)(圖1中的左內(nèi)側(cè)，下面記作“引線側(cè)”)。關(guān)于基座20的具體例子，更換參照的附圖在后面進(jìn)行說明。
[0030]CoS30是將激光器安裝座31與半導(dǎo)體激光芯片32 —體化而成的部件。
[0031]激光器安裝座31是支承半導(dǎo)體激光芯片32的支撐物。在本實(shí)施方式中，如圖1?圖2所示，作為激光器安裝座31，使用主表面為矩形的板狀部件，對(duì)該激光器安裝座31進(jìn)行配置，使其下表面與基座20的上表面平行，并使其主面的長邊與基座20的主面的長邊平行。通過伸展在激光器安裝座31下表面與基座20上表面之間的硬焊料62，激光器安裝座31接合在基座20的上表面上。
[0032]如圖1?圖2所示，激光器安裝座31的上表面上配置有半導(dǎo)體激光芯片32。半導(dǎo)體激光芯片32是從其端面32a發(fā)射激光的激光光源。在本實(shí)施方式中，使用主要由GaAs(砷化鎵)形成的、具有5mm以上腔體長度的高功率半導(dǎo)體激光。如圖1?圖2所示，半導(dǎo)體激光芯片32以其延長方向與激光器安裝座31的主面的長邊平行的方式配置，其下表面與激光器安裝座31上表面接合。此外，如圖1所示，半導(dǎo)體激光芯片32與通過導(dǎo)線33連接于在激光器安裝座31的上表面上形成的線路，被該線路所供給的電流驅(qū)動(dòng)。
[0033]光纖安裝座40是支承光纖2的支承物。在本實(shí)施方式中，作為光纖安裝座40，如圖1?圖2所示，使用主面為矩形的板狀部件，對(duì)該光纖安裝座40進(jìn)行配置，使其下表面與基座20平行，并使其主面的長邊與基座20的主面的長邊垂直。通過伸展在光纖安裝座40下表面與基座20上表面之間的硬焊料63，光纖安裝座40接合在基座20的上表面上。
[0034]如圖1所不,光纖安裝座40上配置有光纖2,該光纖2從設(shè)置在殼體50上的插通管51中穿過，引入半導(dǎo)體激光模塊I內(nèi)部。對(duì)光纖2進(jìn)行配置，使加工成楔形的前端2a與半導(dǎo)體激光芯片32的端面32a正對(duì)，通過焊料64，光纖2接合在光纖安裝座40的上表面上。從半導(dǎo)體激光芯片32的端面32a發(fā)射的激光由前端2a入射到光纖2中，在光纖2內(nèi)傳播。[0035]在半導(dǎo)體激光模塊I中，在驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光芯片32期間，會(huì)有從半導(dǎo)體激光芯片32產(chǎn)生的熱。由半導(dǎo)體激光芯片32產(chǎn)生的熱(I)傳導(dǎo)到激光器安裝座31，(2)介由硬焊料62傳導(dǎo)到基座20，(3)介由軟焊料61傳導(dǎo)到基板10，(4)從基板10的下表面散放到外部。因此，在驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光芯片32期間，成為由半導(dǎo)體激光芯片32產(chǎn)生的熱的傳導(dǎo)路徑的激光器安裝座31、基座20和基板10的溫度上升。
[0036]因此，在驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光芯片32期間，激光器安裝座31、基座20和基板10發(fā)生熱膨脹。這樣，當(dāng)激光器安裝座31、基座20和基板10的熱膨脹率不同時(shí)，在這些部件之間會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。在這些部件間產(chǎn)生的應(yīng)力成為使CoS30與光纖2的相對(duì)位置出錯(cuò)和損壞焊料61,62的主要原因。尤其是在像本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光模塊I那樣的在搭載有大功率半導(dǎo)體激光器的激光模塊中，由于半導(dǎo)體激光器會(huì)產(chǎn)生大量的熱，因此，上述問題直接導(dǎo)致可靠性的嚴(yán)重下降低。
[0037]因此，在本實(shí)施方式中，通過用熱膨脹率相同或基本相同的材料構(gòu)成激光器安裝座31和基座20，抑制在激光器安裝座31與基座20之間產(chǎn)生的應(yīng)力。具體而言，通過使激光器安裝座31和基座20均用AlN (氮化鋁)構(gòu)成，抑制在激光器安裝座31與基座20之間產(chǎn)生的應(yīng)力。另外，由于AlN的熱膨脹率與構(gòu)成半導(dǎo)體激光芯片32的GaAs的熱膨脹率基本相同，因此，通過用AlN構(gòu)成激光器安裝座31，同時(shí)也能抑制在半導(dǎo)體激光芯片32與激光器安裝座31之間產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0038]另一方面，從散熱性的角度考慮，基板10有必要由導(dǎo)熱率高的材料(例如Cu)構(gòu)成。因此，作為基板10的材料，選擇與基座20熱膨脹率相同或基本相同的材料并不容易。為此，在本實(shí)施方式中，用軟焊料61將基板10與基座20接合，由此，通過軟焊料61來吸收由基板10與基座20的熱膨脹率差產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0039]但是，若只是用軟焊料61接合基板10與基座20，則軟焊料61的厚度在40 左右，不能得到充分的吸收效果。因此，在本實(shí)施方式中，通過形成在基板10的上表面上的四個(gè)凸部Ila?lld，使基座20下表面與基板10上表面間隔開來，再用軟焊料61填滿基座20下表面與基板10上表面之間的空間，使軟焊料61的厚度大于40pm。具體而言，通過使凸部Ila?Ild的高度，即軟焊料61的厚度為120 iim?180 iim左右而得到充分的應(yīng)力吸收效果。因此，即使基板10與基座20以不同的熱膨脹率進(jìn)行熱膨脹，軟焊料61只是彈性變形，不會(huì)出現(xiàn)基座20變形、CoS30與光纖2的相對(duì)位置出錯(cuò)或軟焊料61被損壞的情況。
[0040]另外，在本說明書中，“軟焊料”是指楊氏模量在50GPa以下的焊料。例如，Au-Sn90% (金-錫90%)焊料、Sn-Ag-Cu (錫-銀-銅)系焊料、In-Sn (銦-錫)系焊料、B1-1n-Sn (鉍-銦-錫)系焊料、In (100%)(銦100% )焊料屬于軟焊料。另外，在一些文獻(xiàn)中，作為“軟焊料”，采用“楊氏模量在40GPa以下的焊料”的定義。然而，本說明書中采用的軟焊料的定義如上，是“楊氏模量在50GPa以下的焊料”，與上述一些文獻(xiàn)中采用的定義不同，故提請注意。
[0041]由上面的描述可以明白，用于將基板10與基座20接合的焊料優(yōu)選為軟焊料，但即使是楊氏模量在50GPa以上的焊料，只要是比基座20軟的焊料，即只要是其楊氏模量小于基座20的焊料，也能得到一定的應(yīng)力吸收效果。
[0042]〔基板的具體例子〕
[0043]接著，參照圖3對(duì)半導(dǎo)體激光模塊I所具有的基板10的具體例子進(jìn)行說明。圖3是基板10的二視圖。在圖3中，將平視圖(上表面一側(cè))不于左上，將側(cè)視圖不于左下，將正視圖示于右上。
[0044]如圖3所示，基板10是主面為16.5mm (長邊)X 10.0mm (短邊)的圓角矩形的板狀部件，其厚度為1.0mm?；?0的材料為Cu (銅)。
[0045]成形在基板10的上表面上的四個(gè)凸部Ila?Ild分別為上表面呈平坦柱狀的凸部。更具體而言，為上表面呈直徑1.2m的圓的圓柱形凸部,其高度為0.15mm。四個(gè)凸部Ila?Ild與基板10 —體成形，其材料為Cu。使凸部Ila?Ild的上表面平坦是為了使基座20與凸部Ila?Ild以面接觸。由此，在制造半導(dǎo)體激光模塊I時(shí)，能穩(wěn)定地實(shí)施在將基座20接合到基板10上時(shí)進(jìn)行的擦拭(scrub)基座20的操作。
[0046]將凸部Ila和凸部Ilb沿基板10上表面引線側(cè)的短邊配置，并使兩者中心之間相距5.0mm。同樣地，將凸部Ilc和凸部Ild沿基板10上表面光纖側(cè)的短邊配置，并使兩者中心之間相距5.0mm0沿基板10上表面的一方長邊配置的二個(gè)凸部IlaUlc的中心間距離為8.7mm。同樣地，沿基板10上表面的另一方長邊配置的二個(gè)凸部IlbUld的中心間距離為
8.7_。如后所述,當(dāng)采用主面為9.5m (長邊)X 5.0mm (短邊)的矩形的板狀部件作為基座20時(shí)，這四個(gè)凸部Ila?Ild就大致配置在基座20的四角上。
[0047]當(dāng)然，凸部Ila?Ild的配置不局限于此。即，只要是能穩(wěn)定地放置基座20的配置，凸部Ila?Ild的配置可以是隨意的。此夕卜，凸部Ila?Ild的個(gè)數(shù)不局限于四個(gè)，可以是三個(gè)，也可以是五個(gè)。但是，若減少凸部Ila?Ild的個(gè)數(shù)，則在進(jìn)行擦拭操作時(shí)，基座20容易從凸部Ila?Ild上脫落。另一方面，若增加凸部Ila?Ild的個(gè)數(shù)，則基座20與基板10的接合強(qiáng)度可能下降。即，從兼顧擦拭操作時(shí)的穩(wěn)定性和接合強(qiáng)度的角度考慮，凸部Ila?Ild位于基座20的四角的配置是最佳配置之一。
[0048]此夕卜，凸部Ila?Ild的高度可以設(shè)定為120 ii m以上、180 ii m以下的任意值。這里，將凸部Ila?Ild的高度設(shè)定在120 iim以上是為了使軟焊料62具有充分的應(yīng)力吸收效果。另一方面，將凸部Ila?Ild的高度設(shè)定在lSOym以下是為了將軟焊料62的熱阻r抑制在0.220C /W以下，確保從基座20到基板10的充分的熱傳導(dǎo)。
[0049]例如，在使用圖3所示的基座(軟焊料62的潤濕擴(kuò)展面積S = 8.7X5.0 —
0.62X3.14 N 42.4mm2)作為基座20、使用AnSn90%焊料(導(dǎo)熱率k = 20ff/m.K)作為軟焊料62的情況下，厚度d = 180 iim的軟焊料62的熱阻r = ( k XS/d) —1為r N 0.212V /W，滿足上述條件(熱阻r在0.220C /W以下)。另外，容許的焊料62的熱阻r的上限值(在本實(shí)施方式中為0.220C /W)由CoS30的構(gòu)成以及半導(dǎo)體激光芯片31的消耗電力和結(jié)溫決定。
[0050]〔基座的具體例子〕
[0051]接著，參照圖4對(duì)半導(dǎo)體激光模塊I所具有的基座20的具體例子進(jìn)行說明。圖4是基板10的三視圖。在圖4中，將平視圖(上表面一側(cè))不于左上，將平視圖(下表面一側(cè))示于右上，將側(cè)視圖示于左下。
[0052]如圖4所示，基座20是主面為9.5mm (長邊)X5.0mm (短邊)的矩形的板狀部件，其厚度為1.0mm?；?0的材料為AlN (氮化鋁)。
[0053]基座20的上表面上鍍敷有金屬鍍膜21。這是為了用硬焊料62將CoS30接合在基座20的上表面上。同樣地，在基座20的下表面上也鍍敷有金屬鍍膜22。這是為了用軟焊料61將基板10接合在基座20的下表面上。[0054]圖4中值得注意的一點(diǎn)是，金屬鍍膜21包覆基座20的整個(gè)上表面，與此相對(duì)，金屬鍍膜22則包覆基座20的整個(gè)下表面中除去四角的圓角矩形區(qū)域。金屬鍍膜22的四角上帶有半徑1.2mm的圓角。
[0055]由此，能防止軟焊料61潤濕擴(kuò)展到未被金屬鍍膜22包覆的基座20下表面的四角。即，通過將基座20放置在基板10上、使未被金屬鍍膜22包覆的基座20下表面的四角與凸部Ila?Ild的上表面接觸，能防止軟焊料61浸潤到基座20下表面與凸部Ila?Ild上表面之間。即，能防止以下情況出現(xiàn):以浸潤到基座20下表面與凸部Ila?Ild上表面之間、比其他部分的厚度薄的軟焊料61為起源，基座20與基板10之間的介由軟焊料61的接合被損壞。
[0056]〔基板與基座的接合方法〕
[0057]最后,對(duì)在半導(dǎo)體激光模塊I的制造過程中將基板10與基座20接合的接合方法進(jìn)行簡單的說明。將基板10與基座20接合例如可通過以下工序SI?S8實(shí)現(xiàn)。
[0058]工序S1:將基板10放置到加熱臺(tái)上。
[0059]工序S2:將成形為板狀的軟焊料61 (固體)放置到基板10上。
[0060]工序S3:將基座20放置到軟焊料61 (固體)上。
[0061]工序S4:用加熱臺(tái)開始對(duì)基板10加熱。用開始加熱臺(tái)對(duì)基板加熱后，基板10的溫度即逐漸上升。
[0062]工序S5:當(dāng)基板10的溫度達(dá)到軟焊料61的熔點(diǎn)時(shí)，軟焊料61從基板10側(cè)開始熔化。軟焊料61完全熔化后，擦拭基座20。
[0063]工序S7:停止用加熱臺(tái)對(duì)基板10加熱。停止用加熱臺(tái)對(duì)基板10加熱后，基板10的溫度即逐漸下降。
[0064]工序S8:使軟焊料61自然冷卻。軟焊料61的溫度降到熔點(diǎn)以下時(shí)，軟焊料61硬化，基板10與基座20的接合結(jié)束。
[0065]在上述工序S5中，擦拭基座20是指使基座20在與基板10上表面平行的面內(nèi)滑動(dòng)幾次。由此，在排除混入軟焊料61與基座20下表面之間的氣泡的同時(shí)，能使軟焊料61均勻地潤濕伸展至基座20下表面的鍍敷有金屬鍍膜22的整個(gè)區(qū)域。如上所述，放置基座20的基板10的凸部Ila?Ilb具有共通的高度，且其上表面平坦，因此，能在擦拭時(shí)使基座20無阻礙地滑動(dòng)。
[0066]〔總結(jié)〕
[0067]如上所述，本實(shí)施方式的激光模塊具有配置有發(fā)射激光的激光光源的激光器安裝座、配置有接收上述激光的光纖的光纖安裝座、配置有上述激光器安裝座和上述光纖安裝座兩者的基座、配置有上述基座的基板，其特征在于，在上述基座與上述基板之間配設(shè)有用于使上述基座與上述基板間隔開來的間隔件，通過伸展在上述基座與上述基板之間的焊料，上述基座接合在上述基板上。
[0068]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過上述間隔件使上述基座與上述基板間隔開來，因而能使用于將上述基座接合到上述基板上的焊料的厚度增加至上述間隔件的高度。由此，即使是在由熱膨脹率不同的材料構(gòu)成上述基板和上述基座的情況下，也能通過上述焊料充分吸收因上述基板與上述基座的熱膨脹率差產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，能實(shí)現(xiàn)不會(huì)出現(xiàn)上述激光光源的位置出錯(cuò)或上述焊料受到損壞之類的問題的、可靠性高的激光模塊。[0069]而且，上述激光器安裝座和上述光纖安裝座均配置在上述基座上。因此，即使上述基座相對(duì)于上述基板的相對(duì)位置的變動(dòng)增大，也不會(huì)由此而導(dǎo)致上述光源相對(duì)于上述光纖的相對(duì)位置的變動(dòng)增大，因此，不用擔(dān)心激光模塊的損耗增大。
[0070]在本實(shí)施方式的激光模塊中，優(yōu)選上述焊料為楊氏模量在50GPa以下的軟焊料。
[0071]根據(jù)上述方式，在選擇楊氏模量在50GPa以上的材料作為上述基座的材料時(shí)，能在不會(huì)將熱膨脹導(dǎo)致的上述基板的形變傳遞給上述基座的情況下用上述焊料吸收上述形變。此外，作為上述基座的材料，可以自由地選擇楊氏模量在50GPa以上的材料。
[0072]在本實(shí)施方式的激光模塊中，優(yōu)選上述焊料的楊氏模量小于上述基座的楊氏模量。
[0073]根據(jù)上述方式，通過上述焊料發(fā)生彈性形變，能在不會(huì)將熱膨脹導(dǎo)致的上述基板的形變傳遞給上述基座的情況下用上述焊料吸收上述形變。
[0074]在本實(shí)施方式的激光模塊中，優(yōu)選上述間隔件與上述基板形成一體。
[0075]根據(jù)上述方式，上述間隔件與上述基板一體成形，因此，與將上述間隔件與上述基板用焊料等接合的情況相比，能實(shí)現(xiàn)更加迅速地從上述基座向上述基板傳導(dǎo)熱。
[0076]在本實(shí)施方式的激光模塊中，上述間隔件的形狀優(yōu)選為與上述基座接觸的面呈平坦面的柱狀。
[0077]在制造上述激光模塊時(shí)，優(yōu)選在用上述焊料將上述基座接合在上述基板上的工序中，使上述基座滑動(dòng)(擦拭)幾次，從而排除混入上述基座與焊料之間的氣泡。根據(jù)上述方式，上述基座與上述間隔件的平坦面接觸，因此，能穩(wěn)定地進(jìn)行上述滑動(dòng)操作。
[0078]在本實(shí)施方式的激光模塊中，優(yōu)選上述間隔件的高度高于40 U m。
[0079]根據(jù)上述方式，與不使用上述間隔件將上述基板與上述基座用焊料接合的情況相t匕，能使上述焊料的厚度變厚。因此，與不使用上述間隔件將上述基板與上述基座用焊料接合的情況相比，能通過上述焊料吸收更大的基板形變。
[0080]在本實(shí)施方式的激光模塊中，優(yōu)選上述基座的與上述基板相向的面的一部分經(jīng)過金屬鍍膜加工，且以該面的未經(jīng)過金屬鍍膜加工的部分與上述間隔件接觸的方式配置在上述基板上。
[0081]根據(jù)上述方式，能回避上述焊料浸潤到上述間隔件與上述基座之間的情況。因此，能防止以浸潤到上述間隔件與上述基座之間、厚度比其他部分薄的焊料為起源的接合損壞。
[0082]在本實(shí)施方式的激光模塊中，優(yōu)選上述基座由熱膨脹率與上述激光器安裝座的材料的熱膨脹率相同或基本相同的材料構(gòu)成。
[0083]根據(jù)上述方式，用于將上述激光器安裝座接合在上述基座上的焊料上出現(xiàn)的應(yīng)力不存在或極小。因此，可以用硬焊料將上述激光器安裝座與上述基座接合。由此，能減小激光器安裝座相對(duì)于基座的相對(duì)位置的變動(dòng)，進(jìn)一步減小激光模塊中的損耗?！哺阶⑹马?xiàng)〕
[0084]本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，可在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)做各種變更。S卩，在權(quán)利要求所示范圍內(nèi)將適當(dāng)變更的技術(shù)手段進(jìn)行組合而得到的實(shí)施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
[0085]本發(fā)明能用作與光纖連接的激光模塊。尤其是能良好地用作搭載有半導(dǎo)體激光器的激光模塊(半導(dǎo)體激光模塊)。[0086]符號(hào)說明:
[0087]1半導(dǎo)體激光模塊(激光模塊)
[0088]10基板
[0089]Ila~Ild凸部(間隔件)
[0090]20基座
[0091]30CoS
[0092]31激光器安裝座
[0093]32半導(dǎo)體激光芯片(激光光源)
[0094]40光纖安裝座
[0095]50殼體
[0096]61軟焊料
[0097]62~63 硬焊料
[0098]2光纖
【權(quán)利要求】
1.激光模塊，具有: 配置有發(fā)射激光的激光光源的激光器安裝座； 配置有接收所述激光的光纖的光纖安裝座； 配置有所述激光器安裝座和所述光纖安裝座兩者的基座； 配置有所述基座的基板， 所述基座與所述基板之間設(shè)有用于將所述基座與所述基板間隔開來的間隔件， 所述基座通過伸展在所述基座與所述基板之間的焊料而接合在所述基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光模塊，其特征在于，所述焊料為楊氏模量在50GPa以下的軟焊料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光模塊，其特征在于，所述焊料為具有比所述基座小的楊氏模量的焊料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的激光模塊，其特征在于，所述間隔件與所述基板形成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的激光模塊，其特征在于，所述間隔件的形狀為與所述基座接觸的面呈平坦面的柱狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的激光模塊，其特征在于，所述間隔件的高度大于40 u m0
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的激光模塊，其特征在于，所述基座中與所述基板相向的面的一部分經(jīng)過了金屬鍍膜加工，所述基座以使該面的未經(jīng)過金屬鍍膜加工的部分與所述間隔件接觸的方式配置在所述基板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的激光模塊，其特征在于，所述基座由具有與所述激光器安裝座的材料的熱膨脹率相同或基本相同的熱膨脹率的材料構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK103608985SQ201280029305
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月16日
【發(fā)明者】豐原望, 坂元明, 葛西洋平 申請人:株式會(huì)社藤倉