JP3165779B2 - サブマウント - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザー素
子をヒートシンクにマウントする絶縁基板に係り、特
に、半導体レーザー素子とヒートシンク間に導電性を有
する新規の半導体レーザー素子用のサブマウントに関す
る。詳しくは、高い信頼性を有し且つ小型化が可能なサ
ブマウントを提供するものである。
子をヒートシンクにマウントする絶縁基板に係り、特
に、半導体レーザー素子とヒートシンク間に導電性を有
する新規の半導体レーザー素子用のサブマウントに関す
る。詳しくは、高い信頼性を有し且つ小型化が可能なサ
ブマウントを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】サブマウントとは、半導体レーザー素子
とヒートシンク（銅等の金属製ブロック）の間に位置す
る絶縁基板であり、半導体レーザー素子から発生される
熱をヒートシンク側へ効率よく伝達出来る性能を持つも
のである。
とヒートシンク（銅等の金属製ブロック）の間に位置す
る絶縁基板であり、半導体レーザー素子から発生される
熱をヒートシンク側へ効率よく伝達出来る性能を持つも
のである。
【０００３】従来の半導体レーザー素子用のサブマウン
トは、（Ａ）絶縁基板の両面に導電パターンを有し、基
板側面には導電層が形成されていないものであった。そ
して、片面に半導体レーザー素子を、他の片面にヒート
シンクをハンダ等によりボンディングしていた。サブマ
ウントの基板自体は絶縁体のため導電性は無く、かつ、
基板側面は導電層が形成されていないことにより導電性
が無いため、基板の上下面間は導電性がなかった。基板
の上下面の導通が必要な場合は半導体レーザー素子側の
基板上の導電パターンとヒートシンクの表面にワイヤー
をボンディングして導通をとっていた。
トは、（Ａ）絶縁基板の両面に導電パターンを有し、基
板側面には導電層が形成されていないものであった。そ
して、片面に半導体レーザー素子を、他の片面にヒート
シンクをハンダ等によりボンディングしていた。サブマ
ウントの基板自体は絶縁体のため導電性は無く、かつ、
基板側面は導電層が形成されていないことにより導電性
が無いため、基板の上下面間は導電性がなかった。基板
の上下面の導通が必要な場合は半導体レーザー素子側の
基板上の導電パターンとヒートシンクの表面にワイヤー
をボンディングして導通をとっていた。
【０００４】また、別のタイプの従来のサブマウント
は、（Ｂ）絶縁基板の両面に導電パターンを有し、か
つ、基板側面の一部又は全部に導電層が形成されている
もので（以下、側面メタライズ層と呼ぶ）、片面に半導
体レーザー素子を、他の片面にヒートシンクをハンダ等
によりボンディングして、上下面の導通が必要な部分は
側面メタライズ層により導通をとっていた。
は、（Ｂ）絶縁基板の両面に導電パターンを有し、か
つ、基板側面の一部又は全部に導電層が形成されている
もので（以下、側面メタライズ層と呼ぶ）、片面に半導
体レーザー素子を、他の片面にヒートシンクをハンダ等
によりボンディングして、上下面の導通が必要な部分は
側面メタライズ層により導通をとっていた。
【０００５】あるいは別のタイプの従来のサブマウント
は、（Ｃ）絶縁基板の両面に導電パターンを有し、かつ
内壁に導電層が形成されたスルーホールを有するもの
で、片面に半導体レーザー素子を、他の片面にヒートシ
ンクをハンダ等によりボンディングし、上下面の導通が
必要な部分はスルーホール内に形成された導電層によっ
て導通をとっていた。
は、（Ｃ）絶縁基板の両面に導電パターンを有し、かつ
内壁に導電層が形成されたスルーホールを有するもの
で、片面に半導体レーザー素子を、他の片面にヒートシ
ンクをハンダ等によりボンディングし、上下面の導通が
必要な部分はスルーホール内に形成された導電層によっ
て導通をとっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（Ａ）
の場合は、ワイヤーの断線が生じることがあり、また、
ワイヤーボンディングするためのスペース確保が必要と
なる。ワイヤーの断線は信頼性を低下し、スペースの確
保は小型化を阻害することになる。
の場合は、ワイヤーの断線が生じることがあり、また、
ワイヤーボンディングするためのスペース確保が必要と
なる。ワイヤーの断線は信頼性を低下し、スペースの確
保は小型化を阻害することになる。
【０００７】（Ｂ）の場合は、片面をヒートシンク面に
ハンダ等でボンディングした際、前記ハンダ等が側面メ
タライズ層を通じてはい上がり、半導体レーザー素子に
ダメージを与えたり、前記ハンダ等が側面メタライズ層
に濡れ広がる際に、前記側面メタライズ層に拡散するこ
とによりハンダを含まないメタライズ層の厚みが薄くな
る現象を生じ、上下面の導通抵抗が増大するために信頼
性を著しく低下させる問題がある。さらに、側面メタラ
イズ層があるために、周囲の部品に接触する恐れがあり
小型化を阻止することになる。
ハンダ等でボンディングした際、前記ハンダ等が側面メ
タライズ層を通じてはい上がり、半導体レーザー素子に
ダメージを与えたり、前記ハンダ等が側面メタライズ層
に濡れ広がる際に、前記側面メタライズ層に拡散するこ
とによりハンダを含まないメタライズ層の厚みが薄くな
る現象を生じ、上下面の導通抵抗が増大するために信頼
性を著しく低下させる問題がある。さらに、側面メタラ
イズ層があるために、周囲の部品に接触する恐れがあり
小型化を阻止することになる。
【０００８】（Ｃ）の場合は、片面をヒートシンク面に
ハンダ等でボンディングした際、前記ハンダ等がスルー
ホール内の導電層を通じてはい上がり、半導体レーザー
発振素子にダメージを与えたり、前記ハンダ等がスルー
ホール内の導体層に濡れ広がる際に、前記スルーホール
内の導体層に拡散することによりハンダを含まないメタ
ライズ層の厚みが薄くなる現象を生じ、上下面の導通抵
抗が増大するために信頼性に問題がある。また、スルー
ホール上には半導体レーザー発振素子がボンディング出
来ないためにスルーホールを設けるためのスペースの確
保が必要となりサブマウントが大型化してしまう。
ハンダ等でボンディングした際、前記ハンダ等がスルー
ホール内の導電層を通じてはい上がり、半導体レーザー
発振素子にダメージを与えたり、前記ハンダ等がスルー
ホール内の導体層に濡れ広がる際に、前記スルーホール
内の導体層に拡散することによりハンダを含まないメタ
ライズ層の厚みが薄くなる現象を生じ、上下面の導通抵
抗が増大するために信頼性に問題がある。また、スルー
ホール上には半導体レーザー発振素子がボンディング出
来ないためにスルーホールを設けるためのスペースの確
保が必要となりサブマウントが大型化してしまう。
【０００９】以上の状況から従来の技術に代わる高い信
頼性を有し小型化が可能な新規構造のサブマウントが求
められている。
頼性を有し小型化が可能な新規構造のサブマウントが求
められている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記技術
課題を解決すべく鋭意研究を行ってきた結果、金属ビア
ホールを有する絶縁基板を用いたサブマウントは高い信
頼性を有し、小型化が可能であることを見い出し、本発
明を完成するに至った。
課題を解決すべく鋭意研究を行ってきた結果、金属ビア
ホールを有する絶縁基板を用いたサブマウントは高い信
頼性を有し、小型化が可能であることを見い出し、本発
明を完成するに至った。
【００１１】即ち、本発明は、絶縁基板の相対する両面
に導体パターンが形成され、該両面に存在する導電パタ
ーンの少なくとも一部が金属ビアホールにより電気的に
互いに接続されてなるサブマウントである。
に導体パターンが形成され、該両面に存在する導電パタ
ーンの少なくとも一部が金属ビアホールにより電気的に
互いに接続されてなるサブマウントである。
【００１２】本発明のサブマウントについて、代表的な
構造を図１に示す。
構造を図１に示す。
【００１３】本発明でサブマウントの本体である絶縁基
板は、公知のものを特に制限なく使用できる。具体的に
は、窒化アルミニウム、酸化ベリリウム、炭化珪素、ア
ルミナ、ムライト、窒化ホウ素、ホウケイ酸ガラス等が
使用される。その中で、窒化アルミニウムは熱伝導率が
高いために半導体レーザー素子から発生する熱を効率よ
くヒートシンクへ逃がすと共に半導体レーザー素子の代
表的な材質であるＳｉと熱膨張係数が近い等のため好適
に使用される。その場合、基板の熱伝導率は高い方が好
適で１７０Ｗ／ｍＫ以上、さらに、好ましくは２００Ｗ
／ｍＫ以上が半導体レーザー素子の信頼性が高くなるた
めに好適に使用される。
板は、公知のものを特に制限なく使用できる。具体的に
は、窒化アルミニウム、酸化ベリリウム、炭化珪素、ア
ルミナ、ムライト、窒化ホウ素、ホウケイ酸ガラス等が
使用される。その中で、窒化アルミニウムは熱伝導率が
高いために半導体レーザー素子から発生する熱を効率よ
くヒートシンクへ逃がすと共に半導体レーザー素子の代
表的な材質であるＳｉと熱膨張係数が近い等のため好適
に使用される。その場合、基板の熱伝導率は高い方が好
適で１７０Ｗ／ｍＫ以上、さらに、好ましくは２００Ｗ
／ｍＫ以上が半導体レーザー素子の信頼性が高くなるた
めに好適に使用される。
【００１４】本発明において絶縁基板の両面に形成され
る導電パターンは導電性を有するものなら特に限定され
ないが、通常金属が使用される。該金属としては公知の
ものが特に制限なく使用されるが、チタニウム、クロ
ム、モリブデン、タングステン、タングステンチタニウ
ム、アルミニウム、ニッケルクロム、タンタル、窒化タ
ンタルは絶縁基板との密着性が良好なため、好適に使用
される。
る導電パターンは導電性を有するものなら特に限定され
ないが、通常金属が使用される。該金属としては公知の
ものが特に制限なく使用されるが、チタニウム、クロ
ム、モリブデン、タングステン、タングステンチタニウ
ム、アルミニウム、ニッケルクロム、タンタル、窒化タ
ンタルは絶縁基板との密着性が良好なため、好適に使用
される。
【００１５】これら金属は、単独で用いても良いし、ま
たは、２種類以上組み合わせて用いても良い。また、導
電パターンは単層でも良いし、２層以上積層して形成す
ることもできる。２層以上積層して形成する場合は、前
記した金属が絶縁基板との密着性が良好なため、絶縁基
板に直接に接する第１層に好適に使用できる。第１層上
に積層する第２層にも公知の金属を使用できるが、中で
も、銅、ニッケル、パラジウム、白金、金の少なくとも
１種が電気導電性が良好なため好適に使用される。更
に、第２層上に第３層を積層する場合、第３層としては
公知の金属が使用でき、例えば、金、銀、パラジウム、
白金の少なくとも１種類が電気導電性に加え、耐食性が
良好なため好適に使用される。また、最上層の金属層上
に、例えば、鉛・すず系ハンダ、金・すず系ハンダ、金
・シリコン系ハンダ、金・ゲルマニウム系ハンダの少な
くとも１種類のハンダ層を積層、パターニングしてもよ
い。さらに、前記最上層の金属層と前記ハンダ層の中間
にハンダ材の拡散防止層を設けてもよい。なお、該拡散
防止層としては、白金、タングステン、タングステンチ
タニウム、モリブデンが拡散防止能が高いため好適に使
用される。
たは、２種類以上組み合わせて用いても良い。また、導
電パターンは単層でも良いし、２層以上積層して形成す
ることもできる。２層以上積層して形成する場合は、前
記した金属が絶縁基板との密着性が良好なため、絶縁基
板に直接に接する第１層に好適に使用できる。第１層上
に積層する第２層にも公知の金属を使用できるが、中で
も、銅、ニッケル、パラジウム、白金、金の少なくとも
１種が電気導電性が良好なため好適に使用される。更
に、第２層上に第３層を積層する場合、第３層としては
公知の金属が使用でき、例えば、金、銀、パラジウム、
白金の少なくとも１種類が電気導電性に加え、耐食性が
良好なため好適に使用される。また、最上層の金属層上
に、例えば、鉛・すず系ハンダ、金・すず系ハンダ、金
・シリコン系ハンダ、金・ゲルマニウム系ハンダの少な
くとも１種類のハンダ層を積層、パターニングしてもよ
い。さらに、前記最上層の金属層と前記ハンダ層の中間
にハンダ材の拡散防止層を設けてもよい。なお、該拡散
防止層としては、白金、タングステン、タングステンチ
タニウム、モリブデンが拡散防止能が高いため好適に使
用される。
【００１６】本発明において、金属ビアホールは、スル
ーホール内部を金属で充填したものである。金属として
は公知のものが特に制限無く使用される。特に、金属ビ
アホールがコファイア法（Ｃｏ−ｆｉｒｅ法）で形成さ
れる場合は、タングステン、モリブデンの少なくとも１
種が焼成の際の高温に対する耐熱性が良く、比較的電気
伝導性が高いため好適に使用される。また、金属ビアホ
ールがポストファイア法（Ｐｏｓｔ−ｆｉｒｅ法）で形
成される場合は、銅、銀、金、ニッケル、パラジウムの
少なくとも１種が、電気導電性が高いため好適に使用さ
れる。
ーホール内部を金属で充填したものである。金属として
は公知のものが特に制限無く使用される。特に、金属ビ
アホールがコファイア法（Ｃｏ−ｆｉｒｅ法）で形成さ
れる場合は、タングステン、モリブデンの少なくとも１
種が焼成の際の高温に対する耐熱性が良く、比較的電気
伝導性が高いため好適に使用される。また、金属ビアホ
ールがポストファイア法（Ｐｏｓｔ−ｆｉｒｅ法）で形
成される場合は、銅、銀、金、ニッケル、パラジウムの
少なくとも１種が、電気導電性が高いため好適に使用さ
れる。
【００１７】本発明において、金属ビアホールの寸法、
形状、個数は任意にとることが出来、さらに、サブマウ
ントの外形寸法に制限されない。通常、スルーホール内
への金属ペーストの充填性を考慮すると金属ビアホール
の直径は、０．１〜０．８ｍｍが好ましい。また、金属
ビアホールの導通抵抗は特に制限されないが、半導体レ
ーザー素子の機能を充分に発現するためには０．５Ω以
下、さらに好適には０．１Ω以下であることが好まし
い。
形状、個数は任意にとることが出来、さらに、サブマウ
ントの外形寸法に制限されない。通常、スルーホール内
への金属ペーストの充填性を考慮すると金属ビアホール
の直径は、０．１〜０．８ｍｍが好ましい。また、金属
ビアホールの導通抵抗は特に制限されないが、半導体レ
ーザー素子の機能を充分に発現するためには０．５Ω以
下、さらに好適には０．１Ω以下であることが好まし
い。
【００１８】本発明のサブマウントは、金属ビアホール
を有する絶縁基板を作製し必要により基板表面を研削ま
たは研磨した後、該基板の両面に導電パターンを形成す
ることにより製造される。金属ビアホールを有する絶縁
基板の製造方法は公知の技術が制限無く使用でき、特
に、コファイア法又はポストファイア法が好適である。
を有する絶縁基板を作製し必要により基板表面を研削ま
たは研磨した後、該基板の両面に導電パターンを形成す
ることにより製造される。金属ビアホールを有する絶縁
基板の製造方法は公知の技術が制限無く使用でき、特
に、コファイア法又はポストファイア法が好適である。
【００１９】コファイア法の場合、焼成前のグリーンシ
ートにパンチング等でスルーホールをあけ、該スルーホ
ール内に金属ペーストを印刷法または押し込み法等によ
り充填する。その後、脱脂、焼成を行うことにより金属
ビアホールを有する絶縁基板を得る。焼成温度は絶縁基
板の材質によって異なるが、通常１，０００〜２，００
０℃の範囲から選択される。例えば、絶縁基板が窒化ア
ルミニウムの場合は、１，６００〜２，０００℃、更
に、好適には１，７００〜１，９００℃の温度で焼成さ
れる。
ートにパンチング等でスルーホールをあけ、該スルーホ
ール内に金属ペーストを印刷法または押し込み法等によ
り充填する。その後、脱脂、焼成を行うことにより金属
ビアホールを有する絶縁基板を得る。焼成温度は絶縁基
板の材質によって異なるが、通常１，０００〜２，００
０℃の範囲から選択される。例えば、絶縁基板が窒化ア
ルミニウムの場合は、１，６００〜２，０００℃、更
に、好適には１，７００〜１，９００℃の温度で焼成さ
れる。
【００２０】ポストファイア法の場合、グリーンシート
にパンチング等でスルーホールをあけ脱脂、焼成するこ
とによりスルーホールを有する絶縁基板を得る。あるい
は、グリーンシートまたはプレス体を脱脂、焼成して絶
縁基板を得、該絶縁基板にレーザー加工または、超音波
加工等でスルーホールを形成し、その後、金属ペースト
を充填し、焼成することにより金属ビアホールを有する
絶縁基板を得る。金属ペースト充填後の焼成温度は金属
ペーストの種類により異なるが、通常６００〜１，４０
０℃の温度で焼成される。
にパンチング等でスルーホールをあけ脱脂、焼成するこ
とによりスルーホールを有する絶縁基板を得る。あるい
は、グリーンシートまたはプレス体を脱脂、焼成して絶
縁基板を得、該絶縁基板にレーザー加工または、超音波
加工等でスルーホールを形成し、その後、金属ペースト
を充填し、焼成することにより金属ビアホールを有する
絶縁基板を得る。金属ペースト充填後の焼成温度は金属
ペーストの種類により異なるが、通常６００〜１，４０
０℃の温度で焼成される。
【００２１】金属ビアホールの形成に使用される金属ペ
ーストは、エチルセルロース等の有機結合剤、テルピネ
オールやブチルカルビトールアセテート等の有機溶剤が
前記金属粉末に添加・混合されて作製される。また、金
属ペーストの密着性を上げるために、窒化アルミニウム
粉末やチタン金属粉末等の添加剤を加えることも好まし
い。通常、前記金属粉末１００重量部に対して、有機結
合剤が０．１〜５重量部、有機溶剤が１〜２０重量部、
前記添加剤が１〜１０重量部の割合で添加・混合された
ものが使用される。
ーストは、エチルセルロース等の有機結合剤、テルピネ
オールやブチルカルビトールアセテート等の有機溶剤が
前記金属粉末に添加・混合されて作製される。また、金
属ペーストの密着性を上げるために、窒化アルミニウム
粉末やチタン金属粉末等の添加剤を加えることも好まし
い。通常、前記金属粉末１００重量部に対して、有機結
合剤が０．１〜５重量部、有機溶剤が１〜２０重量部、
前記添加剤が１〜１０重量部の割合で添加・混合された
ものが使用される。
【００２２】このようにして得られた金属ビアホールを
有する絶縁基板は、必要により基板表面を研削または研
磨する。研削及び研磨の方法は公知の技術が制限無く使
用でき、通常、ラッピング、ポリッシング、バレル研
磨、サンドブラスト、研削盤による研磨等の方法が用い
られる。絶縁基板の表面粗さは目的により異なるが、通
常、Ｒａ≦０．８μｍ、更に好適には、Ｒａ≦０．０５
μｍにすることが半導体レーザー素子のダイ付けの信頼
性が高まるため好ましい。
有する絶縁基板は、必要により基板表面を研削または研
磨する。研削及び研磨の方法は公知の技術が制限無く使
用でき、通常、ラッピング、ポリッシング、バレル研
磨、サンドブラスト、研削盤による研磨等の方法が用い
られる。絶縁基板の表面粗さは目的により異なるが、通
常、Ｒａ≦０．８μｍ、更に好適には、Ｒａ≦０．０５
μｍにすることが半導体レーザー素子のダイ付けの信頼
性が高まるため好ましい。
【００２３】本発明では、このようにして得られた金属
ビアホールを有する絶縁基板の両面に、導電パターンを
形成する。導電パターンの形成は、公知の技術が制限無
く使用できる。導電パターンを構成する導電層の形成
は、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法等の
公知の技術を用いて形成することができる。例えば、ス
パッタ法で導電層を形成する場合は、通常基板温度を室
温〜３００℃に設定し、真空槽内を２×１０-3Ｐａ以下
に真空引き後、Ａｒガスを１０〜８０ｃｃ／ｍｉｎ導入
し、圧力を０．２〜１．０Ｐａにして、ＲＦ（高周波）
電源のパワー０．２〜３ＫＷで導電層を所定の厚さにス
パッタ形成する。
ビアホールを有する絶縁基板の両面に、導電パターンを
形成する。導電パターンの形成は、公知の技術が制限無
く使用できる。導電パターンを構成する導電層の形成
は、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法等の
公知の技術を用いて形成することができる。例えば、ス
パッタ法で導電層を形成する場合は、通常基板温度を室
温〜３００℃に設定し、真空槽内を２×１０-3Ｐａ以下
に真空引き後、Ａｒガスを１０〜８０ｃｃ／ｍｉｎ導入
し、圧力を０．２〜１．０Ｐａにして、ＲＦ（高周波）
電源のパワー０．２〜３ＫＷで導電層を所定の厚さにス
パッタ形成する。
【００２４】本発明で用いられる導電パターンの形状
は、用途に応じて任意に選ぶことができ、導電層をパタ
ーンニングすることにより導電パターンが形成される。
パターニングの方法はサブマウントの用途に応じて適宜
公知の技術が採用できる。具体的には、メタルマスク
法、湿式エッチング法、ドライエッチング法等の方法が
採用される。例えば、メタルマスク法でパターニングす
る場合は、前記絶縁基板の上に、あらかじめ所定のパタ
ーンが形成されたメタルマスクを固定して、前記のスパ
ッタ法等によって導電パターンを形成するものである。
また、ドライエッチング法で導電パターンを形成する場
合は、前記のスパッタ法等によって導電層が形成された
前記絶縁基板に、フォトレジスト等を用いて所定のパタ
ーンを導電層上に形成し、イオンミリング等で導電層を
除去後、レジストを剥離することによってパターニング
が行われる。
は、用途に応じて任意に選ぶことができ、導電層をパタ
ーンニングすることにより導電パターンが形成される。
パターニングの方法はサブマウントの用途に応じて適宜
公知の技術が採用できる。具体的には、メタルマスク
法、湿式エッチング法、ドライエッチング法等の方法が
採用される。例えば、メタルマスク法でパターニングす
る場合は、前記絶縁基板の上に、あらかじめ所定のパタ
ーンが形成されたメタルマスクを固定して、前記のスパ
ッタ法等によって導電パターンを形成するものである。
また、ドライエッチング法で導電パターンを形成する場
合は、前記のスパッタ法等によって導電層が形成された
前記絶縁基板に、フォトレジスト等を用いて所定のパタ
ーンを導電層上に形成し、イオンミリング等で導電層を
除去後、レジストを剥離することによってパターニング
が行われる。
【００２５】前記のようにして得られた基板両面に導電
パターンが形成された金属ビアホールを有する絶縁基板
は、通常、所定の大きさに切断されることにより、本発
明のサブマウントとなる。切断は、公知の技術が制限無
く使用できるが、通常、ダイシングマシーンを使用する
ことによりなされる。切断は、通常、絶縁基板部分を切
断するが、金属ビアホール部を切断することもできる。
パターンが形成された金属ビアホールを有する絶縁基板
は、通常、所定の大きさに切断されることにより、本発
明のサブマウントとなる。切断は、公知の技術が制限無
く使用できるが、通常、ダイシングマシーンを使用する
ことによりなされる。切断は、通常、絶縁基板部分を切
断するが、金属ビアホール部を切断することもできる。
【００２６】
【発明の効果】上記の様に、本発明のサブマウントは絶
縁基板の相対する両面に導体パターンが形成され、両面
に存在する導電パターンの少なくとも一部が金属ビアホ
ールにより互いに接続されているため、ワイヤーボンデ
ィングが不要となり、ワイヤー断線による不良や、ハン
ダ等でボンディングした際、前記ハンダ等の側面へのは
い上がりによる半導体レーザー素子へのダメージ及び導
体抵抗の増大による不良の発生が解消される。また、ワ
イヤーボンディングが不要となるため、そのスペース分
小型化が可能で、さらには、金属が充填されているため
半導体レーザー素子を直接金属ビアホール上にマウント
することも可能なため小型化に有利である。従って、本
発明のサブマウントは高い信頼性を有し、さらに、小型
化への対応が可能で、その工業的価値は極めて大であ
る。
縁基板の相対する両面に導体パターンが形成され、両面
に存在する導電パターンの少なくとも一部が金属ビアホ
ールにより互いに接続されているため、ワイヤーボンデ
ィングが不要となり、ワイヤー断線による不良や、ハン
ダ等でボンディングした際、前記ハンダ等の側面へのは
い上がりによる半導体レーザー素子へのダメージ及び導
体抵抗の増大による不良の発生が解消される。また、ワ
イヤーボンディングが不要となるため、そのスペース分
小型化が可能で、さらには、金属が充填されているため
半導体レーザー素子を直接金属ビアホール上にマウント
することも可能なため小型化に有利である。従って、本
発明のサブマウントは高い信頼性を有し、さらに、小型
化への対応が可能で、その工業的価値は極めて大であ
る。
【００２７】
【実施例】以下に、本発明を更に具体的に説明するため
に実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
に実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
【００２８】なお、比表面積から求められる平均粒径Ｄ
1は下記式により算出した Ｄ1（μｍ）＝６／Ｓ×３．２６ ここでＳ： ＡｌＮ粉末比表面積（ｍ2／ｇ） また、沈降法による平均粒径Ｄ2は堀場製作所製遠心粒
度分布装置 ＣＡＰＡ５００で測定した。 実施例 １ 沈降法による平均粒径が１．６０μｍで、比表面積が
２．５ｍ2／ｇ、比表面積から算出される平均粒径が
０．７４μｍの窒化アルミニウム粉末１００重量部に焼
結助剤として、比表面積１２．５ｍ2／ｇの酸化イット
リウム粉末５重量部、有機バインダー及び分散剤として
メタクリル酸ブチル１５重量部、可塑剤としてジオクチ
ルフタレート５重量部を添加し、トルエンを溶剤として
ボールミルで混合した。このスラリーを脱泡後、ドクタ
ーブレード法により厚さ０．６ｍｍのシート状に成形し
た。このグリーンシートから長さ６４ｍｍ、幅６４ｍｍ
のシートを切り出し、パンチで直径が２５０μｍのスル
ーホールを２，３９７個形成し、タングステンペースト
をスルーホール内に押し込み法で充填した。このように
して作製したタングステンビアホールを有するグリーン
シートを窒素雰囲気中８００℃で脱脂し、その後、脱脂
体を窒化アルミニウムセッターに入れ、窒素雰囲気中
１，８５０℃で８時間加熱することにより、長さ５４ｍ
ｍ、幅５４ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの直径２００μｍのタ
ングステンビアホールを有する窒化アルミニウム基板を
得た。前記基板の熱伝導率を測定したところ、２１０Ｗ
／ｍＫであった。
1は下記式により算出した Ｄ1（μｍ）＝６／Ｓ×３．２６ ここでＳ： ＡｌＮ粉末比表面積（ｍ2／ｇ） また、沈降法による平均粒径Ｄ2は堀場製作所製遠心粒
度分布装置 ＣＡＰＡ５００で測定した。 実施例 １ 沈降法による平均粒径が１．６０μｍで、比表面積が
２．５ｍ2／ｇ、比表面積から算出される平均粒径が
０．７４μｍの窒化アルミニウム粉末１００重量部に焼
結助剤として、比表面積１２．５ｍ2／ｇの酸化イット
リウム粉末５重量部、有機バインダー及び分散剤として
メタクリル酸ブチル１５重量部、可塑剤としてジオクチ
ルフタレート５重量部を添加し、トルエンを溶剤として
ボールミルで混合した。このスラリーを脱泡後、ドクタ
ーブレード法により厚さ０．６ｍｍのシート状に成形し
た。このグリーンシートから長さ６４ｍｍ、幅６４ｍｍ
のシートを切り出し、パンチで直径が２５０μｍのスル
ーホールを２，３９７個形成し、タングステンペースト
をスルーホール内に押し込み法で充填した。このように
して作製したタングステンビアホールを有するグリーン
シートを窒素雰囲気中８００℃で脱脂し、その後、脱脂
体を窒化アルミニウムセッターに入れ、窒素雰囲気中
１，８５０℃で８時間加熱することにより、長さ５４ｍ
ｍ、幅５４ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの直径２００μｍのタ
ングステンビアホールを有する窒化アルミニウム基板を
得た。前記基板の熱伝導率を測定したところ、２１０Ｗ
／ｍＫであった。
【００２９】この窒化アルミニウム基板を用いて図２に
示すサブマウントを作製した。即ち、前記基板４を厚さ
０．２５ｍｍの両面鏡面仕上げ（表面粗さＲａ：０．０
３μｍ）に加工し、表裏両面に導電層２（第１層／第２
層／第３層＝Ｔｉ：０．１μｍ／Ｐｔ：０．２μｍ／Ａ
ｕ：０．５μｍ）をスパッタ法により形成後、表面にＡ
ｕＳｎ（Ａｕ＝８０ｗｔ％）ハンダ（厚み５μｍ）を金
属マスクを用いた蒸着法によりパターン形成した。次
に、導電層２及びハンダ層５の形成された前記基板を長
さ０．８ｍｍ、幅０．７ｍｍにダイシングカットした。
示すサブマウントを作製した。即ち、前記基板４を厚さ
０．２５ｍｍの両面鏡面仕上げ（表面粗さＲａ：０．０
３μｍ）に加工し、表裏両面に導電層２（第１層／第２
層／第３層＝Ｔｉ：０．１μｍ／Ｐｔ：０．２μｍ／Ａ
ｕ：０．５μｍ）をスパッタ法により形成後、表面にＡ
ｕＳｎ（Ａｕ＝８０ｗｔ％）ハンダ（厚み５μｍ）を金
属マスクを用いた蒸着法によりパターン形成した。次
に、導電層２及びハンダ層５の形成された前記基板を長
さ０．８ｍｍ、幅０．７ｍｍにダイシングカットした。
【００３０】このサブマウントの表面側と裏面側の間で
抵抗を１００箇所測定したところ、抵抗値の平均は０．
０２１Ωであった。さらに、このサブマウントを、表面
側に形成したハンダ層５により半導体レーザー素子をボ
ンディングした後、サブマウントの裏面側をＡｕＳｎ
（Ａｕ＝８０ｗｔ％）ハンダにて銅製のヒートシンクへ
ボンディングした。１００個の半導体レーザーのサブマ
ウントの上面（表面側）とヒートシンク上面の間で抵抗
を測定したところ、抵抗値の平均は０．０２２Ωで導通
不良は無く、ボンディング前の抵抗値の平均と比べてほ
とんど変化はなかった。また、半導体レーザー素子を駆
動させた結果、全て正常に動作し、歩留りは１００％で
あった。
抵抗を１００箇所測定したところ、抵抗値の平均は０．
０２１Ωであった。さらに、このサブマウントを、表面
側に形成したハンダ層５により半導体レーザー素子をボ
ンディングした後、サブマウントの裏面側をＡｕＳｎ
（Ａｕ＝８０ｗｔ％）ハンダにて銅製のヒートシンクへ
ボンディングした。１００個の半導体レーザーのサブマ
ウントの上面（表面側）とヒートシンク上面の間で抵抗
を測定したところ、抵抗値の平均は０．０２２Ωで導通
不良は無く、ボンディング前の抵抗値の平均と比べてほ
とんど変化はなかった。また、半導体レーザー素子を駆
動させた結果、全て正常に動作し、歩留りは１００％で
あった。
【００３１】このように半導体レーザー素子とヒートシ
ンクをボンディングし組み立てたサブマウント（以下光
半導体装置と呼ぶ）に−５０℃：３０分保持→１２５
℃：３０分保持を１サイクルとするヒートサイクル試験
を１，０００サイクル行った。その後１００個の半導体
レーザーのサブマウントの上面（表面側）とヒートシン
ク上面の位置で抵抗を測定した所、抵抗値の平均は０．
０２３Ωで導通不良は無く、ヒートサイクル前の抵抗値
の平均と比べてほとんど変化は無かった。
ンクをボンディングし組み立てたサブマウント（以下光
半導体装置と呼ぶ）に−５０℃：３０分保持→１２５
℃：３０分保持を１サイクルとするヒートサイクル試験
を１，０００サイクル行った。その後１００個の半導体
レーザーのサブマウントの上面（表面側）とヒートシン
ク上面の位置で抵抗を測定した所、抵抗値の平均は０．
０２３Ωで導通不良は無く、ヒートサイクル前の抵抗値
の平均と比べてほとんど変化は無かった。
【００３２】実施例 ２ 実施例１と同じようにして作製した長さ６４ｍｍ、幅６
４ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの窒化アルミニウムのグリーン
シートをパンチで直径が２００μｍのスルーホールを
１，０３６個形成した。その後、実施例１と同一条件で
脱脂・焼成し、長さ５４ｍｍ、幅５４ｍｍ、厚さ０．４
ｍｍのスルーホール径１５０μｍを有する窒化アルミニ
ウム基板を得た。前記基板の熱伝導率は２１２Ｗ／ｍＫ
であった。前記基板のスルーホール内にＴｉ含有のモリ
ブデンペーストをスクリーン印刷で充填し、窒素−水素
混合雰囲気中１，３００℃で焼成することによりモリブ
デンチタニウムビアホールを有する窒化アルミニウム基
板を形成した。
４ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの窒化アルミニウムのグリーン
シートをパンチで直径が２００μｍのスルーホールを
１，０３６個形成した。その後、実施例１と同一条件で
脱脂・焼成し、長さ５４ｍｍ、幅５４ｍｍ、厚さ０．４
ｍｍのスルーホール径１５０μｍを有する窒化アルミニ
ウム基板を得た。前記基板の熱伝導率は２１２Ｗ／ｍＫ
であった。前記基板のスルーホール内にＴｉ含有のモリ
ブデンペーストをスクリーン印刷で充填し、窒素−水素
混合雰囲気中１，３００℃で焼成することによりモリブ
デンチタニウムビアホールを有する窒化アルミニウム基
板を形成した。
【００３３】この窒化アルミニウム基板を用いて図３に
示すサブマウントを作製した。即ち、前記基板４を厚さ
０．２ｍｍの両面鏡面仕上げ（表面粗さＲａ：０．０２
μｍ）に加工し、表裏両面に導電層２（第１層／第２層
／第３層＝Ｔｉ：０．４μｍ／Ｎｉ：２．０μｍ／Ａ
ｕ：１．０μｍ）をスパッタ法により形成後、表面の導
電層２を湿式エッチング法によりパターン形成した。次
に、導電層２の形成された前記基板を長さ１．５ｍｍ、
幅１．０ｍｍにダイシングカットした。
示すサブマウントを作製した。即ち、前記基板４を厚さ
０．２ｍｍの両面鏡面仕上げ（表面粗さＲａ：０．０２
μｍ）に加工し、表裏両面に導電層２（第１層／第２層
／第３層＝Ｔｉ：０．４μｍ／Ｎｉ：２．０μｍ／Ａ
ｕ：１．０μｍ）をスパッタ法により形成後、表面の導
電層２を湿式エッチング法によりパターン形成した。次
に、導電層２の形成された前記基板を長さ１．５ｍｍ、
幅１．０ｍｍにダイシングカットした。
【００３４】このサブマウントの表面側と裏面側の間で
抵抗を１００箇所測定したところ抵抗値の平均は０．０
１５Ωであった。さらに、このサブマウントの表面側に
ＰｂＳｎハンダ（Ｓｎ＝６０ｗｔ％）にて半導体レーザ
ー素子をボンディングした後、サブマウントの裏面側を
ＰｂＳｎ（Ｓｎ＝６０ｗｔ％）ハンダにてヒートシンク
へボンディングした。１００個の半導体レーザーのサブ
マウントの上面（表面側）とヒートシンク上面の間で抵
抗を測定したところ、抵抗値の平均は０．０１７Ωで導
通不良は無く、ボンディング前の抵抗値の平均と比べて
ほとんど変化はなかった。また、半導体レーザー素子を
駆動させた結果、全て正常に動作し歩留りは１００％で
あった。更に、実施例１と同様に光半導体装置に対して
ヒートサイクル試験を実施した所、前記抵抗値の平均は
０．０１８Ωで導通不良は無く、ヒートサイクル前の抵
抗値の平均とほとんど変化は無かった。
抵抗を１００箇所測定したところ抵抗値の平均は０．０
１５Ωであった。さらに、このサブマウントの表面側に
ＰｂＳｎハンダ（Ｓｎ＝６０ｗｔ％）にて半導体レーザ
ー素子をボンディングした後、サブマウントの裏面側を
ＰｂＳｎ（Ｓｎ＝６０ｗｔ％）ハンダにてヒートシンク
へボンディングした。１００個の半導体レーザーのサブ
マウントの上面（表面側）とヒートシンク上面の間で抵
抗を測定したところ、抵抗値の平均は０．０１７Ωで導
通不良は無く、ボンディング前の抵抗値の平均と比べて
ほとんど変化はなかった。また、半導体レーザー素子を
駆動させた結果、全て正常に動作し歩留りは１００％で
あった。更に、実施例１と同様に光半導体装置に対して
ヒートサイクル試験を実施した所、前記抵抗値の平均は
０．０１８Ωで導通不良は無く、ヒートサイクル前の抵
抗値の平均とほとんど変化は無かった。
【００３５】実施例 ３ 市販の長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのア
ルミナ基板（熱伝導率１７Ｗ／ｍＫ）をレーザー加工で
直径が１００μｍのスルーホールを３，６００個形成
し、銅ペーストをスルーホール内に充填した。窒素雰囲
気中で９００℃、１０分間焼成後、長さ５０ｍｍ、幅５
０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの銅ビアホール径１００μｍを
有するアルミナ基板を形成した。このアルミナ基板を用
いて図４に示すサブマウントを作製した。即ち、前記基
板８を厚さ０．２ｍｍに加工（表面粗さＲａ：０．０２
μｍ）し、表裏両面に導電層２（第１層／第２層／第３
層＝Ｔｉ：０．０６μｍ／Ｐｔ：０．２μｍ／Ａｕ：
０．８μｍ）をスパッタ法により形成後、裏面にＡｕＧ
ｅ（Ａｕ＝８８ｗｔ％）ハンダ（厚み１０μｍ）を蒸着
法により形成した。次に、導電層２及びハンダ層５の形
成された前記基板を長さ０．５ｍｍ、幅０．５ｍｍにダ
イシングカットした。
ルミナ基板（熱伝導率１７Ｗ／ｍＫ）をレーザー加工で
直径が１００μｍのスルーホールを３，６００個形成
し、銅ペーストをスルーホール内に充填した。窒素雰囲
気中で９００℃、１０分間焼成後、長さ５０ｍｍ、幅５
０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの銅ビアホール径１００μｍを
有するアルミナ基板を形成した。このアルミナ基板を用
いて図４に示すサブマウントを作製した。即ち、前記基
板８を厚さ０．２ｍｍに加工（表面粗さＲａ：０．０２
μｍ）し、表裏両面に導電層２（第１層／第２層／第３
層＝Ｔｉ：０．０６μｍ／Ｐｔ：０．２μｍ／Ａｕ：
０．８μｍ）をスパッタ法により形成後、裏面にＡｕＧ
ｅ（Ａｕ＝８８ｗｔ％）ハンダ（厚み１０μｍ）を蒸着
法により形成した。次に、導電層２及びハンダ層５の形
成された前記基板を長さ０．５ｍｍ、幅０．５ｍｍにダ
イシングカットした。
【００３６】このサブマウントの表面側と裏面側の間で
抵抗を１００箇所測定したところ、抵抗値の平均は０．
０１０Ωであった。さらに、このサブマウントを表面側
にＰｂＳｎハンダ（Ｓｎ＝６０ｗｔ％）にて半導体レー
ザー素子をボンディングした後、サブマウントの裏面側
に形成されたＡｕＧｅ（Ａｕ＝８８ｗｔ％）ハンダにて
ヒートシンクへボンディングした。１００個の半導体レ
ーザーのサブマウントの上面（表面側）とヒートシンク
上面の間で抵抗を測定したところ、抵抗値の平均は０．
０１２Ωで導通不良は無く、ボンディング前の抵抗値の
平均と比べてほとんど変化はなかった。また、半導体レ
ーザー素子を駆動させた結果、全て正常に動作し、歩留
りは１００％であった。更に、実施例１と同様に光半導
体装置に対してヒートサイクル試験を実施したところ、
前記抵抗値の平均は０．０１３Ωで導通不良は無く、ヒ
ートサイクル前の抵抗値の平均とほとんど変化は無かっ
た。
抵抗を１００箇所測定したところ、抵抗値の平均は０．
０１０Ωであった。さらに、このサブマウントを表面側
にＰｂＳｎハンダ（Ｓｎ＝６０ｗｔ％）にて半導体レー
ザー素子をボンディングした後、サブマウントの裏面側
に形成されたＡｕＧｅ（Ａｕ＝８８ｗｔ％）ハンダにて
ヒートシンクへボンディングした。１００個の半導体レ
ーザーのサブマウントの上面（表面側）とヒートシンク
上面の間で抵抗を測定したところ、抵抗値の平均は０．
０１２Ωで導通不良は無く、ボンディング前の抵抗値の
平均と比べてほとんど変化はなかった。また、半導体レ
ーザー素子を駆動させた結果、全て正常に動作し、歩留
りは１００％であった。更に、実施例１と同様に光半導
体装置に対してヒートサイクル試験を実施したところ、
前記抵抗値の平均は０．０１３Ωで導通不良は無く、ヒ
ートサイクル前の抵抗値の平均とほとんど変化は無かっ
た。
【００３７】実施例 ４ 実施例１において、窒化アルミニウムグリーンシートの
脱脂を加湿水素雰囲気中で行い、焼成を１，８００℃で
行った他は全て実施例１と同様に行った。その結果、得
られたタングステンビアホールを有する窒化アルミニウ
ム基板の熱伝導率は１８０Ｗ／ｍＫであった。
脱脂を加湿水素雰囲気中で行い、焼成を１，８００℃で
行った他は全て実施例１と同様に行った。その結果、得
られたタングステンビアホールを有する窒化アルミニウ
ム基板の熱伝導率は１８０Ｗ／ｍＫであった。
【００３８】この窒化アルミニウム基板を用いて図５に
示すサブマウントを作製した。前記基板４を実施例１と
同様に導電層２及びハンダ層５を形成した。次に、導電
層２及びハンダ層５の形成された前記基板をタングステ
ンビアホールが半分残るように長さ０．８ｍｍm、幅
０．７ｍｍにダイシングカットした。
示すサブマウントを作製した。前記基板４を実施例１と
同様に導電層２及びハンダ層５を形成した。次に、導電
層２及びハンダ層５の形成された前記基板をタングステ
ンビアホールが半分残るように長さ０．８ｍｍm、幅
０．７ｍｍにダイシングカットした。
【００３９】また、得られたサブマウントの表面側と裏
面側の間で抵抗を１００箇所測定したところ、抵抗値の
平均は０．０１１Ωであった。さらに実施例１と同様に
半導体レーザー素子とヒートシンクをサブマウントにボ
ンディングした。１００個の半導体レーザーのサブマウ
ントの上面（表面側）とヒートシンク上面の間で抵抗を
測定したところ、抵抗値の平均は０．０１２Ωで導通不
良は無く、ボンディング前の抵抗値の平均と比べてほと
んど変化は無かった。また半導体レーザー素子を駆動さ
せた結果、全て正常に動作し、歩留りは１００％であっ
た。更に、実施例１と同様に光半導体装置に対してヒー
トサイクル試験を実施したところ、前記抵抗値の平均は
０．０１３Ωで導通不良は無く、ヒートサイクル前の抵
抗値の平均とほとんど変化は無かった。
面側の間で抵抗を１００箇所測定したところ、抵抗値の
平均は０．０１１Ωであった。さらに実施例１と同様に
半導体レーザー素子とヒートシンクをサブマウントにボ
ンディングした。１００個の半導体レーザーのサブマウ
ントの上面（表面側）とヒートシンク上面の間で抵抗を
測定したところ、抵抗値の平均は０．０１２Ωで導通不
良は無く、ボンディング前の抵抗値の平均と比べてほと
んど変化は無かった。また半導体レーザー素子を駆動さ
せた結果、全て正常に動作し、歩留りは１００％であっ
た。更に、実施例１と同様に光半導体装置に対してヒー
トサイクル試験を実施したところ、前記抵抗値の平均は
０．０１３Ωで導通不良は無く、ヒートサイクル前の抵
抗値の平均とほとんど変化は無かった。
【００４０】実施例 ５ 実施例３においてアルミナ基板のかわりにベリリア基板
（熱伝導率２５０Ｗ／ｍＫ）を使用した他は、全て、実
施例３と同様に行った。その結果、得られたサブマウン
トの表面側と裏面側の間で抵抗を１００箇所測定したと
ころ、抵抗値の平均は０．００５Ωであった。さらに、
実施例３と同様に、半導体レーザー素子とヒートシンク
をサブマウントにボンディングした。１００個の半導体
レーザーのサブマウントの上面（表面側）とヒートシン
ク上面の間で抵抗を測定したところ、抵抗値の平均は
０．００６Ωで導通不良は無く、ボンディング前の抵抗
値の平均と比べてほとんど変化は無かった。また半導体
レーザー素子を駆動させた結果、全て正常に動作し、歩
留りは１００％であった。更に、実施例１と同様に光半
導体装置に対してヒートサイクル試験を実施したとこ
ろ、前記抵抗値の平均は０．００８Ωで導通不良は無
く、ヒートサイクル前の抵抗値の平均とほとんど変化は
無かった。
（熱伝導率２５０Ｗ／ｍＫ）を使用した他は、全て、実
施例３と同様に行った。その結果、得られたサブマウン
トの表面側と裏面側の間で抵抗を１００箇所測定したと
ころ、抵抗値の平均は０．００５Ωであった。さらに、
実施例３と同様に、半導体レーザー素子とヒートシンク
をサブマウントにボンディングした。１００個の半導体
レーザーのサブマウントの上面（表面側）とヒートシン
ク上面の間で抵抗を測定したところ、抵抗値の平均は
０．００６Ωで導通不良は無く、ボンディング前の抵抗
値の平均と比べてほとんど変化は無かった。また半導体
レーザー素子を駆動させた結果、全て正常に動作し、歩
留りは１００％であった。更に、実施例１と同様に光半
導体装置に対してヒートサイクル試験を実施したとこ
ろ、前記抵抗値の平均は０．００８Ωで導通不良は無
く、ヒートサイクル前の抵抗値の平均とほとんど変化は
無かった。
【００４１】比較例 １ 実施例１と同様にして作製した長さ６４ｍｍ、幅６４ｍ
ｍ厚さ０．６ｍｍの窒化アルミニウムのグリーンシート
を実施例１と同一条件で脱脂、焼成し、長さ５４ｍｍ、
幅５４ｍｍ厚さ０．４ｍｍの金属ビアホールの無い窒化
アルミニウム基板を得た。該基板を厚さ０．２５ｍｍの
両面鏡面仕上げ（表面粗さＲａ：０．０３μｍ）に加工
し、実施例１と同一の導体層及びハンダ層を形成した。
次に、前記基板を実施例１と同様に、長さ０．８ｍｍ、
幅０．７ｍｍにダイシングカットしてサブマウントを作
製した。
ｍ厚さ０．６ｍｍの窒化アルミニウムのグリーンシート
を実施例１と同一条件で脱脂、焼成し、長さ５４ｍｍ、
幅５４ｍｍ厚さ０．４ｍｍの金属ビアホールの無い窒化
アルミニウム基板を得た。該基板を厚さ０．２５ｍｍの
両面鏡面仕上げ（表面粗さＲａ：０．０３μｍ）に加工
し、実施例１と同一の導体層及びハンダ層を形成した。
次に、前記基板を実施例１と同様に、長さ０．８ｍｍ、
幅０．７ｍｍにダイシングカットしてサブマウントを作
製した。
【００４２】このサブマウントの１００個を実施例１と
同様に、半導体レーザー素子とヒートシンクをサブマウ
ントにボンディングした。次に、半導体レーザー素子を
ボンディングした前記基板の導電層とヒートシンクの表
面に直径５０μｍの金ワイヤーをボンディングして導通
をとった。
同様に、半導体レーザー素子とヒートシンクをサブマウ
ントにボンディングした。次に、半導体レーザー素子を
ボンディングした前記基板の導電層とヒートシンクの表
面に直径５０μｍの金ワイヤーをボンディングして導通
をとった。
【００４３】これら１００個の半導体レーザーのサブマ
ウントの上面とヒートシンク上面の間で抵抗を測定した
ところ、抵抗値の平均は０．１Ωであり、半導体レーザ
ー素子を駆動させたところ、歩留まりは１００％であっ
た。しかし、実施例１と同様にヒートサイクル試験を実
施した所、金ワイヤーが断線する導通不良が１００個中
５個もあった。
ウントの上面とヒートシンク上面の間で抵抗を測定した
ところ、抵抗値の平均は０．１Ωであり、半導体レーザ
ー素子を駆動させたところ、歩留まりは１００％であっ
た。しかし、実施例１と同様にヒートサイクル試験を実
施した所、金ワイヤーが断線する導通不良が１００個中
５個もあった。
【００４４】比較例 ２ 実施例２と同様にして、長さ５４ｍｍ、幅５４ｍｍ、厚
さ０．４ｍｍのスルーホール径１５０μｍを有する窒化
アルミニウム基板を形成した。前記スルーホールを有す
る窒化アルミニウム基板を厚さ０．２ｍｍの両面鏡面仕
上げ（表面粗さＲａ：０．０２μｍ）に加工し、表裏両
面に導電層（第１層／第２層／第３層＝Ｔｉ：０．４μ
ｍ／Ｎｉ：２．０μｍ／Ａｕ：１．０μｍ）をスパッタ
法により形成すると同時に、スルーホール内にも同一の
導電層を形成した。次に、導電層の形成された基板を長
さ１．５ｍｍ、幅１．０ｍｍにダイシングカットしてサ
ブマウントを作製した。
さ０．４ｍｍのスルーホール径１５０μｍを有する窒化
アルミニウム基板を形成した。前記スルーホールを有す
る窒化アルミニウム基板を厚さ０．２ｍｍの両面鏡面仕
上げ（表面粗さＲａ：０．０２μｍ）に加工し、表裏両
面に導電層（第１層／第２層／第３層＝Ｔｉ：０．４μ
ｍ／Ｎｉ：２．０μｍ／Ａｕ：１．０μｍ）をスパッタ
法により形成すると同時に、スルーホール内にも同一の
導電層を形成した。次に、導電層の形成された基板を長
さ１．５ｍｍ、幅１．０ｍｍにダイシングカットしてサ
ブマウントを作製した。
【００４５】このサブマウントの表面側と裏面側の間で
抵抗を１００箇所測定したところ、スルーホールを有す
るサブマウントの抵抗値の平均は０．０９Ωであった。
さらに、実施例２と同様にして、ＰｂＳｎハンダを用い
て半導体レーザー素子及びヒートシンクをボンディング
した。これら１００個の半導体レーザーのサブマウント
の上面（表面側）とヒートシンク上面の間で抵抗を測定
したところ、スルーホールを有するサブマウントの抵抗
値の平均は０．２Ωで導通不良は無かったが、ボンディ
ング前の抵抗値の平均と比べて２倍以上になり、抵抗値
が１Ωを越えるものが１０個もあった。これは、ハンダ
がスルーホール内の側面メタライズ層に拡散しサブマウ
ントの側面においてハンダを含まないメタライズ層の厚
みが薄くなり抵抗値が増加したためであった。
抵抗を１００箇所測定したところ、スルーホールを有す
るサブマウントの抵抗値の平均は０．０９Ωであった。
さらに、実施例２と同様にして、ＰｂＳｎハンダを用い
て半導体レーザー素子及びヒートシンクをボンディング
した。これら１００個の半導体レーザーのサブマウント
の上面（表面側）とヒートシンク上面の間で抵抗を測定
したところ、スルーホールを有するサブマウントの抵抗
値の平均は０．２Ωで導通不良は無かったが、ボンディ
ング前の抵抗値の平均と比べて２倍以上になり、抵抗値
が１Ωを越えるものが１０個もあった。これは、ハンダ
がスルーホール内の側面メタライズ層に拡散しサブマウ
ントの側面においてハンダを含まないメタライズ層の厚
みが薄くなり抵抗値が増加したためであった。
【００４６】さらに、１００個の半導体レーザー素子を
駆動させた結果、従来例のスルーホールを有するサブマ
ウントは、抵抗値が１Ωを越えたものは全く動作しなか
った。また、抵抗値が１Ω以下であっても０．５Ωを越
えたもの３個は所定の出力に達しなかった。よって、歩
留りは８７％であった。
駆動させた結果、従来例のスルーホールを有するサブマ
ウントは、抵抗値が１Ωを越えたものは全く動作しなか
った。また、抵抗値が１Ω以下であっても０．５Ωを越
えたもの３個は所定の出力に達しなかった。よって、歩
留りは８７％であった。
【図１】図１は、本発明のサブマウントの一実施例を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】図２は、本発明のサブマウントの他の実施例を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図３】図３は、本発明のサブマウントの他の実施例を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図４】図４は、本発明のサブマウントの他の実施例を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図５】図５は、本発明のサブマウントの他の実施例を
示す概略図である。
示す概略図である。
１ 絶縁基板 ２ 導電層 ３ 金属ビアホール ４ 窒化アルミニウム基板 ５ ハンダ層 ６ タングステンビアホール ７ モリブデンチタニウムビアホール ８ アルミナ基板 ９ 銅ビアホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−58358（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−216853（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−213510（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/12 H01L 23/36 H01S 5/022
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁基板の相対する両面に導電パターンが
形成され、該両面に存在する導電パターンの少なくとも
一部が金属ビアホールにより電気的に互いに接続されて
なるサブマウント。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18196295A JP3165779B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | サブマウント |
| US08/679,673 US5770821A (en) | 1995-07-18 | 1996-07-12 | Submount |
| KR1019960028666A KR100379975B1 (ko) | 1995-07-18 | 1996-07-16 | 서브마운트 |
| DE69607531T DE69607531T2 (de) | 1995-07-18 | 1996-07-17 | Montageelement |
| EP96305256A EP0755074B1 (en) | 1995-07-18 | 1996-07-17 | Submount |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18196295A JP3165779B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | サブマウント |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936274A JPH0936274A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3165779B2 true JP3165779B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=16109918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18196295A Expired - Lifetime JP3165779B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | サブマウント |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5770821A (ja) |
| EP (1) | EP0755074B1 (ja) |
| JP (1) | JP3165779B2 (ja) |
| KR (1) | KR100379975B1 (ja) |
| DE (1) | DE69607531T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5605856A (en) * | 1995-03-14 | 1997-02-25 | University Of North Carolina | Method for designing an electronic integrated circuit with optical inputs and outputs |
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