JPH05291693A - 半導体レーザ素子の放熱方法 - Google Patents
半導体レーザ素子の放熱方法Info
- Publication number
- JPH05291693A JPH05291693A JP8391692A JP8391692A JPH05291693A JP H05291693 A JPH05291693 A JP H05291693A JP 8391692 A JP8391692 A JP 8391692A JP 8391692 A JP8391692 A JP 8391692A JP H05291693 A JPH05291693 A JP H05291693A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- heat
- case
- wire
- laser device
- 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
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光電子機器に組み込まれた半導体レーザ素子
を経済的で、しかも効率良く放熱する方法を得る。 【構成】 主要熱伝導経路となる銀ブロック３とパッケ
ージステム４に貫通穴１８を設けこの貫通穴１８に熱伝
導バイパス経路となる熱伝導性のよい条材また線材から
なるワイヤ１６の１端を半田固定し他端をケース１４に
接地し、放熱のバイパス経路を付加した。
を経済的で、しかも効率良く放熱する方法を得る。 【構成】 主要熱伝導経路となる銀ブロック３とパッケ
ージステム４に貫通穴１８を設けこの貫通穴１８に熱伝
導バイパス経路となる熱伝導性のよい条材また線材から
なるワイヤ１６の１端を半田固定し他端をケース１４に
接地し、放熱のバイパス経路を付加した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信等に用いられ
る光送信器に組み込まれた半導体レーザ素子の放熱方法
に関するものである。
る光送信器に組み込まれた半導体レーザ素子の放熱方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光送信器等に組み込まれた半導体
レーザ素子の放熱は図５に示す様な方法が一般的であっ
た。図において、１は半導体レーザ素子でセラミック製
のチップキャリア２に半田付けされる。チップキャリア
２は銀ブロック３に半田固定され、同様にパッケージス
テム４に半田固定されている。パッケージステム４には
半導体レーザ素子１とリード線５で接続され、またガラ
ス６で絶縁と共に気密封止された電極７及びグランドピ
ン８が取り付けられている。またパッケージステム４に
はレーザ光を透過する窓９を配置したキャップ１０で半
導体レーザ素子１を気密封止する。更にこのパッケージ
ステム４はレーザ光を伝達する光ファイバ１１を配置し
たホルダ１２に固定され、レーザモジュール１３を構成
する。このレーザモジュール１３はケース１４に取り付
けられ、回路基板１５に電極７及びグランドピン８を接
続し光送信器を構成する。
レーザ素子の放熱は図５に示す様な方法が一般的であっ
た。図において、１は半導体レーザ素子でセラミック製
のチップキャリア２に半田付けされる。チップキャリア
２は銀ブロック３に半田固定され、同様にパッケージス
テム４に半田固定されている。パッケージステム４には
半導体レーザ素子１とリード線５で接続され、またガラ
ス６で絶縁と共に気密封止された電極７及びグランドピ
ン８が取り付けられている。またパッケージステム４に
はレーザ光を透過する窓９を配置したキャップ１０で半
導体レーザ素子１を気密封止する。更にこのパッケージ
ステム４はレーザ光を伝達する光ファイバ１１を配置し
たホルダ１２に固定され、レーザモジュール１３を構成
する。このレーザモジュール１３はケース１４に取り付
けられ、回路基板１５に電極７及びグランドピン８を接
続し光送信器を構成する。
【０００３】このような構成において、半導体レーザ素
子１の放熱はチップキャリア２から銀ブロック３、パッ
ケージステム４、ホルダ１２及びケース１４等の熱伝導
経路を介して外部に放出する仕組みになっている。
子１の放熱はチップキャリア２から銀ブロック３、パッ
ケージステム４、ホルダ１２及びケース１４等の熱伝導
経路を介して外部に放出する仕組みになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような方法で半
導体レーザ素子１の発熱を放出する場合、次のような問
題が有る。すなわち、主要熱伝導経路となるチップキャ
リア２の材質がセラミックであること及びパッケージス
テム４は電極７をガラス６で気密封止する関係上熱膨張
係数をガラス６に近づける必要が有り、材質はコバール
が一般的であった。セラミックやコバールは公知のよう
に熱伝導係数が低く、また、レーザモジュール１３と王
ファイバ１１は光軸調整することが多く、パッケージス
テム４のホルダ１２への固定は接着による場合が多いた
め熱伝導効率が悪かった。更に光送信器は高出力化傾向
にあり半導体レーザ素子１の発熱量は増加しつつあり、
効率的な放熱方法が望まれていた。
導体レーザ素子１の発熱を放出する場合、次のような問
題が有る。すなわち、主要熱伝導経路となるチップキャ
リア２の材質がセラミックであること及びパッケージス
テム４は電極７をガラス６で気密封止する関係上熱膨張
係数をガラス６に近づける必要が有り、材質はコバール
が一般的であった。セラミックやコバールは公知のよう
に熱伝導係数が低く、また、レーザモジュール１３と王
ファイバ１１は光軸調整することが多く、パッケージス
テム４のホルダ１２への固定は接着による場合が多いた
め熱伝導効率が悪かった。更に光送信器は高出力化傾向
にあり半導体レーザ素子１の発熱量は増加しつつあり、
効率的な放熱方法が望まれていた。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、効率的でしかも簡易な構造
で経済的な放熱方法を提供することを目的としたもので
ある。
ためになされたものであり、効率的でしかも簡易な構造
で経済的な放熱方法を提供することを目的としたもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明による半導体レ
ーザ素子の放熱方法は気密封止された、半導体レーザ素
子の複雑な熱伝導経路を単純化すると共に発熱をケース
に効率良く伝導するようにしたものである。すなわち放
熱のキーパーツである銀ブロックやパッケージステムに
熱伝導路となる熱抵抗の小さな金属製ワイヤを接続し外
部に放熱するようにしたものである。
ーザ素子の放熱方法は気密封止された、半導体レーザ素
子の複雑な熱伝導経路を単純化すると共に発熱をケース
に効率良く伝導するようにしたものである。すなわち放
熱のキーパーツである銀ブロックやパッケージステムに
熱伝導路となる熱抵抗の小さな金属製ワイヤを接続し外
部に放熱するようにしたものである。
【０００７】
【作用】この発明による半導体レーザ素子の放熱方法
は、半導体レーザ素子の熱がチップキャリアから銀ブロ
ックに伝達され、次にパッケージステムとホルダを介し
てケースに伝わり外部に放熱されるが、更に熱のバイパ
ス経路として、銀ブロックやパッケージステムにワイヤ
を付加しており放熱容量が大幅に向上する。
は、半導体レーザ素子の熱がチップキャリアから銀ブロ
ックに伝達され、次にパッケージステムとホルダを介し
てケースに伝わり外部に放熱されるが、更に熱のバイパ
ス経路として、銀ブロックやパッケージステムにワイヤ
を付加しており放熱容量が大幅に向上する。
【０００８】
【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例を図を用
いて説明する。図１において、１は半導体レーザ素子
で、セラミック製のチップキャリア２に半田付けされ
る。チップキャリア２は銀ブロック３に半田固定され、
同様に銀ブロック３はパッケージステム４に半田固定さ
れている。パッケージステム４には半導体レーザ素子１
とリード線５で接続され、またガラス６で絶縁と共に気
密封止された電極７及びグランドピン８が取り付けられ
ている。この際、グランドピン８には熱伝導バイパス経
路となる熱伝導性のよい条材または線材からなるワイヤ
１６の１端を半田固定し、他端をケース１４に接地させ
る。なお、グランドピン８はパッケージステム４にロー
付け或いは抵抗溶接付けされるが、この固定部は熱分岐
及びワイヤ１６の取付性を考慮し段付部を設ける。また
パッケージステム４にはレーザ光を透過する窓９を配置
したキャップ１０で半導体レーザ素子１を気密封止す
る。更にこのパッケージステム４はレーザ光を伝達する
光ファイバ１１を配置したホルダ１２に固定され、レー
ザモジュール１３を構成する。このレーザモジュール１
３はケース１４に取り付けられ、回路基板１５に電極７
及びグランドピン８を接続し光送信器を構成する。
いて説明する。図１において、１は半導体レーザ素子
で、セラミック製のチップキャリア２に半田付けされ
る。チップキャリア２は銀ブロック３に半田固定され、
同様に銀ブロック３はパッケージステム４に半田固定さ
れている。パッケージステム４には半導体レーザ素子１
とリード線５で接続され、またガラス６で絶縁と共に気
密封止された電極７及びグランドピン８が取り付けられ
ている。この際、グランドピン８には熱伝導バイパス経
路となる熱伝導性のよい条材または線材からなるワイヤ
１６の１端を半田固定し、他端をケース１４に接地させ
る。なお、グランドピン８はパッケージステム４にロー
付け或いは抵抗溶接付けされるが、この固定部は熱分岐
及びワイヤ１６の取付性を考慮し段付部を設ける。また
パッケージステム４にはレーザ光を透過する窓９を配置
したキャップ１０で半導体レーザ素子１を気密封止す
る。更にこのパッケージステム４はレーザ光を伝達する
光ファイバ１１を配置したホルダ１２に固定され、レー
ザモジュール１３を構成する。このレーザモジュール１
３はケース１４に取り付けられ、回路基板１５に電極７
及びグランドピン８を接続し光送信器を構成する。
【０００９】従って、半導体レーザ素子１の熱伝導経路
は従来のパッケージステム４を通りホルダ１２からケー
ス１４に流れる経路をワイヤ１６を介して直接ケース１
４に流れる経路の２種類が主なものとなる。
は従来のパッケージステム４を通りホルダ１２からケー
ス１４に流れる経路をワイヤ１６を介して直接ケース１
４に流れる経路の２種類が主なものとなる。
【００１０】実施例２．図２はこの発明の他の実施例を
示す図である。基本構成は実施例１とほぼ同様である
が、次の点が異なる。すなわち、銀ブロック３とパッケ
ージステム４に貫通穴１８を設け、この貫通穴１８にグ
ランドピン８の１端を挿入し、半田などで固定し、他端
を回路基板１５に設けたアースパターン１９に半田付け
するように構成している。
示す図である。基本構成は実施例１とほぼ同様である
が、次の点が異なる。すなわち、銀ブロック３とパッケ
ージステム４に貫通穴１８を設け、この貫通穴１８にグ
ランドピン８の１端を挿入し、半田などで固定し、他端
を回路基板１５に設けたアースパターン１９に半田付け
するように構成している。
【００１１】従って、半導体レーザ素子１の熱伝導経路
は従来のパッケージステム４を通りホルダ１２からケー
ス１４に流れる経路と銀ブロック３からの熱を直接グラ
ンドピン８に取り込み回路基板１５に設けたアースパタ
ーン１９に流す経路の２種類が主なものとなる。
は従来のパッケージステム４を通りホルダ１２からケー
ス１４に流れる経路と銀ブロック３からの熱を直接グラ
ンドピン８に取り込み回路基板１５に設けたアースパタ
ーン１９に流す経路の２種類が主なものとなる。
【００１２】なお、グランドピン８は従来コバールや鉄
ニッケル合金を用いることが多かったが、銅線で径の太
いものを用いれば更に放熱効果を向上させることが可能
となる。
ニッケル合金を用いることが多かったが、銅線で径の太
いものを用いれば更に放熱効果を向上させることが可能
となる。
【００１３】実施例３．図３はこの発明の他の実施例を
示す図である。基本構成は実施例１とほぼ同様である
が、次の点が異なる。すなわち、銀ブロック３とパッケ
ージステム４に貫通穴１８を設けこの貫通穴１８に熱伝
導バイパス経路となる熱伝導性のよい条材または線材か
らなるワイヤ１６の１端を半田固定し他端をケース１４
に接地させている点である。
示す図である。基本構成は実施例１とほぼ同様である
が、次の点が異なる。すなわち、銀ブロック３とパッケ
ージステム４に貫通穴１８を設けこの貫通穴１８に熱伝
導バイパス経路となる熱伝導性のよい条材または線材か
らなるワイヤ１６の１端を半田固定し他端をケース１４
に接地させている点である。
【００１４】従って、半導体レーザ素子１の熱伝導経路
は従来のパッケージステム４を通りホルダ１２からケー
ス１４に流れる経路と銀ブロック３からの熱を直接ワイ
ヤ１６に取り込みケース１４に流す経路の２種類が主な
ものとなる。
は従来のパッケージステム４を通りホルダ１２からケー
ス１４に流れる経路と銀ブロック３からの熱を直接ワイ
ヤ１６に取り込みケース１４に流す経路の２種類が主な
ものとなる。
【００１５】実施例４．図４はこの発明の他の実施例を
示す図である。基本構成は実施例１とほぼ同様である
が、次の点が異なる。すなわち、パッケージステム４に
突起部２０を付けネジ穴２１を設け、このネジ穴２１を
利用して外部に放熱部が露出したヒートシンク２２を固
定するように構成している。
示す図である。基本構成は実施例１とほぼ同様である
が、次の点が異なる。すなわち、パッケージステム４に
突起部２０を付けネジ穴２１を設け、このネジ穴２１を
利用して外部に放熱部が露出したヒートシンク２２を固
定するように構成している。
【００１６】従って、半導体レーザ素子１の熱伝導経路
は従来のパッケージステム４を通りホルダ１２からケー
ス１４に流れる経路とパッケージステム４からヒートシ
ンク２２を介して直接外部に流す経路の２種類が主なも
のとなる。
は従来のパッケージステム４を通りホルダ１２からケー
ス１４に流れる経路とパッケージステム４からヒートシ
ンク２２を介して直接外部に流す経路の２種類が主なも
のとなる。
【００１７】実施例５．なお、実施例４で外部に放熱部
が露出したヒートシンク２２を固定するようにしている
が、回路基板１５の発熱が少ない場合にはケース１４の
内部に収納するように構成するとよい。実施例４と類似
の効果が得られ機器の小型化が図れる。
が露出したヒートシンク２２を固定するようにしている
が、回路基板１５の発熱が少ない場合にはケース１４の
内部に収納するように構成するとよい。実施例４と類似
の効果が得られ機器の小型化が図れる。
【００１８】なお、実施例１〜３の熱伝導経路となるワ
イヤ１６、グランドピン８、ワイヤ１６には半導体レー
ザ素子１と光ファイバ１１間の光軸が外力或いは熱応力
などにより狂わないような可撓性を確保できる範囲内
で、放熱片等を付加することにより、放熱能力を向上さ
せることが出来る。
イヤ１６、グランドピン８、ワイヤ１６には半導体レー
ザ素子１と光ファイバ１１間の光軸が外力或いは熱応力
などにより狂わないような可撓性を確保できる範囲内
で、放熱片等を付加することにより、放熱能力を向上さ
せることが出来る。
【００１９】
【発明の効果】以上の様に、この発明によれば各構成品
の形状は簡易なもので良く容易に入手可能であり経済的
な方法で大幅に放熱能力を向上させることが出来る。
の形状は簡易なもので良く容易に入手可能であり経済的
な方法で大幅に放熱能力を向上させることが出来る。
【００２０】また、これらの方法によれば従来光電子機
器の高温動作範囲は半導体レーザ素子の使用可能温度範
囲による制約が有ったが、使用温度範囲を拡大すること
が可能である。また、半導体レーザ素子の寿命は高温下
における動作時間に比例する傾向にあり、この発明は半
導体レーザ素子の寿命延長にも有効である。
器の高温動作範囲は半導体レーザ素子の使用可能温度範
囲による制約が有ったが、使用温度範囲を拡大すること
が可能である。また、半導体レーザ素子の寿命は高温下
における動作時間に比例する傾向にあり、この発明は半
導体レーザ素子の寿命延長にも有効である。
【図１】この発明の実施例１を説明する光電子機器の一
部断面図である。
部断面図である。
【図２】この発明の実施例２を説明する光電子機器の一
部断面図である。
部断面図である。
【図３】この発明の実施例３を説明する光電子機器の一
部断面図である。
部断面図である。
【図４】この発明の実施例４を説明する電子機器の一部
断面図である。
断面図である。
【図５】従来の実施例を説明する電子機器の一部断面図
である。
である。
１ 半導体レーザ素子 ２ チップキャリア ３ 銀ブロック ４ パッケージステム ８ グランドピン １２ ホルダ １４ ケース １６ ワイヤ １８ 貫通穴 １９ アースパターン ２１ ネジ穴 ２２ ヒートシンク
Claims (4)
- 【請求項１】 光電子機器のケースあるいは回路基板上
に設置された半導体レーザ素子の放熱方法において、半
導体レーザ素子のグランドピンに可撓性を有した熱伝導
性のよい条材または線材からなるワイヤの１端を半田固
定し、他端をケースに接地させ、グランドピン及びワイ
ヤを介して冷却する様にした事を特徴とする半導体レー
ザ素子の放熱方法。 - 【請求項２】 光電子機器のケースあるいは回路基板上
に設置される、電極ピンとグランドピンを有するパッケ
ージステム上のブロックにチップキャリアを介して取り
付けられ、かつ窓付のキャップにより気密封止される半
導体レーザ素子の放熱方法において、上記パッケージス
テムとブロック間に貫通する穴を設け、この穴にグラン
ドピンを挿入固定し、回路基板のアースパターン及びグ
ランドピンを介して放熱する様にした事を特徴とする半
導体レーザ素子の放熱方法。 - 【請求項３】 光電子機器のケースあるいは回路基板上
に設置される、電極ピンとグランドピンを有するパッケ
ージステム上のブロックにチップキャリアを介して取り
付けられ、かつ窓付のキャップにより気密封止される半
導体レーザ素子の放熱方法において、上記パッケージス
テムとブロック間に貫通する穴を設け、この穴に可撓性
を有した熱伝導性のよい条材または線材からなるワイヤ
の１端を半田固定し、他端をケースに接地させ、グラン
ドピン及びワイヤを介して放熱する様にした事を特徴と
する半導体レーザ素子の放熱方法。 - 【請求項４】 光電子機器のケースあるいは回路基板上
に設置される、パッケージステム上のブロックに取り付
けられた半導体レーザ素子の放熱方法において、上記パ
ッケージステムの端部にネジ部を設け、このネジ部にヒ
ートシンクを取り付けたことを特徴とする半導体レーザ
素子の放熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8391692A JPH05291693A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 半導体レーザ素子の放熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8391692A JPH05291693A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 半導体レーザ素子の放熱方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291693A true JPH05291693A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=13815928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8391692A Pending JPH05291693A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 半導体レーザ素子の放熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05291693A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7121742B2 (en) | 2002-09-06 | 2006-10-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module |
| US7154752B2 (en) | 2002-09-05 | 2006-12-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module and optical hub system |
| JP2007273883A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Eudyna Devices Inc | 光半導体素子および光半導体装置 |
| US7367718B2 (en) | 2002-09-06 | 2008-05-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module |
-
1992
- 1992-04-06 JP JP8391692A patent/JPH05291693A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7154752B2 (en) | 2002-09-05 | 2006-12-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module and optical hub system |
| US7121742B2 (en) | 2002-09-06 | 2006-10-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module |
| US7367718B2 (en) | 2002-09-06 | 2008-05-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module |
| JP2007273883A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Eudyna Devices Inc | 光半導体素子および光半導体装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6911599B2 (en) | Header assembly for optoelectronic devices | |
| US6404042B1 (en) | Subcarrier and semiconductor device | |
| US20030021310A1 (en) | Method and apparatus for cooling electronic or opto-electronic devices | |
| US6920162B2 (en) | Electronic or opto-electronic packages | |
| JP4587218B2 (ja) | パッケージ型半導体装置 | |
| JP2003229629A (ja) | 光モジュール | |
| JP2006278361A (ja) | 半導体発光装置モジュール | |
| JPH05291693A (ja) | 半導体レーザ素子の放熱方法 | |
| JP4905185B2 (ja) | 熱電モジュール | |
| JP2002329920A (ja) | 光モジュール | |
| JP2008211025A (ja) | 電子モジュール | |
| JP2004128049A (ja) | 光送受信器 | |
| JPS6066842A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2513134B2 (ja) | チップオンキャリア | |
| JP4586809B2 (ja) | 熱電装置 | |
| JP2002094170A (ja) | 光モジュール | |
| JP2005064483A (ja) | 発光モジュール | |
| JP3555304B2 (ja) | 電子装置 | |
| CA2476195A1 (en) | Header assembly having integrated cooling device | |
| JPH02197185A (ja) | 電子式冷却素子内蔵半導体レーザアセンブリ | |
| JPH0617260U (ja) | 気密封止ケース一体型ペルチェクーラー | |
| JP2004079964A (ja) | 光半導体モジュール及びそれを用いた光通信システム | |
| JP2855980B2 (ja) | 熱電冷却モジュールおよび冷却型半導体レーザモジュール | |
| KR20030004030A (ko) | 광반도체소자를 내장한 기밀의 밀봉용기 및 그 용기와일체하는 광반도체모듈 | |
| JPH10135405A (ja) | 配線基板モジュール |