JPH09275245A - Semiconductor ld module - Google Patents
Semiconductor ld moduleInfo
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- JPH09275245A JPH09275245A JP8110325A JP11032596A JPH09275245A JP H09275245 A JPH09275245 A JP H09275245A JP 8110325 A JP8110325 A JP 8110325A JP 11032596 A JP11032596 A JP 11032596A JP H09275245 A JPH09275245 A JP H09275245A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、放熱性に優れた半
導体LDモジュールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor LD module having excellent heat dissipation.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の半導体モジュールとしては特開平
3-296288号公報に記載のものが知られている。これは、
ほぼ直方体のパッケージ内にLD(レーザーダイオー
ド),ヒートシンク,PD(フォトダイオード),レン
ズ,ペルチェ素子などを実装したものである。外観は図
4に示すように、パッケージ20の側面にパッケージ内の
電子部品と外部の機器とを電気的に接続する端子21が配
置され、一端面からLDの信号を伝達する光ファイバ22
が引き出されている。なお、上面20B の直下にはコバー
ル製のガードが設けられている。このようなモジュール
で、LDなどの素子を効率的に動作させるにはパッケー
ジ20の放熱性が重要となる。この技術ではパッケージ20
の底面と他端面20A に放熱フィン(図示せず)を設けて
放熱性の向上を図っている。2. Description of the Related Art As a conventional semiconductor module, Japanese Patent Laid-Open No.
The thing described in 3-296288 is known. this is,
An LD (laser diode), a heat sink, a PD (photodiode), a lens, a Peltier element, etc. are mounted in a substantially rectangular parallelepiped package. As shown in FIG. 4, a terminal 21 for electrically connecting an electronic component in the package and an external device is arranged on a side surface of the package 20, and an optical fiber 22 for transmitting a signal of the LD is provided from one end surface.
Has been pulled out. A Kovar guard is provided directly under the upper surface 20B. In such a module, heat dissipation of the package 20 is important in order to efficiently operate an element such as an LD. Package 20 with this technology
Radiating fins (not shown) are provided on the bottom surface and the other end surface 20A to improve heat radiation.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の技術で
は端子がパッケージ面のうち面積の大きい側面に配置さ
れているため、放熱フィンを設ける位置が面積の小さい
端面となり、放熱効率を最大限にいかすことができな
い。なお、上面20B は内部を気密封止する電気溶接のた
め熱電導率の低いコバールを用いており、そこにフィン
を設けても放熱性の向上はあまり期待できない。However, in the above technique, since the terminals are arranged on the side surface of the package surface having the larger area, the position where the heat radiation fins are provided is the end surface having the smaller area, and the heat radiation efficiency is maximized. I can't get rid of it. The upper surface 20B is made of Kovar, which has a low thermal conductivity because it is an electric weld that hermetically seals the inside. Even if fins are provided there, improvement in heat dissipation cannot be expected so much.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
消するためになされたもので、放熱性をより改善できる
よう、放熱材の配置や端子の構造に工夫を施したもので
ある。即ち、本発明半導体LDモジュールは、パッケー
ジの上面および両側面の少なくとも一部に放熱材を設け
たことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is to devise the arrangement of heat radiating members and the structure of terminals so as to improve the heat radiating property. That is, the semiconductor LD module of the present invention is characterized in that the heat dissipation material is provided on at least a part of the upper surface and both side surfaces of the package.
【0005】放熱材は、表面積をできるだけ大きくでき
るよう多数の棒状体または板状体をパッケージの所定位
置に設ける。放熱材および放熱材が配置されるパッケー
ジ面は、銅や銅とタングステンの合金などの高熱電導性
材料とする。また、放熱材をパッケージに形成する手段
としては、金属射出成形によりパッケージと一体成形し
たり、パッケージと放熱材を別々に製造し、これらをろ
う付けなどにより接着することが挙げられる。A large number of rod-shaped bodies or plate-shaped bodies are provided at predetermined positions of the package as the heat radiation material so that the surface area can be maximized. The heat dissipating material and the package surface on which the heat dissipating material is disposed are made of a highly thermoconductive material such as copper or an alloy of copper and tungsten. Further, as a means for forming the heat dissipation material on the package, it is possible to integrally form the heat dissipation material with the package by metal injection molding, or to separately manufacture the package and the heat dissipation material and bond them by brazing or the like.
【0006】一方、パッケージ内外の電気的接続をとる
ための端子はパッケージの一端面に、LDの信号を伝達
する光ファイバは他端面に配置することが好適である。
端子の配置された端面は、パッケージ内にLDなどの電
子部品を実装する際の蓋部とすればよい。つまり、この
端面を開口部とし、そこからパッケージ内に電子部品を
挿入する。具体的には、端子を、内部の電子部品に接続
された凸型電極と、この凸型電極と嵌合し、パッケージ
の端面に固定され、その外部につながる凹型電極とから
構成する。端子を差し込み式の電極とすることで、面積
の小さいパッケージ端面に端子を配置し、内部の電子部
品とパッケージ蓋部に露出する端子との電気的接続を確
実にとることができる。ここで、端子の幅は端面の幅の
1/2以下とすることが好ましい。そして、端子が配置
されたパッケージの端面は低熱電導性材料で構成する。On the other hand, it is preferable that the terminals for electrical connection inside and outside the package are arranged on one end surface of the package, and the optical fiber for transmitting the signal of the LD is arranged on the other end surface.
The end face on which the terminals are arranged may be a lid when mounting an electronic component such as an LD in the package. That is, this end face is used as an opening, and the electronic component is inserted into the package through the opening. Specifically, the terminal is composed of a convex electrode connected to an internal electronic component and a concave electrode fitted to the convex electrode, fixed to the end face of the package, and connected to the outside. By using the terminal as a plug-in type electrode, the terminal can be arranged on the end surface of the package having a small area, and the electrical connection between the internal electronic component and the terminal exposed on the package lid can be ensured. Here, the width of the terminal is preferably 1/2 or less of the width of the end face. The end surface of the package in which the terminals are arranged is made of a low thermal conductive material.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、具体例に基づいて本発明を
説明する。図1は本発明LDモジュールの外観を示す斜
視図、図2はその内部構造を示す側面図、図3は内部構
造の平面図である。図1に示すように、本発明モジュー
ルのパッケージ10はほぼ直方体で、上面11と両側面12,1
3 (上面・底面の長辺に連続する面)とに放熱材2が多
数突設されている。パッケージ10は端子3が配置される
一方の端面14(上面・底面の短辺に連続する面)が取り
外しでき、上面11、両側面12,13 、底面15および光ファ
イバ4が引き出される他方の端面16が一体に形成されて
いる。本例ではパッケージ10における一方の端面以外を
Cu:40wt%,W:60wt%の銅合金で作製し、
放熱材2をCuで四角柱状に形成して、両者を半田の伸
びがよく、熱伝導性のよいAgろう付けで接着した。本
例では、長さ3mm、端面1mm角の放熱材2を1mm間隔で
配列した。また、端子3が配置される一方の端面14は熱
伝導性の低いコバールで作製した。端面14の外周には電
気溶接のため、コバール製のガードが配置されている。
なお、電気溶接時、端面14は底面15の端面から飛び出し
ている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples. 1 is a perspective view showing the external appearance of the LD module of the present invention, FIG. 2 is a side view showing the internal structure thereof, and FIG. 3 is a plan view of the internal structure. As shown in FIG. 1, the package 10 of the module of the present invention is a substantially rectangular parallelepiped, and has an upper surface 11 and both side surfaces 12, 1.
A large number of heat dissipating members 2 are projected on 3 (the surface that is continuous with the long sides of the top and bottom surfaces). One end surface 14 (a surface continuous with the short sides of the top and bottom surfaces) of the package 10 on which the terminals 3 are arranged can be removed, and the top surface 11, both side surfaces 12, 13, the bottom surface 15 and the other end surface from which the optical fiber 4 is drawn out. 16 are integrally formed. In this example, the parts other than one end surface of the package 10 are made of Cu: 40 wt%, W: 60 wt% copper alloy,
The heat dissipating material 2 was formed of Cu in the shape of a quadrangular prism, and both were adhered by Ag brazing, which has good solder elongation and good thermal conductivity. In this example, the heat radiating material 2 having a length of 3 mm and an end face of 1 mm square is arranged at 1 mm intervals. The one end face 14 on which the terminal 3 is arranged is made of Kovar, which has low thermal conductivity. A guard made of Kovar is arranged on the outer periphery of the end face 14 for electric welding.
Note that the end surface 14 projects from the end surface of the bottom surface 15 during electric welding.
【0008】パッケージの端面14は矩形の開口部5を具
え、そこに端子30が配置されている。端子30は、図2,
3に示すように、パッケージ外面側に突設された金属電
極31と、同内側に設けられた凹型電極32とで構成され
る。凹型電極32は重ね合わせた3層のアルミナ板に電気
配線をメタライズして焼成した後、開口部に挿入し、隙
間を封じたものである。上下のアルミナ板に対して中間
のアルミナ板が引っ込んだ配置となり、そこに後述する
凸型電極40が差し込まれる。上部アルミナ板の下面と下
部アルミナ板の上面には金属薄膜33が形成されており、
パッケージ外側の金属電極31とこの金属薄膜33がつなが
り、両者の電気的接続がとられている。The end face 14 of the package has a rectangular opening 5 in which the terminals 30 are located. The terminal 30 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the metal electrode 31 is provided so as to project from the outer surface of the package, and the concave electrode 32 is provided inside the metal electrode 31. The concave electrode 32 is formed by metalizing the electric wiring on the laminated three layers of alumina plates, firing the metal wiring, and then inserting the metal wiring into the opening to seal the gap. The intermediate alumina plates are retracted with respect to the upper and lower alumina plates, and convex electrodes 40 described later are inserted therein. Metal thin film 33 is formed on the lower surface of the upper alumina plate and the upper surface of the lower alumina plate,
The metal electrode 31 on the outside of the package and the metal thin film 33 are connected to each other to electrically connect them.
【0009】一方、この凹型電極32に差し込まれる凸型
電極40はLDなどの電子部品を実装したAlNの絶縁基
板の端部に設けられている。本例では、凸型電極40とし
て棒状の発泡金属を複数本並列し、その先端に半田部41
を設けた。凹型電極40は基板上の薄膜電極6に電気的に
接続されている。On the other hand, the convex electrode 40 to be inserted into the concave electrode 32 is provided at the end of the AlN insulating substrate on which electronic parts such as LD are mounted. In this example, a plurality of rod-shaped metal foams are arranged in parallel as the convex electrode 40, and the solder portion 41 is provided at the tip thereof.
Was provided. The concave electrode 40 is electrically connected to the thin film electrode 6 on the substrate.
【0010】上記のパッケージ内に電子部品を実装する
際の手順を図2,3に基づいて説明する。まず、半導体
LD素子7をサブマウントを介してAlNの絶縁基板8
上に実装する。次に、予めセラミックスブロックに実装
したPD9等をこの基板上に実装する。LD7、PD9
等はワイヤボンディングにより基板8の薄膜電極6と接
続され、この電極6は基板8の一端から櫛形に突出した
凸型電極40に接続される。この基板8の他端にレンズ50
を装着し、電子冷却素子51(ペルチェ素子)の上面に金
属板を介して基板に半田付けで接着する。この複合体を
パッケージ10の開口した端面から挿入し、加熱により複
合体とパッケージ10を半田付けする。最後に端子を一体
化したパッケージ端面を開口部に取り付け、電気溶接で
接着する。このとき、溶接により凸型電極40の温度が上
昇し、先端の半田が流れて凹型電極32との電気的接続が
強化される。A procedure for mounting electronic components in the above package will be described with reference to FIGS. First, the semiconductor LD device 7 is mounted on the insulating substrate 8 of AlN via the submount.
Implement on top. Next, the PD 9 or the like previously mounted on the ceramic block is mounted on this substrate. LD7, PD9
Etc. are connected to the thin film electrode 6 of the substrate 8 by wire bonding, and this electrode 6 is connected to a convex electrode 40 protruding in a comb shape from one end of the substrate 8. A lens 50 is attached to the other end of the substrate 8.
Then, the upper surface of the electronic cooling element 51 (Peltier element) is bonded to the substrate by soldering via a metal plate. This composite is inserted from the open end surface of the package 10, and the composite and the package 10 are soldered by heating. Finally, the package end face with integrated terminals is attached to the opening and adhered by electric welding. At this time, the temperature of the convex electrode 40 rises due to welding, the solder at the tip flows, and the electrical connection with the concave electrode 32 is strengthened.
【0011】従来のパッケージでは上面が取り外しでき
る構造であったため、上面を開口した状態で内部にLD
などの電子部品を実装し、パッケージ側面の端子と電子
部品をワイヤボンディングにより接続できた。本発明の
パッケージでは上面を取り外しできないため、内部に電
子部品を実装してからワイヤボンディングにより接続す
ることはできない。そのため、一方の端面を内部に電子
部品を実装する際の蓋部とした。Since the conventional package has a structure in which the upper surface can be removed, the LD is internally formed with the upper surface opened.
It was possible to connect the terminals on the side of the package and the electronic parts by wire bonding. Since the upper surface of the package of the present invention cannot be removed, it is not possible to mount electronic components inside and then connect them by wire bonding. Therefore, one end face is used as a lid when mounting electronic components inside.
【0012】なお、パッケージ10の他方の端面16には光
ファイバ4の引き出し孔が形成されている。即ち、パッ
ケージにおける光ファイバの光結合部は従来のモジュー
ル(特開平3-296288号公報など参照)と同様である。The other end surface 16 of the package 10 is formed with a drawing hole for the optical fiber 4. That is, the optical coupling part of the optical fiber in the package is the same as that of the conventional module (see Japanese Patent Laid-Open No. 3-296288).
【0013】このように、パッケージ面のうち面積の大
きい面(上記具体例では上面・側面)に放熱材を配置
し、面積の小さい面(上記具体例では端面)に端子を設
けることでモジュールの放熱性を最大限に向上させるこ
とができる。特に、パッケージの内部部品と端子との接
続を差し込み構造とすることで容易に両者の電気的接続
を確保することができる。また、端子をできるだけ小さ
く、例えば端子の幅aを端面の幅b(図1や図3参照)
の1/2以下とすることが好ましい。端子を小さくし、
熱伝導性の低いパッケージ端面に構成することでより効
率的に放熱させることができる。上記の構成により、従
来のモジュール(図4)では10℃/Wあったの熱抵抗
を5℃/Wにまで低減することができる。As described above, by disposing the heat dissipation material on the surface of the package surface having the larger area (the upper surface / side surface in the above specific example) and providing the terminal on the surface having the smaller area (the end surface in the specific example), the module It is possible to maximize heat dissipation. In particular, the internal parts of the package and the terminals have a plug-in structure so that the electrical connection between the two can be easily ensured. In addition, the terminal is as small as possible, for example, the width a of the terminal is the width b of the end face (see FIGS. 1 and 3).
It is preferable to set to 1/2 or less. Make the terminals smaller,
By arranging it on the end surface of the package having low thermal conductivity, it is possible to radiate heat more efficiently. With the above configuration, the thermal resistance, which was 10 ° C./W in the conventional module (FIG. 4), can be reduced to 5 ° C./W.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上説明したように、本発明モジュール
によればパッケージの内部部品と端子との接続を差し込
み式の電極とし、端子を面積の小さい端面に形成するこ
とで、面積が大きい面に放熱材を配置することができ放
熱性を改善することができる。As described above, according to the module of the present invention, the internal parts of the package are connected to the terminals by the plug-in type electrodes, and the terminals are formed on the end surface having the small area, so that the surface having the large area is formed. A heat dissipating material can be arranged to improve heat dissipation.
【図1】本発明モジュールの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a module of the present invention.
【図2】本発明モジュールの内部構造を示す側面図であ
る。FIG. 2 is a side view showing the internal structure of the module of the present invention.
【図3】本発明モジュールの内部構造を示す平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view showing the internal structure of the module of the present invention.
【図4】従来のモジュールを示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a conventional module.
10 パッケージ 11 上面 12,13 側面 14,16 端
面 15 底面 2 放熱材 30 端子 31 金属端子 32 凹型電極
33 金属薄膜 4 光ファイバ 5 開口部 6 薄膜電極 7 LD
8 基板 9 PD 50 レンズ 51 電子冷却素子10 Package 11 Top 12,13 Side 14,16 End 15 Bottom 2 Heat dissipation material 30 Terminal 31 Metal terminal 32 Recessed electrode
33 Metal thin film 4 Optical fiber 5 Opening 6 Thin film electrode 7 LD
8 substrate 9 PD 50 lens 51 thermoelectric cooler
Claims (8)
たパッケージ、 パッケージ内部の電子部品と外部の機器とを電気的に接
続するための端子、 およびパッケージの上面および両側面の少なくとも一部
に設けられた放熱材を具えることを特徴とする半導体L
Dモジュール。1. A semiconductor LD element that emits light, an optical fiber that transmits the optical signal, a package in which the semiconductor LD element is hermetically sealed and the optical fiber is pulled out, an electronic component inside the package and an external device are electrically connected. And a heat dissipation material provided on at least a part of the upper surface and both side surfaces of the package.
D module.
ファイバが引き出されてなることを特徴とする請求項1
記載の半導体LDモジュール。2. A terminal is arranged on one end surface and an optical fiber is drawn out from the other end surface.
The semiconductor LD module described.
ることを特徴とする請求項1記載の半導体LDモジュー
ル。3. The semiconductor LD module according to claim 1, wherein the heat dissipation material is a large number of rod-shaped bodies or plate-shaped bodies.
その外部につながる凹型電極とから構成されることを特
徴とする請求項1記載の半導体LDモジュール。4. The terminal is a convex electrode connected to an internal electronic component, and is fitted to the convex electrode, and is fixed to an end face of the package.
The semiconductor LD module according to claim 1, wherein the semiconductor LD module comprises a concave electrode connected to the outside thereof.
ことを特徴とする請求項2記載の半導体LDモジュー
ル。5. The semiconductor LD module according to claim 2, wherein the width of the terminal is 1/2 or less of the width of the end face.
も一方が高熱電導性材料であることを特徴とする請求項
1記載の半導体LDモジュール。6. The semiconductor LD module according to claim 1, wherein at least one of the upper surface and the side surface of the package is made of a material having high thermal conductivity.
熱電導性材料であることを特徴とする請求項2記載の半
導体LDモジュール。7. The semiconductor LD module according to claim 2, wherein the end face of the package in which the terminals are arranged is made of a material having a low thermal conductivity.
内部に電子部品を実装する際の蓋部となっていることを
特徴とする請求項2記載の半導体LDモジュール。8. The end face of the package, in which the terminals are arranged,
The semiconductor LD module according to claim 2, wherein the semiconductor LD module is a lid part for mounting an electronic component therein.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8110325A JPH09275245A (en) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | Semiconductor ld module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8110325A JPH09275245A (en) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | Semiconductor ld module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09275245A true JPH09275245A (en) | 1997-10-21 |
Family
ID=14532874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8110325A Pending JPH09275245A (en) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | Semiconductor ld module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09275245A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019187625A1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 住友大阪セメント株式会社 | Optical modulator and optical transmission device |
CN111192858A (en) * | 2018-10-28 | 2020-05-22 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | Semiconductor package and method of manufacturing the same |
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-
1996
- 1996-04-04 JP JP8110325A patent/JPH09275245A/en active Pending
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