半导体激光器模块制造技术

得到半导体激光器模块，其在玻璃密封时的冷却过程中不会破损，磁致伸缩变形为能够允许的范围，能够流过大电流。其具有：供给电流而发光的半导体激光器元件10，具有贯通孔1A的包封基底1，将贯通孔1A贯通而向半导体激光器元件10供给电流的引针2，将引针2通过的贯通孔1A密封的玻璃材料3，具有半导体激光器元件10发出的光出来的窗31、与包封基底1气密地接合的在内部具有半导体激光器元件10的帽30，引针2是如下的铁·镍系合金：线膨胀系数与玻璃材料3之差为规定比例以下，饱和磁致伸缩常数为规定值以下，体积电阻率为规定率以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将供给电流而发光的半导体激光器元件气密密封的半导体激光器模块。
技术介绍
加工领域等中使用的半导体激光器中，高输出化的要求日益增强。对于高输出化， 一般地通过在1个元件内将多个半导体激光器多个排列的阵列·堆叠化、或者使发光面积扩大的大面积化来实现的实例多。这样的构造的半导体激光器中，一般各激光器元件在电气上并列地配置，因此随着高输出化进行，在激光器元件中流过的电流也变大，近年来也有成为几十A程度的电流值的实例。半导体激光器模块，如果与外气接触，由于湿气等而促进元件端面的劣化、引线接合部的劣化，因此多收纳于气密密封的包封(package)内。这样的包封，由基底(base)部和引针(lead pin)组成的一般称为底座(stem)的部件、设置有将激光取出的窗的帽(cap) 构成。通过玻璃等绝缘性的密封材料将引针接合固定于基底部，帽对于基底部，多通过电阻焊接来接合固定。帽和底座的基底部，考虑焊接性，一般由碳钢或铁·镍合金构成。此外，关于引针的材料，为了防止玻璃密封工序时从玻璃熔化的1000°c左右的温度直至到达常温的冷却过程、或使用时等发生了温度变化时线膨胀系数之差导致的玻璃部的破坏，基底部与引针有必要使用线膨胀系数尽可能与玻璃构件接近的材料。因此，作为引针的材料，使用铁 镍合金的情况下，使用了线膨胀系数与基底部接近的镍含量50质量％左右的铁·镍合金。此外，向半导体激光器模块供给大电流的情况下，如果引针为磁性材料，产生由流向引针的电流产生的磁场的影响导致的磁致伸缩变形。特别是供给交流电流、脉冲电流的情况下，由于在引针中产生磁致伸缩导致的反复变形，因此有时由于疲劳，在引针与玻璃材料的界面或玻璃材料自身发生龟裂。进而，交流电流、脉冲电流的频率为人的可听范围的情况下，存在如下问题因设置半导体激光器模块的壳体、设置方法，有时引针的反复变形成为声源，其被周围的壳体等放大，成为噪音。为了解决上述的问题，考虑使引针为非磁性材料。专利文献1中，作为引针材料， 列举了铜、铝、钛、奥氏体系不锈钢以及它们的合金。专利文献2中，作为引针材料，列举了镍-钼合金(哈斯特洛伊耐蚀镍基合金)或镍-铬-钼合金。现有技术文献专利文献专利文献1 特开2003-216887号公报专利文献2 特开2005-353^1号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，专利文献1中列举的铜、铝、奥氏体系不锈钢的材料的线膨胀系数分别为 铜是 19 X 10_6 ，铝为 23 X Γ6 ，钛为 8. 4 X 10_6 ，奥氏体系不锈钢为 16. 4 X 10_6 ，除了钛以外，相对于作为密封用玻璃使用的硼硅酸玻璃、钠系玻璃的线膨胀系数 9. 5X10—6，均是差异大，存在如下问题在玻璃密封时的冷却过程中由于热收缩量之差，有时在引针与玻璃材料的边界部或玻璃材料产生龟裂，不能充分地保持气密。钛的精炼、加工难，价格高。专利文献1中列举的钛和奥氏体系不锈钢、专利文献2中列举的镍·钼系合金、 镍 铬·钼系合金，对于体积电阻率，钛为53，奥氏体系不锈钢为74 , 镍 钼系合金以及镍 铬 钼系合金为110，与一般作为大电流用配线使用的铜的1.7相比，大10倍以上，存在如下问题有时在流过大电流时，由于配线部分的由焦耳热引起的温度上升，在线材中产生伸缩，在引针和玻璃材料之间龟裂发生等，不能充分地保持气密。为了避免上述的引针的发热引起的问题，也考虑了使流过电流的引针的直径变大来降低引针的线电阻的方法，但如果使引针的直径增大到ΙπιπιΦ程度以上，气密密封自身变得困难，因此必须使大电流流过最大ΙπιπιΦ程度的直径的引针。本专利技术为了解决这样的问题而完成，其目的在于提供使用了气密端子的半导体激光器模块，其在玻璃密封时的冷却过程中不会破损，磁致伸缩变形为能够允许的范围，能够流过大电流。用于解决课题的手段本专利技术涉及的半导体激光器模块，其特征在于，具有供给电流而发光的半导体激光器元件，具有贯通孔的包封基底(package base)，贯通上述贯通孔而向上述半导体激光器元件供给电流的引针，将上述引针通过的上述贯通孔密封的玻璃材料，具有上述半导体激光器元件发出的光出来的窗、与上述包封基底气密地接合的在内部具有上述半导体激光器元件的帽；上述引针是如下的铁·镍系合金线膨胀系数与上述玻璃材料之差为规定比例以下，饱和磁致伸缩常数为规定值以下，体积电阻率为规定率以下。专利技术的效果本专利技术涉及的半导体激光器模块，其特征在于，具有供给电流而发光的半导体激光器元件，具有贯通孔的包封基底，贯通上述贯通孔而向上述半导体激光器元件供给电流的引针，将上述引针通过的上述贯通孔密封的玻璃材料，具有上述半导体激光器元件发出的光出来的窗、与上述包封基底气密地接合的在内部具有上述半导体激光器元件的帽；上述引针是如下的铁·镍系合金线膨胀系数与上述玻璃材料之差为规定比例以下，饱和磁致伸缩常数为规定值以下，体积电阻率为规定率以下，因此在玻璃密封时的冷却过程中不会破损，磁致伸缩变形为能够允许的范围，能够流过大电流。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1中的半导体激光器模块的构成的截面图。图2是表示铁·镍合金的镍含量与饱和磁致伸缩常数的关系的坐标图。图3是表示铁·镍合金的镍含量与线膨胀系数的关系的坐标图。图4是表示铁·镍合金的镍含量与体积电阻率的关系的坐标图。图5是表示铁·镍合金的镍含量与导热率的关系的坐标图。图6是说明引针候补材料以及其他材料的材料特性的图。具体实施例方式对本专利技术的本实施方式的半导体激光器模块，参照附图以下进行说明。实施方式1.图1为表示本实施方式中的半导体激光器模块100的构成的截面图。图1中，半导体激光器模块100中，将设置有半导体激光器元件10发出的光出来的玻璃窗31的帽30 气密地接合于固定有供给电流而发光的半导体激光器元件10的包封基底1。在包封基底1设置有规定个数的圆形的贯通孔1A，在各个贯通孔IA中1根引针2 贯通，在引针2的周围的贯通孔IA中埋有玻璃材料3。引针2贯通而被固定的包封基底1 是称为底座的气密端子20。作为包封基底1以及帽30的材料，使用碳钢或镍含量50质量％左右的铁·镍系合金，作为玻璃材料3，使用钠系玻璃。此外，引针2的材料为“ JIS C 2531，1999:铁镍软质磁性材料”中规定的镍含量为70 85质量％的铁 镍系合金(PC坡莫合金)中，特别是饱和磁致伸缩常数接近零、初期透磁率最大的镍含量为78. 5质量％的铁·镍系合金(78-坡莫合金或坡莫合金A)。作为玻璃材料3的材料的钠系玻璃的线膨胀系数为9. 5 X 10_6 ，作为包封基底 1的材料的碳钢、镍含量50质量％的铁·镍系合金的线膨胀系数也具有与其接近的值，为 11. 1 X IO-6 。此外，作为引针2的材料的坡莫合金A也具有12X 10_6左右的大致接近的值。在此，简单地对本实施方式中的半导体激光器模块100中使用的气密端子20的制造方法进行说明。首先，在包封基底1的规定的位置形成贯通孔1Α。接着，在贯通孔IA的中心配置引针2。在引针2的周围的贯通孔IA中浇铸熔化的玻璃材料3，将贯通孔IA密封。 如果玻璃材料3固化而成为常温，则形成了气密端子20。在包封基底1的规定的位置，用粘合剂等将半导体激光器元件10固定，将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：玉谷基亮，中村聪，难波知世，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：