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DIE BONDING APPARATUS FOR LASER CRYSTAL meetings achieved

Patent code P110003373
File No. RJ007P66
Posted date Jun 21, 2011
Application number P2004-221243
Publication number P2006-041316A
Patent number P4191111
Date of filing Jul 29, 2004
Date of publication of application Feb 9, 2006
Date of registration Sep 26, 2008
Inventor
  • (In Japanese)常包 正樹
  • (In Japanese)平等 拓範
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
  • (In Japanese)大学共同利用機関法人自然科学研究機構
Title DIE BONDING APPARATUS FOR LASER CRYSTAL meetings achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a die bonding apparatus for laser crystals that performs sticking in a laser crystal surface by very uniform and high heat conduction, and that will not damage the laser crystal and a reflection control film added to the surface of the laser crystal.
SOLUTION: The die bonder for sticking the laser crystal to a heatsink has a pin 7, that is vertically slidable from a pin retention 8 by a spring 9 arranged between the pin retainer 8 with which a pin pedestal 10 is engaged and a pin collar 7A. In this case, the tip surface of the pin 7 is brought into contact with the upper portion of the laser crystal 6, and the laser crystal 6 is pressed against a heatsink 4 with a prescribed pressure for heating to fix the laser crystal 6 to the heatsink 4.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、固体レーザー装置の高出力化と小型化のために、レーザー結晶を高熱伝導のヒートシンクに固着する技術の重要性が高まってきている。従来技術としては、レーザー結晶とヒートシンクの間にインジウム(In)やグラファイトの薄膜を挟み、外部から圧力をかけて密着させ熱伝達させる方法が良く知られている。しかし、実際には、これらの薄膜とレーザー結晶あるいはヒートシンク媒質との界面に、多くの空孔や酸化層、変性層が存在するために、期待するほどの冷却効率が得られないことが問題になっていた。また、かけた圧力によってレーザー結晶が歪み、レーザー発振特性が劣化する問題があった。さらに安定した熱伝導を行わせるためには圧力を継続的にかけ続ける必要があるため、環境温度や経年変化によって加圧機構の能力が低下した場合、熱伝達が低下する問題があった。



そこで、半導体レーザーや発熱の大きいパワー半導体デバイスの放熱技術として知られているように、熱伝導率の高いハンダ等を媒質として用い、固着によってレーザー結晶をヒートシンクに固定、冷却する方法が注目されている。固着の際一度加熱することで表面の酸化層、変性層を除去したり、界面で固着材とレーザー結晶表面層、ヒートシンク表面層と物理的に反応、一体化することで空孔をなくし冷却効率を大幅に改善することができる。また、近年高い熱伝導性を有する有機系あるいは無機系の接着剤も開発普及しており、これは固化、接着させる際にハンダのような高い温度を必要としないために固着作業が簡便であるという特徴がある。従来レーザー結晶とヒートシンクをハンダ等で固着した構造の例として以下のような文献が知られている。
【特許文献1】
米国特許第5553088号公報
【特許文献2】
米国特許第6658036号公報
【非特許文献1】
アイトリプルイー ジャーナル オブ セレクテッド トピックス イン クォンタム エレクトロニクス 6巻(2000年発行)、650頁
【非特許文献2】
オプティクス・レターズ、27巻(2002年発行)、1791頁
【非特許文献3】
アプライド・フィジックス・レターズ、83巻(2003年発行)、4086頁

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、レーザー結晶をヒートシンク等に固着するためのレーザー結晶用ダイボンド装置に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
レーザー結晶をヒートシンクに固着するダイボンド装置において、
(a)ピン台座が係合する複数個のピン保持体と、
(b)該ピン保持体にガイドされるピンと、
(c)前記ピン保持体の顎状下部と前記ピンの顎部との間に配置されるスプリングと、
(d)前記ピン台座の押圧により前記スプリングを介して前記ピンを上下にスライド可能になし、前記ピンの先端面をレーザー結晶上に接触させて該レーザー結晶を所定の圧力でヒートシンクに押し付けた状態で加熱し、前記レーザー結晶を前記ヒートシンクに固着する手段を具備することを特徴とするレーザー結晶用ダイボンド装置。

【請求項2】
 
請求項1記載のレーザー結晶用ダイボンド装置において、前記レーザー結晶と前記ピンの先端面の間に緩衝媒質を挟むことを特徴とするレーザー結晶用ダイボンド装置。

【請求項3】
 
請求項2記載のレーザー結晶用ダイボンド装置において、前記レーザー結晶に接する緩衝媒質の表面に頂上と谷の高さが0.5μm~100μmの凹凸が形成されていることを特徴とするレーザー結晶用ダイボンド装置。

【請求項4】
 
請求項1記載のレーザー結晶用ダイボンド装置において、前記ピンの先端面の中央部に逆凹面形状部を有し、該逆凹面形状部を除いて、前記レーザー結晶に接するピンの先端が面になっており、前記ピンの先端面の中央部にピンの中心を貫通する穴を有し、該穴を通して前記レーザー結晶を真空吸着して保持することを特徴とするレーザー結晶用ダイボンド装置。

【請求項5】
 
請求項4記載のレーザー結晶用ダイボンド装置において、前記ピンの上部に超音波を伝える機構を具備することを特徴とするレーザー結晶用ダイボンド装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2004221243thum.jpg
State of application right Registered
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