CN100386931C - 半导体激光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适于大规模生产的半导体激光器件。其可以改善导线布置,并使器件小型化。该半导体激光器件包括:多根引线,其穿过一绝缘框架构件的两侧面的每一侧面设置,使其从外部进入该绝缘框架构件的内部;至少一半导体激光元件和一光接收元件安装在该绝缘框架构件的内部;以及多根导线,其布置在该绝缘框架构件的内部,以将该引线分别连接到该半导体激光元件的电极和该光接收元件的电极,其特征在于,在该绝缘框架构件内部,该引线中的至少一根引线向该绝缘框架构件上的该引线中的所述至少一根引线穿过其而设置的侧面的边缘弯曲。
Description
本发明是于2003年1月30日提交的第03103427.6号发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种在用于读取记录在光记录介质上的信息的光拾取器(optical pickup)中使用的半导体激光器件。
背景技术
光存储器件,如CD-ROM器件和MD器件中,使用光拾取器,以从光盘读取信号,一些光拾取器采用全息激光型半导体激光器件。全息激光型半导体激光器件具有半导体激光元件、全息元件、以及嵌入单个封装体(package)中的信号探测光接收元件。从半导体激光元件发射的光从作为光记录介质的盘反射回来,然后由全息元件衍射,以导向设置在光轴之外的光接收元件。
例如,日本专利申请待公开No.H6-5990公开了一种传统全息激光型半导体激光器件,图16给出了其透视图。在如图16所示的结构中,半导体激光元件(LD)和信号探测光接收元件等(未示出)安装在管座(stem)201上,然后在管座201上放置罩(cap)202,以覆盖LD和信号探测光接收元件等,然后在罩202上装配全息元件203。这些元件的电源设置在内部,而经由引线208从中提取信号。
此外,图16所示的封装体中,管座201和罩202为上下端被切断的圆形,以使插件变纤细。在结构如图16所示的封装体中,需要在管座201上形成用于穿过其来设置引线208的孔,然后一根接一根地穿过孔设置引线208,然后用绝缘材料密封该些孔。这需要复杂的制造方法和很高的成本。
最近几年来,为降低光拾取器件的成本,已经关注了使用用树脂制造的廉价的封装体并以引线框架的形式形成引线而制造的半导体激光器件。例如,日本专利申请待公开No.H6-203403公开了结构如图17A和17B所示的半导体激光器件。图17A是顶视图,而图17B是侧面截面图。在图17所示的结构中,使用具有圆柱形部分301的树脂框架302作为封装体,在树脂框架302的两相对侧中的每一侧放置多根引线303,使其从封装体外部进入内部,而在树脂框架302上装配全息元件304,使其位于两个圆柱形部分301之间。
下面将参考图18描述适用于图17所示的结构的制造方法,举总共有12根引线的半导体激光器件为例,即六根引线穿过其两相对侧中的每一侧。首先,通过冲压或蚀刻,使带状金属片(带状构件(hoop member))形成具有在其上安装半导体元件的岛状板(island plate)401以及引线402的引线框架。在此,岛状板401和引线402组成一个组,而那些组成相邻组的则由框架部分403以连续带的形式连接在一起。
接着,将树脂塑模在引线框架404上,以形成支持引线402和岛状板401的树脂框架405(图18(b))。在树脂塑模之后,通过切断引线402与框架部分403之间的引线框架404,将单个的封装体彼此切开(分离)
以这样的结构,与图16所示的其中需要将引脚一根接一根穿过孔设置然后用玻璃密封的结构相反,可以经一系列适于大规模生产的步骤,具体地说,按顺序进行冲压、塑模、切开,来制造半导体器件。这非常有助于降低成本。
其后,如图18(c)所示,在每个封装体406的岛状板401上,安装一在其上安装LD 407、一反射镜408以及一信号探测光接收元件409的基座(submount)412,然后将其用Au导线410通过引线接合法相互连接。接着,给LD 407加电压,并在高温下持续发射光几小时以筛选出有缺陷的LD,然后检验其光发射特性,然后装配全息元件411。这里,全息元件411还起图16所示封装体中罩202的作用。这有助于降低所需组件的个数,从而降低成本。在装配全息元件411之后,给半导体激光器件真正加电压,以检查由从参考盘的光接收获取的信号。这是为了检验半导体激光器件的电学及光学特性,从而只挑选可接受的半导体激光器件。到此,完成了半导体激光器件的制造。
在上述例子中,LD 407通过其一侧端发射光,因此使用反射镜408将光轴转动90°。然而,在LD 407从其顶面发射光的情况下,不需要使用反射镜408。在上述例子中,直接将LD 407安装在岛状板401上。然而,可在其间插入结合了用于控制光输出的监控光电二极管的基座。
在上文中参考图17A、17B以及18描述的半导体激光器件中,其光轴基本上对准外封装体的中心。这是为在将半导体激光器件装配在拾取器上时以与对准该光轴。因此,在封装体的岛状板中心或其附近安装LD 407和反射镜408。另一方面,接收由全息元件411从光轴分离的信号束的信号探测光接收元件409设置在远离光轴处。在下文的描述中,将继续使用图18中使用的附图标记。
这样,LD 407和反射镜408位于岛状板401的中心,而信号探测光接收元件409位于其一侧。这里,信号探测光接收元件409结合了一多段光电二极管,一些情况下,甚至还结合一前置放大器,从而有可能需要信号接线端。因此,需要向光接收元件连接许多导线,导致封装体内部不平衡的配线布置。
此外,随着所用导线数增长,需要提供的引线数也相应增长。因为在封装体中放置了信号探测光接收元件409的一侧需要的引线越多,相对面没用的引线就越多。
如果从封装体的一侧到另一侧的引线间布线,那么导线将在激光元件(LD)407和反射镜408之上经过,从而拦截了光束。
图19A和19B展示了这种情况,其中,展示了额外布置了导线的图8所示传统结构。图19A是没有装配全息元件411的顶视图,而图19B是装配了全息元件411的侧视图。
在图19A和19B所示的封装体中,总共提供了12根引脚(402a至402l),即穿过其两个相对侧的每一侧各有六根引脚。在所提供的这些引脚中,三根,402a、402f、402g与岛状板401为整体。从而,总共提供了十根独立的引脚。另一方面,配线所需引脚数如下:信号探测光接收元件409需要八根,而LD 407和基座412需要三根。在所需引线引脚中,被信号探测光接收元件409用作接地(GND)的一根和被LD 407用作接地(GND)的一根可制为一公共引脚。从而,总共需要十根独立的引脚。因为信号探测光接收元件409需要更多导线,两根导线410需要从其向左端,即远端,的引脚布置,使得,导线410在反射镜408之上经过。
这可以通过增加引线数或提供空间避免,具体地说通过提供额外的引线或在引线402c与402d之间和402i与402j之间提供额外的空间,如图19所示,来避免。这有助于原本需要从信号探测光接收元件409向远侧的引线布置的导线连接到近侧的引线,从而有助于防止导线从反射镜408之上经过。
在导线框架型封装体中,增加引线数导致增加封装体的厚度,从而增加使用该封装体的光拾取器的厚度。此外,增加封装体的尺寸导致其中金属和树脂材料的成本增加。具体地说,全息元件411是昂贵的,因此期望将其制作的尽可能的小,以使成本小型化。然而,在如图17A、17B、以及18所示的结构中,因为全息元件411还起罩的作用,增加封装体的尺寸导致其外围部分相应不适当地大。这导致更高的成本。
为使封装体变纤细,配线需要被设计为没用的引线尽可能少。
当引线框架还是连续带的形式时,为有助于岛状板保持与框架部分的连接,每个岛状板需要与至少一根引脚形成为整体。然而,当形为连续带的引线框架被卷起来,或被设置到设备上时,如果每个岛状板只由一根引线引脚支持,那么那些引线将弯曲,使得岛状板相对于框架部分移位。因为这个原因,实践中,为稳固地支持岛状板和框架部分,每个岛状板需要在三点支持,具体地说被三根引线支持,即,每一侧有一根引线,另加一根在一侧。从而,尽管这三根引线中的一根有效地用作与岛状板同势,但是,另两根不能独立地用作半导元件配线。
在从引线框架切掉之前,单个的封装体排列整齐。然而,当切开时,需要在托盘中排列封装体以便传送,并且需要校正其引线中的弯曲。
另一方面,当引线框架还是连续带的形式时,所有引线被短路。这使得不可能给LD和信号探测光接收元件加电压以作测试。
在已通过塑模树脂,特别是热塑树脂,形成封装体的情况下,在引线框架上,对其加热可能软化树脂,并从而引起树脂框架变形。因此,需要仅用超声波进行导线连接,而不加热。这使得难于获得足够的导线连接强度,并增加了导线连接缺陷。
一般而言,用于反射从半导体激光器件发射的光的反射构件需要精确定位。然而,实际安装的精确度依赖于芯片焊接设备的精度。这使得难于调整反射构件的位置。
光接收元件与半导体激光元件或其上安装了半导体激光元件的基座放置在同一个平面上。这有助于半导体激光元件发射的部分光偏离到光接收元件的光接收表面,从而使经光接收获得的信号的S/N降低。
半导体激光元件,伴随其发射光,也产生热量。因为高温使半导体激光元件的质量降低,需要有效地将热量散发到封装体外。然而,在树脂塑模型封装体中,安装了半导体激光元件的岛状板的后表面被树脂覆盖。这导致封装体的后表面的散热性很差。
除了这些问题,通过使用上述传统激光器件生产拾取器要求复杂的位置调整,包括光轴的校准。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种半导体激光器件及其制造方法,其适于大规模生产,并使得可以改善导线布置,还有助于小型化。本发明的另一个目的是提供一种光拾取器,其使得可以容易调整位置,包括光轴校准,其需要较少的调整时间,从而可以以更高的产量和生产率生产。
为实现上述目的,一种半导体激光器件包括:多根引线,其穿过一绝缘框架构件的两侧面的每一侧面设置,使其从外部进入该绝缘框架构件的内部;至少一半导体激光元件和一光接收元件安装在该绝缘框架构件内部;以及多根导线,其布置在该绝缘框架构件内部,以将该引线分别连接到该半导体激光元件的电极和该光接收元件的电极,其特征在于,该引线中的至少一根引线向相邻引线弯曲。
根据本发明,如上所述,该引线中的至少一根引线向该绝缘框架构件上的该引线中的所述至少一根引线穿过其而设置的侧面的边缘弯曲。这使得易于以不同于前述传统例子的方式,布置连接到该引线的导线,以便,例如,基本均匀地安排导线。从而,例如通过弯曲设置在位于远离信号探测光接收元件的列中的一根或多根引线,即使对于需要向其连接许多导线的信号探测光接收元件,也可以实现有效的线路布置。
这排除了提供不必要的引线或空间的需要,从而有助于器件小型化。此外,易于避免将导线布置在该半导体激光元件之上,或在提供了用于偏转来自该半导体激光元件的光的一反射构件的结构之中,避免将导线布置在该半导体激光元件与该反射构件之间或该反射构件之上。
根据本发明,上述半导体激光器件的特征还在于,在该绝缘框架构件内部,该弯曲的引线向内延伸得比在其弯曲方向上相邻的引线远。
根据本发明,如上所述,该弯曲的引线向内延伸得比在其弯曲方向上相邻的引线远。这使得可以更可靠地实现上述导线布置。
附图说明
通过下文中参考附图对优选实施例的描述,本发明的上述和其它目的和特点将变得更加清楚,其中:
图1A至图1E展示本发明第一个实施例(实施例1)的半导体激光器件结构轮廓,图1A是未装配全息元件的顶视图,图1B和1C是装配了全息元件的侧视图,而图1D和图1E是装配了全息元件的侧截面示意图;
图2使用其示意顶视图说明制造实施例1的半导体激光器件的步骤;
图3使用其示意顶视图说明制造实施例1的半导体激光器件的步骤;
图4是展示本发明的第二个实施例(实施例2)的半导体激光器件结构轮廓的顶视图,没有装配全息元件;
图5是展示本发明的第三个实施例(实施例3)的半导体激光器件结构轮廓的顶视图,没有装配全息元件;
图6是展示本发明的第四至第八个实施例(实施例4至8)的半导体激光器件结构轮廓的透视图;
图7A至图7D说明实施例7的半导体激光器件和使用其的光拾取器,图7A展示光拾取器的结构轮廓,图7B是其透视图,图7C展示装配到光拾取器上的纤细型半导体激光器件,而图7D展示较粗的半导体激光器件;
图8展示制造本发明第九个实施例(实施例9)的封装体的步骤,(a)至(e)为俯视图,并在(a)至(c)下方添加了侧视图;
图9使用其示意顶视图说明制造本发明第十个实施例(实施例10)的半导体激光器件的步骤;
图10使用其示意顶视图说明制造本发明实施例10的半导体激光器件的步骤;
图11使用其示意顶视图说明制造本发明第十一个实施例(实施例11)的半导体激光器件的步骤;
图12使用其示意顶视图说明制造本发明实施例11的半导体激光器件的步骤;
图13是展示实施例11的框架支撑部分的重要部分的结构轮廓的示意透视图;
图14A至图14C说明制造实施例11的半导体激光器件的步骤,图14A是示意顶视图,图14B是示意仰视图,而图14C是示意侧截面图;
图15是说明实施例11中如何实现加热的原理的示意侧截面图;
图16是展示传统半导体激光器件的结构轮廓的示意透视图;
图17A和图17B展示传统半导体激光器件的结构轮廓,图17A是顶视图,而图17B是侧截面图;
图18使用其顶视图展示可应用于图17A和图17B的半导体激光器件的制造步骤;
图19A和19B展示由图18中的制造步骤制造的半导体激光器件的结构轮廓,图19A是顶视图,而19B是侧截面图。
具体实施方式
下文中将参考附图描述本发明的实施例。
实施例1
图1A至图1E展示本发明第一个实施例(实施例1)的半导体激光器件的结构轮廓。图1A是未装配全息元件的顶视图,图1B和1C是装配了全息元件的侧视图,而图1D和图1E是装配了全息元件的侧截面示意图
如图1A至1E所示,本实施例的半导体激光器件包括:多根引线2(2a至21),其穿过绝缘框架构件1的两侧1a和1b的每一侧设置,使其从外部进入其内部;一半导体激光元件(LD)5和一信号探测光接收元件7,其安装在绝缘框架构件1内部;以及导线8,其布置在绝缘框架构件1内部,以将引线2a至21连接到半导体激光元件5和光接收元件7的电极。在框架构件内部,引线2a的末端向内延伸到比元件安装部分(岛状板)3边缘的位置A更远,所述边缘A朝向其它与引线2a放置在绝缘框架构件1同一侧面1a的引线2b、2d以及2e的末端。此外,在本实施例中,具有延伸的末端的引线2a位于,在与引线2a放置在绝缘框架构件1同一侧面1a的引线2a至2f中,最接近边缘的位置。
框架构件1支持岛状板3和引线2,从而形成外部结构。在岛状板3上,安装了一侧光发射型(side light emission type)LD 5,而岛状板3和LD5之间插入了一基座4。在LD 5的光束出射面前面,安装了反射构件(反射镜)6,使得从LD 5发射的光被反射镜6偏转。在LD 5和反射镜6的右手边,如图中所见,安装了信号探测光接收元件7。将元件5和7的电极经Au导线8与引线2连接,并且在所有这些之上装配全息元件9。
在前述图19所示传统例子中,引线402a与岛状板401连接成为整体。相比,在本实施例中,引线2a与岛状板3分离,而其在框架构件1内部的末端延伸向对面的引线2g至2l。而,引线2c与岛状板3连接成为整体。
通过以此方式将引线2a的末端向与岛状板3的边缘的位置A相对的一侧延伸,可以将位于需要连接许多导线的信号探测光接收元件7附近的引线数从六增加到七。这使得易于布线。此外,岛状板3由三根引线2c、2f、以及2g支持,因此,可以保持与传统例子相同的支持强度。
如上所述,在本实施例的半导体激光器件中,引线2a的末端向内延伸到比元件安装部分3边缘的位置A更远。这使得易于以不同于前述传统例子的方式,布置连接到引线2a的导线8,以便,例如,基本均匀地安排导线8。因此,通过向信号探测光接收元件7延伸一根或多根远离信号探测光接收元件7的引线2a至2f,可以增加位于需要连接许多导线的信号探测光接收元件7附近的引线数,从而实现有效地布线。这排除了提供不必要的引线或空间的需要,从而有助于器件小型化。此外,易于避免将导线8布置在半导体激光元件5之上,或在提供了用于偏转来自半导体激光元件5的光的反射构件6的结构之中,避免将导线布置在半导体激光元件5与反射构件6之间或反射构件6之上。
下面将参考图2和3描述本实施例的半导体激光器件的制造方法,图2和3使用其示意顶视图展示了其制造步骤。
例如通过冲压(stamping),将导电金属片形成引线框架,其具有多根引线2,连接到框架部分10的两端,并具有元件安装部分(岛状板)3,位于框架部分10之间(图2(a))。其次,树脂材料被塑模(树脂塑膜)到引线框架上,以形成用于获取多个连接在一起的可能器件部分的绝缘框架构件1(图2(b))。然后,为使连接到岛状板3的引线与其它引线电绝缘,从框架部分10切断不与岛状板3相连接的引线(图2(c))。
下文中,在每个岛状板3上,安装一在其上安装了半导体激光器件(LD)的基座4、一反射构件(发射镜)6、以及信号探测光接收元件7(图3(a))。然后,通过导线连接,布置Au导线8(图3(b))。其次,如前述传统例子,进行筛选,检查光发射特性,装配一全息元件,检查电学及光学特性,然后,最后切下单个器件并使其与框架部分10分离。到此,完成了半导体激光器件的制造(图3(c))。这里,通过给引线2加电压进行光学特性检查。
在前文中参考图18描述的传统制造方法中,在树脂塑模之后,先切下单个器件,然后进行元件安装、特性检查、以及其它步骤。这使得对于封装体的操作困难。相比,根据本实施例的制造方法,支撑岛状板的引线没有切断,从而,因封装体与引线框架相连接,故引线框架可以装载(设置)在各种制造设备上,或从各种制造设备卸载(移除)。另一方面所有用于独立信号的引线都被切开,从而,因封装体与引线框架相连接,故可以进行要求加电压的检查。即,因封装体还在引线框架上,可以进行元件安装、导线连接、检查、以及其它步骤。这提高大规模生产能力。本实施例的制造方法也适用于前述图17A、17B、19A、以及19B所示传统结构。
这样,根据本实施例的制造方法,如上所述,在框架构件7被引线框架连接在一起的情况下,进行经加电压的特性检查之后,引线框架被切开以分离单个的器件。从而,在分离为单独器件之前的状态中,易于将器件装载(设置)在各种制造设备上,或从各种制造设备卸载(移除)。此外,可以避免前述传统例子中不可避免的引线弯曲。这将有助于提高生产率。
实施例2
图4是展示本发明的第二个实施例(实施例2)的半导体激光器件结构轮廓的顶视图,没有装配全息元件。
本实施例只在引线2a和2b处与上述实施例1不同。在其它方面,本实施例与上述实施例1相同,因此下文中只描述不同之处。在随后的描述中,不论其是否在图4中出现,都使用与图1A至图1E中相同的附图标记。
本实施例的半导体激光器件包括:多根引线2(2a至2l),其穿过绝缘框架构件1的两侧1a和1b的每一侧设置,使其从外部进入其内部;一半导体激光元件(LD)5和一信号探测光接收元件7,其安装在绝缘框架构件1内部;以及导线,其布置在绝缘框架构件1内部,以将引线2连接到LD 5和光接收元件7的电极。在框架构件1内部,引线2b弯向引线2b穿过其设置的绝缘框架构件1的1a侧的边缘。此外,弯曲的引线2b与位于其弯曲方向上邻近位置的引线2a相比,向内伸展得更远。
即,在本实施例中,代替上述实施例1中将引线2a的末端向相对侧面伸展,将引线2b弯向引线2a。
在本实施例的半导体激光器件中,如上所述,引线2b弯向放置引线2b的绝缘框架构件1的一侧1a的边缘。这使得易于以不同于前述传统例子的方式,布置连接到引线2a的导线,以便,例如,基本均匀地安排导线。从而,例如通过弯曲放置在远离信号探测光接收元件的列中的一根或多根引线,即使对于需要向其连接许多导线的信号探测光接收元件,也可以实现有效的线路布置。
本实施例排除了提供不必要的引线或空间的需要,从而有助于使器件小型化。此外,易于避免将导线布置在半导体激光元件之上,或在提供了用于偏转来自该半导体激光元件的光的一反射构件的结构之中,避免将导线布置在该半导体激光元件与该反射构件之间或该反射构件之上。
实施例3
图5展示本发明的第三个实施例(实施例3)的半导体激光器件的结构轮廓,没有装配全息元件。
本实施例只在引线2a和2c以及中继(relay)电极11处与上述实施例1不同。在其它方面,本实施例与上述实施例1相同,因此下文中只描述不同之处。在随后的描述中、不论其是否在图5中出现,都使用与图1A至图1E中相同的附图标记。
本实施例的半导体激光器件包括一半导体激光元件(LD)5和一信号探测光接收元件7,其安装在绝缘框架构件1内部,而在绝缘框架构件1内部,将LD 5和信号探测光接收元件7的电极与引线2电连接。此外,在绝缘框架构件1内部提供了一中继电极11,其经导线与信号探测光接收元件7的电极连接,并经导线与引线2b和2c连接。
即,在本实施例中,如图中所见,在反射元件(反射镜)6的与LD 5相反的一侧提供了用于中继导线的电极11。Au导线8中,那些从信号探测光接收元件7到对面的引线2b和2c连接的Au导线经中继电极11中继。可以通过在元件安装部分(岛状板)3上布置导电材料形成中继电极11,并在安装部分(岛状板)3和中继电极11之间插入绝缘材料。
在本实施例的半导体激光器件中,如上所述,在绝缘框架构件1内部提供了一中继电极11。这使得易于以不同于前述传统例子的方式,布置连接到引线2b和2c的导线,以便,例如,基本均匀地安排导线。从而,例如通过将放置在远离信号探测光接收元件7的列中的一根或多根引线,利用导线经中继电极11连接到光发射元件7,即使对于需要向其连接许多导线的信号探测光接收元件7,也可以实现有效的线路布置。
本实施例排除了提供不必要的引线或空间的需要,从而有助于使器件小型化。此外,易于避免将导线布置在半导体激光元件之上,或在提供了用于偏转来自该半导体激光元件的光的一反射构件的结构之中,避免将导线布置在该半导体激光元件与该反射构件之间或该反射构件之上。
实施例2和3的半导体激光器件可以通过参照前述实施例1的制造方法制造。
实施例4
图6是图4中的半导体激光器件的透视图,说明本发明第四个实施例(实施例4)的半导体激光器件的结构轮廓。如图4,为了更易于看到内部结构,展示了未在其顶上装配全息元件的半导体激光器件。在下文的描述中,图中展示的x、y、z轴用于确定方向。
在图6中,绝缘框架构件1的外表面31(31a和31b)平行于LD安装部分3,其中在LD安装部分3的一个表面上安装LD 5。在本实施例中,LD 5安装在LD安装部分3之上,其间插入基座4。由于基座的顶面和底面平行,外表面31与LD 5平行。用作参考面的外表面31设计为位于在z轴上与LD5的光发射点有预定距离之处。
通过塑模框架构件的塑模,与LD安装部分3整体形成参考面31,从而,通过高精度地制作塑模,可以获得与LD安装部分3高精确度平行的参考面。这使得易于将该器件装配到光拾取器上。
实施例5
另外,参考图6,描述本发明的第五个实施例(实施例5)的半导体激光器件。在图6中,绝缘框架构件1具有通过树脂塑模与其整体形成的反射构件安装部分33。反射构件安装部分33具有反射构件安装表面,其上放置用于偏转由半导体激光元件5发射的光的反射构件6。反射构件安装部分33的反射构件安装表面相对于LD安装部分3的LD安装表面形成45°角。此外,在本实施例中,在反射构件安装部分33上安装了平反射镜6。而,可以通过汽相沉积等方法,直接在反射构件安装表面形成反射薄膜。
由于通过使用塑模框架构件的塑模,反射构件安装部分33与LD安装部分3整体形成,通过高精度地制造塑模,可以以高精确度获得反射构件安装表面,其相对LD安装部分3倾斜45°角。这使得易于制作具有令人满意的辐射特性,即较小的光轴偏差的半导体激光器件。
实施例6
另外,参考图6,描述本发明的第六个实施例(实施例6)的半导体激光器件。在图6中,绝缘框架构件1具有通过树脂塑模与其整体形成的光接收元件安装部分34。光接收元件安装部分34具有光接收元件安装表面,其上放置信号探测光接收元件7。
此外,光接收元件安装部分34上的光接收元件7的光接收表面高于LD 5的光发射点。
由于通过使用塑模框架构件的塑模,光接收元件安装部分34与LD安装部分3整体形成,通过高精度地制造塑模,可以以高精确度获得与LD安装部分3平行的光接收元件安装部分34。这使得可以平行于LD 5高精确度地放置光接收元件7,以使信号光斑打在光接收元件7上预定位置。结果,可以获得所设计的光接收特性。
此外,由于光接收元件7的光接收表面高于LD 5的光发射点,故来自LD 5的光不直接进入光接收元件。这改善信号的S/N特性。
实施例7
下面,参考图6和7A至7D,描述本发明的第七个实施例(实施例7)的半导体激光器件及使用其的光拾取器。
在图6中,绝缘框架构件1具有一部分(凸起)35,其连续环绕LD安装表面,并向上凸出。凸起35的周边形状为切去了相对边的部分的圆,即,形状为由两条相对的圆弧和两条相对的弦围成。在这种形状的两条相对圆弧处,安排放置引线的面和外表面31。
通过树脂塑模,将凸起35与绝缘框架构件1整体形成,并形成为其弧形侧面表面的圆心与被反射构件6弯折后的LD 5的光轴一致。通过高精度地制造塑模,可以使凸起35的弧形侧面的圆心与光轴高精确度地一致。
下面描述如何将半导体激光器件嵌入拾取器中。图7A和7B说明如何将本发明的半导体激光器件100装配到外壳50中以制作光拾取器。图7A通过展示外壳50内部,说明该拾取器的结构。从半导体激光器件100发射的光沿准直透镜101、转向反射镜102、以及物镜103行进,并聚焦到光盘104上。
如图7B所示,将上述凸起35插入外壳50的装配面51上的装配孔52中,从而将半导体激光器件100装配到外壳50上。这里,半导体激光器件100的参考面,即外表面31,与外壳50的装配面51接触,而半导体激光器件100的凸起35的弧形面与装配孔52接触。这使得可以将半导体激光器件100以使其光轴与外壳的光轴53一致的方式放置,而半导体激光器件100定位于与准直透镜101相距规定距离的位置。
此外,如图7C所示,凸起35的弧形部分的形状关于x轴不对称,从而从x轴到绝缘框架构件1的一端的距离与到另一端的距离不同。图7D展示了弧形部分的形状关于x轴对称的情况。为生产纤细的光拾取器,必须减少从光拾取器的光轴到其底部的距离62。为实现这一点,同样在装配到外壳的半导体激光器件100中,必须减少y轴方向上从其光轴到其边缘的距离63。图7C所示半导体激光器件100b的此距离63b短于图7D所示半导体激光器件100a中的相应距离63a。这样,通过给凸起35的弧形部分以不对称的形状,可以制作更纤细的光拾取器。
实施例8
下面参考图6描述本发明的第八个实施例(实施例8)的半导体激光器件。在图6中,通过树脂塑膜,使绝缘框架构件1的凸起35与绝缘框架构件1整体形成。通过高精度的制作塑模,可以使凸起35的顶面与LD安装部分3高精确度地平行。通过使用粘合剂将全息元件安装在凸起35的顶面上,可以以高精确度放置全息元件使其平行于LD 5。这使得来自全息元件的信号光斑可以打在光接收元件7的预定位置上,从而使得可以获得所设计的光接收特性。
此外,凸起35的部分35a、35b、以及35c被形成为向内突出,而光学元件,如全息元件放在这些部分上。这增加了用粘合剂将全息元件装配到凸起35的区域,从而使得可以以满意的位置稳定性和连接强度,将全息元件装配到绝缘框架构件1上。此外,可以装配较小的全息元件,而使用较小的全息元件将减少材料成本。
实施例9
下面,将参考图8描述本发明的第九个实施例(实施例9)的半导体激光器件。需要设计半导体激光器件的封装体,以有效的传导随半导体激光元件发射光而产生的热量。为实现这一目的,优选,使用高导热性的基于铜的材料制作引线框架,并且将引线框架在半导体激光器件附近做得更厚。
这一目的还可以通过将整个引线框架做的更厚而实现。然而,引线间距(从一根引线到下一根的距离)依赖于引线框架的厚度,因此,将整个引线框架做的更厚导致更大的封装体。因为这一原因,将整个引线框架做薄,而只将其最重要的部分,即,半导体激光器件周围的部分做厚,是小型化封装体并使其变纤细的有效方式。
首先,如图8(a)所示,作为引线框架材料160,制备金属片,使其厚度为封装体完成后引线厚度的1.5倍。然后,如图8(b)所示,挤压金属片,以使引线框架除装配半导体激光器件之处外的部分达到预定厚度。作为挤压的结果,增加了要装配半导体激光器件的部分的厚度,而这样制作了不规则形状的带材料161。
其次,如图8(c)所示,通过冲压或蚀刻,将不规则形状的带材料161形成为具有岛状板30和引线2的引线框架162。
其次,如图8(d)和8(e)所示,树脂被塑模,并且从框架152切断引线10。这样,制作了在半导体激光元件附近的引线框架厚度较大的封装体。
需要注意的是,这种高热散出(high-heat-rejection)半导体激光器件的制造方法(图8)与常规热散出(ordinary-heat-rejection)半导体激光器件的制造方法(图2和3)的差异仅在于前者另包括了挤压引线框架材料的步骤,而从树脂塑模开始的后续步骤可以相同。这使得两种类型的制造方法之间可以共享相同的制造设备,从而有助于降低制造成本。
实施例10
下面,作为本发明的第十个实施例(实施例10),参考图9和10描述不同于前述实施例1的半导体激光器件的制造方法,图9和10使用其顶视图展示其制造步骤。
例如通过冲压,将导电金属片形成引线框架,其具有多根引线2,连接到框架部分10两端,并具有元件安装部分(岛状板)3,位于框架部分10之间(图9(a))。此时,对于每个可能器件部分,还形成四个框架支撑部分12。这里,通过只与一根引线连接,将每个岛状板3支持在该位置。
其次,树脂材料被塑模(树脂塑膜)到引线框架上,以形成用于获取多个连接在一起的可能器件部分的绝缘框架构件1(图9(b))。这里,树脂被塑模为包括了框架支撑部分12的末端,以使框架支撑部分12的末端在四个位置浸入框架构件1的侧面。
然后,为使连接到岛状板3的引线与其它引线电绝缘,从框架部分10切断所有引线2(图9(c))。这里,通过使框架构件1与框架部分10用框架支撑部分12连接,支持框架构件1,而这使得即使在安装元件的步骤之后,也可以以按与引线框架连接的形式一起操作单独的器件。此外,岛状板3只与一根引线相连,而所有引线都从框架部分10切断。从而,所有十二根引线都是独立的。这增加了配线灵活性,并使得在后面描述的步骤中可以经加电压检查特性。
下文中,在每个岛状板3上,安装一在其上安装了半导体激光器件(LD)的基座4、一反射构件(发射镜)6、以及一信号探测光接收元件7(图10(a))。然后,通过导线连接,布置Au导线8(图10(b))。其次,如前述传统例子,进行筛选,检查光发射特性,装配全息元件,检查电学及光学特性,然后,最后切下单个器件并使其从框架部分10分离。到此,完成了该半导体激光器件的制造(图10(c))。这里,通过给引线2加电压执行光学特性检查。
在前文中参考图18描述的传统制造方法中,在树脂塑模之后,先切下单个器件,然后进行元件安装、特性检查、以及其它步骤。这使得对于封装体的操作困难。相比,根据本实施例的制造方法,框架构件1由框架支撑构件12支撑。这使得可以在仍与封装体连接的情况下,将引线框架装载(设置)在各种制造设备上,或从各种制造设备卸载(移除)。此外,所有引线2都从框架部分10切断。这使得可以在单个的器件仍与引线框架相连接的情况下,经加电压进行检查。而且,框架支撑部分12只将其末端浸入框架构件1,因此,其可以容易的拉出。这使得可以在还在引线框架上的单个的器件上,安装元件、进行导线连接、进行检查、以及进行其它操作,从而提高大规模生产能力。
这样,根据本实施例的制造方法,如上所述,检查是在从框架部分10切断引线2,而由引线框架中形成的框架支撑部分12支撑框架构件的情况下进行的。从而,即使框架构件1与引线框架相连接,也可以容易地进行为单个的引线2保持独立的电势的需要加电压的检查。此外,可以减少用于支撑元件安装部分的引线数。此外,树脂材料被塑模为包括不与框架部分10相连的框架支撑部分的末端。从而,在每次检查之后,简单地通过拉出那些末端部分,可以容易地将框架支撑部分与框架构件1分离。
实施例11
下面,作为本发明的第十一个实施例(实施例11),参考图11和12、以及图13,描述不同于前述与上述实施例1和10的半导体激光器件的制造方法,图11和12使用其顶视图展示其制造步骤,而图13是框架支持部分的示意透视图。
例如通过冲压,将导电金属片形成引线框架,其具有多根引线2,连接到框架部分10的两端,并具有元件安装部分(岛状板)3,位于框架部分10之间(图11(a))。此时,对于每个可能器件部分,还形成四个框架支撑部分12。这里,通过与一根引线和框架支撑部分12连接,将每个岛状板3支持在该位置。
此外,在本实施例中,每个框架支撑部分12在其连接岛状板3的部分附近形成V形切口(半槽口(half notch))13。如框架支持部分的示意透视图13所示,该半槽口13形成于框架支撑部分从其连接岛状板3的部分直线延伸的部分。
其次,树脂材料被塑模(树脂塑膜)到引线框架上,以形成用于获取多个连接在一起的可能器件部分的绝缘框架构件1(图11(b))。这里,可取的是,在最终由框架构件1隐藏的位置上形成上述半槽口13。这防止,在下面的步骤中将框架支撑部分12从框架构件1分离之后,框架支撑部分12的剩余部分从框架构件1伸出。
然后,为使连接到岛状板3的引线与其它引线电绝缘,从框架部分10切断所有引线2(图11(c))。这里,通过使框架构件1与框架部分10用框架支撑部分12连接,支持框架构件1,而这使得即使在安装元件的步骤之后,也可以按与引线框架连接的形式一起操作单个的器件。此外,用框架支撑部分12支撑岛状板3,从而在下面的步骤中,可以比上述实施例10更稳固的支撑岛状板3。此外,岛状板3只与一根引线相连,而所有引线都从框架部分10切断。从而,所有十二根引线都是独立的。这增加了配线灵活性,并使得在后面描述的步骤中可以经加电压检查特性。
下文中,在每个岛状板3上,安装一在其上安装了半导体激光器件(LD)的基座4、一反射构件(发射镜)6、以及一信号探测光接收元件7(图12(a))。然后,通过导线连接,布置Au导线8(图12(b))。其次,如前述传统例子,进行筛选,检查光发射特性,装配全息元件,检查电学及光学特性,然后,最后切下单个器件并使其从框架部分10分离。到此,完成了半导体激光器件的制造(图12(c))。这里,通过给引线2加电压执行光学特性检查。
在本实施例中,形成了半槽口13。从而简单地通过弯曲框架支撑部分12,其可以在半槽口13处断开,从而容易地从框架构件分离。
在前文中参考图18描述的传统制造方法中,在树脂塑模之后,先切下单个器件,然后进行元件安装、特性检查、以及其它步骤。这使得对于封装体的操作困难。相比,根据本实施例的制造方法,框架构件1由框架支撑构件12支撑。这使得可以在仍与封装体连接的情况下,将引线框架装载在各种制造设备上,或从各种制造设备卸载(设置和移除)。此外,而所有引线都从框架部分切断。这使得可以在单个的器件仍与引线框架相连接的情况下,经加电压执行检查。而且,框架支撑部分12只将其末端浸入框架构件1,因此,其可以容易的拉出。这使得可以在还在引线框架上的单独的器件上,安装元件、进行导线连接、进行检查、以及进行其它操作,从而提高大规模生产能力。
这样,根据本实施例的制造方法,如上所述,检查是在从框架部分10切断引线2,而由引线框架中形成的框架支撑部分12支撑框架构件的情况下进行的。从而,即使框架构件1与引线框架相连接,也可以容易地进行为单个的引线2保持独立的电势的需要加电压的检查,。此外,可以减少用于支撑元件安装部分的引线数。而且,在与岛状板3连接的框架支撑部分12形成了半槽口。从而,在检查后,通过弯曲框架支撑部分12,可以容易地将框架支撑部分与框架构件1分离。
实施例12
作为本发明的第十二个实施例(实施例12),下面将参考图14A、14B、14C、以及15,描述在半导体激光器件制造方法中,如何在导线已连接(通过导线连接)时,实现加热。下面的描述论及在上述实施例11中应用本发明的加热方法的情况。然而,需要明白,该加热方法可以应用到上文所述任一实施例中,甚至可以应用到前述传统例子。
图14A是相应于图12(a)的顶视图,其展示安装元件之后的状态,图14B是展示从下面看图14A所示状态的仰视图,而图14C是示意截面图,其中,如图中所见,元件安装面向下。图15使用示意侧截面图,说明本发明中如何实现加热的原理。
如图14B和14C所示,在本实施例中,当在上述实施例11中树脂材料被塑模(树脂塑模),在绝缘框架构件1的元件安装面对面的底面,形成孔21,以便从中暴露引线2包括其位于绝缘框架构件1内部的末端的局部。
当在安装元件后进行导线连接时,如图15所示,通过使用具有与孔21匹配的突起的电热器23,并通过使那些突起与从孔21所暴露的部分引线2保持接触加热引线2,执行导线连接。在加热器23的突起周围的与引线接触的一面上布置绝热材料,以防止框架构件1的树脂被加热。
在上述之外的其它方面,本发明与上述实施例11相同。
这样,在本实施例中,如上所述,导线与加热器23连接,而加热器23在绝缘框架构件1没有布置导线的一侧,与引线2从绝缘框架构件1暴露的部分保持接触。从而可以加热引线2,而不过分加热框架构件1的树脂。这使得易于连接导线。
在上文中所述所有实施例中,由于使用侧光发射型LD作为LD 5,故使用反射镜6将光轴偏转90°。然而在使用面光发射型LD的情况下,不需要使用反射镜6。可以在岛状板3上安装监控光接收元件,以控制LD 5的光输出。或者,可以在岛状板3上安装LD 5,并在其间插入结合了用于控制光输出的监控光接收元件(光电二极管)的基座,而不是基座4。
Claims (2)
1.一种半导体激光器件,包括:多根引线,其穿过一绝缘框架构件的两侧面的每一侧面设置,使其从外部进入该绝缘框架构件的内部;至少一半导体激光元件和一光接收元件安装在该绝缘框架构件的内部;以及多根导线,其布置在该绝缘框架构件的内部,以将该引线分别连接到该半导体激光元件的电极和该光接收元件的电极,
其特征在于,在该绝缘框架构件内部,该引线中的至少一根引线向相邻引线弯曲。
2.如权利要求1所述的半导体激光器件,
其特征在于,在该绝缘框架构件内部,该引线中的所述至少一根弯曲的引线向内延伸得比在该引线中所述至少一根引线的弯曲方向上相邻的引线远。
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