CN100483872C - 半导体激光装置和光学拾波装置 - Google Patents

Abstract

一种半导体激光装置，基部(23)以及罩(24)均由合成树脂形成。半导体激光芯片(21)搭载在具有用于向该半导体激光芯片(21)的周围散热的散热区域(42)的芯片搭载用的电极导线(22a)的一表面(41)上，由此，将半导体激光芯片(21)的热向芯片搭载用导线(22a)散热，另外，从散热区域(42)散热而抑制半导体激光芯片(21)的温度的上升，抑制半导体激光芯片(21)的寿命的下降。

Description

半导体激光装置和光学拾波装置

技术领域

本发明涉及搭载有半导体激光芯片、作为例如光盘系统的光学拾波(optical pickup)装置的光源使用的半导体激光装置及其制造方法。

背景技术

图14是表示以往技术的半导体激光装置1的结构的立体图。特开2002-232059号公报中所公开的半导体激光装置1包括：包括基准面2和向基准面2的大致垂直方向突出的台部3的金属制的部件即岛(island)部4；导线5；固定岛部4和导线5的相对位置关系而与岛部4和导线5一体形成的树脂部7；固定在台部3上的激光芯片8；直接固定在树脂部7上的受光元件9。激光芯片8和受光元件9被通过电阻焊接连接在岛部4上的罩11覆盖。

另外，在特开平10-256649号公报中公开的半导体激光装置中，通过树脂形成搭载激光二极管芯片和受光元件的岛，并在该岛上以串刺状设置有导线销。在岛上设置有覆盖激光二极管芯片和受光元件的罩。在岛上经由监控用光电二极管固定有激光二极管芯片。

另外，在特开平11-265956号公报中，虽不是半导体激光装置，但公开了空腔封装体，其具有埋入有金属导线架的封装主体和设置在导线架上、通过焊丝接合的半导体IC(Integrated Circuit)和由与封装主体相同的热可塑性材料构成、并通过在封装主体上形成超声波熔接的超声波熔接装置熔接的罩。

特开2002-232059号公报中公开的技术中，罩11通过电阻焊接而焊接在岛部4上。在电阻焊接中，将电能转换为热能，溶解金属间的接触部分，并将该部分加压而接合，因此通过热传导率高的岛部4，固定在岛部4上的激光芯片8被加热，从而有可能降低成品率。

在特开平10-256649号公报中公开的技术中，岛由树脂形成，因此没有激光芯片被加热的担心，但是岛和罩被嵌合固定或者卡合固定，故有必要在岛和罩上形成嵌合部和卡合部，而如果形成这样的嵌合部和卡合部，存在着难以实现装置的小型化，从间隙容易进入水分等问题。并且，还提到嵌合固定或者卡合固定的基础上还并用粘结剂固定，但是如果通过粘结剂固定，需要设置涂敷粘结剂的区域，小型化目的被破坏。另外，在通过树脂形成的岛上，经由监控用光电二极管固定激光二极管芯片，激光二极管芯片发光时产生的热难以散热，因此具有激光二极管芯片的寿命降低的问题。

并且，在特开平11-265956号公报中公开的技术中，通过超声波熔接将封装主体合罩体一体化，不需要形成通过粘结剂将封装主体和罩体连接时所需要的涂敷粘结剂的区域，故可实现装置的小型化。但是其并不适用于半导体激光装置中，而且代替半导体IC搭载了半导体激光芯片，也不能够充分地进行散热。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种小型的半导体激光装置及其制造方法、以及光学拾波装置，可以不使工序复杂化即可牢固地固定罩，提高生产性，并且，抑制由于半导体激光芯片的发热造成的寿命的降低。

本发明的半导体激光装置，包括：半导体激光芯片；多条电极导线，其具有导电性，并且包含搭载有半导体激光芯片的芯片搭载用的电极导线；基部，其具有搭载有半导体激光芯片的突出部，在埋入有各电极导线的状态下被保持，在突出部的基端部上形成有面对着从半导体激光芯片振荡出的激光的出射方向的阶梯面，由具有电绝缘性的合成树脂构成；以及罩，其面对着半导体激光芯片的出射端面而形成有开口，以在阶梯面上覆盖突出部的状态一体地与基部接合，由合成树脂构成，芯片搭载用的电极导线，从突出部露出一表面，该一表面在半导体激光芯片的周围具有比半导体激光芯片的搭载区域广的散热区域。

根据本发明，由于电极导线以被埋入的状态保持在基部，故多条电极导线使相对位置固定而保持在基部。由于基部具有电绝缘性，故经由基部使多条电极导线之间不发生短路。特别是，即使缩窄导线的间隔，在制造工序、检查工序、向装置组装的工序等中半导体激光装置收到来自外部的冲击，电极导线之间也不发生短路。基部以及罩都由合成树脂形成，由于基部和罩由同种材料形成，故在一体形成时能够牢固地固定。另外，通过一体地接合而不需要利用粘接剂进行粘接，因此能够不将工序复杂化而提高生产性，同时，由于不需要设置涂敷粘接剂的区域，故能够将装置小型地形成。另外，若基部及罩都由合成树脂形成，则在一体接合时，与由金属形成的情况相比，能够以低温进行熔接，例如与使金属和合成树脂熔接的情况相比，能够在短时间内接合，故能够提高生产性。

由于罩在沿从半导体激光芯片振荡出的激光的射出方向与突出部的基端部相面对的阶梯面上，以覆盖突出部的状态与基部一体接合，故能够可靠地防止向半导体激光芯片直接施加机械冲击。由于在罩上与半导体芯片的出射端面相面对而形成开口，故即使由罩覆盖突出部，罩也不会遮住从半导体激光芯片射出的激光，能够将激光向外部放射。

芯片搭载用的电极导线从突出部露出一表面，在该一表面上搭载半导体激光芯片。该一表面在被搭载的半导体激光芯片的周围具有比半导体激光芯片的搭载区域更宽的散热区域，因此，能够使半导体激光芯片发光时产生的热向电极导线传导，从而由散热区域散热。由于基部由合成树脂形成，故虽然热传导率低，但能够向热传导率高的电极导线传导来自半导体激光芯片的热而进行散热，故能够抑制半导体激光芯片的温度上升，并且能够抑制半导体激光芯片的寿命降低。

另外，在本发明中，其特征在于，形成所述罩的合成树脂的颜色为黑色。

根据本发明，由于形成罩的合成树脂的颜色为黑色，即使在罩的内表面实施例如低反射的电镀或涂敷，从半导体激光芯片射出的光中朝向罩的光也能够被罩吸收，能够抑制在罩内表面的反射。因此，能够抑制从半导体芯片射出的激光在罩的内表面反射而成为干扰光的情况。

另外，在本发明中，其特征在于，所述罩的内表面形成为粗糙面。

根据本发明，由于罩的内表面形成为粗糙面，故能够抑制从半导体芯片射出的激光在罩的内表面反射而成为干扰光的情况。

另外，在本发明中，其特征在于，在所述罩上，设置有堵塞所述开口、透过半导体激光芯片发出的波长的光的光透过体。

根据本发明，由于透过半导体激光芯片发出的波长的光的光透过体堵塞所述开口，故能够抑制尘埃等异物从外部侵入罩覆盖的空间，由此抑制半导体激光芯片的端面劣化，实现装置的长寿命化。

另外，在本发明中，其特征在于，选择所述罩与所述阶梯面相连的壁部的厚度超过0.2mm，并且使所述阶梯面从罩的外周向外方突出0.4mm以上。

根据本发明，通过选择所述罩与所述阶梯面连接的壁部的厚度超过0.2mm，并且使所述阶梯面从罩的外周向外方突出0.4mm以上，能够在确保罩充分的机械强度的基础上，稳定地对罩进行密封。另外，能够充分地确保阶梯面的面积，在将半导体激光装置安装在安装对象物上时，在以阶梯面为基准面使来自半导体激光芯片的放射光的光轴方向成为规定方向的状态下，安装在安装对象物上。

另外，在本方面中，其特征在于，所述罩与所述阶梯面相连的壁部的厚度选择为0.4mm。

根据本发明，通过使罩与所述阶梯面相连的壁部的厚度为0.4mm，能够超声波熔接时不引起超声波振动的机械变动程度地确保罩的充分机械强度，不将罩大型化，并且能够稳定地对罩进行密封。

另外，在本发明中，其特征在于，多条电极导线之间埋入到基部中。

根据本发明，由于各电极导线之间全部由树脂填埋，故即使将电极导线中与外部电路连接的部分形成得较长，也能够抑制制造工序以及检查工作中电极导线弯曲而使得质量变差、成品率降低的问题。由于电极导线一体地保持在基部，故例如在使用时能够容易地切断电极导线。因此，能够提高使用半导体激光装置制造的电子装置的生产性。

另外，本发明的特征在于，还具有设置在所述突出部上的受光元件，所述基部，通过接合分别保持电极导线的两个树脂形成部而形成，在两个树脂形成部中的一个树脂形成部上，设置有所述阶梯面、芯片搭载用的电极导线以及搭载有受光元件的部位。

根据本发明，基部通过将分别保持电极导线的两个部分超声波熔接而形成。若如特开2002-232059号公报以及特开平10-256649号所公开的技术那样将电极导线在两个方向上排列配置并由树脂模制的话，由于需要在两个方向的各个方向上高精度地保持邻接的电极导线，故难以形成，但通过将在一个方向上排列并保持电极导线的部分以各部分的电极导线并列的方式接合，能够将电极导线高精度地排列在两个方向的各个方向上而制作装置。

另外，由于在两个树脂形成部中的一个树脂形成部上设有所述阶梯面、芯片搭载用的电极导线以及搭载受光元件的部分，故无论接合两个树脂形成部而形成基部时的组装精度如何，都能够按照设计来制造半导体激光芯片与阶梯面的相对位置。

另外，在本发明中，其特征在于，包含设置在所述罩上、并在透光性的基材的从所述半导体激光芯片离开的方向的表面上形成有全息图案的全息元件，所述全息图案，其中央形成为，比全息元件的中央靠近从所述受光元件离开方向的端部。

根据本发明，由于通过受光元件仅接受由全息图案向受光元件衍射的衍射光即可，故即使全息图案的中央成为比全息元件的中央更靠近从所述受光元件离开的方向的端部附近地形成全息图案，也能够与使全息图案的中央与基体材料的中央对齐形成时同样地，衍射光透过基体材料被受光元件接受，故在维持全息图案的性能以及特性的基础上，能够将全息元件小型化。

另外，在本发明中，其特征在于，所述基部和所述罩由聚苯硫醚形成。

根据本发明，基部和罩都由聚苯硫醚形成，因此，可实现批量生产性优良的稳定的树脂成形、良好的耐热特性、超声波熔敷时稳定的粘接强度。

另外，本发明的光学拾波装置，其特征在于，包含：本发明的半导体激光装置；具有与半导体激光装置的阶梯面接触的接触面的底板体；以及以接触面为基准设置在底板体上的光学系部件。

根据本发明，所述的半导体激光装置在底板体上形成的接触面上，接触阶梯面而固定。在底板体上，以接触面为基准，例如设有透镜等光学部件，因此，可高精度地安装半导体激光装置和光学部件的相对位置。在半导体激光装置中设置受光元件的情况下，可高精度地安装半导体激光装置和光学部件的相对位置，不会因由受光元件而得到的聚焦信号的平衡被破坏，因此，可实现高精度地进行聚焦调整的光学拾波装置。

本发明提供一种半导体激光装置的制造方法，其特征在于，具有如下工序：将具有导电性并含有芯片搭载用的电极导线的多条电极导线，以埋入到基部的状态保持的工序，该基部具有搭载半导体激光芯片的突出部，在突出部的基端部形成有面对着从半导体激光芯片振荡出的激光的出射方向的阶梯面，并由具有电绝缘性的合成树脂构成；在芯片搭载用的电极导线上搭载半导体激光芯片的工序；通过焊丝连接半导体激光芯片和电极导线的工序；将形成有开口的由合成树脂构成的罩配置在基准面上，使开口面对着半导体激光芯片的出射端面并且阶梯面的局部向外方突出的工序；以及通过超音波溶接而接合基部和罩的工序。

根据本发明，在基部保持电极导线被埋入的状态，因此多条电极导线被固定其相对位置而保持在基部上。基部具有电绝缘性，故不会经由基部在电极导线之间发生短路。基部及罩均由合成树脂形成，并且基部和罩由同种材料构成，因此在根据超声波熔接进行接合时被一体化，可确保稳定的粘结强度，进行强固的固定。并且，根据超声波熔接基部及罩被一体接合，故不需要用粘结剂粘结，从而在不使工序复杂化而提高生产性的同时，由于没有必要形成涂敷粘结剂的区域，故可实现装置的小型化。并且，若基部及罩均由合成树脂形成，在一体接合时，与由金属形成的情况相比，可由低温进行超声波熔接，例如与将金属和合成树脂超声波熔接的情况相比，能够以短时间进行接合，因此可提高生产性。

罩在突出部的基端部上形成有面对着半导体激光芯片振荡的激光的出射方向的阶梯面，在覆盖突出部的状态下一体地接合在基部上，可可靠地防止机械冲击直接冲向半导体激光芯片上。在罩上面对着半导体激光芯片的出射端面形成有开口，故即使由罩覆盖突出部，半导体激光芯片发出的激光也不会被罩遮盖，可将激光放射到外部。

芯片搭载用电极导线从突出部露出一表面，在该表面上搭载半导体激光芯片。所述一表面在搭载的半导体激光芯片周围具有用于散热的散热区域，因此可将半导体激光芯片发光时产生的热传导至电极导线，从散热区域散热。基部通过合成树脂形成，因此热传导率低，但可将来自半导体激光芯片的热传导至热传导率高的电极导线从而散热，因此，可抑制半导体激光芯片的温度上升，抑制半导体激光芯片的寿命的下降。

通过合成树脂形成罩时，与通过拉深薄金属板来形成的情况相比，可容易以一定的尺寸精度和平坦度制造，因此，可使制作的装置的尺寸接近设计尺寸，批量生产时可使半导体激光装置的尺寸和品质整齐。

在本发明中，其特征在于，所述罩是通过将树脂注入到面对着罩的内表面部分形成为粗糙面的金属模而形成的。

根据本发明，罩通过将树脂注入到金属模中形成。在该金属模中，与罩的内表面相面对的部分形成为粗糙面，仅通过注入树脂，可容易得到内表面粗糙化的罩。可同时进行罩的形成和罩的内表面的粗糙化，因此，不会增加制作工序数，可使罩的内表面粗糙化。

附图说明

本发明的目的、特色以及优点通过下述详细说明和附图将更加明确。

图1是表示本发明的一实施方式的半导体激光装置的结构的立体图；

图2是表示半导体激光装置的结构的主视图；

图3是表示半导体激光装置的结构的后视图；

图4是表示半导体激光装置的结构的俯视图；

图5是表示半导体激光装置的结构的左视图；

图6是表示由树脂形成部分和保持于该树脂形成部分的电极导线形成的第一组合体的立体图；

图7是表示由树脂形成部分和保持于该树脂形成部分的电极导线形成的第二组合体的立体图；

图8是表示半导体激光装置的制造方法的流程图；

图9是表示步骤s3结束后的导线架和与导线架一体形成于导线架的各树脂形成部分的立体图；

图10是表示接合于基部的罩的结构的仰视图；

图11是从图10的切剖面线XI-XI看的罩的剖面图；

图12是表示具有半导体激光装置的本发明的一实施方式的光学拾波装置的结构的模式图；

图13是表示本发明的其他实施方式的半导体激光装置的主视图；

图14是表示现有技术的半导体激光装置的结构的立体图。

具体实施方式

下面参考附图详细说明本发明的优选实施方式。

图1是表示本发明的一实施方式的半导体激光装置20的结构的立体图。图2是表示半导体激光装置20的结构的主视图。图3是表示半导体激光装置20的结构的后视图。图4是表示半导体激光装置20的结构的俯视图。图5是表示半导体激光装置20的结构的左视图。另外，在图1、图4和图5中，为了防止图变得繁杂，省略焊丝57来表示。

半导体激光装置20构成为包含半导体激光芯片21、多条电极导线22、基部23、罩24。本实施方式的半导体激光装置20构成为还包含副支架26、监控用受光部27、受光元件28、全息元件29。

半导体激光芯片21由例如砷化镓(GaAs)等的半导体形成。半导体激光芯片21振荡例如650nm左右的波长的光，被用为DVD(Digital VersatileDisk)的读取用和写入用光源。

各电极导线22具有导电性，由金(Au)、铝(A1)、和铜(Cu)等导电率高的金属形成。搭载有所述半导体激光芯片21的芯片搭载用电极导线22a被包含在多条电极导线22中。下面，有将芯片搭载用电极导线22a记为芯片搭载用导线22a的情况。各电极导线22被埋入基部23中被保持着。

基部23具有基部本体30、从基部本体30突出并搭载有所述半导体激光芯片21的突出部31。基部23由具有电绝缘性的合成树脂构成，由聚苯硫醚(Poly Phenylene Sulfide：简称为PPS)形成。

在基部本体30上，形成有与所述突出部31的基端部32相连、面对着从半导体激光芯片21振荡出的激光的出射方向Z的阶梯面33。阶梯面33由与出射方向Z垂直的平面形成。在半导体激光装置20中将沿着半导体激光芯片21的出射方向Z的一个方向Z1出射的激光向外部放射。阶梯面33与突出部31的所述出射方向Z的另一个方向Z2的端部相连。阶梯面33成为半导体激光装置20中的半导体激光芯片21和受光元件28的安装位置的基准，并且用作将半导体激光装置20安装到别的部件上时的基准面。

基部本体30构成为包含基座部30A、与基座部30A的长度方向X的两端部相连并形成所述阶梯面33的阶梯面形成部30B、从基座部30A与所述突出部31相反地突出的连接部30C。基部本体30通过所述长度方向X的中央，形成为与所述长度方向X垂直的假想一平面面对称。在基座部30A的在所述出射方向Z的另一个方向Z2上的端部，设有在短边方向Y的一个方向上突出的突起66。突起66是为了用眼睛很容易看到该半导体激光装置20的方向而形成的。

突出部31和与所述基座部30A的所述出射方向Z平行的厚度方向的一端部相连。基座部30A形成为大致长方体形状。突出部31跨越基座部30A的长度方向X的两端部之间地形成。阶梯面形成部30B在基座部30A的长度方向X的两端部向基座部30A的外方突出。阶梯面形成部30B的所述长度方向X的自由端部的外周面，围绕着沿着所述出射方向Z的轴线向外方凸出地弯曲形成。连接部30C和与所述基座部30A的所述出射方向Z平行的厚度方向的另一端部相连。连接部30C跨越基座部30A的长度方向X的两端部之间地形成。连接部30C的与所述出射方向Z和长度方向X垂直的短边方向Y的厚度选为比基座部30A的厚度小。

基部23以埋入的状态保持着所述各电极导线22，以埋入到所述基座部30A、所述连接部30C、所述突出部31的状态保持着。各电极导线22中保持于基座部30A上的部分被完全埋入该基座部30A，保持于所述连接部30C和所述突出部31中的部分以从所述连接部30C和所述突出部31露出一部分的状态被埋入。电极导线22以埋入基部23的状态被保持着，因此多条电极导线22的相对位置被固定地保持在基部23上。基部23具有电绝缘性，因此经由基部23，多个电极导线22之间不会短路。

所述突出部31具备具有搭载半导体激光芯片21的激光芯片搭载部分37的第一突出部31A、具有形成有搭载着受光元件28的受光元件搭载面45的受光元件搭载部分38的第二突出部分31B。第一突出部31A和第二突出部分31B与所述长度方向X相连。受光元件搭载面45形成为与阶梯面33平行。第一突出部分31A中激光芯片搭载部分37的所述短边方向Y的厚度选为比第二突出部分31B的所述短边方向Y的厚度小。第1突出部31A在长度方向X上延伸至突出部31的中央部分地形成，在该中央部形成有激光芯片搭载部分37。在第一突出部31A的长度方向X上与第二突出部分31B相反一侧的端部，形成有向着基座部30A连接且短边方向Y的厚度增加的加强部分39。

在突出部31上形成有在短边方向Y的侧部电极导线22的一部分露出的孔53。所述孔53被设于突出部31的基端部32。孔53的内径选为比电极导线22的宽度小。孔53是，为了防止设于第一树脂形成部分23a和第二树脂形成部分23b的内部的导线架61在树脂成形时位置偏移而设于成形模具中的压销的痕迹。

芯片搭载用导线22a的一部分埋入到激光芯片搭载部分37的与所述短边方向Y垂直的方向的一表面上而被保持着。芯片搭载用导线22a中设于激光芯片搭载部分37的部分的一表面41为与所述短边方向Y垂直的平面。

半导体激光芯片21，在长度方向X上突出部31的中央部71，被设于保持于激光芯片搭载部分37的芯片搭载用导线22a的一表面41上。半导体激光芯片21，向着与阶梯面33大致垂直的方向好像出射激光地、出射断面34与阶梯面33大致平行地被设置。半导体激光芯片21经由副支架26被搭载在所述芯片搭载用导线22a的一表面41上。激光芯片搭载部分37形成为，从出射方向Z的一方看，搭载在芯片搭载用导线22a的一表面41上的半导体激光芯片21成为基座部30A的短边方向Y的大致中央。

半导体激光芯片21经由副支架26被搭载在芯片搭载用导线22a上。半导体激光芯片21与副支架26相接合。副支架26成为用于将微小的半导体激光芯片21接合在芯片搭载用导线22a上的台座，并且具有作为将半导体激光芯片21发光时产生的热迅速地散热的散热部、即散热装置的功能。半导体激光芯片21的尺寸可选为，长度0.2mm×宽度0.2mm×厚度0.1mm左右。副支架26使用半导体材料形成。副支架26形成为大致长方体形状。副支架26的搭载有半导体激光芯片21的厚度方向的一表面的尺寸可选为，长度1mm×宽度1mm，厚度0.3mm左右。

在突出部31的自由端部44，在受光元件搭载部分38上形成有与所述阶梯面33平行的受光元件搭载面45。受光元件28通过芯片焊接搭载在受光元件搭载面45上。受光元件28通过例如四分割受光元件实现。受光元件28的受光面46被设为与出射方向的一方Z1相面对。

半导体激光芯片21被搭载在突出部31中基端部32和自由端部44之间的中间部，被设置在受光元件搭载面45的出射方向Z的另一方Z2。因此，从半导体激光芯片21振荡出的激光不会直接向受光元件28的受光面46。

所述副支架26被芯片焊接在芯片搭载用导线22a的一表面41上而被固定，芯片搭载用导线22a与副支架26一起起散热装置的功能。芯片搭载用导线22a中从突出部31露出的部分、即芯片搭载用导线22a中芯片搭载部分37所保持而露出的部分的一表面41，在半导体激光芯片21的周围，具有比半导体激光芯片21的搭载区域宽的散热区域42。半导体激光芯片21的搭载区域，包含为了搭载半导体激光芯片21而必要的部分，在本实施方式中半导体激光芯片21经由副支架26被搭载，因此，包含副支架26搭载所需要的部分、所述一表面41中与副支架26接触的部分。散热区域42，包含所述搭载部分、与副支架26接触的部分的周围扩散地形成。芯片搭载用导线22a中在所述激光芯片搭载部分37露出的部分的与短边方向Y平行的厚度可选为0.4mm～0.5mm，芯片搭载用导线22a的一表面41中在所述激光芯片搭载部分37露出的部分的面积可选为比与副支架26的接触面的面积大，可选为3mm～4mm左右。通过形成这样的散热区域42，可将半导体激光芯片21发光时产生的热经由副支架26传导至芯片搭载用导线22a，使其迅速地从散热区域42散热。基部23通过合成树脂形成，因此，热传导率低，但可将来自半导体激光芯片21的热传导至由热传导率高的金属构成的搭载用导线22a而散热，因此，可抑制半导体激光芯片21的温度上升，抑制半导体激光芯片21的寿命的降低。半导体装置20在周围的气温在-20℃～80℃的范围内使用。半导体激光芯片21中发光中心部的温度为200℃左右，但通过如上所述地设有散热区域42，即使经由副支架26传导热芯片搭载用导线22a的温度成为所述-20℃～80℃左右，芯片搭载用导线22a不会从基部23剥离，可将热芯片搭载用导线22a较好地作为散热装置来使用。

罩24，在所述阶梯面33上，以覆盖突出部31的状态被一体接合到基部23上。罩24通过超声波熔接而被接合在基部23上。罩24被设置成阶梯面33的一部分从该罩24的外周向外方突出。罩24具有沿着出射方向Z延伸的侧壁部24A、与侧壁部24A的与阶梯面33相反一侧的端部相连并沿与出射方向Z垂直延伸的顶壁部24B。侧壁部24A，围绕着与出射方向Z平行的轴线地外包围突出部31。由罩24的内周面36包围的空间形成为大致长方体状。通过罩24可确实地防止机械冲击直接给与到半导体激光芯片21、监控用受光部27、受光元件28、焊丝57上。

在罩24的顶壁部24B上，与半导体激光芯片21的出射端面34相面对地形成开口35。由于形成有开口35，即使通过罩24覆盖突出部31，从半导体激光芯片21出射的激光也不被罩24遮挡，可将激光放射到外部。

罩24由合成树脂形成。形成罩24的合成树脂的颜色可选为黑色。在本实施方式中，罩24，由与基部23相同的物质形成，即，由聚苯硫醚形成。基部23和罩24都由聚苯硫醚形成，因此可实现批量生产性优良的稳定的树脂成形、良好的耐热特性、超声波熔接时稳定的粘接强度。

形成基部23和罩24的合成树脂的颜色是黑色的，因此即使在基部23的突出部31的表面和罩24的内表面36实施例如低反射的电镀或涂敷，从半导体激光芯片21出射的光中朝向基部23的光被基部23吸收，或者朝向罩24的光被罩24吸收，可抑制在罩24的内表面36的反射。因此，从半导体激光芯片21出射的光被基部23的表面和罩24的内表面36反射，可抑制其成为干扰光，可抑制在受光元件28作为噪音被受光。

罩24的内表面36、即与突出部31相面对的面，形成为粗糙面。所述粗糙面的表面粗糙度可选为，最大高度Rmax为10S～20S(10μm～20μm)。罩24的内表面36形成为粗糙面，因此从半导体激光芯片21振荡的激光即使被所述内表面36反射，激光也会扩散。由此，即使由所述内表面36反射的激光被受光元件28受光，也可减少在受光元件28作为噪音被受光的光量。

拉深(絞る)薄金属板形成罩24的情况下，尺寸精度和平坦度的偏差为2％左右，但出射形成合成树脂的情况下，尺寸精度和平坦度的偏差为1％左右。通过合成树脂成形罩24，比拉深薄金属板容易高尺寸精度和平坦度地制造。

选择罩24的侧壁部24A的厚度T1超过0.2mm。由此，可在确保罩24的充分的机械强度的基础上，稳定地进行罩24的密封。另外，选择罩24的侧壁部24A的厚度为0.5mm以下。由此，可防止罩24的大型化。罩24的侧壁部24A的厚度T1薄则可使半导体激光装置20小型化，但若过薄则在超声波熔接基部23和罩24时，罩24会由于超音波振动而变形。在实验中，使罩24的高度，即罩24沿所述出射方向Z方向的长度为2.75mm的情况下，传递可得到充分的接合强度的超音波振动时，侧壁部24A的厚度T1为0.2mm时罩24变形。罩24的侧壁部24A的厚度T1为0.4mm的情况下，若在同样条件下传递超音波振动，则看不到罩24的变形，由于罩24不变形，故对于半导体激光芯片21可将后述的全息图案48精度良好地搭载于罩24上。通过使罩24的侧壁部24A的厚度T1为0.4mm，可确保罩24的充分的机械强度，并可不使罩24大型化而进行稳定的罩24的密封。

另外，罩24以阶梯面33的局部从该罩24的侧壁部24A的外周面在该外周面的法线方向向外，以事先确定的距离L1突出而设置。事先确定的距离L1选择0.4mm以上。这样，通过使阶梯面33的一部分向罩24的外方突出，将半导体激光装置20安装在安装对象物上时，以阶梯面33为基准面而稳定地接触安装于安装对象物上，故可将半导体激光装置20稳定地安装于安装对象物上。另外，事先确定的距离L1选择0.8mm以下的范围。由此，可防止形成阶梯面33的阶梯面形成部30B超过需要地增大，以及半导体激光装置20的大型化。

各电极导线22相关于出射方向Z在阶梯面33的一方Z1和另一方Z2上延伸设置。各电极导线22中连接部30C上所保持的部分的一部分，跨越连接部30C的、所述出射方向Z上在基端部和中央的自由端部附近的部分之间，与外部的部件可连接地其一表面74分别露出。在连接部30C，电极导线22分别被埋入所述短边方向Y的一表面部和另一表面部。电极导线22的所述连接部30C上所保持的部分在长度方向X上等间隔地排列。各电极导线22，其厚度一定，改变沿长度方向X的方向的宽度地形成。

连接部30C形成大致长方体形状，长度方向X两端绕着沿所述射出方向Z的轴线向外侧突出并弯曲。在所述射出方向Z中间的四个角部分别形成槽40。槽40在射出方向Z上形成多个，在本实施方式中形成两个。与垂直于射出方向Z的假想平面对齐，形成四个角部的各槽40。例如，在将半导体激光装置20安装到电路基板上之后，连接部30C的自由端部不再需要时，通过使切断工具沿槽40动作，可容易地将连接部30C与电极导线22一同切断。

各电极导线22中被连接部30C的自由端部保持的部分，使各电极导线22向宽度方向Y弯曲进而向射出方向Z弯曲，形成弯曲状，其中一部分完全埋入连接部30C中并且使前端部88从连接部30C露出。由此，即使对连接部30C施加不希望的冲击，也能够防止电极导线22剥离的现象。

各电极导线22被突出部31保持的部分中，至少射出方向Z的一端Z1的端面露出。各电极导线22被突出部31保持的部分中，射出方向Z的一端Z1的端部56从突出部31露出。各端部56通过连接线57与半导体激光芯片21、监控用受光部27以及受光元件28中的任一个连接。各端部56从突出部31露出，但各端部56长度方向X的两侧被突出部31的一部分夹持。由此，防止从突出部31露出的各端部56由于机械接触而弯曲，进而，防止通过引线连接将焊丝与各端部56连接时端部56弯曲，因此，能够提高连接的可靠性，并且提高成品率。

多个电极导线22中预定的电极导线22设置在受光元件搭载面45上搭载的受光元件28的所述短边方向Y的两侧，因此，即使不将受光元件28的受光面横切，也能够通过焊丝57将受光元件28与电极导线22连接，并且能够缩短焊丝57，提高连接的可靠性。

各电极导线22如图2及图3所示，改变沿长度方向X方向的宽度而形成，由此，即使以一定间隔形成电极导线22中被连接部30C保持的部分，也能够使各电极导线22射出方向Z的一个端部56接近应连接的半导体激光芯片21、受光元件28以及监控用受光部27中应连接的部件。

芯片搭载用引线22a射出方向Z的一个端部56a从突出部31露出的部分比在所述宽度方向Y上搭载半导体激光芯片21的部分小。即，选择芯片搭载用引线22a中输出方向Z的一个端部56a的长度方向X的宽度比芯片搭载用引线22a中搭载半导体激光芯片21部分的长度方向X的宽度小。由此，芯片搭载用引线22a中搭载半导体激光芯片21的部分的所述射出方向Z的一端Z1的端面能够与突出部31接触，故能够使芯片搭载用引线22a中在突出部31露出的部分的沿所述宽度方向延伸的轴线周围的端面与突出部31接触的面积增加，能够防止芯片搭载用引线22a从突出部31剥离。

监控用受光部27设置在副支架26上。监控用受光部27设置在副支架26上设置的半导体激光芯片21射出方向Z的另一端Z2上，用于测定半导体激光芯片21的光量。监控用受光部27通过光电二极管实现，与使用半导体材料形成的副支架26一体形成。

各电极导线22的端部56通过焊丝57分别与半导体激光芯片21、监控用受光部27以及受光元件28连接，可经由各电极导线22，向半导体激光芯片21、监控用受光部27以及受光元件28供给电力、检测电流。

在半导体激光装置20中，半导体激光芯片21以及受光元件28固定在通过树脂一体形成的突出部31上。即，由于半导体激光芯片21和受光元件28搭载在通过树脂形成的一个成形物上，故在组装半导体激光装置20时，半导体激光芯片21与受光元件28的相对位置不偏移，能够抑制批量生产时各半导体激光装置20中的半导体激光芯片21与受光元件28的相对位置波动，实现更接近设计值的半导体激光装置，提高成品率。

另外，由于受光元件28固定在具有绝缘性的基部23上，故不附加形成绝缘膜等的特别结构，仅通过芯片焊接将受光元件28直接固定到基部23上，即可将半导体激光元件21与受光元件28电绝缘，能够抑制生产性的降低。

全息元件29设置在所述罩24上。全息元件29包括：基体材料47；形成于半导体激光芯片21反离方向的表面、即基体材料47的射出方向Z的一表面47a上的形成的作为全息像的全息图案48；形成于另一表面47b上的跟踪束生成用衍射栅格图案49。全息图案48、跟踪束生成用衍射栅格图案49通过使用光刻法蚀刻基体材料47而形成。基体材料47通过使由半导体激光芯片21振荡的激光透过的具有透光性的物质形成，例如由玻璃形成。基体材料47形成长方体形状。全息图案48形成衍射栅格。

所述盖罩24的开口35的中央35A，从射出方向Z看，形成于从罩24的顶壁部24B的中央78偏离的位置，与受光元件28的受光面46的一部分面对。

全息图案48形成在其中央51比全息元件29的中央更靠近远离受光元件28的方向的端部附近。只要通过受光元件28仅接受由全息图案48向受光元件28衍射的衍射光即可。因此，即使以全息图案48的中央比全息元件28的中央更靠近远离受光元件28方向的端部的方式形成全息图案48，也能够与使全息图案48的中央51与基体材料48的中央对齐形成的情况同样，衍射光透过基体材料47被受光元件28接受，因此，能够在维持全息图案48的性能以及特性的基础上，将全息元件29小型化。全息元件29通过粘接剂52而固定在罩24上。

所述基部23通过超声波熔接将第一及第二树脂形成部分23a、23b接合而构成，所述第一及第二树脂形成部分23a、23b在宽度方向Y上分割该基部23而形成，分别保持电极导线22。

图6是表示通过第一树脂形成部分23a和被该第一树脂形成部分23a保持的电极导线22而形成的第一组合体75，图7是表示通过第二树脂形成部分23b和被该第二树脂形成部分23b保持的电极导线22而形成的第二组合体76的立体图。

在第一及第二树脂形成部分23a、23b中的一个第一树脂形成部分23a上形成有所述阶梯面33和受光元件搭载面45以及芯片搭载用引线22a。第一树脂形成部分23a包含作为基体部30A的一部分的第一基体部构成部分101a、阶梯面形成部30B、作为连接部30C的一部分的第一连接部结构部分103a、作为突出部31的一部分的第一突出部构成部分104a。第二树脂形成部分23b包含作为基体部30A的剩余部分的第二基体部构成部分101b、从第二基体部构成部分101b向外侧突出的阶梯构成部分102、作为连接部30C的剩余部的第二连接部构成部分103b以及作为突出部31的剩余部的第二突出部构成部分104b。

第一及第二基体部构成部分101a、101b的长度方向X的长度相等，第一及第二连接部构成部分103a、103b的长度方向X的长度相等，第一及第二突出部构成部分104a、104b的长度方向X的长度相等。第一及第二基体部构成部分101a、101b的相互接触的部位形成平面，第一及第二连接部构成部分103a、103b的相互接触的部位形成平面，第一及第二突出部构成部分104a、104b的长度方向X的相互接触的部位形成平面。

第一及第二连接部构成部分103a、103b相对于与宽度方向Y垂直的假想平面形成面对称结构。第一基体部构成部分101a与第一连接部构成部分103a相连的部分105在宽度方向Y上的厚度，比第一基体部构成部分101a与第一突出部构成部分104a相连的部分106小。第二基体部构成部分101b与第二连接部构成部分103b相连的部分107在宽度方向Y上的厚度，比第二基体部构成部分101b与第二突出部构成部分104b相连的部分108大。第一基体部构成部分101a与第一连接部构成部分103a相连的部分105和第二基体部构成部分101b与第二连接部构成部分103b相连的部分107相向对齐，第一基体部构成部分101a与第一突出部构成部分104a相连的部分106和第二基体部构成部分101b与第二突出部构成部分104b相连的部分108相向对齐，形成大致长方体形的基体部30A。

阶梯构成部分102向第二基体部构成部分101b的宽度方向Y中的与所述第二基体部构成部分101b相反的一侧突出。阶梯面形成部30B向第二基体部构成部分101b的两侧延伸，并且延伸到成为阶梯构成部分102的长度方向X外侧的端部。接合第1和第2组合体75、76，以便阶梯构成部分102的所述射出方向Z的一方Z1的表面与射出方向Z垂直，与阶梯面形成部30B的所述出射方向Z的一方Z1的表面相比，成为出射方向Z的另一方Z2。包含阶梯构成部分102的所述出射方向Z的一方的表面的假想一平面和包含阶梯面形成部30B的所述出射方向Z的一方Z1的表面即阶梯面33的假想一平面之间的距离L2例如可选为0mm～0.2mm。

第1和第2树脂形成部分23a、23b在长度方向上分别并列保持多个电极导线22。第1和第2树脂形成部分23a、23b在短边方向Y接合，故将在长度方向X上并列保持多个电极导线22的第1和第2组合体75、76与第1和第2组合体75、76的电极导线22并列而接合。如特开2002-232059号公报和特开平10-256649号公报所公开的技术那样，将电极导线在两个方向上并列配置，由树脂模制，则需要高精度地保持在两个方向的各个方向上邻接的电极导线，故难以形成，但可以通过使仅在第1方向、即仅在长度方向X上由树脂模制并列形成的第1和第2组合体75、76在第二方向、即短边方向Y上并列，而分别在两个方向上高精度地排列电极导线22，制作半导体激光装置20。

图8是表示半导体激光装置20的制造方法的流程图。开始半导体激光装置20的制造方法，则从步骤s0进入到步骤s1。在步骤s1中，对薄金属板进行冲压加工成形导线架61(参照图9)，进入到步骤s2。在步骤s2中，通过对导线架61进行弯曲加工，将导线架61的一部分加工成上述的各电极导线22的形状，进入到步骤s3。在步骤s3中，将由导线架61的一部分形成的电极导线22配置在金属制的树脂成形模具内，向该树脂成形模具注入PPS，通过射出形成而将各树脂成形部分23a、23b分别一体形成。

图9是表示步骤s3结束后的导线架61和与导线架61一体形成的各树脂形成部分23a、23b的立体图。接着，进入到步骤s4，在步骤s4中，将电极导线22从导线架61的其它部分分离，形成如上述图6和图7所示的第一和第二组合体75、76，进入到步骤s5。

在步骤s5中，通过超音波熔接而组装第一和第二组合体75、76，与基部23一体形成，进入到步骤s6。

在步骤s6中，经由副支架26将半导体激光芯片21芯片焊接在芯片搭载用导线22a上，另外，将受光元件28芯片焊接地搭载于受光元件搭载面45上，进入到步骤s7。

在步骤s7中，将电极导线22中保持于突出部31的部分中的露出部分，半导体激光芯片21的规定部位和受光元件28的规定部位，以及监控用受光元件27的规定部位，引线接合而与焊丝57连接。

接着，进入到步骤s8，在步骤s8中，在阶梯面33之上配置罩14以覆盖突出部31。此时，罩24的开口35面对着半导体激光芯片21的出射端面34而设置。

接着，进入到步骤s9，在步骤s9中，通过超音波熔接基部23和罩24而接合。基部23和罩24保持于规定的保持件上，经由保持件传递从产生超音波振动的超音波振动产生器产生的超音波振动。所述超音波振动可选择15000Hz以上。超音波熔接中，由基部23和罩24接触的部分，即形成基部23的阶梯面33的树脂分子和形成与罩24的上述阶梯面33接触的端部的接收信号分子间的摩擦能量而发热，使基部23和罩24接合。

通过超音波熔接将合成树脂与金属接合，由于是不同种类的材料的接合而不能得到充分的接合强度，另外，金属与合成树脂相比熔点高，使之熔化的处理时间长，但通过合成树脂形成基部23和罩24，则可在短时间内进行接合，可提高生产效率。

另外，通过一体接合基部23和罩24，而不必使用粘接剂进行粘接，可不使工序复杂化而提高生产效率，并且，由于不需要设置涂敷粘接剂的区域，故可实现小型化。

图10是表示与基部23接合的罩24的结构的底面图，图11是从图10的切剖面线XI-XI看的罩24的剖面图。为了通过超音波熔接牢固地固定基部23和罩24，与罩24的基部23的阶梯面33接触的接触部81不为平面，而在与阶梯面33接触的部分上形成突起(凸缘)82。由此，使与罩24和基部23接触的接触部81分别为平面，与面接触的情况相比，可缩小罩24与基部23的接触面积。通过缩小接触面积，在进行超声波熔接时罩24容易熔化，可在短时间内将基部23和罩24接合。

突起82设置在与所述阶梯面33抵接的位置上，形成在罩24的所述长度方向X的两端部，从出射方向Z看形状为大致U字形状。突起82跨过与侧壁部24A的所述长度方向X面对的侧壁部分89a的所述宽度方向Y的两端部间而相连，延伸到与侧壁部24A的所述宽度方向Y面对的侧壁部分89b的长度方向X的两端部。突起82的高度，例如可选择0.2mm。

超声波熔接时，突起82可选择该突起82熔融的树脂不会引出到罩24的外周的位置和尺寸。在本实施方式中，突起82在侧壁部24A的底面部，在侧壁部24A的厚度方向上比侧壁部24A的中央更靠近内表面36形成。由此，可抑制突起82熔融的树脂溢出到罩24的外周。突起82从基端部向自由端部连接而形成为前端细，在延伸方向上垂直的假想平面中的平面形状形成为三角形。

在本发明的其它实施方式中，所述突起82也可形成为例如圆锥形或角锥形状，这种情况下，在接触部81上隔开规定的间隔而设置多个突起82。

将合成树脂注入罩形成用金属模，射出形成罩24。罩成型用的金属模的与罩的内表面36面临的部分，事先通过喷射处理而粗糙化。由此，在形成罩24时同时将内表面36粗糙化。由于罩24的形成与罩24的内表面36的粗糙化同时进行，故可不增加制造工序而将罩24的内表面36粗糙化。

在所述实施方式中，形成基部23和罩24的树脂由聚苯硫醚形成，在本发明的其它实施方式中，形成基部23和罩24的树脂也可为液晶聚合物或芳香族尼龙等。这样的树脂为黑色，可以得到同样的效果。

另外，在所述的实施方式中，使半导体激光芯片21振荡的光的波长为650nm左右，不论半导体激光芯片21的振荡的光的波长如何都可以得到本发明的效果，是很明确的，也可以使半导体激光芯片21振荡的光的波长为780nm左右，也可为400nm左右，1300nm左右。

图12是表示具有半导体激光装置20的本发明的一实施方式的光学拾波装置90的结构的模式图。光学拾波装置90除半导体激光装置20外，还具有底板91和光学部件92。底板91将一体保持半导体激光装置20和光学部件92。

光学部件92包括准直透镜93及物镜94而构成。物镜94保持在透镜保持部95上。透镜保持部95可通过驱动器在轴线方向及垂直于轴线的规定的方向上移动。

在底板91上形成有接触面96。接触面96是基准面，准直透镜93及物镜94以该接触面96为基准设置在底板91上。在所述接触面96上接触阶梯面33，而半导体激光准直20固定在底板91上。通过将半导体激光装置20的阶梯面33和底板91的接触面96接触而固定半导体激光装置20和底板91的相对位置，从而可简单地将从半导体激光芯片21振荡出的激光的中心轴和准直透镜93及透镜94的各自的光轴位置配合，并简单地对准直透镜93及透镜94和半导体激光芯片21、受光元件28、全息元件29的相对位置进行位置配合。激光透过准直透镜93及透镜94，会聚在光盘97的记录面98上。在光盘97的记录面98反射的激光，依次透过物镜94和准直透镜93后回到半导体激光装置20，通过全息元件29衍射并根据受光元件28进行光接收。

根据本发明的另一实施方式的光学拾波装置，也可以是在所述的图12所示的光学拾波装置90中，在准直透镜93和透镜94之间设置用于变更射束光的行进路径的调试反射镜的结构。根据该结构也能够达成与光学拾波装置90同样的效果，并通过设置调试反射镜，变更激光的光路，可提高设计的自由度。

根据本发明其它实施方式的半导体激光装置，也可以是在所述的图1所示的实施方式的半导体激光装置20中，没有设置受光元件28及全息元件29的结构。在这种情况下，可将半导体激光装置20单独作为光源使用。

在本发明其它实施方式中，所述阶梯面33也可以不是平面，而由垂直于输出方向Z的假想平面上具有前端部的多个凸部的表面形成。另外，本发明其它的实施方式中，所述基部23中，将被罩24覆盖的部分的表面，与罩24的内表面36一样形成为粗糙面。

图13是表示本发明其它的实施方式的半导体激光装置120的正面图。本实施方式的半导体激光装置120具有与所述的图1所示的实施方式的半导体激光装置20相同的结构，在同样的部分上加上相同的参照符号，并省略其说明。半导体激光装置120堵塞所述的半导体激光装置20的罩24的所述开口35，并设有透过半导体激光芯片21发出的波长的光的光透过体122。光透过体122由玻璃形成，在罩24的内表面36上根据粘结剂123固定。通过设置光透过体122，不会对激光带来影响，而有效地防止灰尘侵入到围绕罩24周围的空间。

本发明在不脱离其精神或主要特征的情况下，可通过其它的各种方式实现。因此，所述的实施方式在所有的方面上仅仅是例示而已，本发明的范围是权利要求书中所示的范围，并没有限定在说明书本文中。另外，属于权利要求书的各种变形或变更都属于本发明的范围。

Claims (10)

1.一种半导体激光装置，其特征在于，包括：

半导体激光芯片；

多条电极导线，其具有导电性，并且包含搭载有半导体激光芯片的芯片搭载用的电极导线；

基部，其具有搭载有半导体激光芯片的突出部，多条电极导线以被埋入的状态被保持在所述基部中，在突出部的基端部上形成有面对着从半导体激光芯片振荡出的激光的出射方向的阶梯面，该基部由具有电绝缘性的合成树脂构成；以及

罩，其面对着半导体激光芯片的出射端面而形成有开口，以在阶梯面上覆盖突出部的状态一体地与基部接合，该罩由合成树脂构成；

受光元件，其设置在所述突出部上；

全息元件，其设置在所述罩上、并在透光性基材的与所述半导体激光芯片背离方向的表面上形成有全息图案；

所述芯片搭载用的电极导线，从突出部露出一表面，该一表面具有散热区域，散热区域位于半导体激光芯片的周围，比半导体激光芯片的搭载区域广；

所述全息图案的中央形成为，与全息元件的中央相比，更靠近全息元件的、与所述受光元件背离方向的端部。

2.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，形成所述罩的合成树脂的颜色为黑色。

3.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，所述罩的内表面形成为粗糙面。

4.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，在所述罩上，设置有堵塞所述开口、透过半导体激光芯片发出的波长的光的光透过体。

5.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，所述罩与所述阶梯面连接的壁部的厚度选择超过0.2mm，所述阶梯面从罩的外周向外方突出0.4mm以上。

6.如权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于，所述罩与所述阶梯面连接的壁部的厚度选择为0.4mm。

7.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，多条所述电极导线之间的部分位于所述基部中。

8.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，通过将分别保持电极导线的两个树脂形成部相接合而形成所述基部，在两个树脂形成部中的一个树脂形成部上，设置有所述阶梯面、芯片搭载用的电极导线以及搭载有受光元件的部位。

9.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，所述基部和所述罩由聚苯硫醚形成。

10.一种光学拾波装置，其特征在于，包含：

权利要求1所述的半导体激光装置；

具有与半导体激光装置的阶梯面接触的接触面的底板体；以及

以接触面为基准设置在底板体上的光学系部件。

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