DE4444618A1

DE4444618A1 - Halbleiterlaser

Info

Publication number: DE4444618A1
Application number: DE4444618A
Authority: DE
Inventors: Shoji Kitamura; Yoichi Shindo
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1995-06-22
Also published as: FR2713828A1; FR2713828B1; GB2284934A; JPH07170019A; TW373828U; GB9425120D0; GB2284934B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser und, genauer, eine Verkapselungsharz schicht zur Verkapselung eines Laserdiodenelements (nachfolgend einfach als LD bezeichnet) des Halbleiterlasers.

Halbleiterlaser werden in verschiedenen optischen Einrichtungen und Geräten wie optischen Plattenspeichereinrichtungen einschließlich Compact-Disk-Speichereinrichtungen (nachfolgend einfach als CD bezeichnet), Laserstrahldruckern, etc. (nachfolgend einfach als Gerät oder opti sches Gerät bezeichnet) verwendet.

Halbleiterlaser umfassen einen bekannten Halbleiterlaser mit Gehäuse, der in den Fig. 5(a) und 5(b) gezeigt ist, die schematisch Aufbau und Montage des Halbleiterlasers mit Gehäuse dar stellen. Wie in der perspektivischen Teilansicht von Fig. 5(a) gezeigt, ist ein LD-Element, das einen LD-Chip 1 und eine Montagehilfsschicht 2 als Wärmeradiatorplatte umfaßt, an einem Radiatorblock 4 festgelötet, welcher von einem Fuß 3 nach oben ragt. Eine Kappe 6 mit einem Glasfenster 5 an ihrer Oberseite zur Abdeckung und zum Schutze des LD-Chips 1 ist mit dem Fuß 3 verlötet. Fig. 5(b) ist eine Schnittansicht, die den Einbau des Halbleiterlasers in ein opti sches Gerät 7 darstellt. Die Kappe 6 ist in eine Öffnung oder einen Spalt 8 des Geräts 7 einge setzt. In Fig. 5(b) wird ein Laserstrahl 9 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung emittiert.

Fig. 6(a) ist eine Frontdraufsicht der Laserdiode, und Fig. 6(b) ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig. 6(a). In den Fig. 6(a) und 6(b) sind Teile, die solchen in Fig. 5 entsprechen, mit denselben Bezugszahlen versehen. Wie in Fig. 6(a) gezeigt, sollte der Laserstrahl-Emis sionspunkt der Laserdiode an einer vorbestimmten Stelle gehalten werden. Der LD-Chip ist so angeordnet, daß sein Laserstrahl-Emissionspunkt an einem Kreuzungspunkt 10 einer zentralen Achse des Fußes 3 und des Glasfensters 5, einer zur Hauptfläche des Radiatorkörpers 4 verti kalen X-Achse und einer zur Hauptfläche des Radiatorkörpers 4 parallelen Y-Achse positioniert ist. Dadurch ist die Anordnung der Montagehilfsschicht 2 und das Radiatorkörpers 4 bestimmt. Wie in Fig. 5(b) gezeigt, wird der Halbleiterlaser üblicherweise dadurch an einem Gerät 7 instal liert, daß die Kappe 6 in die Öffnung 8 eingesetzt wird und durch Klebstoff- oder Druckverbin dung eines Flanschteiles 3a des Fußes 3 mit dem Gerät 7 verbunden wird. Die Lage des Laser strahl-Emissionspunkts ist durch den äußeren Umfang und die obere Fläche des Flanschteiles 3a definiert. Die Form und Abmessungen des Halbleiterlasers einschließlich des Flanschteiles 3a wurden genormt, damit Änderungen des Designs und von Teilen der Geräte, in die der Halblei terlaser eingebaut werden soll, vermieden werden. So ist beispielsweise der Außendurchmesser des besonders verbreiteten Halbleiterlasers mit geringer Ausgangsleistung von 3 bis 5 mW für die CDs auf 5,6 mm festgelegt, während der Außendurchmesser des Halbleiterlasers mit hoher Ausgangsleistung auf 9 mm festgelegt ist.

Ein zu entwickelnder Halbleiterlaser sollte ein solcher sein, der in gleicher Weise wie die her kömmlichen Halbleiterlaser gehandhabt werden kann, damit die zuvor erwähnten Änderungen des Designs und von Teilen der Geräte vermieden werden. Das heißt, der neue Halbleiterlaser sollte hinsichtlich seines Einbaumechanismus und der Lage des Laserstrahl-Emissionspunkts mit dem herkömmlichen übereinstimmen. Darüberhinaus sollte der neue Halbleiterlaser billiger als der herkömmliche sein. Kürzlich ist ein harzverkapselter Typ (vergossener Typ) von Halbleiterla ser entwickelt worden, der billiger als der bekannte Halbleiterlaser mit Gehäuse ist. Bei dem vergossenen Halbleiterlaser besteht eine größere Freiheit beim Entwurf seiner Form und Abmessungen als bei demjenigen mit Gehäuse.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die den erwähnten vergossenen Halbleiterlaser zeigt, wie er in den Druckschriften JP-A-125687/1990 und JP-A-125688/1990 offenbart ist. Der in Fig. 7 dargestellte vergossene Halbleiterlaser umfaßt einen LD-Chip 1, der auf einer Montage hilfsschicht 2 montiert ist, sowie eine zylindrische Verkapselungsharzschicht 11, beispielsweise aus transparentem Epoxyharz, welche der LD-Chip 1 und die Montagehilfsschicht 2 umgibt. Die Verkapselungsharzschicht 11 umfaßt einen zylindrischen Flanschteil 11a, der dem Flanschteil 3a des Fußes 3 bei dem Halbleiterlaser mit Gehäuse entspricht. Der vergossene Halbleiterlaser wird über Anschlußleitungen 12 und Golddrähte 13 angesteuert. Das Vergießen mittels Harzes ist bei Lichtquellen mit geringer Strahldichte pro Flächeneinheit wie Leuchtdioden (LEDs) einge setzt worden.

Fig. 8 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau des LD-Chips 1 darstellt. Gemäß Fig. 8 hat der LD-Chip 1 eine Doppel-Hetero-(DH)-Struktur, die sich aus einem Substrat 14 aus n-leitendem GaAs, einer Mantelschicht 15 aus n-leitendem AlGaAs, einer aktiven Schicht 16 aus GaAs, einer p-leitenden Mantelschicht 17 und einer p-leitenden Deckschicht zusammen setzt. Die Oberseite der p-leitenden Deckschicht 18 (Hauptfläche des LD-Chips) ist mit einer Elektrode 19 bedeckt und die Bodenfläche des GaAs-Substrats 14 mit einer Rückelektrode 20.

Fig. 9 ist eine Schnittansicht des LD-Chips 1 längs der Linie A-A in Fig. 8. In den Fig. 8 und 9 sind dieselben Bezugszahlen für gleiche Teile verwendet. Wie in Fig. 9 gezeigt, umfaßt der LD- Chip 1 ferner Schutzschichten 22, die auf Stirnflächen 21 ausgebildet sind, von denen der Laserstrahl 9 emittiert wird. Die Schutzschichten 22 sind dazu ausgebildet, einen Bruch der Stirnflächen 21 zu verhindern. Die Schutzschicht 22 besteht beispielsweise aus Silikon mit einem geringen optischen Absorptionskoeffizienten im Wellenlängenbereich des Laserstrahls 9 und einer hohen thermischen Festigkeit. Die Schutzschichten 22 verhindern eine Verschlechte rung der Eigenschaften des Halbleiterlasers, die von einer optischen Beschädigung der Verkap selungsharzschicht herrühren könnte. Die Schutzschichten 22, die zwischen die Stirnflächen 21 des LD-Chips 1 und die Verkapselungsharzschicht 11 eingefügt sind, dämpfen die Laserstrahl dichte in der Verkapselungsharzschicht 11 und verhindern, daß die Verkapselungsharzschicht 11 von dem Laserstrahl 9 optisch beschädigt wird.

Das oben beschriebene Harzvergießen für die Halbleiterlaser eignet sich zur Kostenverringerung und zur Vergrößerung der Freiheit beim Entwurf der Halbleiterlaser. Das Harzvergießen ist auch auf Laserdioden mit hoher Strahldichte anwendbar. Der harzvergossene Halbleiterlaser von Fig. 7, der dieselbe Form wie der herkömmliche Halbleiterlaser mit Gehäuse aufweist, eignet sich gut für den Einbau bei den optischen Geräten.

Fig. 10 zeigt einen Hauptteil des harzvergossenen Halbleiterlasers von Fig. 7, wobei Fig. 10(a) eine Frontdraufsicht und Fig. 10(b) eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 10(a) sind. In den Fig. 7 und 10 sind dieselben Bezugszahlen für gleiche Teile verwendet. In Fig. 10(a) ist der LD-Chip 1 in der Mitte der Verkapselungsharzschicht 11 an einem Kreuzungspunkt 10 der X- Achse (senkrecht zur Hauptfläche des LD-Chips 1) und der Y-Achse (parallel zur Hauptfläche des LD-Chips 1) positioniert, ähnlich wie bei dem Halbleiterlaser mit Gehäuse (siehe Fig. 6(a)). Die Mitte 23 der Zuleitungen 12 ist um einen Versatz ΔX_off versetzt, der unvermeidbar von der Position des LD-Chips 1, der Dicke der Montagehilfsschicht 2 und der Dicke der Zuleitun gen 12 bestimmt wird. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird Fig. 10(b) nicht gesondert erläutert.

Der Aufbau des in den Fig. 10(a) und 10(b) gezeigten Halbleiterlasers ist mit den beiden nach folgend beschriebenen Hauptproblemen behaftet.

(1) Der Laserstrahl-Emissionspunkt verschiebt sich bei einem Temperaturanstieg des Harzes um den LD-Chip 1, der durch Stromzufuhr zu dem LD-Chip 1 oder durch einen Umgebungstempe raturanstieg verursacht wird.
(2) Die Verkapselungsharzschicht löst sich von der Schutzschicht 22. Dieses Ablösen bewirkt eine Verschlechterung der Abstrahlungscharakteristiken (Fernfeldmustercharakteristiken: FFB- Charakteristiken).

Es soll nun das Problem (1) im einzelnen erläutert werden. Die Verschiebung des Laserstrahl- Emissionspunkts wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 untersucht. Fig. 11 ist eine grafische Dar stellung des Zusammenhangs zwischen der Verschiebung des Laserstrahl-Emissionspunkts längs der X-Richtung, die in Fig. 10(a) gezeigt ist, und der Betriebsdauer des Halbleiterlasers. In Fig. 11 stellt eine Strichpunktlinie die Verschiebung in dem zylindrischen, harzvergossenen Halbleiterlaser dar, während eine ausgezogene Linie die Verschiebung in einem später beschrie benen flachen, harzvergossenen Halbleiterlaser darstellt.

Der Emissionspunkt des Laserstrahls wird gemäß Darstellung in Fig. 11 in X-Richtung verscho ben, wenn der Halbleiterlaser von Fig. 10 mit einem Strom von 50 mA bei Raumtemperatur betrieben wird. Wie in Fig. 11 gezeigt, verschiebt sich der Laserstrahl-Emissionspunkt um 0,5 µm in -X-Richtung (+ X ist zur Seite des LD-Chips 1 und -X zur Seite der Zuleitungen 12), und zwar in zwei Minuten nach Einschalten der Laserdiode und kehrt zwei Minuten nach Abschalten der Laserdiode zur Ursprungsposition zurück. Wenn dieser Halbleiterlaser beispielsweise als optischer Aufnehmer für eine CD-Speichereinrichtung eingesetzt wird, werden Probleme in der CD-Speichereinrichtung unmittelbar nach Einschalten des Halbleiterlasers oder durch eine Tem peraturänderung der Umgebung verursacht.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, daß die Verschiebung des Laserstrahl-Emissionspunkts der Verschiebung der Zuleitungen 12 in X-Richtung durch thermi sche Ausdehnung der Verkapselungsharzschicht 11 entspricht, die von der Hitze verursacht wird, welche von dem LD-Chip 1 erzeugt wird, oder von einer Temperaturänderung der Umge bung. Diese Verschiebung der Zuleitungen durch thermische Ausdehnung der Verkapselungs harzschicht steht in enger Beziehung zu dem Versatz 24 von ΔX_off der Zuleitungen 12 von der Mitte 10 der Verkapselungsharzschicht 11, wie in Fig. 10 gezeigt. Der Versatz ΔX_off beein flußt die Verschiebung des Laserstrahl-Emissionspunkts jedoch über die thermische Ausdeh nung der Verkapselungsharzschicht 11 nahe dem LD-Chip 1. Die thermische Ausdehnung der Verkapselungsharzschicht 11 von dem LD-Chip 1 weg, zum Beispiel die thermische Ausdeh nung des Flanschteiles 11a von Fig. 10 verursacht keine Verschiebung des Laserstrahl-Emis sionspunkts.

Zur Vermeidung der Verschiebung des Laserstrahl-Emissionspunkts ist es erforderlich, die Ver kapselungsharzschicht 11 so auszubilden, daß die Zuleitungen 12 an der Symmetriemitte der Verkapselungsharzschicht 11 angeordnet werden. Wenn man einen Querschnitt eines oberen Abschnitts einer zentralen Zuleitung parallel zur vorderen Laserstrahl-Emissionsfläche des LD- Chips 1 betrachtet, reicht es aus, die Verkapselungsharzschicht 11 wenigstens nahe dem Hauptabschnitt des LD-Chips 1 symmetrisch in bezug auf eine Mittellinie (parallel zur Y-Achse) des oberen Abschnitts der zentralen Zuleitung 12a auszubilden. Das heißt, es ist nötig, die Verkapselungsharzschicht 11 so auszubilden, daß ihre Mitte 10 mit der Mitte 23 des oberen Abschnitts der zentralen Zuleitung 12a zusammenfällt, während es nicht immer nötig ist, die Verkapselungsharzschicht 11 in ihren von dem LD-Chip 1 oder den Zuleitungen 12 entfernten Abschnitten symmetrisch auszubilden.

Das Ablösungsproblem (2) wird praktisch dadurch gelöst, daß die Verkapselungsharzschicht 11 symmetrisch in bezug auf die Zuleitungen 12, wie oben beschrieben, und in Form einer dünnen Platte ausgebildet wird.

Fig. 12 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen flachen, harzvergossenen Halbleiterlaser zeigt, wie er in der JP-A-125687/1990 offenbart ist. Dieser Halbleiterlaser erleichtert die Entlastung von einer Spannung, welche durch thermische Ausdehnung des Harzes verursacht wird, indem das Harzvolumen verringert wird, welches um die Schutzschicht 22 herum bedeckt und indem das Verkapselungsharzvolumen um den LD-Chip 1 herum ausge glichen wird.

Tabelle 1 vergleicht die elektrischen und optischen Eigenschaften bei bestimmten Zyklen eines zyklischen Wärmetests, der an einer Testprobe eines zylindrischen, harzvergossenen Halblei terlasers, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, und an einer Testprobe eines dünnen, flachen, harzver gossenen Halbleiterlasers, wie er in Fig. 10 gezeigt ist, vorgenommen wurde. Bei beiden Halb leiterlaserproben bestanden die Schutzschichten 22 aus gummiartigem Organo-Silizium-Harz mit Dimethylsiloxan als Hauptbestandteil. Bei dem zyklischen Wärmetest wurde ein Wärmezy klus wiederholt, der Aufheizen auf 85°C für 30 Minuten, rasches Abkühlen auf -40°C und Hal ten auf -40°C für 30 Minuten umfaßte, wonach dann die Rückkehr zu 85°C erfolgte.

Tabelle 1

Ergebnis des zyklischen Wärmetests

Wie in Tabelle 1 aufgeführt, verschlechterte sich während des zyklischen Wärmetests das Fern feldmuster (FFP) des Laserstrahls von dem zylindrischen, harzvergossenen Halbleiterlaser von Fig. 7. Kein Fehler wurde dagegen bei dem dünnen, flachen, harzvergossenen Halbleiterlaser von Fig. 10 beobachtet. Die beobachtete Fernfeldmusterverschlechterung war von einer Ablö sung zwischen der Schutzschicht 22 und der Verkapselungsharzschicht 11 verursacht. Der dünne, flache, harzvergossenen Halbleiterlaser verhindert also das Ablösen der Harzschichten.

Bei diesem dünnen, flachen, harzvergossenen Halbleiterlaser trat keinerlei Verschiebung des Laserstrahl-Emissionspunktes auf, wie in Fig. 11 gezeigt.

Wie oben beschrieben, ist der harzvergossene Halbleiterlaser ungeachtet dessen, ob seine Verkapselungsharzschicht zylindrisch oder dünn und flach ist, gut zur Kostenverringerung geeignet. Obwohl der zylindrische, harzvergossene Halbleiterlaser wie der Halbleiterlaser mit Gehäuse leicht mittels des als ein Teil der Verkapselungsharzschicht ausgebildeten Flanschteiles an einem Gerät montiert werden kann, ist die Verkapselungsharzschicht voluminös und asym metrisch in bezug auf die Mittellinie der Zuleitungen. Diese Asymmetrie erzeugt Spannungen infolge einer Temperaturänderung und bewirkt eine FFP-Verschlechterung durch Verschieben des Laserstrahl-Emissionspunkts. Der dünne, flache, harzvergossene Halbleiterlaser, dessen Verkapselungsharzschicht ein geringes Volumen aufweist und in bezug auf die Mittellinie der Zuleitung symmetrisch ist, löst diese Problem, wie oben beschrieben. Der herkömmliche dünne, flache, harzvergossene Halbleiterlaser wird jedoch nicht in gleicher Weise wie der Halbleiterla ser mit Gehäuse an einem Gerät montiert, da ersterem der Flanschteil fehlt. Der zylindrische Laser einerseits und der dünne, flache Laser andererseits sind also mit Problemen behaftet, zwischen denen abgewogen werden muß.

Angesichts des Vorangehenden, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen harzvergossenen Halbleiterlaser zu schaffen, der, wie der Halbleiterlaser mit Gehäuse, leicht an Geräten montiert werden kann und bei dem die Probleme des Verschiebens des Laserstrahl- Emissionspunkts und des Ablösens der Harzschichten vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Halbleiterlaser gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei dem Halbleiterlaser gemäß der vorliegenden Erfindung ist der flache Teil der Verkapselungs harzschicht in einer Weise ausgebildet, daß wenigstens um den Hauptteil des LD-Chips herum seine obere Fläche und seine untere Fläche symmetrisch in bezug auf eine horizontale Mittelli nie der Zuleitungsanordnung (parallel zur Ausrichtung der Zuleitungen) angeordnet sind und beide Seitenflächen symmetrisch in bezug auf eine vertikale Mittellinie der Zuleitungsanordnung (senkrecht zur Ausrichtung der Zuleitungen) angeordnet sind. Diese Ausgestaltung des flachen Teiles unterdrückt die Erzeugung von Spannungen, welche durch eine thermische Ausdeh nungsdifferenz zwischen dem Verkapselungsharz und den Zuleitungen verursacht wird, und verhindert, daß sich der Laserstrahl-Emissionspunkt verschiebt. Darüberhinaus hat die äußere Umfangsfläche des Flanschteiles der Verkapselungsharzschicht einen Krümmungsmittelpunkt, der mit dem Laserstrahl-Emissionspunkt des LD-Chips zusammenfällt. Da die Krümmung der äußeren Umfangsfläche gleich der des Flanschteiles eines Halbleiterlasers mit Gehäuse gewählt werden kann, erleichtert die Ausgestaltung des Flanschteiles das Einbauen des Halbleiterlasers der vorliegenden Erfindung in Geräte, in denen Halbleiterlaser verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und unter Bezug nahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1(a) eine Frontdraufsicht, die schematisch den Aufbau eines Hauptteiles des Halbleiterla sers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 1(b) eine Draufsicht von oben auf den Hauptabschnitt des Halbleiterlasers von Fig. 1(a),

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine typische äußere Erscheinung des harzvergossenen Halbleiterlasers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 3(a) eine Schnittansicht der zylindrischen Laserführung eines optischen Aufnehmers für CDs, in welchem der harzvergossene Halbleiterlaser der vorliegenden Erfindung mon tiert ist,

Fig. 3(b) eine Draufsicht auf die zylindrische Laserführung, gesehen von der Oberseite des montierten harzvergossenen Halbleiterlasers,

Fig. 3(c) eine Schnittansicht der zylindrischen Laserführung, an der der herkömmliche Halblei terlaser mit Gehäuse montiert ist,

Fig. 3(d) eine Draufsicht auf die zylindrische Laserführung, gesehen von der Oberseite des montierten Halbleiterlasers mit Gehäuse,

Fig. 4(a), (b) und (c) perspektivische Ansichten, die schematisch verschiedene äußere Erschei nungsformen des harzvergossenen Halbleiterlasers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen,

Fig. 5(a) eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau des herkömmlichen Halb leiterlasers mit Gehäuse darstellt,

Fig. 5(b) eine Schnittansicht, die die Montage des herkömmlichen Halbleiterlasers mit Gehäuse zeigt,

Fig. 6(a) eine Frontdraufsicht auf eine Laserdiode,

Fig. 6(b) eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 6(a),

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die den herkömmlichen harzvergossenen Halbleiterlaser zeigt,

Fig. 8 eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines LD-Chips zeigt,

Fig. 9 eine Schnittansicht des LD-Chips längs der Linie A-A in Fig. 8,

Fig. 10(a) eine Frontdraufsicht auf einen Hauptteil des harzvergossenen Halbleiterlasers von Fig. 7,

Fig. 10(b) eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 10(a),

Fig. 11 eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Verschiebung des Laserstrahl-Emissionspunkts längs der X-Richtung, die in Fig. 10(a) gezeigt ist, und der Betriebszeit des Halbleiterlasers darstellt, und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die schematisch den herkömmlichen, flachen, harzver gossenen Halbleiterlaser zeigt.

Es wird nun zunächst auf die Fig. 1(a) und (b) Bezug genommen, in denen gleiche Teile wie in den bereits beschrieben Figuren mit denselben Bezugszahlen versehen sind.

Der Halbleiterlaser umfaßt einen LD-Chip 1, dessen Stirnflächen mit nicht dargestellten Schutz schichten bedeckt sind und der über eine Montagehilfsschicht 2 mit einer Zuleitungsanordnung 12 verbunden ist. Wie aus Fig. 1(b) ersichtlich, umfaßt die Zuleitungsanordnung 12 bei diesem Ausführungsbeispiel drei Zuleitungen, die in einer Ebene ausgerichtet sind (Leitungsebene). Eine zentrale Zuleitung 12a ist länger als die beiden anderen, und ihr oberer Abschnitt ist in der Lei tungsebene seitlich über die anderen beiden Zuleitungen ausgedehnt. Der LD-Chip 1 ist auf der Montagehilfsschicht 2 montiert, die ihrerseits an dem ausgedehnten oberen Abschnitt der zen tralen Zuleitung 12a montiert ist. Eine Verkapselungsschicht aus transparentem Epoxyharz (Verkapselungsharzschicht) umfaßt einen flachen Teil 25 und zwei halbzylindrische Flanschteile 26, die einstückig mit dem flachen Teil 25 vergossen sind. Der flache Tell 25 bedeckt wenig stens einen Hauptteil eines LD-Elements einschließlich des LD-Chips 1. Die halbzylindrischen Flanschteile 26 stehen seitlich von dem flachen Teil 25 vor und bedecken den Bereich um die Anschlußenden der Zuleitungen 12 (Anschlußteil der Zuleitungsanordnung 12, wo die Zulei tungsanordnung 12 mit einem Gerät verbunden wird, in welches der Halbleiterlaser eingebaut ist). Die Umfangsflächen der halbzylindrischen Flanschteile 26 haben einen vorbestimmten gemeinsamen Krümmungsradius.

Der flache Teil 25 der Verkapselungsharzschicht der vorliegenden Erfindung entspricht in seiner Hauptstruktur der Verkapselungsharzschicht 11 von Fig. 12. Die Mitte des flachen Teiles 25 stimmt mit der Mitte 23 des oberen Teiles der mittleren Zuleitung 12a überein. Die obere und die untere Fläche des flachen Teiles 25 sind in symmetrischen Lagen in Breitenrichtung (Y-Rich tung) in bezug auf die Mitte 23 angeordnet, und die Seitenflächen des flachen Teiles 25 sind in symmetrischen Lagen in Dickenrichtung (X-Richtung) in bezug auf die Mitte 23 angeordnet. Durch diese Anordnung wird die Erzeugung von Spannung infolge des thermischen Ausdeh nungsunterschieds zwischen dem Verkapselungsharz und den Zuleitungen 12 unterdrückt.

Die Gestalt des Flanschteiles 26 stimmt nahezu mit dem Flanschteil 11a des Verkapselungs harzteiles 11 der Fig. 7 und 10 überein. Der Krümmungsmittelpunkt des äußeren Umfangs des Flanschteiles 26 stimmt mit dem Laserstrahl-Emissionspunkt 27 des LD-Chips 1 überein, und der äußere Umfang des Flanschteils 26 liegt auf dem gestrichelt dargestellten virtuellen Kreis. Der Krümmungsradius dieses virtuellen Kreises, das heißt der Krümmungsradius des Flanschtei les 26 ist so festgelegt, daß der Flanschteil 26 eine Montage des harzvergossenen Halbleiterla sers an einem Gerät ermöglicht, wie der Flanschteil 11a des Halbleiterlasers von Fig. 7.

Fig. 2 ist eine Schrägansicht, die schematisch ein typisches äußeres Erscheinungsbild des harz vergossenen Halbleiterlasers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 3 umfaßt eine Schnittansicht und eine Draufsicht einer zylindrischen Laserführung 28 einer optischen Aufnahme für CDs, an der der harzvergossene Halbleiterlaser der vorliegenden Erfin dung zum Vergleich mit der Montage des herkömmlichen Halbleiterlasers mit Gehäuse montiert ist. Fig. 3(a) ist eine Schnittansicht der zylindrischen Laserführung 28 einer optischen Auf nahme für CDs, an der der harzvergossene Halbleiterlaser der vorliegenden Erfindung montiert ist. Fig. 3(b) ist eine Draufsicht auf die zylindrische Laserführung 28 von der Oberseite des montierten harzvergossenen Halbleiterlasers aus gesehen. Fig. 3(c) ist eine Schnittansicht der zylindrischen Laserführung 28, an der der herkömmliche Halbleiterlaser mit Gehäuse montiert ist. Fig. 3(d) ist eine Draufsicht auf die zylindrische Laserführung 28, gesehen von der Ober seite des montierten Halbleiterlasers mit Gehäuse. In diesen Figuren sind die gleichen Teile wie jene der bereits beschriebenen Figuren mit denselben Bezugszahlen versehen. Da, wie schon beschrieben, die Verkapselungsharzschicht des harzvergossenen Halbleiterlasers der vorliegen den Erfindung durch einen flachen Teil 25 gekennzeichnet ist, dessen Mitte mit der Mitte 23 der Zuleitungen 12 zusammenfällt und ein Flanschteil oder Flanschteile 26, deren Mitte mit dem Laserstrahl-Emissionspunkt 27 des LD-Chips 1 zusammenfällt, kann der harzvergossenen Halb leiterlaser der vorliegenden Erfindung mittels des Flanschteiles oder der Flanschteile 26 in glei cher Weise wie der herkömmliche Halbleiterlaser mit Gehäuse an der Laserführung 28 befestigt werden. Wie ebenfalls schon beschrieben, beseitigt der flache Teil des Verkapselungsharzteils das mit der Verkapselungsharzschicht verbundene Problem.

Während die Montage des vorliegenden harzvergossenen Halbleiterlasers an der Laserführung der CD als Beispiel beschrieben wurde, ist ersichtlich, daß der vorliegende harzvergossene Halbleiterlaser an jedem Gerät montiert werden kann, an dem der herkömmliche Halbleiterlaser mit Gehäuse montiert wurde. Die äußere Form des harzvergossenen Halbleiterlasers der vorlie genden Erfindung ist darüberhinaus nicht auf die in Fig. 2 dargestellte beschränkt und kann je nach Bedarf auf verschiedene Weise modifiziert werden.

Die Fig. 4(a), (b) und (c) sind Schrägansichten, die schematisch verschiedene äußere Erschei nungsformen des harzvergossenen Halbleiterlasers gemäß der vorliegenden Erfindung darstel len. In Fig. 4(a) sind die halbzylindrischen Flanschteile 26 gegenüber jenen der Fig. 2 nach oben und unten verlängert. In Fig. 4(b) erstrecken sich die Flanschteile 26 in Dickenrichtung des flachen Teils 25. In Fig. 4(c) weist der harzvergossenen Halbleiterlaser einen flachen zylindri schen Flanschteil 26 auf, und eine Nut 29 ist am Umfang des Flanschteiles 26 zur Anzeige der Position des LD-Chips ausgebildet. Die harzvergossenen Halbleiterlaser, die in den Fig. 4(a), (b) und (c) gezeigt sind, können in gleicher Weise wie der Halbleiterlaser mit Gehäuse verwendet werden. Da der harzvergossene Halbleiterlaser der vorliegenden Erfindung durch seine Symme trie um seinen LD-Chip 1 in bezug auf die Zuleitungen 12 und eine gekrümmte Oberfläche oder gekrümmte Oberflächen um seinen Anschlußteil, dessen oder deren Krümmungsmittelpunkt mit dem Laserstrahl-Emissionspunkt 27 des LD-Chips 1 übereinstimmt, gekennzeichnet ist, können Form und Abmessungen des Flanschteiles fallweise zur Anpassung an jeweilige Anforderungen geändert werden, solange das vorgenannte spezielle Merkmal beibehalten bleibt.

Wie bis hierher beschrieben, umfaßt der harzvergossene Halbleiterlaser der vorliegenden Erfin dung einen dünnen flachen Teil 25, der in bezug auf die Zuleitungen 12 symmetrisch ist, und einen zylindrischen Flanschteil oder halbzylindrische Flanschteile, der bzw. die mit dem flachen Teil 25 integriert ist bzw. sind, und von denen jeder eine äußere Umfangsfläche aufweist, deren Mitte mit dem Laserstrahl-Emissionspunkt des LD-Chips übereinstimmt. Diese Ausgestaltung des vorliegenden harzvergossenen Halbleiterlasers erfüllt wirksam die sich widersprechenden Anforderungen an die herkömmlichen zylindrischen und flachen harzvergossenen Halbleiterla ser, das heißt die Anforderungen, die das Unterdrücken einer Verschiebung des Laserstrahl- Emissionspunkts und das Vorsehen desselben Montagemechanismus wie jene des Halbleiterla sers mit Gehäuse umfassen.

Obwohl der herkömmliche zylindrische harzvergossene Halbleiterlaser leicht an optischen Gerä ten montiert werden kann, und zwar mit einem gleichen Flansch wie der der Halbleiterlaser mit Gehäuse, ist die Verkapselungsharzschicht asymmetrisch in bezug auf die Zuleitungen um den Hauptteil des LC-Elements ausgebildet. Diese Asymmetrie verursacht eine asymmetrische Tem peraturverteilung, die ihrerseits thermische Spannungen hervorruft. Die thermischen Spannun gen verursachen eine Verschiebung des Laserstrahl-Emissionspunkts. Obwohl der herkömmli che flache harzvergossene Halbleiterlaser eine Unterdrückung der thermischen Spannungen ermöglicht, indem seine flache Verkapselungsharzschicht symmetrisch in bezug auf die Zulei tungen ausgebildet ist, kann der herkömmliche flache harzvergossene Halbleiterlaser nicht in gleicher Weise wie der Halbleiterlaser mit Gehäuse an den optischen Geräten montiert werden, da der flache harzvergossene Halbleiterlaser nicht über denselben Montagemechanismus wie der Halbleiterlaser mit Gehäuse verfügt.

Die Verkapselungsharzschicht des flachen harzvergossenen Halbleiterlasers gemäß der vorlie genden Erfindung umfaßt einen flachen Teil und einen Flanschteil oder Flanschteile. Der flache Teil bedeckt den Hauptteil des LD-Elements und ist symmetrisch in bezug auf die Zuleitungen ausgebildet. Der Flanschteil bedeckt den Anschlußteil, wo der Halbleiterlaser an dem optischen Gerät befestigt wird, und ist in verschiedenen Formen so ausgebildet, daß er auf gleiche Weise wie der Halbleiterlaser mit Gehäuse an dem optischen Gerät montiert werden kann. Der flache Teil und der Flanschteil oder die Flanschteile sind einstückig zu einer Verkapselungsharzschicht vergossen. Die einstückig vergossene Verkapselungsharzschicht ermöglicht die Unterdrückung einer Verschiebung des Laserstrahl-Emissionspunkts und des Ablösens der Harzschicht und bietet einen Montagemechanismus, der auf gleiche Weise funktioniert, wie der Flansch des Halbleiterlasers mit Gehäuse. Damit hat der flache harzvergossene Halbleiterlaser gemäß der vorliegenden Erfindung die Probleme der herkömmlichen zylindrischen und der flachen harzver gossenen Halbleiterlaser gelöst und wird den Anwendungsbereich der harzvergossenen Halblei terlaser erweitert.

Claims

1. Halbleiterlaser, umfassend:
einen Laserdiodenchip (1) zum Emittieren eines Laserstrahls, der mit einer Zuleitungs anordnung (12) verbunden ist, und
eine für den Laserstrahl transparente Verkapselungsharzschicht (25, 26), die die Zulei tungsanordnung (12) und wenigstens einen Hauptteil des Laserdiodenchips (1) fest bedeckt,
wobei die Verkapselungsharzschicht umfaßt
einen flachen Teil (25), der wenigstens den Hauptteil des Laserdiodenchips (1) bedeckt, und eine obere und eine untere Fläche aufweist, die symmetrisch in bezug auf eine horizontale Achse (Y) angeordnet sind, die durch eine Mitte der Zuleitungsanordnung (12) geht, welche durch eine Position des Laserdiodenchips (1) definiert ist, sowie Seitenflächen, die symmetrisch in bezug auf eine vertikale Achse (X) angeordnet sind, welche durch die Mitte der Zuleitungsanordnung (12) geht, und
wenigstens einen mit dem flachen Harzteil integrierten Flanschteil (26), der einen Anschlußteil der Zuleitungsanordnung (12) bedeckt, neben welchem die Zuleitungsanordnung mit einem Gerät verbindbar ist, in das der Halbleiterlaser einsetzbar ist, wobei der wenigstens eine Flanschteil (26) eine Umfangsfläche aufweist, deren Krümmungsmittelpunkt mit einem Laserstrahl-Emissionspunkt des Laserdiodenchips (1) übereinstimmt.

2. Halbleiterlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsanord nung (12) mehrere auf einer Ebene nebeneinanderliegende Zuleitungen umfaßt, von denen eine (12a), vorzugsweise eine mittlere, in Längsrichtung der Zuleitungen über die anderen hinaus verlängert ist, wobei der Laserdiodenchip (1) an diesem verlängerten Abschnitt der einen Zulei tung (12a) befestigt ist.

3. Halbleiterlaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verlängerte Abschnitt der einen Zuleitung (12a) sich wenigstens teilweise seitlich über die anderen Zulei tungen erstreckt.

4. Halbleiterlaser nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser diodenchip (1) unter Zwischenlage einer Montagehilfsschicht (2) an der Zuleitungsanordnung (12) befestigt ist.