DE60129991T2

DE60129991T2 - Halbleiterlaservorrichtung

Info

Publication number: DE60129991T2
Application number: DE60129991T
Authority: DE
Inventors: Shoji Tottori-shi HONDA; Yasuhiro Tottori-shi WATANABE; Yasuyuki Tottori-shi BESSHO; Kentarou Tottori-shi TANAKA
Original assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Consumer Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: US6885076B2; CN1258252C; CN1443385A; EP1313184B1; KR20030029107A; KR100542336B1; HK1057654A1; DE60129991D1; EP1313184A4; WO2002007275A1; US20030178711A1; EP1313184A1

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterlaservorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Halbleiterlaservorrichtungen, die eine Baueinheit aus einem Leiterrahmen und einem Harzformteil verwenden, wird viel Aufmerksamkeit gezollt, weil sie vergleichsweise billig und leicht in Massen herzustellen sind. Solche Harzformteilbaueinheiten leiden jedoch verglichen mit Metalldosenbaueinheiten, die herkömmlicherweise in großem Umfang verwendet werden, an einer geringen Wärmeableitung. Aus diesem Grund werden Harzformteilbaueinheiten jetzt weitgehend ausschließlich bei Infrarotlasern mit guten Temperatureigenschaften verwendet und nicht bei Hochleistungslasern für CD-R/W-Laufwerke oder bei Infrarotlasern für DVD-Laufwerke oder bei blauen oder ähnlichen Laser, die hohe Betriebsspannungen erfordern. Eine Verbesserung an Harzformteilbaueinheiten zur besseren Wärmeableitung ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung H11-307871 vorgeschlagen worden. Gemäß diesem Vorschlag ist der Teil des Leiterrahmens, an dem das Laserelement befestigt ist, dicker ausgeführt, und der Leiterrahmen ist in einem Harz eingeschlossen, wobei dieser Teil an der Unterseite des Harzes freiliegt.
Selbst wenn nur der Teil des Leiterrahmens, auf welchem das Laserelement wie vorstehend beschrieben befestigt ist, dicker ausgeführt ist, wird eine Halbleiterlaservorrichtung jedoch selten in eine Aufnahmevorrichtung so eingebaut, dass der dickere Teil des Leiterrahmens mit einem gewissen Teil (dem Körper von) der Aufnahmevorrichtung während des tatsächlichen Betriebs in Kontakt gehalten wird. Somit trägt die vorstehend beschrie bene Verbesserung nicht sehr zu einer besseren Wärmeableitung bei. Wenn darüber hinaus der Leiterrahmen vollständig im Harz umschlossen ist, muss die Positionierung der Halbleiterlaservorrichtung mit Bezug auf das Harz durchgeführt werden, was als Referenz zur Positionierung unstabil ist. Darüber hinaus liegt der dickere Teil des Leiterrahmens nur teilweise an einem Teil der Breite der Halbleiterlaservorrichtung und trägt somit nicht viel zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Halbleiterlaservorrichtung bei. Da darüber hinaus der dickere Teil des Leiterrahmens an der Rückseite des Formteils wie vorstehend beschrieben freiliegt, muss an der Rückseite das Formteil so dünn ausgebildet sein, dass es das Freiliegen des dickeren Teils des Leiterrahmens nicht behindert. Dadurch wird es schwierig, die Festigkeit, mit der der Leiterrahmen befestigt ist, zu erhöhen. Um darüber hinaus zu ermöglichen, dass der Leiterrahmen an der Rückseite des Formteils frei liegt, muss der dickere Teil des Leiterrahmens relativ zu dem anderen Teil desselben beträchtlich angehoben sein, und zusätzlich hat der dicke Teil nur eine kleine Fläche. Dies führt zu einer geringen Flachheit der Halbleiterlaservorrichtung, macht ihre Handhabung schwierig und ihre Einstellung instabil.
Wenn eine derartige Halbleiterlaservorrichtung in eine optische Tonabnehmervorrichtung oder dergleichen eingebaut ist, wird Erstere üblicherweise in Letztere gesetzt, indem das Formteil der Erstgenannten in derjenigen Richtung eingesetzt wird, in welcher sie Laserlicht emittiert. Während dieses Einsetzens stösst der Formteil der Halbleiterlaservorrichtung häufig an den Rand der Öffnung die in dem Körper der optischen Tonabnehmervorrichtung ausgebildet ist, um das Einsetzen zu ermöglichen, oder wird von diesem erfasst.
Ein herkömmliches Beispiel dieser Art von Halbleiterlaservorrichtung ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. H6-45703 offenbart. Dieser Veröffentlichung offenbart einen Leiterrahmen, ein Laserelement, das auf dem Leiterrahmen montiert ist, und einen Harzrahmen zum Schützen des Laserelements. Hierbei werden ein Teil der oberen Kante des Leiterrahmens und die zwei Seitenkanten derselben als Referenzteile zum Einpassen verwendet.
In dieser Halbleiterlaservorrichtung findet jedoch an dem Teil der oberen Kante des Leiterrahmens, der als Referenzteil zur Passung verwendet wird, eine Harzleckage statt, und dies führt sehr nachteilig dazu, dass der Referenzteil für die Passung ungenau wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Ursache einer derartigen Harzleckage untersucht und haben herausgefunden, dass, weil das Außenprofil des Harzrahmens außerhalb der oberen Kante des Leiterrahmens liegt, das Harz in eine Stanzsenke leckt, die in dem Leiterrahmen beim Ausstanzen ausgebildet wird.
Darüber hinaus ist bei dieser Halbleiterlaservorrichtung das Laserelement an dem oberen Ende des Leiterrahmens platziert, um zu verhindern, dass Laserlicht an der Oberfläche des Leiterrahmens reflektiert wird. Nachteiligerweise erhöht dies das Risiko, dass das Laserelement bei der Handhabung mit einem Finger oder einer Pinzette in Berührung gelangt.
14 zeigt die vorstehend beschriebene herkömmliche Halbleiterlaservorrichtung in einem Zustand, der bei ihrem Herstellungsvorgang beobachtet wird. In 14 sind ein erster Leiterrahmen 100, ein zweiter Leiterrahmen 101 und ein dritter Leiterrahmen 103 jeweils mit einem Ende mit einem Hauptleiterrahmen 103 verbunden. In der Mitte jedes der ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 100, 101 und 103 ist ein Verbindungsstab 104 befestigt.
In der Nähe des oberen Endes des ersten Leiterrahmens 100 wird ein Lichtempfangselement 105 befestigt, auf dem Lichtempfangselement 105 wird ein Laserelement 106 befestigt, und eine notwendige Verdrahtung (nicht dargestellt) wird gespannt. Ein Harzrahmen 107 ist so geformt, dass er das Laserelement 106 umgibt und die ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 100, 101 und 102 am anderen Ende fixiert. Wenn der Verbindungsstab 104 in Teile, die mit "a", "b", "c", "d" und "e" bezeichnet sind, geschnitten wird, wird eine Halbleiterlaservorrichtung 108 erhalten.
Wie vorstehend beschrieben bleiben jedoch, nachdem der Verbindungsstab 111 geschnitten worden ist, Spuren 111 und 113 desselben an einem Ort 110 gegenüber einem Referenzteil 109 bzw. an einem Ort 113 gegenüber einem Referenzpunkt 112. Wenn somit die Halbleiterlaservorrichtung 108 in einen Träger (nicht dargestellt) eingesetzt wird und an den Orten 110 und 113 durch Spannvorrichtungen gepresst wird, verschlechtern die Verbindungsstabspuren 111 und 114 die Genauigkeit der Passung. Dies ist der erste Nachteil.
Um diesen Nachteil zu überwinden, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Verbindung des Verbindungsstabs an den Orten "a" und "e" beseitigt. Wenn bei dieser Konfiguration der Hauptleiterrahmen 103 jedoch über einen vorbestimmten Abstand auf einer Maschine transportiert wird, bevor der Verbindungsstab geschnitten wird, wird die Vibration beispielsweise beim Zuführen oder dergleichen bewirken, dass der Endteil des ersten Leiterrahmens 100 sich in eine Richtung biegt, die als G1 oder G2 angegeben ist. Als Ergebnis wird bei einem Einschalttest eine Testsonde von dem angenommenen Berührungspunkt abweichen. Dies ist der zweite Nachteil.
Darüber hinaus ist in dem Harzrahmen 107 vor dem Laserelement 106 ein Fenster 115 ausgebildet, das bewirkt, dass das Laserelement 106 leichter mit einem Finger oder einer Pinzette in Berührung gelangen kann. Dies ist der dritte Nachteil.
In den Patent Abstracts of Japan, Vol. 018, Nr. 545 (E-1617), 18.10.1994, ist eine Halbleiterlaservorrichtung offenbart, die einen Leiterrahmen mit einem dickeren Teil, einem dünneren Teil und einem Leiterteil hat, bei der ein Laserdiodenchip auf dem dickeren Teil montiert ist und eine Photodiode auf dem dünneren Teil montiert ist und bei der der Laserdiodenchip und die Photodiode durch ein transparentes Harz abgedeckt sind.
Die US-A-5,444,726 beschreibt eine Halbleiterlaservorrichtung mit einen Harzkörper, mit einem Elementmontageteil, der an dem Harzkörper in Form von Flügeln vorsteht.
Die Patent Abstracts of Japan, Vo. 2000, Nr. 02, 29.020.2000, zeigen eine Halbleiterlaservorrichtung mit einem dickeren Elementmontageteil, der an der Unterseite eines Harzkörpers vorsteht.
Die Patent Abstracts of Japan, Vol. 1998, Nr. 11 und die JP-A-10154848 offenbaren eine Halbleiterlaservorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleiterlaservorrichtung mit einer verbesserten Wärmeableitung und mechanischen Festigkeit und stabilen Referenzflächen zur Positionierung zur Sicherstellung einer hohen Passgenauigkeit zu schaffen. Eine weitere Aufgabe ist es, eine bessere Bodenoberflächenebenheit zu erzielen. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Struktur zu schaffen, die eine gleichmäßige Passung in einem optischen Tonabnehmer oder dergleichen zulässt und die selbst bei einer miniaturisierten Baugruppe das Sicherstellen großer Referenzflächen zulässt. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Leiterrahmenbaugruppe mit einer einfachen Struktur und einfacher Massenfertigung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Halbleiterlaservorrichtung zu schaffen, die weniger anfällig für Harzleckage oder Berührung mit einem Finger oder dergleichen ist. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Halbleiterlaservorrichtung zu schaffen, die mit hoher Genauigkeit eingepasst werden kann, wobei deren Endteil eines Leiterrahmens weniger anfällig für Biegen ist und dessen lichtemittierendes Element weniger anfällig für die Berührung mit einem Finger oder dergleichen ist.
Diese Aufgaben werden durch eine Halbleiterlaservorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst; die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf Weiterentwicklungen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht der Halbleiterlaservorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Vorderansicht der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine Ansicht von hinten der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Halbleiterlaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine Ansicht von hinten der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung mit zusätzlich ausgebildeten abgeschrägten Flächen an den vorderen Endteilen der beiden Seitenflächen des Hauptleiterrahmens.
6 ist eine Seitenansicht der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung mit zusätzlich ausgebildeten abgeschrägten Flächen an den oberen und unteren Teilen der vorderen Endfläche des Hauptleiterrahmens.
7 ist eine Vorderansicht der Halbleiterlaservorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
8 ist eine Draufsicht auf die Halbleiterlaservorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
9 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Halbleiterlaservorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung wie in 7 gezeigt, entlang der Linie A1-A2.
10 ist eine Vorderansicht der Halbleiterlaservorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die die Anordnung vor dem Schneiden des Verbindungsstabs zeigt.
11 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Halbleiterlaservorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wie in 10 gezeigt, entlang der Linie L1-L2.
12 ist eine Vorderansicht der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wie in 10 gezeigt.
13 ist eine Schnittansicht der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wie in 12 gezeigt, entlang der Linie E1-E2.
14 ist eine Vorderansicht einer herkömmlichen Halbleiterlaservorrichtung, die zeigt, wie diese gesetzt ist.
Beste Art der Durchführung der Erfindung
Zunächst wird anhand der Zeichnungen eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 ist eine Perspektivansicht der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine Vorderansicht der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. 3 ist eine Ansicht von hinten der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. 4 ist eine Ansicht im Schnitt der Halbleiterlaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
In der Halbleiterlaservorrichtung 1 dieser Ausführungsform ist an der Oberseite eines Leiterrahmens eine Subhalterung 3 angeordnet und befestigt. An der Oberseite der Subhalterung 3 ist ein Halbleiterlaserelement 4 angeordnet und befestigt, und der Leiterrahmen 2 wird durch ein Harz 5, das mit diesem innigen Kontakt angeordnet ist, fixiert gehalten.
Der Leiterrahmen 2 besteht aus einem Metall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und hohen elektrischen Leitfähigkeit und ist aus Kupfer, Eisen, einer Legierung derselben oder dergleichen in Plattenform ausgebildet. Der Leiterrahmen 2 besteht aus einer Anzahl von Leiterrahmen, im Einzelnen aus einem Hauptleiterrahmen 6, auf welchem das Halbleiterlaserelement befestigt ist, und Hilfsleiterrahmen 7 und 8 zur Verdrahtung, die von dem Hauptleiterrahmen 6 getrennt sind. Diese einzelnen Leiterrahmen sind durch das isolierende Harz 5 zusammengefügt, um eine Leiterrahmenbaugruppe zu bilden. Der Hauptleiterrahmen 6 besteht aus den folgenden einstückig ausgebildeten Teilen: einem Elementmontageteil 6a, einem Leiterteil 6b, der als Strompfad dient, und linken und rechten Flügelteilen 6c und 6d, die zur Wärmeableitung und Positionierung dienen. Darüber hinaus ist der Hauptleiterrahmen 6 an dem Elementmontageteil 6a, an dem die Subhalterung 3 montiert ist, und an Teilen der Flügelteile 6c und 6d dicker ausgebildet und an dem Leiterteil 6b und den übrigen Teilen der Flügelteile 6C und 6d dünner ausgebildet. In dem beschriebenen Beispiel sind mit Bezug auf eine Grenzlinie, die an dem Basisteil des Leiterteils 6b verläuft, das heißt, wo der Leiterteil 6b den Elementmontageteil 6a verbindet, der Teil des Hauptleiterrahmens 6, der vor der Grenzlinie liegt, der dickere Teil 6e und der Teil des Hauptleiterrahmens 6, der hinter der Grenzlinie liegt, der dünnere Teil 6f. Beispielsweise ist der vordere Teil ungefähr 0,5 bis 1,5 mm dick als dicker Teil 6e ausgebildet, und der rückwärtige Teil ungefähr 0,3 bis 0,5 mm dick ist als dünnerer Teil 6f ausgebildet. Der dickere Teil 6e ist dicker als der dünnere Teil 6f; im Einzelnen ist Ersterer ungefähr 1,2 bis 3 Mal so dick wie der letztgenannte.
Die Hilfsleiterrahmen 7 und 8 sind so dünn wie der Leiterteil 6b ausgebildet. Somit ist es einfach, den Leiterrahmen 2 auch in einer komplizierten Form auszubilden, wenn er durch Pressen ausgestanzt wird. Dadurch wird es möglich, die Abstände zwischen den Leiterteilen zu verkleinern, und dadurch die Halbleiterlaservorrichtung zu miniaturisieren.
Wie vorstehend beschrieben, hat der Leiterrahmen 2 entlang der Richtung X, in der das Laserlicht emittiert wird, unterschiedliche Dicken. Somit ist eine Stufe 9 ausgebildet, die rechtwinklig zu der Laseremissionsrichtung verläuft. Diese Stufe 9 ist an der Rückseite des Leiterrahmens gegenüber dessen Seite ausgebildet, auf welcher das Halbleiterlaserelement 4 montiert ist. Die Stufe 9 kann an derselben Seite, auf der das Halbleiterlaserelement 4 montiert ist, ausgebildet sein.
Der dickere Teil 6e des Hauptleiterrahmens 6 ist über die gesamte Breite des Hauptleiterrahmens 6 ausgebildet, so dass er in dem Elementmontageteil 6a und in den Flügelteilen 6c und 6d liegt. Dies erhöht die Wärmeableiteffizienz und die mechanische Festigkeit des Hauptleiterrahmens 6. Somit ist es möglich zu verhindern, dass die Flügelteile 6c und 6d verformt werden, wenn sie während der Montage in Nuten eingesetzt werden. Darüber hinaus ist der dickere Teil des Hauptleiterrahmens 6 in Richtung der Breite des Harzes 5 über eine Breite gleich oder größer als die Breite des Harzes 5 ausgebildet. Somit ist das Harz 5 verstärkt. Dies trägt dazu bei, die mechanische Festigkeit der Halbleiterlaservorrichtung 1 zu erhöhen. Darüber hinaus sind zwischen dem Elementmontageteil 6a und jedem der linken und rechten Flügelteile 6c und 6d Löcher 6i ausgebildet, wie dies in der 2 durch die gestrichelten Linien angegeben ist, um die oberen und unteren Teile des Harzes 5 zu verbinden (d.h., die Teile desselben an den sichtbaren und rückwärtigen Seiten des Leiterrahmens). Die Harzverbindungslöcher 6i können in dem dickeren Teil 6e ausgebildet sein und können somit groß genug ausgebildet werden.
Das Harz 5 wird beispielsweise durch Einsetzformen hergestellt, um den Leiterrahmen 2 von seiner Ober- und Unterseite her einzuklemmen. Das Harz 5 an der sichtbaren Seite des Leiterrahmens 2 bildet einen U-förmigen Rahmen 5b mit einem Lichtemissionsfenster 5a. Wie in der 2 gezeigt, ist der Teil des Harzes 5, der oberhalb des Leiterrahmens 2 liegt, so geformt, dass er am vorderen Ende, an dem die Breite A ist, enger als am rückwärtigen Ende ist, wo seine Breite B ist, um ein leichtes Einsetzen in die gewünschte Position zu ermöglichen. Der Teil des Harzes 5, der unterhalb des Leiterrahmens 2 liegt, kann so geformt sein, dass die Breite A am vorderen Ende und die Breite B am rückwärtigen Ende gleich sind, hierbei ist jedoch, wie in der 3 gezeigt, wie bei dem Teil, der oberhalb des Leiterrahmens 2 liegt, die Breite A kleiner als die Breite B ausgeführt, um ein leichtes Einsetzen in die gewünschte Position zu ermöglichen. An den vorderen Endteilen der beiden Seitenflächen des Harzrahmens 5b sind abgeschrägte Flächen 5c ausgebildet. Diese abgeschrägten Flächen 5c erlauben ein gleichmäßiges Einsetzen der Halbleiterlaservorrichtung 1 in die gewünschte Position. Die vorstehend angegebenen kreisförmigen Harzverbindungslöcher 6e sind in dem Teil des Harzes mit der größeren Breite ausgebildet und liegen somit hinter den abgeschrägten Flächen 5c.
Die Rückseite des Harzes 5 ist zu einer flachen Oberfläche 5d ausgebildet, um den Elementmontageteil 6a abzudecken, und hat eine Außenform (hexagonal) ähnlich wie diejenige des Harzrahmens 5b an der sichtbaren Seite desselben. Das heißt, die Breite A am vorderen Ende ist kleiner als die Breite B am rückwärtigen Ende. An den vorderen Endteilen der beiden Seitenflächen der Rückseite sind abgeschrägte Flächen 5e ausgebildet. Diese abgeschrägten Flächen 5e erlauben ein gleichmäßiges Einsetzen der Halbleiterlaservorrich tung 1 in die gewünschte Position. Darüber hinaus bildet die sichtbare Fläche (ebene Fläche 5d) des Harzes 5, die die Rückseite der Halbleiterlaservorrichtung 1 bildet, eine Haltefläche, die eine größere Fläche als der dickere Elementmontageteil 6a hat. Dies stellt eine stabilere Platzierung der Halbleiterlaservorrichtung 1 auf der gewünschten Fläche sicher.
Da der Hauptleiterrahmen 6 an seinem vorderen Teil dicker ausgebildet ist, ist er an seiner vorderen Stirnfläche breit. Somit kann unter Verwendung der vorderen Stirnflächen des Elementmontageteils 6a und der Flügelteile 6c und 6d, die alle am Harz 5 vorstehen, als Referenz zur Positionierung es möglich sein, eine breite Referenzfläche sicherzustellen. Insbesondere ist die vordere Stirnfläche des Hauptleiterrahmens 6 dicker als der Leiterteil 6b oder die Hilfsleiterrahmen 7 und 8, und daher wird es durch ihre Verwendung möglich, eine breitere Referenzfläche zur Positionierung sicherzustellen, als dies bei der Verwendung eines gewöhnlichen Leiterrahmens der Fall wäre (ähnlich dem Leiterteil 6b oder den Hilfsleiterrahmen 7 und 8).
Da darüber hinaus das Harz 5 am vorderen Ende schmaler ist, können die Breiten der vorderen Stirnflächen der Flügelteile 6c und 6d größer ausgebildet werden, wenn keine abgeschrägten Flächen 5c ausgebildet sind. Dadurch wird es möglich, eine breite Referenzfläche unter Verwendung der vorderen Stirnflächen der Flügelteile 6c und 6d als Referenz zur Positionierung sicherzustellen. Insbesondere sind, wie vorstehend beschrieben, die vorderen Stirnflächen der Flügelteile dicker als der Leiterteil 6b oder die Hilfsleiterrahmen 7 und 8, und daher wird es durch ihre Verwendung möglich, die breite Referenzfläche sicherzustellen. Dadurch ist die Verbreiterung der Breiten für die Positionierung äußerst nützlich. Der Elementmontageteil 6a des Hauptleiterrahmens 6 und die Hilfsleiterrahmen 7 und 8 sind durch den Harzrahmen 5b so umgeben, dass kein Teil des Harzes 5 auf diesen existiert, und daher sind ihre Oberflächen freigelegt. Das Halbleiterlaserelement 4 ist an dem so freigelegten Elementmontageteil 6a montiert und fixiert, wobei die Subhalterung 3 zwischen diesen platziert ist. Danach wird die notwendige Verdrahtung zwischen dem Halbleiterlaserelement 4, der Subhalterung 3 und den Hilfsleiterrahmen 7 und 8 gespannt.
Ein Teil der rückwärtigen Flächen des Hauptleiterrahmens 6 und der Hilfsleiterrahmen 7 und 8 ist durch die Rückseite 5d des Harzes 5 abgedeckt, d.h., eine dünne Schicht des Harzes 5. Diese Harzrückseite 5d, die die Rückseite der Halbleiterlaservorrichtung 1 bildet, bildet eine Haltefläche mit einer größeren Fläche als die des dickeren Elementmontageteils 6a. Dies stellt eine stabilere Platzierung der Halbleiterlaservorrichtung 1 auf der gewünschten Fläche sicher. Die Harzrückseite 5d ist vorzugsweise zu einer ebenen Oberfläche ausgebildet, um als Haltefläche wie vorstehend beschrieben geeignet zu sein. Solange als diese als Haltefläche dient, kann jedoch in der Harzrückseite 5d in einem Teil derselben eine Aussparung ausgebildet sein, um die Rückseite des Elementmontageteils 6a freizugeben.
Die Subhalterung 3 ist ein Lichtempfangselement, dessen Grundmaterial Si ist und das die Überwachung des Rückemissionslichts des Halbleiterlaserelements 4 ermöglicht. Die Subhalterung 3 kann aus irgendeinem anderen Material als Si bestehen, beispielsweise einer Keramik, einem Metall oder einem anderen Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise AIN, SiC oder Cu. Wenn in der Subhalterung 3 kein lichtemittierendes Element eingebaut werden kann, wird es separat montiert. Die Subhalterung 3 ist an dem Leiterrahmen 2 unter Verwendung eines Lötmaterials, wie beispielsweise Au-Sn, Pb-Sn, Au-Sn oder Sn-Bi, Ag-Paste oder dergleichen befestigt.
Das Halbleiterlaserelement 4 wird an der Subhalterung 3 an einer vorbestimmten Position unter Verwendung von Lötmaterial wie beispielsweise Au-Sn oder Pb-Sn, Ag-Paste oder dergleichen befestigt.
In dieser Ausführungsform sind die Hilfsleiterrahmen 7 und 8 so dünn wie der Leiterteil 6b; sie können jedoch auch so ausgebildet sein, dass sie wie der Hauptleiterrahmen 6 dickere und dünnere Teile haben. In diesem Fall sind die dickeren Teile vorzugsweise innerhalb des Bereichs ausgebildet, der im Inneren des Harzrahmens 5b liegt, und die übrigen Teile sind dünner ausgebildet. Dann dienen die dickeren Teile der Hilfsleiterrahmen 7 und 8 wie diejenigen des Hauptleiterrahmens 6 dazu, zu verhindern, dass der Leiterrahmen 2 aus dem Harz 5 fällt.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform behandelt ein Beispiel, bei dem an den vorderen Endteilen der beiden Seitenkanten des Harzes 5 an dessen sichtbarer und rückseitiger Fläche abgeschrägte Flächen 5c und 5e ausgebildet sind. Wie in der 5 gezeigt, ist es auch möglich, ähnlich abgeschrägte Flächen 6g an den Flügelteilen 6c und 6d auszubilden. Diese abgeschrägte Flächen 6g sind an vorderen Endteilen der beiden Seitenkanten des Hauptleiterrahmens ausgebildet. Wie in der 6 gezeigt, ist es auch möglich, wenigstens an dem oberen oder unteren Teil der vorderen Stirnflächen der Flügelteile 6c und 6d abgeschrägte Flächen 6h auszubilden. Diese abgeschrägten Flächen ermöglichen genauso wie diejenigen, die bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgebildet sind, ein gleichmäßigeres Einsetzen der Halbleiterlaservorrichtung 1.
Als Nächstes wird anhand der 7 bis 9 die Halbleiterlaservorrichtung 41 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 7 ist eine Vorderansicht der Halbleiterlaservorrichtung 41 der zweiten Ausführungsform der Erfindung. 8 ist eine Draufsicht auf die Halbleiterlaservorrichtung 41 der zweiten Ausführungsform der Erfindung. 9 ist eine Ansicht im Schnitt der Halbleiterlaservorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 7 entlang der Linie A1-A2. In diesen Figuren besteht ein Hauptleiterrahmen 42 aus einem plattierten Metallmaterial, wie beispielsweise Kupfer, und hat eine Dicke von beispielsweise 0,2 bis 1,0 mm.
Der Hauptleiterrahmen 42 ist von vorne gesehen (siehe 7) im Wesentlichen T-förmig. Der Hauptleiterrahmen 42 besteht aus einem Anschlussteil 43, einem Basisteil 44, Vorsprüngen 45 und 46, einem Schnitt 47 und anderen Teilen.
Der Anschlussteil 43 ist in der Vorderansicht gesehen im Wesentlichen rechteckig. Der Basisteil 44 ist so ausgebildet, dass er an den Anschlussteil 43 anschließt und im Wesentlichen eine rechteckige Außenform hat (mit Schnitten, die in einem Teil desselben ausgebildet sind).
In der Außenform des Basisteils 44 sind Referenzteile 48 und 49 in der Vertikalrichtung (Y-Richtung) und Referenzteile 10 und 11 in der Vertikalrichtung (Y-Richtung) und Refe renzteile 10 und 11 in der Horizontalrichtung (X-Richtung) ausgebildet. Wenn die Halbleiterlaservorrichtung 41 in eine Klemmkomponente (nicht dargestellt) eingepasst wird, werden diese Referenzteile 48, 49, 10 und 11 mit den Innenflächen der Klemmkomponente in Berührung gehalten, und dies ermöglicht die exakte Positionierung der Halbleiterlaservorrichtung 41. Somit dienen die Referenzteile 48, 49, 10 und 11 als Referenz für das Einpassen des Hauptleiterrahmens 42.
Die Vorsprünge 45 und 46 sind nahe der Referenzteile 10 bzw. 11 ausgebildet, und der Schnitt 47 ist zwischen den Vorsprüngen 45 und 46 ausgebildet. Die Vorsprünge 45 und 46 stehen an den Referenzteilen 10 und 11 in der vertikalen Richtung (Y-Richtung) nach oben vor. Das heißt, die Vorsprünge 45 und 46 sind außerhalb der Referenzteile 10 und 11 ausgebildet (an der Seite derselben, die von dem später beschriebenen Laserelement weiter entfernt ist).
Wie vorstehend beschrieben, ist der Schnitt 47 an dem vorderen Elementmontageteil des Hauptleiterrahmens 42 ausgebildet, auf welchem das Laserelement montiert ist, und die Vorsprünge 45 und 46 sind an beiden Seiten neben dem Schnitt 47 ausgebildet. Darüber hinaus sind an geeigneten Positionen in dem Basisteil 44 des Hauptleiterrahmens 42 Durchgangslöcher 12 und 13 ausgebildet.
Ein Lichtempfangselement 16 ist beispielsweise ein auf Silizium basierender Kristall mit einer P-I-N-Struktur und hat auf der Oberfläche Elektroden 17 und 18 und eine rückseitige Elektrode (nicht dargestellt) darauf ausgebildet. Die oberseitige Elektrode ist so ausgebildet, dass sie mit dem Lichtempfangsteil 19, der als eine P-Diffusionsregion ausgebildet ist, einen ohmschen Kontakt bildet. Die rückseitige Elektrode des Lichtempfangselements 16 ist an dem Basisteil 44 des Hauptleiterrahmens 42 mit einem leitfähigen Klebstoff wie beispielsweise einer dazwischen angeordneten Ag-Paste befestigt.
Als ein Laserelement 20 wird beispielsweise ein Laserelement verwendet, das ein Material verwendet, wie beispielsweise einen GaAlAs-basierenden Halbleiter, der aus einer aktiven Schicht und diese ummantelnden Mantelschichten zusammengesetzt ist, einen Halbleiter auf AlGaInP- oder AlGaInPAs-Basis, wie er als rote Halbleiterlaserelemente für hochdichte optische Platten verwendet wird, einen Halbleiter auf GaN-Basis, wie er für Elektronikvorrichtungen wie beispielsweise Transistoren verwendet wird oder einen II-VI-Halbleiter. Das Laserelement 20 hat eine rückseitige Elektrode (nicht dargestellt), die an der vorderseitigen Elektrode 17 des Lichtempfangselements 16 mit dazwischen liegender Ag-Paste oder dergleichen befestigt ist, so dass die Hauptemissionsfläche des Laserelements 20 nach vorne weist (in die Richtung, die als Al bezeichnet ist). Auf diese Weise ist das Laserelement 20 auf dem Hauptleiterrahmen 42 montiert.
Das Laserelement 20 ist so ausgebildet, dass das Reflexionsvermögen an dem reflektierenden Film an seiner Rückseite höher als das an seiner Stirnfläche ist. Dies ermöglicht es, dass das Laserelement 20 für die Überwachung eine Hilfsemission nach rückwärts ausgibt.
Die Hilfsleiterrahmen 14 und 15 sind jeweils beispielsweise aus einem plattierten Metallmaterial wie beispielsweise Kupfer ausgebildet. Die Hilfsleiterrahmen 14 und 15 sind so angeordnet, dass sie neben dem Anschlussteil 43 des Hauptleiterrahmens 42 liegen.
Ein feiner Metallleiter 21 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die Oberflächenelektrode des Laserelements 20 mit dem Basisteil 44 des Hauptleiterrahmens 42 verbindet. Ein feiner Metallleiter 21 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vorderseitige Elektrode 17 des lichtempfindlichen Elements 16 mit dem Hilfsleiterrahmen 14 verbindet. Ein feiner Metallleiterrahmen 23 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vorderseitige Elektrode 18 des Lichtempfangselements 16 mit dem Hilfsleiterrahmen 15 verbindet.
Ein Harzrahmen 24 besteht beispielsweise aus Polycarbonatharz, Epoxidharz oder dergleichen. Der Harzrahmen 24 wird durch Spritzpressen gebildet, so dass er beispielsweise in der Draufsicht im Wesentlichen C-förmig ist, um die Lichtemissionsfläche des Laserelements 20 freizulegen und dass er den Hauptleiterrahmen 42 und die Hilfsleiterrahmen 14 und 15 sowohl von oben als auch von unten umschließt.
Somit dient der Harzrahmen 24 dazu, das Laserelement 20 zu schützen. Darüber hinaus ist der Harzrahmen 24 so ausgebildet, dass seine Teile 25 und 26 an den vorderen und rückwärtigen Flächen des Hauptleiterrahmens 42 durch die Durchgangslöcher 12 und 13, die in dem Basisteil 44 des Hauptleiterrahmens 42 ausgebildet sind, miteinander verbunden sind.
Der Harzrahmen 24 hat eine Außenkante 27, die im Inneren des vorderen Endes des Hauptleiterrahmens 42 liegt (an der Seite näher zum Laserelement 20), d.h., innerhalb der Vorsprünge 45 und 46 des Hauptleiterrahmens 42. Darüber hinaus hat der Harzrahmen 24 Außenkanten 28 und 29, die innerhalb der beiden Seitenkanten des Hauptleiterrahmens 42 liegen (an der Seite näher zum dem Laserelement 20).
Im Einzelnen liegen die Außenkanten 27, 28 und 29 des Harzrahmens 24 innerhalb der Referenzteile 48, 49, 10 und 11 (an der Seite derselben näher zu dem Laserelement 20), die als Referenz für die Einpassung des Hauptleiterrahmens 42 verwendet werden. Diese Struktur verhindert beim Formen des Harzrahmens 24 eine Harzleckage, die an den Referenzteilen 48, 49, 10 und 11 als Ergebnis einer Stanzvertiefung (einer leichten Kurve im Querschnitt, die gegenüber dem Grat während des Ausstanzens auftritt) auftritt, welche in dem Hauptleiterrahmen 42 ausgebildet wird, wenn dieser ausgestanzt wird.
An einem vordern Teil des Harzrahmens ist ein Fenster 30 ausgebildet, um die Hauptemissionsfläche des Laserelements 20 freizulegen (d.h. so, dass das Hauptemissionslicht nicht unterbrochen wird). Die vorstehend beschriebenen Komponenten bilden die Halbleiterlaservorrichtung 41.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Laserelement 20 auf dem Lichtempfangselement 16 montiert. Es ist jedoch auch möglich, das Laserelement 20 direkt oder mit einem Subhalter dazwischen auf dem Hauptleiterrahmen 42 vor dem Lichtempfangselement 16 zu montieren.
Als Nächstes wird die Herstellung der Halbleiterlaservorrichtung 51 einer dritten Ausführungsform der Erfindung anhand der 10 und 11 beschrieben. 10 zeigt einen Zu stand der Halbleiterlaservorrichtung 41 vor dem Abschneiden des Verbindungsstabes, und 11 ist eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie L1-L2 in 10.
In diesen Figuren ist ein Leiterrahmen 52 beispielsweise aus einem plattierten Metallmaterial wie beispielsweise Kupfer gebildet und hat eine Dicke von beispielsweise 0,2 bis 1,0 mm. Der Leiterrahmen 52 besteht aus einem ersten Leiterrahmen 53, einem zweiten Leiterrahmen 54 und einem dritten Leiterrahmen 55, die jeweils miteinander an einem Ende mit dem Hauptleiterrahmen 56 verbunden sind.
Die ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 53, 54 und 55 sind jeweils an einem mittleren Punkt mit einem Verbindungsstab 57 verbunden. Eine Anzahl von Sätzen erster, zweiter und dritter Leiterrahmen (nicht dargestellt), die identisch mit den ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 53, 54 und 55 sind, sind an einem Ende mit dem Hauptleiterrahmen 56 und an einem mittleren Punkt mit dem Verbindungsstab 57 verbunden. Die Anzahl der Sätze der ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 53, 54 und 55, der Hauptleiterrahmen 56, der Verbindungsstab 57 und andere Teile bilden zusammen den Leiterrahmen 52 als Ganzes.
Der erste Leiterrahmen 53 besteht aus einem Anschlussteil 58, einem Verbindungsteil 59, einem Basisteil 60, Vorsprüngen 61 und 62, einem Schnitt 63 und anderen Teilen. Der Anschlussteil 58 ist von vorne gesehen rechteckig und liegt zwischen dem Hauptleiterrahmen 56 und dem Verbindungsstab 57.
Der Verbindungsteil 59 verbindet den Verbindungsstab 57 und den Basisteil 60 miteinander. Der Basisteil 60 hat eine im Wesentlichen rechteckige Außenform (mit in Teilen desselben ausgebildeten Schnitten).
In der Außenform des Basisteils 16 sind die Referenzteile 64 und 65 in der vertikalen Richtung und die Referenzteile 66 und 67 in der horizontalen Richtung ausgebildet. Das heißt, die Referenzteile 64 und 65 sind beide Seitenkanten des ersten Leiterrahmens 53, und die Referenzteile 66 und 67 sind die Oberkante des ersten Leiterrahmens 53. Weder Teil 68 gegenüber dem Referenzteil 66 ist mit dem Verbindungsstab 57 verbunden noch ist ein Teil 69 gegenüber dem Referenzteil 67 mit dem Verbindungsstab 57 verbunden.
Wenn die Halbleiterlaservorrichtung 51 in eine Klemmkomponente (nicht dargestellt) eingepasst wird, werden die vorstehend genannten Referenzteile 64, 65, 66 und 67 mit den Innenflächen der Klemmkomponente in Kontakt gehalten. Dies ermöglicht, dass die Halbleiterlaservorrichtung 51 akkurat positioniert wird.
Die Vorsprünge 61 und 62 sind in der Nähe der Referenzteile 66 bzw. 67 ausgebildet, und der Schnitt 63 ist zwischen den Vorsprüngen 61 und 62 ausgebildet. Die Vorsprünge 61 und 62 stehen an den Referenzteilen 66 und 67 und im Schnitt 63 nach außen vor.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Schnitt 63 im vorderen Teil des Elementmontageteils des ersten Leiterrahmens 53 ausgebildet, auf dem das Laserelement (später beschrieben) montiert ist. Darüber hinaus sind an geeigneten Positionen in dem Basisteil 60 Durchgangslöcher 70 und 71 ausgebildet. Die Vorsprünge 61 und 62 sind an den beiden Seiten in der Nähe des Schnittes 63 ausgebildet.
Ein Lichtempfangselement 72 besteht beispielsweise aus einem auf Silizium basierenden Kristall mit einer P-I-N-Struktur und hat vorderseitige Elektroden 73 und 74 und rückseitige Elektroden (nicht dargestellt) ausgebildet. Die vorderseitige Elektrode 74 ist so ausgebildet, dass sie mit dem Lichtempfangsteil 75, der als eine P-Diffusionsregion ausgebildet ist, einen ohmschen Kontakt erzielt. Die rückseitige Elektrode des Lichtempfangselements 66 ist an dem Basisteil 60 des ersten Leiterrahmens 53 mit einer dazwischen liegenden Ag-Paste befestigt.
Als ein Laserelement 76 wird beispielsweise ein Laserelement verwendet, das ein Material verwendet, wie beispielsweise einen Halbleiter, der auf GaAlAs-basiert, bestehend aus einer aktiven Schicht und Mantelschichten, die diesen einschließen, einen Halbleiter, der auf AlGaInP oder AlGaInPAs basiert, wie er bei roten Halbleiterlaserelementen für hochdichte optische Platten verwendet wird, einen Halbleiter, der auf GaN basiert, wie er bei Elektro nikvorrichtungen wie beispielsweise Transistoren verwendet wird oder einen II-VI-Halbleiter.
Das Laserelement 76 hat eine rückseitige Elektrode (nicht dargestellt), die an der vorderseitigen Elektrode 73 des Lichtempfangselements 72 mit dazwischen liegender Ag-Paste oder dergleichen befestigt ist, so dass die Hauptemissionsfläche des Laserelements 76 nach vorne weist. Auf diese Weise ist das Laserelement 76 auf dem ersten Leiterrahmen 53 montiert.
Das Laserelement 76 ist so ausgebildet, dass das Reflexionsvermögen des reflektierenden Films an seiner Rückseite höher als die an seiner Vorderseite ist. Dies ermöglicht, dass das Laserelement 20 nach rückwärts eine Hilfsemission zur Überwachung ausgibt.
Ein feiner Metallleiter 77 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vorderseitige Elektrode des Laserelements 76 mit dem Basisteil 60 des ersten Leiterrahmens 53 verbindet. Ein feiner Metallleiter 78 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vorderseitige Elektrode 73 des Lichtempfangselements 72 mit dem zweiten Leiterrahmen 54 verbinden. Ein feiner Metallleiter 79 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vorderseitige Elektrode 74 des Lichtempfangselements 72 mit dem dritten Leiterrahmen 55 verbindet.
Der Harzrahmen 80 besteht beispielsweise aus Polycarbonatharz, Epoxidharz oder dergleichen. Der Harzrahmen 80 wird durch Spritzpressen so ausgebildet, dass er beispielsweise in der Draufsicht gesehen im Wesentlichen C-förmig ist, um die Lichtemissionsfläche des Laserelements 76 freizulegen, und dass er die ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 53, 54 und 55 von den Vorder- als auch Rückseiten umschließt.
Somit dient der Harzrahmen 80 dazu, das Laserelement 76 zu schützen. Darüber hinaus ist der Harzrahmen 80 so ausgebildet, dass seine Positionen 81 und 82 an den vorderen und rückwärtigen Seiten des ersten Leiterrahmens 53 miteinander durch die Durchgangslöcher 70 und 71, die im Basisteil 60 des ersten Leiterrahmens 53 ausgebildet sind, verbunden ist.
An einem vorderen Teil des Harzrahmens 80 ist ein Fenster 83 ausgebildet, um die Hauptemissionsfläche des Laserelements 76 freizulegen (d.h., um das Hauptemissionslicht nicht zu unterbrechen). Die vorstehend beschriebenen Komponenten bilden ein Halbleiterlaservorrichtungsset 87 mit der Halbleiterlaservorrichtung 51 in einem Zustand, bevor der Verbindungsstab abgeschnitten wird.
Als Nächstes wird für einen Einschalttest der Hauptleiterrahmen 56 über einen vorbestimmten Abstand in der Horizontalrichtung (beispielsweise in der als D2 angegebenen Richtung) auf eine Maschine (nicht dargestellt) geführt. Obwohl das Zuführen eine Vibration hervorruft, entwickelt beispielsweise der vordere Teil des ersten Leiterrahmens 53 fast keine Biegung (d.h., nur eine solch geringe Biegung, dass sie praktisch vernachlässigbar ist) in der als D1 oder D2 angegebenen Richtung. Wenn somit eine Testsonde durch eine Maschine automatisch betrieben wird, um die vorderseitigen Elektroden 73 und 74 und dergleichen als einen Einschalttest zu berühren, berührt die Testsonde genau die richtigen Positionen wie sie dies soll.
Um auf diese Weise zu verhindern, dass der vordere Teil des ersten Leiterrahmens 53 sich in der Richtung D1 oder D2 als Ergebnis von Vibration des Zuführens oder dergleichen biegt, ist die Struktur wie folgt ausgearbeitet. Die Breite M (beispielsweise 0,9 mm) des Verbindungsteils 59 des ersten Leiterrahmens 53, der oberhalb der Verbindungsstabspuren 84 (später beschrieben) liegt, ist gleich oder das 1,3-fache der Dicke F (beispielsweise 0,6 mm) des ersten Leiterrahmens 53. Darüber hinaus ist der Abstand C von der oberen Kante der Verbindungsstabspuren 84 bis zum vorderen Ende des ersten Leiterrahmens 53 (dem vorderen Ende der Vorsprünge 61) mit 3 mm bis 10 mm bemessen.
Wenn der Hauptleiterrahmen 56 bei dieser Struktur zugeführt wird oder gerade zugeführt worden ist, oder wenn auf das vordere Ende des ersten Leiterrahmens 53 durch einen Finger oder dergleichen eine externe Kraft ausgeübt wird, entwickelt der vordere Teil des ersten Leiterrahmens 53 weiterhin keine Biegung in der Richtung D1 oder D2. Dies ist deshalb der Fall, weil bei dieser Konstruktion der Verbindungsteil 59 des ersten Leiterrah mens 52 fest mit dem Verbindungsstab 57 verbunden ist, so dass der erste Leiterrahmen 53 fast keine Biegung entwickelt.
Als Nächstes wird eine untere Form (nicht dargestellt) an der Rückseite der ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 53, 54 und 55 platziert, und eine obere Form (nicht dargestellt) wird auf die Vorderseite der ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 53, 54 und 55 so gepresst, dass die ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 53, 54 und 55 von dem Hauptleiterrahmen 56 abgeschnitten werden.
Gleichzeitig wird der Verbindungsstab 57 abgeschnitten, wobei an den ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 53, 54 und 55 die Verbindungsstabspuren 84, 85 bzw. 86 bleiben. Die Linie H1-H2 (siehe 10) zeigt die Linie an, entlang welcher die Außenformen der ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen 53, 54 und 55 geschnitten werden. Durch die vorstehend beschriebenen Vorgänge ist die Halbleiterlaservorrichtung 51 als Endprodukt hergestellt.
Als Nächstes wird diese Halbleiterlaservorrichtung 51 anhand der 12 und 13 beschrieben. 12 ist eine Vorderansicht der Halbleiterlaservorrichtung 51, und 13 ist eine Schnittansicht entlang der Linie E1-E2 gemäß 12.
In diesen Figuren resultiert ein Leiterrahmen 53a aus dem in der 10 gezeigten ersten Leiterrahmen 53 als Ergebnis dessen, dass der Verbindungsstab abgeschnitten ist, und die Außenform des ersten Leiterrahmens 53 ist entlang der Linie H1-H2 abgeschnitten. Der Leiterrahmen 53a besteht beispielsweise aus einem plattiertem Metallmaterial wie beispielsweise Kupfer und hat eine Dicke von beispielsweise 0,2 bis 1,0 mm (in dem beschriebenen Beispiel ist F = 0,6 mm).
Der Leiterrahmen 53a hat von vorne gesehen (siehe 12) im Wesentlichen eine T-Form. Der Leiterrahmen 53a besteht aus einem Anschlussteil 58a, einer Verbindungsstabspur 84, einem Verbindungsteil 59, einem Basisteil 60, Vorsprüngen 61 und 62, einem Schnitt 63 und anderen Teilen. Der Anschlussteil 58a ist von vorne gesehen im Wesentli chen rechteckig und resultiert aus dem Anschlussteil 58, der in der 10 gezeigt ist, welcher entlang der Linie H1-H2 abgeschnitten ist. Der Verbindungsteil 59 verbindet die Verbindungsstabspur und den Basisteil 60.
In der Außenform des Basisteils 60 sind die Referenzteile 64 und 65 in der vertikalen Richtung und die Referenzteile 66 und 67 in der horizontalen Richtung ausgebildet. Das heißt, die Referenzteile 64 und 65 sind die beiden Seitenkanten des Leiterrahmens 53a, und die Referenzteile 66 und 67 sind die Vorderkante des Leiterrahmens 53a.
Da ein Teil 68 gegenüber dem Referenzteil 66 nicht mit dem Verbindungsstab 77 verbunden ist, ist hier keine Verbindungsstabspur; da ähnlich ein Teil 59 gegenüber dem Referenzteil 67 nicht mit dem Verbindungsstab 57 verbunden ist, ist hier keine Verbindungsstabspur: Somit ist die Verbindungsstabspur 84 an dem Leiterrahmen 53a nur an einem anderen Ort als in Referenzteilen 64, 65, 66 und 67 des Leiterrahmens 53a, an einem anderen Ort als dem Teil 68 gegenüber den Referenzteilen 66 und anderswo als an dem Teil 69 gegenüber dem Referenzteil 67 belassen.
Wenn die Halbleiterlaservorrichtung 51 in eine Klemmkomponente (nicht dargestellt) eingepasst wird, werden die vorstehend genannten Referenzteile 64, 65, 66 und 67 mit den Innenflächen der Klemmkomponente in Kontakt gehalten, und dies ermöglicht, dass die Halbleiterlaservorrichtung 51 akkurat positioniert wird. Dies ist deshalb der Fall, weil, wenn die Halbleiterlaservorrichtung 51 in eine Klemmkomponente mit den gegenüberliegenden Teilen 68 und 69 mit Spannvorrichtungen oder dergleichen gepresst, eingesetzt wird, erlaubt die Abwesenheit von Verbindungsstabspuren an den gegenüberliegenden Teilen 68 und 69 ein Einsetzen der Halbleiterlaservorrichtung 51 in die gewünschte Position.
Die Vorsprünge 61 und 62 sind in der Nähe der Referenzteile 66 und 67 ausgebildet, und der Schnitt 63 ist zwischen den Vorsprüngen 61 und 62 ausgebildet. Die Vorsprünge 61 und 62 stehen an den Referenzteilen 66 und 67 und dem Schnitt 63 nach außen vor.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Schnitt 63 vor dem Elementmontageteil des Leiterrahmens 53a, auf dem ein Laserelement 76 montiert ist, ausgebildet. Darüber hinaus sind an geeigneten Positionen in dem Basisteil 60 Durchgangslöcher 70 und 71 ausgebildet. Die Vorsprünge 61 und 62 sind an den beiden Seiten in der Nähe des Schnitts 63 ausgebildet. Wenn bei dieser Konstruktion die Halbleiterlaservorrichtung 71 gehandhabt wird, dienen die Vorsprünge 61 und 62 als Schutz, verhindern, dass das Laserelement 76 mit einem Finger oder dergleichen in Berührung gelangt.
Ein Lichtempfangselement 72 ist beispielsweise ein auf Silizium basierender Kristall mit einer P-I-N-Struktur und hat vorderseitige Elektroden 73 und 74 und eine rückseitige Elektrode (nicht dargestellt) darauf ausgebildet. Die vorderseitige Elektrode 74 ist so ausgebildet, dass sie mit dem Lichtempfangsteil 75, der als eine P-Diffusionsregion ausgebildet ist, einen ohmschen Kontakt erzielt. Die rückseitige Elektrode des Lichtempfangselements 72 ist an dem Basisteil 60 des Leiterrahmens 53a mit einer dazwischen liegenden Ag-Paste oder dergleichen befestigt.
Als Laserelement 76 wird beispielsweise ein Laserelement verwendet, das ein Material verwendet wie beispielsweise einen auf GaAlAs basierenden Halbleiter, bestehend aus einer aktiven Schicht und diese umhüllenden Mantelschichten, einen auf AlGaInP oder Al-GaInPAs basierenden Halbleiter, wie er bei roten Halbleiterlaserelementen für hochdichte optische Platten verwendet wird, einen auf GaN basierenden Halbleiter, wie er bei Elektronikvorrichtungen wie beispielsweise Transistoren verwendet wird, oder einen II-VI-Halbleiter. Das Laserelement 76 hat seine rückseitige Elektrode (nicht dargestellt) an der vorderseitigen Elektrode 73 des Lichtempfangselements 72 mit einer dazwischen liegenden Ag-Paste oder dergleichen befestigt, so dass die Hauptemissionsfläche des Laserelements 76 nach vorne weist. Auf diese Weise ist das Laserelement 76 auf dem Leiterrahmen 53a befestigt.
Ein feiner Metallleiter 77 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vorderseitige Elektrode des Laserelements 76 mit dem Basisteil 60 des Leiterrahmens 53a verbindet. Ein feiner Metallleiter 78 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vordersei- Ein feiner Metallleiter 77 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vorderseitige Elektrode des Laserelements 76 mit dem Basisteil 60 des Leiterrahmens 53a verbindet. Ein feiner Metallleiter 78 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vorderseitige Elektrode 73 des Lichtempfangselements 72 mit dem anderen Leiterrahmen 54a (dem zweiten Leiterrahmen 54 wie in 10 gezeigt, entlang der Linie H1-H2 geschnitten), verbindet. Ein feiner Metallleiter 79 aus Gold oder dergleichen ist so gespannt, dass er die vorderseitige Elektrode 74 des Lichtempfangselements 72 mit einem weiteren Leiterrahmen 55 (dem dritten Leiterrahmen 55 wie in 10 gezeigt, entlang der Linie H1-H2 geschnitten) verbindet.
Ein Harzrahmen 80 wird beispielsweise aus Polycarbonatharz, Epoxidharz oder dergleichen hergestellt. Der Harzrahmen 80 wird durch Spritzgießen geformt, so dass er beispielsweise in der Draufsicht gesehen im Wesentlichen C-förmig ist (siehe 12), um die Lichtemissionsfläche des Laserelements 76 freizulegen, und dass er den Leiterrahmen 53a und die anderen Leiterrahmen 54a und 55a an deren beiden vorderen und rückwärtigen Seiten umschließt. Somit dient der Harzrahmen 80 zum Schutz des Laserelements 76.
An einem vorderen Teil des Harzrahmens 80 ist ein Fenster 83 ausgebildet, um die Hauptemissionsfläche des Laserelements 76 freizulegen (d.h., um nicht das Hauptemissionslicht zu unterbrechen). Die vorstehend beschriebenen Komponenten bilden das Halbleiterlaservorrichtungsset 51.
In dieser Halbleiterlaservorrichtung 51 ist die Breite M (beispielsweise 0,9 mm) des Verbindungsteils 59 des Leiterrahmens 53a, der oberhalb der Verbindungsstabspuren 84 liegt, gleich oder das 1,3-fache der Dicke F (beispielsweise 0,6 mm) des Leiterrahmens 53a. Darüber hinaus ist der Abstand C von der oberen Kante der Verbindungsstabspuren 84 bis zum vorderen Ende des Leiterrahmens 53a (dem vorderen Ende des Vorsprungs 61) gleich 3 mm bis 10 mm.
Wenn bei dieser Konstruktion der Hauptleiterrahmen 56 (siehe 10) zugeführt wird oder gerade zugeführt worden ist, oder wenn das vordere Ende des Leiterrahmens 53 durch einen Finger oder dergleichen mit einer äußeren Kraft beaufschlagt wird, entwickelt der vordere Teil des ersten Leiterrahmens 53 fast keine Biegung in der Richtung D1 oder D2. Dies ist deshalb der Fall, weil in dieser Konstruktion der Verbindungsteil 59 des ersten Leiterrahmens 53 fest mit dem Verbindungsstab 57 verbunden ist, so dass der erste Leiterrahmen 53 weitgehend keine Biegung erzeugt.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen behandeln Halbleiterlaservorrichtungen, welche Laserelemente verwenden. Die Konstruktionen der Ausführungsformen sind jedoch auch bei lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, welche andere lichtemittierende Elemente als Laserelemente, wie beispielsweise LED-Elemente verwenden, anwendbar.
Es ist klar zu ersehen, dass viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung angesichts der vorstehenden Lehre, denkbar sind. Es ist daher klar, dass innerhalb des Umfangs der anhängenden Patentansprüche die Erfindung anders als im Einzelnen beschrieben, in die Praxis umgesetzt werden kann.
Industrielle Anwendbarkeit
Indem wie vorstehend beschrieben gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Leiterrahmen teilweise dick ausgebildet ist, ist es möglich, die Wärmeableitung und mechanische Festigkeit zu verbessern. Es ist auch möglich, die Referenzflächen zur Positionierung zu stabilisieren und dadurch die Passgenauigkeit zu verbessern. Darüber hinaus ist es bei einer Halbleiterlaservorrichtung der Bauart mit einer Leiterrahmenbaugruppe selbst dann möglich, wenn ein Leiterrahmen mit einer Stufe verwendet wird, eine breite Haltefläche sicherzustellen und eine stabile Passung zu erzielen. Es ist auch möglich, eine Halbleiterlaservorrichtung zu realisieren, die leicht in einen optischen Tonabnehmer oder dergleichen eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ist es da, wo ein Teil des Leiterrahmens als Referenz für die Einpassung verwendet wird, möglich, eine breite Fläche als Referenzfläche sicherzustellen. Weiterhin ist es möglich, eine Leiterrahmenbaugruppe mit einer einfachen Konstruktion, die leicht in Massen herstellbar ist, zu realisieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus durch Anordnen des Außenprofils eines Harzrahmens innerhalb des Endes und der beiden Seitenkanten eines Leiterrahmens möglich, zu verhindern, dass eine Harzleckage in dem Harzrahmen infolge einer Vertiefung auftritt, die an dem Ende und den Seitenkanten des Leiterrahmens ausgebildet wird, wenn dieser ausgestanzt wird. Darüber hinaus ist es durch Anordnen des Außenprofils eines Harzrahmens innerhalb der Referenzteile eines Leiterrahmens möglich, eine Harzleckage beim Harzrahmen zu verhindern, die von einer Vertiefung herrührt, die an den Referenzteilen des Leiterrahmens, wenn dieser ausgestanzt wird, ausgebildet wird. Dies verhindert das Anhaften von unerwünschtem Harz an den Referenzteilen, und somit bleiben die Referenzteile für die Einpassung exakt. Darüber hinaus ist in einem Leiterrahmen vor einem Laserelement ein Schnitt ausgebildet. Dieser verhindert, dass Laserlicht an der Oberfläche des Leiterrahmens reflektiert wird. Darüber hinaus sind in der Nähe des Schnittes Vorsprünge ausgebildet. Wenn somit eine Halbleiterlaservorrichtung gehandhabt wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Laserelement mit einem Finger oder Pinzetten in Berührung gelangt. Durch Anordnen des Außenprofils des Harzrahmens im Inneren der vorderen Kanten der Vorsprünge ist es darüber hinaus möglich, eine Harzleckage in dem Harzrahmen zu verhindern, die von einer Vertiefung herrührt, die an denjenigen Kanten des Leiterrahmens ausgebildet wird, wenn dieser ausgestanzt wird. Darüber hinaus sind die oberen und unteren Teile des Harzes miteinander verbunden, wobei der Leiterrahmen zwischen diesen angeordnet ist. Dies verhindert, dass der Leiterrahmen leicht aus dem Harzrahmen fällt.
Darüber hinaus sind gemäß der vorliegenden Erfindung an den Teilen gegenüber den Referenzteilen keine Verbindungsstabspuren belassen. Wenn somit eine Halbleiterlaservorrichtung in eine Klemmkomponente eingesetzt wird, kann, selbst wenn diese gegenüberliegenden Teile durch Klemmbacken oder dergleichen gepresst werden, die Halbleiterlaservorrichtung exakt in die gewünschte Position in der Klemmkomponente eingepasst werden.
Durch die Verwendung der oberen und beiden Seitenkanten eines Leiterrahmens als Referenzteile ist es darüber hinaus möglich, deren Einpassung mit Bezug auf zwei zueinander rechtwinklige Richtungen durchzuführen. Dies ermöglicht eine exakte Einpassung einer Halbleiterlaservorrichtung relativ zu einer Klemmkomponente. Wenn eine Halbleiterlaservorrichtung gehandhabt wird, dienen darüber hinaus Vorsprünge als Schutz, die verhindern, dass ein Laserelement mit einem Finger oder einer Pinzette in Berührung gelangt. In dem Leiterrahmen ist vor dem Laserelement darüber hinaus ein Schnitt ausgebildet. Dieser verhindert, dass das Laserlicht an der Oberfläche des Leiterrahmens reflektiert wird. Wenn bei einem Herstellungsvorgang ein Leiterrahmen zugeführt wird oder gerade zugeführt worden ist, oder wenn ein vorderes Ende des Leiterrahmens durch einen Finger oder dergleichen mit einer äußeren Kraft beaufschlagt wird, entwickelt darüber hinaus der vordere Teil des Leiterrahmens weitgehend keine Biegung. Wenn somit bei einem Einschalttest eine Testsonde, die durch eine Maschine betrieben wird, automatisch die Halbleiterlaservorrichtung berührt, berührt die Testsonde die richtigen Positionen so, wie sie dies soll. Weiterhin ist es durch Bemessen des Abstandes von den Verbindungsstabspuren bis zu dem vorderen Ende des Leiterrahmens gleich oder größer als 3 mm möglich, eine untere Form zwischen Verbindungsstab und unterer Kante des Harzrahmens zu platzieren. Dadurch wird ein genaues Schneiden des Verbindungsstabs möglich.

Claims

Halbleiterlaservorrichtung (1) mit einem Halbleiterlaserelement (4); einem Leiterrahmen (6), der einen Leiterteil (6b) und einen Elementmontageteil (6a) aufweist, auf welchem das Halbleiterlaserelement (4) montiert ist; und einem Harz (5), das in innigem Kontakt mit dem Leiterrahmen (6) angeordnet ist, wobei das Harz als ein Rahmen (5b) der Halbleiterlaservorrichtung durch schichtartiges Ausbilden an der Vorderseite und Rückseite des Leiterrahmens gebildet ist, der Elementmontageteil an der Vorderseite des Leiterrahmens in einem Bereich angeordnet ist, der von dem Harzrahmen umgeben und nach oben offen ist, und wobei der Leiterrahmen aufweist: Flügelteile (6c, 6d), die im wesentlichen rechtwinklig zu dem Leiterteil verlaufen und an den beiden Seitenteilen des Harzes vorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass an einem vorderen Endteil des Harzrahmens an den beiden Seiten desselben an der Oberseite des Leiterrahmens abgeschrägte Flächen (5c, 5c) so ausgebildet sind, dass der vordere Endteil, durch welchen Licht von dem Halbleiterlaserelement emittiert wird, kleiner als ein rückwärtiger Endteil des Harzrahmens ist, wobei der Leiterrahmen einen dickeren Teil (6e) und einen dünneren Teil (6f) aufweist, der dickere Teil dadurch ausgebildet ist, dass er den Elementmontageteil enthält, der dünnere Teil dadurch ausgebildet ist, dass er den Leiterteil enthält, und zwischen dem dickeren Teil und dem dünneren Teil an der Rückseite des Leiterrahmens eine Stufe (9) ausgebildet ist, und wobei der dickere Teil, der dünnere Teil und die Stufe, die Flügelteile bilden.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit einem zweiten Leiterrahmen (7, 8), der den Elementmontageteil nicht aufweist, wobei der dickere Teil auch in dem zweiten Leiterrahmen ausgebildet ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Loch (6i) in dem dickeren Teil ausgebildet ist, um die Vorderseite und die Rückseite des Leiterrahmens zu verbinden.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem vorderen Endteil des Harzrahmens an einer Seite gegenüber dem Leiterteil in dem Harz ein Fenster (5a) ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass Laserlicht von dem Halbleiterlaserelement austreten kann.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Leiterrahmen an einem vorderen Endteil an den beiden Seitenkanten der Flügelteile abgeschrägte Flächen (6g) aufweist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Leiterrahmen ferner an einem oberen oder unteren Teil seines vorderen Endteils eine abgeschrägte Fläche (6h) aufweist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Außenprofil (27) des Harzrahmens näher an dem Leiterteil als einer Vorderkante (45, 46) des Leiterrahmens angeordnet ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 7, wobei in dem Leiterrahmen ein Durchgangsloch (12, 13) ausgebildet ist und Teile des Harzes an den Vorder- und Rückseiten des Leiterrahmens durch das Durchgangsloch miteinander verbunden sind.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Außenprofil (27) des Harzrahmens im Inneren eines Referenzteils (10, 11) des Leiterrahmens liegt, der als eine Referenz für die Befestigung verwendet wird.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 9, wobei in dem vorderen Elementmontageteil ein Schnitt (47) und nahe dem Schnitt ein Vorsprung (45, 46) ausgebildet sind.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Vorsprung (45, 46) außerhalb des Referenzteils (10, 11) liegt und das Außenprofil (27) des Harzrahmens innerhalb der Spitze des Vorsprungs liegt.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 9, wobei in dem Leiterrahmen ein Durchgangsloch (12, 13) ausgebildet ist und das Harz Teile an der Vorder- und Rückseite des Leiterrahmens durch das Durchgangsloch verbunden hat.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, wobei an einem anderen Ort als dem Referenzteil (66, 67) des Leiterrahmens und an einem anderen Ort als einem Teil (68, 69) gegenüber dem Referenzteil eine Spur (84) einer Befestigungsstrebe belassen ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Referenzteil durch eine obere Kante (66, 67) und beide Seitenkanten (64, 65) des Leiterrahmens gebildet ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 13, wobei in dem vorderen Elementmontageteil ein Schnitt (63) ausgebildet ist und nahe dem Schnitt ein Vorsprung (61, 62) ausgebildet ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 15, wobei ein Verbindungsteil (59) des Leiterrahmens oberhalb der Spur der Befestigungsstrebe liegend eine Breite (M) gleich oder größer als dem 1,3-fachen der Dicke des Leiterrahmens und ein Abstand von der Spur der Befestigungsstrebe bis zu der Spitze des Vorsprungs von 3 mm bis 10 mm hat.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, wobei an der Rückseite des Elementmontageteils (6a) des Leiterrahmens eine vorbestimmte Stützfläche (5d) ausgebildet ist, indem das Harz einen Teil des Leiterrahmens abdeckt, der einen Teil der Stufe enthält, um die Halbleiterlaservorrichtung (1) auf einer vorbestimmten ebenen Fläche stabil zu platzieren und die Stützfläche eine größere Fläche als der Elementmontageteil hat.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Stützfläche als eine flache Fläche des Harzes oder eines Harzrahmens, der eine Aussparung in einem Teil desselben ausgebildet hat, gebildet ist.