JP2000200936A - 表面実装型レ―ザ―ダイオ―ド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＤ素子横向き実装のため特殊装置が必要と
なり、また、実装精度の確保困難、加工工程が集合体で
処理出来ずコストアップになる。 【解決手段】 ＬＤ素子１２のアノード電極１１ａとカ
ソード電極１１ｂを形成した鉄、アルミ系又は銅系等の
金属からなる金属基板１１と、金属基板１１上にＬＤ素
子１２実装を妨げない様な中抜きしたボリイミド系のス
ペーサー１４を接着シート等で熱圧着し、金属基板１１
上にＬＤ素子１２を実装し、スペーサー１４上に鉄、ア
ルミ系又は銅系等の金属からなる金属シート１６を接着
シート等で熱圧着する。ＬＤ素子の実装に特殊な装置を
必要とせず、加工工程は集合体で行ない個品に分割す
る。生産性が向上しコストが低減する。更に、実装精度
は画像認識を前提とし高い精度が確保でき、個品がロボ
ットで容易に取り扱いができ個品の便利範囲が拡大でき
る。小型、薄型で安価となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種ＡＶ機器、コ
イピュータ用記憶装置、その他一般電子機器にひろく使
用されているレーザーダイオードに係わり、特に表面実
装型レーザーダイオードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザーダイオード（以下、ＬＤ
と省略する）としては、図８に示す様なハーメチックシ
ール型のものがある。このハーメチックシール型ＬＤ
は、コパール等の放熱性の優れた金属ステム１と、ＬＤ
素子２のアノード側とカソード側をそれぞれダイボンデ
ィングしワイヤ３でワイヤーボンディングする金属端子
棒（アノード端子４、カソード端子５）と、この両端子
棒４、５と金属ステム１間を絶縁するガラス６等の絶縁
体と、金属ケース７及び透明ガラス８からなるカバー９
を金属ステム１と機密封止した構成になっている。ＬＤ
素子２はカソード電極５に横向きにダイボンドされ、Ｌ
Ｄ素子２に電圧を印加すると、レーザー光は金属ケース
７の上面に設けられた透明ガラス８で封止された窓穴７
ａから上方（矢印Ａ方向）に照射される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術においては次のような問題点を有している。
即ち、ＬＤ素子を横向きにダイボンディイング及びワイ
ヤーボンディングしなければならないため、ボンダーの
一部を横向きにする特殊な装置が必要で、集合処理等一
括大量生産が出来ず、一個づつの加工プロセスのためコ
ストアップになると言う問題があった。

【０００４】また、ＬＤ素子の光を妨げない様にまた、
発熱するため放熱効果を妨げない様に中空状態で組み立
てを行い、且つ、ミクロンレベルの加工精度を必要とす
るため、各種治具等が必要となる等の問題があった。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、小型、薄型化が可能であり、製造工程
が簡素化され、多数個生産が可能な安価な表面実装型Ｌ
Ｄ及びその製造方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるＬＤは、レーザーダイオード素子の
アノード側電極とカソード側電極を形成した金属基板
と、該金属基板上にレーザーダイオード素子の実装を妨
げない様な中抜きしたスペーサを接着シート等の接着手
段で熱圧着し、前記金属基板上にレーザーダイオード素
子を実装し、前記スペーサー上に金属シートを接着シー
ト等の接着手段で熱圧着したことを特徴とするものであ
る。

【０００７】また、本発明におけるＬＤの製造方法は、
鉄、アルミ系又は銅系等の金属からなる多数個取りする
集合基板に複数個のスルーホールを形成し、電極パター
ン形成部を除きレジスト等で絶縁層を形成し電極パター
ン形成部に金メッキを施す集合基板形成工程と、前記集
合基板にレーザーダイオード素子実装を妨げない様な中
抜きされたスペーサーを接着シート等の接着手段で熱圧
着するスペーサー熱圧着工程と、前記集合基板のアノー
ド電極にレーザーダイオード素子を半田等でダイボンド
しワイヤによるワイヤボンドするレーザーダイオード素
子実装工程と、前記スペーサー上に接着シート等の接着
手段で鉄、アルミ系又は銅系等の金属からなる金属シー
トを熱圧着する金属シートを熱圧着工程により表面実装
型レーザーダイオード集合体を構成した後、該集合体を
ワイヤーソウ又はスライシングマシン等の分割手段で個
品に分割する分割工程とよりなることを特徴とするもの
である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明におけ
るＬＤ及びその製造方法について説明する。図１は、本
発明の実施の形態に係わるＬＤの構造を示す透視した状
態の斜視図である。図２〜図５はその製造方法を示し、
図２は、集合基板にスルーホール及び電極パターンを形
成した状態の平面図である。図３は、中抜きされたスペ
ーサー集合体の平面図である。図４は、集合基板にスペ
ーサー集合体を熱圧着した後ＬＤ素子を実装した状態の
平面図である。図５は、金属シート集合体の平面図であ
る。図６は、図２の斜線部Ｂの単品の基板の斜視図であ
る。図７は、製造工程を示すフローチャートである。

【０００９】先ず本発明の表面実装型ＬＤの構成につい
て説明する。図１及び図６において、表面実装型ＬＤ１
０は、鉄、アルミ系又は銅系等の金属からなる金属基板
１１にレジスト等でＬＤ素子１２のダイボンド部（アノ
ード電極１１ａ）及びワイヤーボンド部（カソード電極
１１ｂ）を除き絶縁層１３を形成する。スルーホール１
１ｃ１、１１ｃ２は絶縁層１３をスルーホール１１ｃ
１、１１ｃ２内にも設け、その上に電極を付け、アノー
ド電極１１ａとカソード電極１１ｂを分離するためのも
のである。スルーホール１１ｃ１はレジストが中に入ら
ない処理、例えば、ドライフィルム処理を必要とし、ス
ルーホール１１ｃ２の方はレジスト処理後にカソード電
極１１ｂ形成時スルーホール１１ｃ２内の金メッキ処理
を施す。前記金属基板１１はダイボンド及びワイヤーボ
ンドするため予め金メッキ等が施されている。

【００１０】１４は、ポリイミド系のスペーサーであ
る。前記金属基板１１上にスペーサー１４を貼付する手
段として、耐熱性と接着性に優れた図７に示す下接着シ
ート、例えば、デュポン社製の商品名「パイララックス
シート」等を使用して熱圧着する。上記したポリイミド
系のスペーサーと接着シートの総厚は略５００μｍ（ス
ペースー４００μｍ＋接着シート１００μｍ）程度であ
る。

【００１１】次に、金属基板１１にＬＤ素子１２を実装
する。ＬＤ素子１２は図４（ａ）で示すように、Ｐ層・
Ｎ層間にある発光部１２ａを保護するため側面にエポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる絶縁被膜がコーティ
ングされており、更に、発光を妨げないようなダイボン
ド面の上面電極１２ｂと下面電極１２ｃが形成されてい
る。この上面電極１２ｂと下面電極１２ｃは、ＬＤ素子
１２の上下面の略半分を被覆しており、ＬＤ素子１２を
ダイボンドするときに必要な面積だけ電極を形成し電極
材料の削減を図ったものである。上下面電極はＬＤ素子
１２の上下面の全面に形成しても良い。電極部分の面積
を増大することにより放熱性は向上するものである。上
記したＬＤ素子１２の実装精度は、レーザー励振部を中
心として画像認識を前提としたボンダーで、例えば、±
７μｍ以内の実装精度を確保する。ダイボンド時の接続
材料は半田系が好ましい。その後、ワイヤー１５を使っ
てワイヤーボンディングを行う。

【００１２】１６は、鉄、アルミ系又は銅系等の金属か
らなる金属シートである。金属シート１６を前記ポリイ
ミド系のスペーサー１３の上面に前述した接着シート
「パイララックスシート」を用いて熱圧着する。前記金
属シート１６の機能は、ＬＤ素子１２及びボンディング
部の保護と同時に、外部からの圧力の加わるのを防ぐ。
金属シート１６の厚さは略１００μｍ程度である。後述
する様に、製造工程を集合体で行い分割して個品にする
が、ロボット等で容易に取り扱える様にするためのもの
である。

【００１３】上記した構成により、金属基板１１にＬＤ
素子１２を横向きにすることなく、従って、特殊な装置
や治具を使用する必要もなく精度良く実装することがで
きる。ＬＤ素子１２に電圧を印加するとレーザー光は矢
印Ａ方向に照射される。金属基板１１と上面に配設した
金属シート１６のＬＤ素子１２の実装部は光の屈折を考
慮して中空となっているが、光の特性に影響を及ぼさな
ければ低融点ガラスまたはエポキシ系、シリコン系の樹
脂等で充填しても構わないことは言うまでもない。

【００１４】次に本発明の表面実装型ＬＤの製造方法に
ついて説明する。図２及び図７において、集合基板加工
工程は、鉄、アルミ系又は銅系等の金属よりなる多数個
取りする集合基板１１Ａの外形は概ね１００ｍｍ×１０
０ｍｍ×１ｍｍ程度の集合体で構成する。後工程で個品
に分割されるが製品個数で略５００個程度が確保でき
る。前記集合基板１１Ａは、所定の位置（分割線上）に
複数のスルーホール１１ｃ（円形）、１１ｄ（亀甲形）
を形成し、レジスト等でＬＤ素子１２のダイボンド部
（アノード電極１１ａ）及びワイヤーボンド部（カソー
ド電極１１ｂ）を除き絶縁層１３（図６）を形成する。
前記集合基板１１Ａはダイボンド及びワイヤーボンドす
るため予め金メッキ等が施されている。

【００１５】スペーサー熱圧着工程は、図３に示す様
に、前記集合基板１１ＡにＬＤ素子１２の実装を妨げな
い様に、所定の幅と間隔に複数の長穴１４ａが中抜きさ
れたボリイミド系のスペーサー集合体１４Ａを耐熱性及
び接着性に優れた下接着シート１７、例えば、「パイラ
ラックスシート」等を貼付し熱圧着する。

【００１６】ＬＤ素子実装工程は、図４に示す様に、前
記集合基板１１Ａのアノード電極１１ａにＬＤ素子１２
を半田等を使用しボンダーで特殊な装置を使用すること
なくダイボンドする。この時、実装精度は前述した様に
レーザー励振部を中心にした画像認識を前提としたボン
ダーで±７μｍ以内の精度を確保するものである。その
後ワイヤー１５を使用してワイヤーボンディングする。

【００１７】金属シートの熱圧着工程は、図５に示す様
に、前記ボリイミド系のスペーサー集合体１４Ａ上に上
接着シート１８（パイララックスシート）を貼付し、上
接着シート１８で鉄、アルミ系又は銅系等の金属からな
り長穴１６ａを設けた金属シート集合体１６Ａを集合基
板１１Ａに位置合わせして熱圧着することにより表面実
装型ＬＤ集合体が構成される。

【００１８】分割工程は、前記表面実装型ＬＤ集合体を
分割ラインＸ、Ｙに沿ってワイヤーソウ又はスライシン
グマシン等の分割手段で個品に分割して図１に示す表面
実装型ＬＤ１０が完成される。完成された個品は所定の
検査を経てテーピングされ出荷される。

【００１９】上述した製造方法により製造された表面実
装型ＬＤ集合体は加工精度が優れ、それを分割した個品
はレーザー光が発光する方向に何ら障害物のないオープ
ンの状態である。略直方体の個品の総体公差としてミク
ロンレベルのブロックができ、ロボット等で取り扱いが
可能となる。

【００２０】

【発明の効果】前述したように、本発明の構成により、
ＬＤ素子を横向きにして実装することがなく、従って、
実装に特殊な装置を必要としない。また、加工プロセス
が多数個取り可能な集合体で処理する等一括生産ができ
生産性が向上しコスト低減を図ることができる。更に、
実装精度はレーザー励振部を中心とした画像認識を前提
としたボンダーで±７μｍ以内の精度が確保でき、ま
た、個品がロボットで取り扱いが可能のため、例えば、
光ピックアップ用としてモニター用フォトダイオード、
受光用ＯＥＩＣまたはホログラムレンズ等の複合モジュ
ールにする際取り扱いの容易な部品として便利である等
小型、薄型で安価な表面実装型ＬＤとその製造方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる表面実装型ＬＤの
構造を示す透視した状態の斜視図である。

【図２】本発明の製造方法を示す集合基板に電極パター
ンを形成した状態の平面図である。

【図３】図２の集合基板に熱圧着するスペーサー集合体
の平面図である。

【図４】図４（ａ）はＬＤ素子の斜視図、図４（ｂ）は
図３の集合基板にＬＤ素子を実装した状態の平面図であ
る。

【図５】図４のスペーサー集合体に熱圧着する金属シー
ト集合体の平面図である。

【図６】図２の斜線部Ｂの金属基板単品の斜視図であ
る。

【図７】本発明の製造工程を示すフローチャートであ
る。

【図８】従来のハーメチックシール型ＬＤの概要を示す
断面図である。

【符号の説明】

１０ 表面実装型ＬＤ １１ 金属基板 １１Ａ 集合基板 １１ａ アノード電極 １１ｂ カソード電極 １１ｃ、１１ｄ スルーホール １２ ＬＤ素子 １３ 絶縁層 １４ スペーサー １４Ａ スペーサー集合体 １４ａ、１６ａ 長穴 １５ ワイヤー １６ 金属シート １６Ａ 金属シート集合体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザーダイオード素子のアノード側電
   極とカソード側電極を形成した金属基板と、該金属基板
   上にレーザーダイオード素子の実装を妨げない様な中抜
   きしたスペーサを接着シート等の接着手段で熱圧着し、
   前記金属基板上にレーザーダイオード素子を実装し、前
   記スペーサー上に金属シートを接着シート等の接着手段
   で熱圧着したことを特徴とする表面実装型レーザーダイ
   オード。
2. 【請求項２】 鉄、アルミ系又は銅系等の金属からなる
   多数個取りする集合基板に複数個のスルーホールを形成
   し、電極パターン形成部を除きレジスト等で絶縁層を形
   成し電極パターン形成部に金メッキを施す集合基板形成
   工程と、前記集合基板にレーザーダイオード素子実装を
   妨げない様な中抜きされたスペーサーを接着シート等の
   接着手段で熱圧着するスペーサー熱圧着工程と、前記集
   合基板のアノード電極にレーザーダイオード素子を半田
   等でダイボンドしワイヤによるワイヤボンドするレーザ
   ーダイオード素子実装工程と、前記スペーサー上に接着
   シート等の接着手段で鉄、アルミ系又は銅系等の金属か
   らなる金属シートを熱圧着する金属シートを熱圧着工程
   により表面実装型レーザーダイオード集合体を構成した
   後、該集合体をワイヤーソウ又はスライシングマシン等
   の分割手段で個品に分割する分割工程とよりなることを
   特徴とする表面実装型レーザーダイオードの製造方法。