JP2000252575A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JP2000252575A JP2000252575A JP11054758A JP5475899A JP2000252575A JP 2000252575 A JP2000252575 A JP 2000252575A JP 11054758 A JP11054758 A JP 11054758A JP 5475899 A JP5475899 A JP 5475899A JP 2000252575 A JP2000252575 A JP 2000252575A
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- laser chip
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/103—Scanning systems having movable or deformable optical fibres, light guides or waveguides as scanning elements
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
- H01S5/0231—Stems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
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- Electromagnetism (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 設計自由度が大きく簡単に製造することがで
きると共に、従来のキャンシール型半導体レーザと同程
度の寸法精度や取付けの基準面が得られる小形で安価な
半導体レーザを提供する。 【解決手段】 導電材からなる複数のリード１１〜１３
が上下に露出するように樹脂部材１４により一体成形さ
れた樹脂製ステム１と、その複数のリード１１〜１３の
１本のリード１１に台座１５が電気的に接続して設けら
れている。そして、そ台座１５にレーザチップ２が固着
されている。このレーザチップ２は、シリコンサブマウ
ント３上にマウントされ、そのサブマウント３が台座１
５上に固着されている。このレーザチップ２などの周囲
にはキャップ５が被せられ、ステム１に接着剤６などに
より固定されている。
きると共に、従来のキャンシール型半導体レーザと同程
度の寸法精度や取付けの基準面が得られる小形で安価な
半導体レーザを提供する。 【解決手段】 導電材からなる複数のリード１１〜１３
が上下に露出するように樹脂部材１４により一体成形さ
れた樹脂製ステム１と、その複数のリード１１〜１３の
１本のリード１１に台座１５が電気的に接続して設けら
れている。そして、そ台座１５にレーザチップ２が固着
されている。このレーザチップ２は、シリコンサブマウ
ント３上にマウントされ、そのサブマウント３が台座１
５上に固着されている。このレーザチップ２などの周囲
にはキャップ５が被せられ、ステム１に接着剤６などに
より固定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザチップの周囲
が気密に封止されたキャンシール型の半導体レーザに関
する。さらに詳しくは、ＤＶＤ（デジタルビデオディス
ク）、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）、ＤＶＤ−ＲＯ
Ｍなどのピックアップ用光源に用いるのにとくに適し
た、安価な半導体レーザに関する。
が気密に封止されたキャンシール型の半導体レーザに関
する。さらに詳しくは、ＤＶＤ（デジタルビデオディス
ク）、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）、ＤＶＤ−ＲＯ
Ｍなどのピックアップ用光源に用いるのにとくに適し
た、安価な半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＤＶＤの光源などに用いられる半
導体レーザは、図４に示されるような構造になってい
る。すなわち、信頼性確保のため、レーザチップ２３を
外気から保護する必要から、レーザチップ２３の周囲が
キャップ２４で覆われて気密に封止されている。
導体レーザは、図４に示されるような構造になってい
る。すなわち、信頼性確保のため、レーザチップ２３を
外気から保護する必要から、レーザチップ２３の周囲が
キャップ２４で覆われて気密に封止されている。
【０００３】図４において、（ａ）は平面図、（ｂ）は
一部断面の側面図、（ｃ）はキャップ２４をステム２１
に溶接するときの断面説明図である。２１はステムで金
属の冷間鍛造加工などにより台座２１ａと一体に形成さ
れ、図４（ｃ）に示されるような貫通孔２１ｂが２か所
設けられ、リード２６、２７が低融点ガラス２９などに
より絶縁されてハーメチックシール（気密封止）されて
いる。台座２１ａにはシリコン基板などからなるサブマ
ウント２２を介してレーザチップ２３がボンディングさ
れ、リード２６、２７の先端とワイヤボンディングされ
ている。さらに、ステムの底面側には共通リード２８が
溶接などにより接着されている。このステム２１の上部
はレーザチップ２３の周囲を気密封止するため、キャッ
プ２４が溶接などによりステム２１に取りつけられてい
る。キャップ２４のレーザ光の通過部分には貫通孔が設
けられ、窓ガラス２５が低融点ガラスなどにより接着さ
れている。なお、この例はレーザダイオードとレーザダ
イオードの出力をモニターするためのフォトダイオード
の両方が設けられているため、それぞれの一方の電極に
接続されるリード２６、２７とそれぞれ他方の電極が共
通とされて接続された共通リード２８との３本のリード
がパッケージの外部に導出されている。なお、フォトダ
イオードは、図示されていないが、ステム２１の中心部
に凹み部が形成され、その凹み部内に設けられたり、サ
ブマウント２２に直接形成されたりする。
一部断面の側面図、（ｃ）はキャップ２４をステム２１
に溶接するときの断面説明図である。２１はステムで金
属の冷間鍛造加工などにより台座２１ａと一体に形成さ
れ、図４（ｃ）に示されるような貫通孔２１ｂが２か所
設けられ、リード２６、２７が低融点ガラス２９などに
より絶縁されてハーメチックシール（気密封止）されて
いる。台座２１ａにはシリコン基板などからなるサブマ
ウント２２を介してレーザチップ２３がボンディングさ
れ、リード２６、２７の先端とワイヤボンディングされ
ている。さらに、ステムの底面側には共通リード２８が
溶接などにより接着されている。このステム２１の上部
はレーザチップ２３の周囲を気密封止するため、キャッ
プ２４が溶接などによりステム２１に取りつけられてい
る。キャップ２４のレーザ光の通過部分には貫通孔が設
けられ、窓ガラス２５が低融点ガラスなどにより接着さ
れている。なお、この例はレーザダイオードとレーザダ
イオードの出力をモニターするためのフォトダイオード
の両方が設けられているため、それぞれの一方の電極に
接続されるリード２６、２７とそれぞれ他方の電極が共
通とされて接続された共通リード２８との３本のリード
がパッケージの外部に導出されている。なお、フォトダ
イオードは、図示されていないが、ステム２１の中心部
に凹み部が形成され、その凹み部内に設けられたり、サ
ブマウント２２に直接形成されたりする。
【０００４】前述のキャップ２４とステム２１との溶接
は、図４（ｃ）に示されるように、キャップ２４の底部
における鍔部２４ａの底面側に設けられた突起２４ｂに
より電流が集中するようにして上下から電極３１、３２
により挟みつけて溶接をしている。そしてステム２１の
外周表面Ａが位置出しなどの基準面になっている。な
お、２１ｃは回転方向の位置決めをする切欠部である。
は、図４（ｃ）に示されるように、キャップ２４の底部
における鍔部２４ａの底面側に設けられた突起２４ｂに
より電流が集中するようにして上下から電極３１、３２
により挟みつけて溶接をしている。そしてステム２１の
外周表面Ａが位置出しなどの基準面になっている。な
お、２１ｃは回転方向の位置決めをする切欠部である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の図４に示される
構造の半導体レーザのステム部は、前述のように厚い金
属板を冷間鍛造プレスにより、台座と共にステムの成型
加工をして形成されている。このステムと一体に形成さ
れる台座は、ステムの底面に対する垂直度が１゜程度の
範囲に収めなければならないと共に、ステムの外径寸法
精度は０.０３ｍｍ程度未満の公差が要求されており、
冷間鍛造で製造するためには、非常に高度の金型の精度
が要求されている。そのため、金型のメインテナンス費
用が嵩み、金属ステムの単価が上昇するという問題があ
る。
構造の半導体レーザのステム部は、前述のように厚い金
属板を冷間鍛造プレスにより、台座と共にステムの成型
加工をして形成されている。このステムと一体に形成さ
れる台座は、ステムの底面に対する垂直度が１゜程度の
範囲に収めなければならないと共に、ステムの外径寸法
精度は０.０３ｍｍ程度未満の公差が要求されており、
冷間鍛造で製造するためには、非常に高度の金型の精度
が要求されている。そのため、金型のメインテナンス費
用が嵩み、金属ステムの単価が上昇するという問題があ
る。
【０００６】さらに、金属ステムの成型加工の際に、ス
テムに孔を開けて、後からガラスによりリードを封入し
なければならない。そのため、０.４５ｍｍ程度の太さ
のリードを封入する場合でも、ステムに設ける孔径は１
ｍｍφ程度必要となり、キャップの溶接部分および基準
面とする部分も含めたステムの最外径が５.６ｍｍ程度
の小さいステムでは、リードの配置のスペースの自由度
が制限されると共に、リードを別途ガラス封入しなけれ
ばならず、一層工数増となってコストアップの原因にな
っている。
テムに孔を開けて、後からガラスによりリードを封入し
なければならない。そのため、０.４５ｍｍ程度の太さ
のリードを封入する場合でも、ステムに設ける孔径は１
ｍｍφ程度必要となり、キャップの溶接部分および基準
面とする部分も含めたステムの最外径が５.６ｍｍ程度
の小さいステムでは、リードの配置のスペースの自由度
が制限されると共に、リードを別途ガラス封入しなけれ
ばならず、一層工数増となってコストアップの原因にな
っている。
【０００７】本発明はこのような問題を解決し、設計自
由度が大きく、かつ、簡単に製造することができると共
に、従来のキャンシール型半導体レーザと同程度の寸法
精度や取付けの基準面が得られる小形で安価な半導体レ
ーザを提供することを目的とする。
由度が大きく、かつ、簡単に製造することができると共
に、従来のキャンシール型半導体レーザと同程度の寸法
精度や取付けの基準面が得られる小形で安価な半導体レ
ーザを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザは、導電材からなる複数のリードが上下に露出するよ
うに樹脂により一体成形された樹脂製ステムと、該複数
のリードの１本と電気的に接続して設けられる台座と、
該台座に固着されるレーザチップと、該レーザチップの
周囲を覆うと共に頂部に光の透過窓を有し、前記ステム
に固定されるキャップとからなっている。
ザは、導電材からなる複数のリードが上下に露出するよ
うに樹脂により一体成形された樹脂製ステムと、該複数
のリードの１本と電気的に接続して設けられる台座と、
該台座に固着されるレーザチップと、該レーザチップの
周囲を覆うと共に頂部に光の透過窓を有し、前記ステム
に固定されるキャップとからなっている。
【０００９】この構造にすることにより、リードを金型
で固定して樹脂を流し込むだけで簡単に樹脂製ステムを
形成することができ、非常に工数を減らして安価に製造
することができる。一方、樹脂製にすることにより、外
径や高さの基準面などを一定に維持しにくいが、台座を
構成する金属や、キャップなどの金属を利用することに
より、必要な基準面とすることができる。
で固定して樹脂を流し込むだけで簡単に樹脂製ステムを
形成することができ、非常に工数を減らして安価に製造
することができる。一方、樹脂製にすることにより、外
径や高さの基準面などを一定に維持しにくいが、台座を
構成する金属や、キャップなどの金属を利用することに
より、必要な基準面とすることができる。
【００１０】前記リードの１本と前記台座とが一体に形
成され、かつ、該台座と一体に形成されると共に、前記
ステム上に露出し、該ステムの周囲に延出される突出部
が設けられ、該突出部上に前記キャップの底部が固着さ
れることにより、台座に取り付けられるレーザチップの
熱を台座、突起部、キャップを介して逃がしやすくなる
ため好ましい。
成され、かつ、該台座と一体に形成されると共に、前記
ステム上に露出し、該ステムの周囲に延出される突出部
が設けられ、該突出部上に前記キャップの底部が固着さ
れることにより、台座に取り付けられるレーザチップの
熱を台座、突起部、キャップを介して逃がしやすくなる
ため好ましい。
【００１１】前記キャップの底部に前記ステムの周囲の
上部および側部を被覆するような段付きのスカート部が
形成されることにより、樹脂製のステムの径が精密に形
成されていなくても、キャップの外径により正確な取付
けの位置決めをでき、またスカート部の上面をレーザチ
ップの位置出し（レーザチップからの距離）の基準面と
することができるため好ましい。
上部および側部を被覆するような段付きのスカート部が
形成されることにより、樹脂製のステムの径が精密に形
成されていなくても、キャップの外径により正確な取付
けの位置決めをでき、またスカート部の上面をレーザチ
ップの位置出し（レーザチップからの距離）の基準面と
することができるため好ましい。
【００１２】前記キャップが熱伝導の良好な接着剤によ
り前記ステムに固着されることにより、台座に伝わった
熱をキャップから効率よく放熱することができる。な
お、熱伝導の良好な接着剤とは、たとえば銀ペーストな
どのように金属フィラーなどの熱伝導率のよい材料が混
入された接着剤を意味する。
り前記ステムに固着されることにより、台座に伝わった
熱をキャップから効率よく放熱することができる。な
お、熱伝導の良好な接着剤とは、たとえば銀ペーストな
どのように金属フィラーなどの熱伝導率のよい材料が混
入された接着剤を意味する。
【００１３】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の半導体レーザについて説明をする。
明の半導体レーザについて説明をする。
【００１４】本発明の半導体レーザは、その一実施形態
のキャップを切り欠いた側面説明図および底面図が図１
に示されるように、導電材からなる複数のリード１１〜
１３が上下に露出するように樹脂部材１４により一体成
形された樹脂製ステム１と、その複数のリード１１〜１
３の１本のリード１１に台座１５が電気的に接続して設
けられている。そして、台座１５にレーザチップ２が固
着されている。このレーザチップ２は、シリコンサブマ
ウント３上にマウントされ、そのサブマウント３が台座
１５上に固着されている。台座１５には、レーザチップ
２の出力をモニターするための受光素子４が設けられて
いる。このレーザチップ２などの周囲にはキャップ５が
被せられ、ステム１に接着剤６などにより固定されてい
る。キャップ５の頂部には、光の透過窓５１が形成され
ている。なお、この透過窓５１に窓ガラスなどが気密に
封着される場合もある。
のキャップを切り欠いた側面説明図および底面図が図１
に示されるように、導電材からなる複数のリード１１〜
１３が上下に露出するように樹脂部材１４により一体成
形された樹脂製ステム１と、その複数のリード１１〜１
３の１本のリード１１に台座１５が電気的に接続して設
けられている。そして、台座１５にレーザチップ２が固
着されている。このレーザチップ２は、シリコンサブマ
ウント３上にマウントされ、そのサブマウント３が台座
１５上に固着されている。台座１５には、レーザチップ
２の出力をモニターするための受光素子４が設けられて
いる。このレーザチップ２などの周囲にはキャップ５が
被せられ、ステム１に接着剤６などにより固定されてい
る。キャップ５の頂部には、光の透過窓５１が形成され
ている。なお、この透過窓５１に窓ガラスなどが気密に
封着される場合もある。
【００１５】ステム１は、図２にその平面図および側面
図が示されるように、この例では３本のリード１１〜１
３が絶縁性の樹脂部材１４により固着されている。その
内の１本のリード１１は台座１５と一体に形成されてお
り、樹脂部材１４の上部に台座１５が形成され、下部に
リードがコモンリード１１として延びている。樹脂部材
１４の上部には、台座１５とさらに一体で突起部１６が
樹脂部材１４の上部に露出するようにステム１の外周に
延出されている。この突出部１６は、樹脂部材１４の表
面から僅かに露出するような一定寸法で設けられ、その
上に前述のキャップ５が載置されて固着される構造にな
っている。すなわち、レーザチップ２で発生する熱が台
座１５および突起部１６を経てキャップ５に逃げ、キャ
ップ５から放熱することができるようになっている。さ
らに、樹脂部材１４は、その寸法精度を金属のように精
度よく形成することができず、レーザチップ２の位置出
しの基準面をステム１に設定しにくくなるが、この突起
部１６は台座１５と一体で形成されているため、台座１
５に対する突起部１６の位置は正確に定まり、さらにこ
の突起部１６に突き当ててキャップ５が設けられること
により、キャップ５のスカート部５２の平面部Ｂをレー
ザチップ２の位置出しのための基準面とすることができ
る。
図が示されるように、この例では３本のリード１１〜１
３が絶縁性の樹脂部材１４により固着されている。その
内の１本のリード１１は台座１５と一体に形成されてお
り、樹脂部材１４の上部に台座１５が形成され、下部に
リードがコモンリード１１として延びている。樹脂部材
１４の上部には、台座１５とさらに一体で突起部１６が
樹脂部材１４の上部に露出するようにステム１の外周に
延出されている。この突出部１６は、樹脂部材１４の表
面から僅かに露出するような一定寸法で設けられ、その
上に前述のキャップ５が載置されて固着される構造にな
っている。すなわち、レーザチップ２で発生する熱が台
座１５および突起部１６を経てキャップ５に逃げ、キャ
ップ５から放熱することができるようになっている。さ
らに、樹脂部材１４は、その寸法精度を金属のように精
度よく形成することができず、レーザチップ２の位置出
しの基準面をステム１に設定しにくくなるが、この突起
部１６は台座１５と一体で形成されているため、台座１
５に対する突起部１６の位置は正確に定まり、さらにこ
の突起部１６に突き当ててキャップ５が設けられること
により、キャップ５のスカート部５２の平面部Ｂをレー
ザチップ２の位置出しのための基準面とすることができ
る。
【００１６】突起部１６は、図２に示されるように台座
１５部分からステム１の周縁部に延びるように形成さ
れ、たとえば平面形状でコ字型に形成されている。この
突起部１６は、この形状に限らず、本来ステムの周囲で
キャップ５の底部が当たる部分に円周方向に沿って設け
られることが熱放散やキャップ５の固定の観点からは好
ましい。台座１５の上部中央に設けられている切欠部１
５ａは、レーザチップ２から出射する光が当らないよう
にするためのもので、図２（ａ）の１７は、リード１
２、１３と台座１５との間に充填されたリード固定用樹
脂で、ワイヤボンディングの際にステム１が樹脂製であ
ることにより、リード保持力が低融点ガラスによりリー
ドを封着する場合に比べて低下するため、ボンディング
性が低下するのを防止するためのものである。
１５部分からステム１の周縁部に延びるように形成さ
れ、たとえば平面形状でコ字型に形成されている。この
突起部１６は、この形状に限らず、本来ステムの周囲で
キャップ５の底部が当たる部分に円周方向に沿って設け
られることが熱放散やキャップ５の固定の観点からは好
ましい。台座１５の上部中央に設けられている切欠部１
５ａは、レーザチップ２から出射する光が当らないよう
にするためのもので、図２（ａ）の１７は、リード１
２、１３と台座１５との間に充填されたリード固定用樹
脂で、ワイヤボンディングの際にステム１が樹脂製であ
ることにより、リード保持力が低融点ガラスによりリー
ドを封着する場合に比べて低下するため、ボンディング
性が低下するのを防止するためのものである。
【００１７】樹脂部材１４は、完成した素子を回路基板
などに組み込む際のハンダ付けなどのときに温度上昇し
やすい場合には、耐熱性のあるものが好ましく、たとえ
ば液晶ポリマーなどを用いることができる。しかし、通
常のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂
を用いることもできる。この樹脂部材１４の厚さは、
０.８〜１ｍｍ程度に形成され、従来の金属製（１.１〜
１.３ｍｍ程度）よりは若干薄く形成することができ
る。なお、１４ａ〜１４ｃは、従来と同様にステム１に
形成された回転に対する位置決め用の切欠部である。こ
のような切欠部１４ａ〜１４ｃも、金型に突起を形成し
ておくだけで、好みの形状で容易に形成することができ
る。
などに組み込む際のハンダ付けなどのときに温度上昇し
やすい場合には、耐熱性のあるものが好ましく、たとえ
ば液晶ポリマーなどを用いることができる。しかし、通
常のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂
を用いることもできる。この樹脂部材１４の厚さは、
０.８〜１ｍｍ程度に形成され、従来の金属製（１.１〜
１.３ｍｍ程度）よりは若干薄く形成することができ
る。なお、１４ａ〜１４ｃは、従来と同様にステム１に
形成された回転に対する位置決め用の切欠部である。こ
のような切欠部１４ａ〜１４ｃも、金型に突起を形成し
ておくだけで、好みの形状で容易に形成することができ
る。
【００１８】このステム１を製造するには、たとえばこ
の樹脂部材１４の形状の空洞を形成した金型内に、予め
台座１５や突起部１６などを打抜きと曲げ加工などによ
り形成したリード１１〜１３をセッティングし、樹脂を
注入して硬化させることにより、樹脂部材１４内にリー
ド１１〜１３を固定したステム１を形成することができ
る。なお、リード１１〜１３は、リードフレームのよう
に何組も連結しておいて、１個の金型に何個も空洞を設
けておくことにより、一度に数十個のステム１を同時に
製造することができる。
の樹脂部材１４の形状の空洞を形成した金型内に、予め
台座１５や突起部１６などを打抜きと曲げ加工などによ
り形成したリード１１〜１３をセッティングし、樹脂を
注入して硬化させることにより、樹脂部材１４内にリー
ド１１〜１３を固定したステム１を形成することができ
る。なお、リード１１〜１３は、リードフレームのよう
に何組も連結しておいて、１個の金型に何個も空洞を設
けておくことにより、一度に数十個のステム１を同時に
製造することができる。
【００１９】レーザチップ２は、レーザ光を出射するよ
うに形成されているが、その大きさは２５０μｍ×２５
０μｍ程度と非常に小さく、その取扱を容易にするた
め、通常０.８×１ｍｍ程度の大きさのシリコン基板な
どからなるサブマウント３上にボンディングされてい
る。そして、一方の電極はサブマウント３に直接接続さ
れて導電性接着剤によりコモンリード１１に接続され、
他方の電極はサブマウント３の電気的に浮かした部分を
経由してワイヤボンディングによりリード１３と接続さ
れている。このレーザチップ２がマウントされたサブマ
ウント３は吸着コレットにより搬送され、突起部１６の
上面を基準として位置合せされて台座１５にマウントさ
れる。この突起部１６の上面を基準とすることにより、
後述するのキャップ５がこの突起部１６上に固着される
ため、キャップ５のスカート部５２の基準面Ｂに対して
レーザチップ２の位置を精度よく組み立てられる。ま
た、レーザチップ２の発光出力をモニターするための受
光素子４が同様に台座１５にボンディングされ、その一
方の電極は台座１５を介してコモンリード１１に接続さ
れ、他方の電極は図示しないワイヤボンディングにより
リード１２と電気的に接続されている。なお、この受光
素子４は、サブマウント３に直接形成することもでき
る。
うに形成されているが、その大きさは２５０μｍ×２５
０μｍ程度と非常に小さく、その取扱を容易にするた
め、通常０.８×１ｍｍ程度の大きさのシリコン基板な
どからなるサブマウント３上にボンディングされてい
る。そして、一方の電極はサブマウント３に直接接続さ
れて導電性接着剤によりコモンリード１１に接続され、
他方の電極はサブマウント３の電気的に浮かした部分を
経由してワイヤボンディングによりリード１３と接続さ
れている。このレーザチップ２がマウントされたサブマ
ウント３は吸着コレットにより搬送され、突起部１６の
上面を基準として位置合せされて台座１５にマウントさ
れる。この突起部１６の上面を基準とすることにより、
後述するのキャップ５がこの突起部１６上に固着される
ため、キャップ５のスカート部５２の基準面Ｂに対して
レーザチップ２の位置を精度よく組み立てられる。ま
た、レーザチップ２の発光出力をモニターするための受
光素子４が同様に台座１５にボンディングされ、その一
方の電極は台座１５を介してコモンリード１１に接続さ
れ、他方の電極は図示しないワイヤボンディングにより
リード１２と電気的に接続されている。なお、この受光
素子４は、サブマウント３に直接形成することもでき
る。
【００２０】レーザチップ２の周囲には、キャップ５が
ステム１に接着されることにより設けられている。キャ
ップ５は銅などの熱伝導のよい材料からなっているのが
好ましいが、鉄などの金属でもよい。また、無光沢銀メ
ッキなどが施されていることが、内面で光の乱反射を防
止しやすいため好ましい。なお、キャップ５の頂部の中
心部には、レーザ光が通過する貫通孔が設けられてお
り、窓部５１が形成されている。さらに、底部には、段
付きのスカート部５２が形成され、段状にされた平面部
が位置出し用の基準面Ｂとされ、スカート部５２のステ
ム１を被覆する部分が製品の外径の基準とされている。
このキャップ５は金属製であるため、その寸法精度は非
常に精度よく形成され、樹脂製ステム１の寸法のばらつ
きに拘らず、常に一定の寸法の基準面および基準径とな
る。なお、このキャップ５はエポキシ系の樹脂などから
なる接着剤によりステムと接着されるが、レーザチップ
２で発生する熱の放散をよくするため、熱伝導の良好な
ものが好ましく、銀などの金属フィラーが混入されたも
のが好ましい。
ステム１に接着されることにより設けられている。キャ
ップ５は銅などの熱伝導のよい材料からなっているのが
好ましいが、鉄などの金属でもよい。また、無光沢銀メ
ッキなどが施されていることが、内面で光の乱反射を防
止しやすいため好ましい。なお、キャップ５の頂部の中
心部には、レーザ光が通過する貫通孔が設けられてお
り、窓部５１が形成されている。さらに、底部には、段
付きのスカート部５２が形成され、段状にされた平面部
が位置出し用の基準面Ｂとされ、スカート部５２のステ
ム１を被覆する部分が製品の外径の基準とされている。
このキャップ５は金属製であるため、その寸法精度は非
常に精度よく形成され、樹脂製ステム１の寸法のばらつ
きに拘らず、常に一定の寸法の基準面および基準径とな
る。なお、このキャップ５はエポキシ系の樹脂などから
なる接着剤によりステムと接着されるが、レーザチップ
２で発生する熱の放散をよくするため、熱伝導の良好な
ものが好ましく、銀などの金属フィラーが混入されたも
のが好ましい。
【００２１】本発明の半導体レーザによれば、ステムが
樹脂部材によりリードを固着することにより形成されて
いるため、従来の金属板を冷間鍛造法により形成するよ
うな複雑な成形工程を必要とするのに比べて非常に安価
に形成することができる。しかも、後からリードをガラ
ス付けする必要がなく、リード付けの工数が不要である
と共に、リードの太さより大きなスペースを必要としな
いため、狭い範囲でリードを固定することができ、リー
ドなどの配置の自由度が向上する。また、台座をリード
と一体に形成しておいて樹脂により成形すれば、その直
角度なども金型の精度により非常に精密に成形すること
ができ、曲りの小さい高性能な半導体レーザを得ること
ができる。一方、ステムを樹脂製で構成することによる
不利益として、放熱性と寸法精度が粗くなることが考え
られる。しかし、放熱性に関しては、レーザチップ２を
マウントする台座１５と一体で樹脂部材１４から露出す
る突起部１６が設けられており、この突起部１６にキャ
ップ５の底部を当てつけることにより、金属部材の台座
１５、突起部１６を介してキャップ５に熱が伝導し、キ
ャップ５より放熱することができる。そのため、樹脂部
材１４の熱伝導が少々低下しても、レーザチップ２から
発生する熱を放散させるには、支障がない。
樹脂部材によりリードを固着することにより形成されて
いるため、従来の金属板を冷間鍛造法により形成するよ
うな複雑な成形工程を必要とするのに比べて非常に安価
に形成することができる。しかも、後からリードをガラ
ス付けする必要がなく、リード付けの工数が不要である
と共に、リードの太さより大きなスペースを必要としな
いため、狭い範囲でリードを固定することができ、リー
ドなどの配置の自由度が向上する。また、台座をリード
と一体に形成しておいて樹脂により成形すれば、その直
角度なども金型の精度により非常に精密に成形すること
ができ、曲りの小さい高性能な半導体レーザを得ること
ができる。一方、ステムを樹脂製で構成することによる
不利益として、放熱性と寸法精度が粗くなることが考え
られる。しかし、放熱性に関しては、レーザチップ２を
マウントする台座１５と一体で樹脂部材１４から露出す
る突起部１６が設けられており、この突起部１６にキャ
ップ５の底部を当てつけることにより、金属部材の台座
１５、突起部１６を介してキャップ５に熱が伝導し、キ
ャップ５より放熱することができる。そのため、樹脂部
材１４の熱伝導が少々低下しても、レーザチップ２から
発生する熱を放散させるには、支障がない。
【００２２】また、寸法精度に関しては、樹脂部材１４
自身は収縮度が一定せず、レーザチップの光出射方向へ
の寸法設定のための位置決めや、取付基板などに設けら
れる孔などにそのステムの外径を挿入することによりｘ
ｙ方向の位置決めをするには十分な精度が得られない。
しかし、その外周に設けられるキャップは金属製であ
り、寸法精度を十分に精度よく形成することができる。
この寸法精度のよいキャップの底部に段付きのスカート
部を設け、その段部の内面を前述の台座と一体の突起部
に当てつけて固着することにより、レーザチップの位置
決めの基準面をキャップのスカート部の段付き部に設定
することができる。また、ステムの外周を覆うスカート
部により、その外径を精度よく形成することができるた
め、ｘｙ方向の位置決めも十分に精度よく形成すること
ができる。
自身は収縮度が一定せず、レーザチップの光出射方向へ
の寸法設定のための位置決めや、取付基板などに設けら
れる孔などにそのステムの外径を挿入することによりｘ
ｙ方向の位置決めをするには十分な精度が得られない。
しかし、その外周に設けられるキャップは金属製であ
り、寸法精度を十分に精度よく形成することができる。
この寸法精度のよいキャップの底部に段付きのスカート
部を設け、その段部の内面を前述の台座と一体の突起部
に当てつけて固着することにより、レーザチップの位置
決めの基準面をキャップのスカート部の段付き部に設定
することができる。また、ステムの外周を覆うスカート
部により、その外径を精度よく形成することができるた
め、ｘｙ方向の位置決めも十分に精度よく形成すること
ができる。
【００２３】前述の図１に示される構造の半導体レーザ
を、厚さが３ｍｍで３０ｍｍ角のアルミニウムからなる
放熱板に固定した場合（本発明がＰ１、従来構造がＱ
１）と、放熱板には取り付けない場合（本発明がＰ２、
従来構造がＱ２）との両方で、半導体レーザの動作条件
を、順方向電流ＩF ＝３０ｍＡ、サンプリング電流ＩM
＝１.５ｍＡ、サンプリング時間ＴD ＝１μｓの条件で
動作させて、熱抵抗値（Ｒth）の変化を調べた結果を、
従来の半導体レーザと対比して図３に示す。図３からも
明らかなように、樹脂製ステムを用いたことによる熱放
散への影響は殆ど差がないことが明らかである。なお、
図３において、横軸は電流印加時間Ｔp （秒）を表し、
縦軸は、熱抵抗Ｒth（℃／Ｗ）を表している。
を、厚さが３ｍｍで３０ｍｍ角のアルミニウムからなる
放熱板に固定した場合（本発明がＰ１、従来構造がＱ
１）と、放熱板には取り付けない場合（本発明がＰ２、
従来構造がＱ２）との両方で、半導体レーザの動作条件
を、順方向電流ＩF ＝３０ｍＡ、サンプリング電流ＩM
＝１.５ｍＡ、サンプリング時間ＴD ＝１μｓの条件で
動作させて、熱抵抗値（Ｒth）の変化を調べた結果を、
従来の半導体レーザと対比して図３に示す。図３からも
明らかなように、樹脂製ステムを用いたことによる熱放
散への影響は殆ど差がないことが明らかである。なお、
図３において、横軸は電流印加時間Ｔp （秒）を表し、
縦軸は、熱抵抗Ｒth（℃／Ｗ）を表している。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
テムを樹脂部材により形成しているため、特殊な加工を
する必要がなく、簡単にステムを製造することができ
る。また、リードをガラス付けする必要がないため、部
品点数が減ると共に、その工数も必要でなくなる。その
ため、非常に安価な半導体レーザを電気的、光学的特性
を低下させることなく得ることができる。さらに、従来
の金属ステムを用いたものと全く外形的にも同様の半導
体レーザとなるため、従来の製品をそのまま置き換える
ことができる。
テムを樹脂部材により形成しているため、特殊な加工を
する必要がなく、簡単にステムを製造することができ
る。また、リードをガラス付けする必要がないため、部
品点数が減ると共に、その工数も必要でなくなる。その
ため、非常に安価な半導体レーザを電気的、光学的特性
を低下させることなく得ることができる。さらに、従来
の金属ステムを用いたものと全く外形的にも同様の半導
体レーザとなるため、従来の製品をそのまま置き換える
ことができる。
【図１】本発明の半導体レーザの一実施形態の構造を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】図１のステム部の平面および側面の説明図であ
る。
る。
【図３】図１の半導体レーザの熱抵抗の特性を従来の金
属ステムの半導体レーザの特性と対比して示した図であ
る。
属ステムの半導体レーザの特性と対比して示した図であ
る。
【図４】従来の半導体レーザの一例の構造を示す説明図
である。
である。
１ 樹脂製ステム ２ レーザチップ ５ キャップ １１ コモンリード １２ リード １３ リード １４ 樹脂部材 １５ 台座 １６ 突起部
Claims (4)
- 【請求項１】 導電材からなる複数のリードが上下に露
出するように樹脂により一体成形された樹脂製ステム
と、該複数のリードの１本と電気的に接続して設けられ
る台座と、該台座に固着されるレーザチップと、該レー
ザチップの周囲を覆うと共に頂部に光の透過窓を有し、
前記ステムに固定されるキャップとからなる半導体レー
ザ。 - 【請求項２】 前記リードの１本と前記台座とが一体に
形成されると共に、該台座と一体で前記ステム上に露出
し、該ステムの周囲に延出される突出部が設けられ、該
突出部上に前記キャップの底部が固着されてなる請求項
１記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】 前記キャップの底部に前記ステムの周囲
の上部および側部を被覆するような段付きのスカート部
が形成され、該キャップのスカート部が位置出しの基準
面とされてなる請求項１または２記載の半導体レーザ。 - 【請求項４】 前記キャップが熱伝導の良好な接着剤に
より前記ステムに固着されてなる請求項１、２または３
記載の半導体レーザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05475899A JP3869575B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 半導体レーザ |
| KR1020000009426A KR100681655B1 (ko) | 1999-03-02 | 2000-02-25 | 반도체 레이저 |
| CNB001030302A CN100388574C (zh) | 1999-03-02 | 2000-03-01 | 半导体激光器 |
| TW89103646A TW463428B (en) | 1999-03-02 | 2000-03-02 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05475899A JP3869575B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252575A true JP2000252575A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3869575B2 JP3869575B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=12979684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05475899A Expired - Fee Related JP3869575B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 半導体レーザ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3869575B2 (ja) |
| KR (1) | KR100681655B1 (ja) |
| CN (1) | CN100388574C (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6956883B2 (en) | 2001-07-19 | 2005-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device including light receiving element for receiving monitoring laser beam |
| US7035301B2 (en) | 2002-10-07 | 2006-04-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Packaging for semiconductor laser device and method for producing the same |
| JP2006351728A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 光半導体素子用ステム及び光半導体装置 |
| DE102008026764A1 (de) | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Mitsubishi Electric Corp. | Deckelloses Gehäuse und Herstellungsverfahren desselben |
| CN114204405A (zh) * | 2015-04-24 | 2022-03-18 | 京瓷株式会社 | 光元件搭载用封装件、电子装置以及电子模块 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004356359A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| KR100526504B1 (ko) * | 2003-06-04 | 2005-11-08 | 삼성전자주식회사 | 광소자 모듈 패키지 및 그 제조 방법 |
| JP4786350B2 (ja) | 2006-01-19 | 2011-10-05 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ装置および光ピックアップ装置 |
| JP2009152330A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Panasonic Corp | 半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置および光ピックアップ装置ならびに光ディスクドライブ装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0448675Y2 (ja) * | 1988-04-28 | 1992-11-17 | ||
| EP0366472B1 (en) * | 1988-10-28 | 1994-01-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser apparatus |
| JP2560137B2 (ja) * | 1990-06-14 | 1996-12-04 | ローム株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| JP3193742B2 (ja) * | 1991-09-19 | 2001-07-30 | 株式会社リコー | Ｌｄ光源装置 |
| JPH1051065A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-02-20 | Matsushita Electron Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH1125465A (ja) * | 1997-06-30 | 1999-01-29 | Victor Co Of Japan Ltd | 半導体レーザ装置 |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP05475899A patent/JP3869575B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-02-25 KR KR1020000009426A patent/KR100681655B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-03-01 CN CNB001030302A patent/CN100388574C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6956883B2 (en) | 2001-07-19 | 2005-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device including light receiving element for receiving monitoring laser beam |
| US7035301B2 (en) | 2002-10-07 | 2006-04-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Packaging for semiconductor laser device and method for producing the same |
| JP2006351728A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 光半導体素子用ステム及び光半導体装置 |
| DE102008026764A1 (de) | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Mitsubishi Electric Corp. | Deckelloses Gehäuse und Herstellungsverfahren desselben |
| CN114204405A (zh) * | 2015-04-24 | 2022-03-18 | 京瓷株式会社 | 光元件搭载用封装件、电子装置以及电子模块 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3869575B2 (ja) | 2007-01-17 |
| KR20000062648A (ko) | 2000-10-25 |
| KR100681655B1 (ko) | 2007-02-09 |
| CN100388574C (zh) | 2008-05-14 |
| CN1265529A (zh) | 2000-09-06 |
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