JP2002198605A - 半導体レーザユニット - Google Patents
半導体レーザユニットInfo
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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Abstract
向上やリード数増加の要求に対応でき、製作工程に起因
する諸問題も改善することができる新規な半導体レーザ
ユニットを提供する。 【解決手段】アイランド1に搭載する発光素子と受光素
子のチップ回路の外部への引出しを、フレキシブルシー
ト5a,5bに形成した複数のリード部4,4により行うので、
外形寸法を従来と同程度に維持しながらアイランド1の
質量を大きくでき、放熱性能が大幅に向上する。リード
部4の幅寸法が大幅に縮小されるのでリード数を大幅に
増加することができる。リード部4の厚み寸法が大幅に
縮小されるのでアイランド1の質量増加に寄与して上記
放熱性能の向上を促進する。放熱性能向上やリード数増
加を必要としない場合は、外形寸法を縮小してさらなる
小型化に対応し得る。
Description
他各種の光応用電子機器に組み込まれてピックアップを
構成する半導体レーザユニットに関し、詳しくは、ホロ
グラム方式のピックアップにおいて、光源用の発光素子
としてのレーザダイオードチップ(以下「LDチップ」
と称す)と信号検出用の受光素子を一つのパッケージ内
に配置した半導体レーザユニットに関する。
M、MD、DVD等の各種光ディスクシステムにおい
て、ビーム生成、光分岐、誤差信号生成等の機能を有す
るホログラム素子(HOE)を光学系として採用したホ
ログラム方式のピックアップが採用されている。このピ
ックアップは、光源用の発光素子と信号検出用の受光素
子とを一つのパッケージ内に配置した半導体レーザユニ
ットと、その半導体レーザユニットの上面に固定したホ
ログラム素子とを備えている。このようなホログラム方
式のピックアップは、部品点数の削減,耐環境性能の向
上等によって小型軽量化,低価格化,高速アクセスを可
能にするピックアップとして、小型化が著しい各種の光
ディスク再生システムに好適に用いられている。
のCD−ROMドライブ、音楽用CD,MD、映像用D
VD等の携帯型や車搭載型プレーヤー等の光応用電子機
器における更なる小型軽量化、低コスト化のニーズに即
応可能な半導体レーザユニットとして、特開平10−2
56649号公報、特開平10−256650号公報等
に開示されるものを先に提案している。これら先行技術
は、発光素子と受光素子をアイランドに搭載し、その発
光素子及び受光素子に電気的に接続する並列状のリード
ピンを樹脂成形部に鉛直方向をもって保持させたことを
基本構成とするものである。そうして、アイランド、発
光素子,受光素子,リードピン等を一つのパッケージに
して部品点数の削減、組み立て作業の簡素化、製品の小
型化、低コスト化等を実現した半導体レーザユニットと
して、前記ホログラム方式のピックアップ構成部材とし
て、極めて好適に用いられているものである。
各種光ディスクシステムにおける情報量の高密度化や高
速処理等の要望に対応するべく、発光素子,受光素子が
大型化する傾向にあり、半導体レーザユニットにおける
放熱性能の向上やリード数増加の要求はさらに上がって
いく傾向にある。これに対し上記先行技術は、金属製ア
イランドに搭載した発光素子と受光素子のチップ回路の
外部への引出しを、樹脂成形部(樹脂モールド部)で結
束した複数のリードフレームで行うようになっており、
モールド固定したリードフレームの採用により前述した
多くの効果を奏するが、樹脂成形部を必要とする分だけ
アイランドの質量が小さくなるので放熱性能のさらなる
向上には限界がある。また、リード数の増加に対して
は、リードピッチを小さくすることである程度は対応で
きるものの、リードフレームの成形寸法の限界から、リ
ード数の大幅な増加は困難である。
発生、リードフレームと樹脂成形部との隙間に入り込む
メッキ工程液を起因とする変色不良の発生といったモー
ルド成形上の問題や、発光素子,受光素子とワイヤボン
ディングされる各リード先端のボンディング性を確保す
るためにリード先端をフラットに切断するための切断金
型のメンテナンス労力が大きいといった、製作工程に起
因する諸問題の改善も望まれていた。
れたもので、その目的とするところは、発光素子と受光
素子を搭載するアイランドにリード部を一体に備えた半
導体レーザユニットにおいて、発光素子、受光素子の大
型化に伴う放熱性能の向上やリード数増加の要求に対応
でき、また製作工程に起因する前述した諸問題も改善す
ることができる新規な半導体レーザユニットを提供する
ことにある。
に本発明は請求項1のように、金属製のアイランドに、
光源用の発光素子と、信号検出用の受光素子と、それら
発光素子と受光素子における複数の接点に対応して複数
形成されるリード部とを一体的に集合させて一つのパッ
ケージにした半導体レーザユニットであって、金属製ア
イランドは少なくとも受光素子の搭載面と、発光素子の
搭載面と、リード部の配設面とを備える所望の立体形状
に形成されており、各リード部はフレキシブルシートに
リード箔からなる配線パターンを配して形成されてお
り、受光素子と発光素子を各々アイランドの搭載面に取
り付け、フレキシブルシートをリード部の配設面に貼り
付けると共に、該フレキシブルシートにおける各々のリ
ード部の端部を、発光素子または受光素子における対応
する接点に電気的に接続したことを要旨とする。
ドに搭載した発光素子と受光素子のチップ回路の外部へ
の引出しを、樹脂成形部やリードフレームを用いること
なく、フレキシブルシートにリード箔からなる配線パタ
ーンを配して形成した複数のリード部により行うので、
樹脂成形部を必要としない分だけ、外形寸法を従来と同
程度に維持しながらアイランドの質量を大きくすること
ができ、放熱性能を大幅に向上させることができる。ま
た、フレキシブルシートにリード箔からなる配線パター
ンを配して複数のリード部を形成するので、リードフレ
ームを樹脂成形部でモールド固定する場合に比べリード
部の幅寸法を大幅に縮小し得、外形寸法を従来と同程度
に維持しながらリード数を大幅に増加することができ
る。さらに、リード部の厚み寸法を大幅に縮小し得るの
で、アイランドの質量増加に寄与して上記放熱性能の向
上を促進すると共に、放熱性能の向上やリード数の増加
を必要としない場合は、外形寸法を縮小してさらなる小
型化に対応することができる。また、リードフレームの
切断や樹脂成形部のモールド成形等の工程が不用になる
ので、モールド成形時のバリの発生やメッキ工程液を起
因とする変色不良の発生、リード先端をフラットに切断
するための切断金型のメンテナンスといった、製作工程
に起因する諸問題の発生が無くなる。
うに、上記アイランドが少なくとも、受光素子の搭載面
となる上面部と、発光素子の搭載面およびリード部の配
設面となる側面部とを有し、前記上面部に受光素子を取
り付け、前記側面部の上面部寄りの適所に発光素子を取
り付けると共に、側面部に貼り付けたフレキシブルシー
トにおける各リード部の上端部を、前記発光素子または
受光素子における対応する接点に電気的に接続するよう
にした構成をあげることができる。
3のように、上記アイランドが少なくとも、リード部の
配設面となる側面部を複数有する立体形状に形成され、
上記フレキシブルシートは対応する側面部に各々貼り付
け可能に分割して形成すると良い。この場合、アイラン
ドの側周面をリード部の配設スペースとすることがで
き、上記リード数の増加をさらに促進することができ
る。
て、請求項4のように、上記フレキシブルシートが、ア
イランドの側面部に貼り付けた状態で該側面部から上方
へ延出する折り曲げ部を有し、該折り曲げ部を内側へ折
り曲げアイランドの上面部に貼り付けて、各リード部の
上端部を受光素子の搭載面に配し、それら上端部を、受
光素子における対応する接点に電気的に接続する構成を
あげることができる。この場合、受光素子の各接点に対
応するリード部の上端部が、受光素子の搭載面であるア
イランドの上面部に位置し、これら各接点とリード部上
端部との電気的接続作業を容易且つ確実に行うことがで
きるようになる。
5記載のように、フレキシブルシートにおける各々のリ
ード部の端部と、発光素子または受光素子における対応
する接点とを電気的に接続する手段がワイヤボンディン
グ手段である構成をあげることができる。
る発光素子の搭載面より下位位置に鍔部を一体に設け、
該鍔部より下方のアイランド部分を、ベースとなる基板
に開穿した半導体レーザユニットの取付け孔に嵌合状に
差し込まれるソケット部とし、前記鍔部は、アイランド
における発光素子の搭載面より上位部分を前記ベースと
なる基板上に位置させる係止部とすると良い。この場
合、ベース基板に対する半導体レーザユニットの装着を
容易に行えるようになり、製品の組立て作業を簡略化し
得るなどの利点がある。
中空状に形成すると共にその中空内部に連通する通孔を
設け、アイランド内部においても放熱がなされるよう形
成すると良い。この場合、アイランド内部においても放
熱がなされるので、前述した放熱性能をさらに向上させ
ることができる。
トの下端部をアイランド下面に貼り付け、アイランドの
側面側と下面側において外部配線との導通が図れるよう
形成すると良い。この場合、各リード部とこれに対応す
る外部配線との電気的接続を、アイランドの側面側と下
面側のどちらでも行うことができる。
いて説明する。図1〜図3では本発明に係る半導体レー
ザユニットの第一例を表し、図1は組立て前の状態、図
2は組立て後の状態、図3はベース基板への装着状態を
夫々示す。
のアイランド1に、光源用の発光素子としてのLDチッ
プ2と、信号検出用の受光素子3と、それらLDチップ
2と受光素子3における複数の接点に対応して複数形成
されるリード部4,4・・・を備えたフレキシブルシー
ト5a,5bを一体的に集合させて一つのパッケージに
したもので、そのパッケージ上面部分を不図示のカバー
で覆ってLDチップ2,受光素子3,ワイヤボンディン
グ部6,ワイヤボンディングのセカンドボンディング部
となる各リード部4の上端部4aを保護し、さらにカバ
ーの上面にホログラム素子を接着等の手段で固定してホ
ログラム方式のピックアップを構成するようになってい
る。
受光素子3の搭載面11aを含む上面部11と、LDチ
ップ2の搭載面12aおよび各リード部4,4・・・の
配設面12bを含む前側の側面部12と、各リード部
4,4・・・の配設面13aとなる後側の側面部13
と、左右の側面部14,15と、下面部16とを備える
異形の立体形状をもって冷間鋳造等で高精度に成型され
ている。LDチップ2の搭載面12aは、前側の側面部
12における幅方向ほぼ中央で且つ上面部11寄りの個
所に形成されており、該搭載面12aにLDチップ2が
接着剤等により固定されている。受光素子3の搭載面1
1aは、上面部11における右側面部14寄りに形成さ
れており、該搭載面11aに受光素子3が接着剤等によ
り固定されている。前側の側面部12は右側の半部が前
方に位置し、左側の半部が後方に位置するよう段差をも
って形成されている。アイランド1は図3に示すように
内部中空状に形成されると共に下面に通孔7が形成され
ており、内部の表面部分8においても放熱性能が発揮さ
れるよう形成されている。
の搭載面12aより下位になる位置に鍔部17を一体に
形成し、該鍔部17より下方のアイランド部分を、ベー
スとなる基板40に開穿した半導体レーザユニット取付
け孔41に嵌合状に差し込まれるソケット部20とし、
鍔部17が、アイランド1におけるLDチップ2の搭載
面12aより上位になる部分を前記基板40上に位置さ
せる係止部として機能している。鍔部17の内周縁と上
記側面部12,13との間には、各リード部4,4・・
・の中途部が挿入される間隙18が形成されている。基
板40の下面側には、夫々のリード部4,4・・・に対
応して配線パターン42が形成されている。
ブルシート5a,5bにリード箔からなる配線パターン
を配して形成されており、フレキシブルシート5a,5
bは上記前後の側面部12,13に各々貼り付けるよう
分割して二枚形成されている。一方のフレキシブルシー
ト5aは前側の側面部12の配設面12bに、接着剤や
両面テープ等で貼り付けるもので、その上半部の中央域
には、上記LDチップ搭載面12aを回避するための切
欠き部21が形成されている。また上述した間隙18に
差し込まれる部分の表面は保護シート22で保護されて
いる。他方のフレキシブルシート5bは後側の側面部1
3の配設面13aに貼り付けるもので、間隙18に差し
込まれる部分の表面は保護シート22で保護されてい
る。
は、対応する側面部12,13に貼り付けた状態で該側
面部から上方へ延出する折り曲げ部23,24を有し、
それら折り曲げ部23,24を内側へ折り曲げて各リー
ド部4,4・・・の上端部4aを受光素子搭載面11a
の前後縁部に貼り付けることで、それら上端部4aを受
光素子3と同一面上に位置させている。またフレキシブ
ルシート5a,5bは、対応する側面部12,13に貼
り付けた状態で該側面部から下方へ延出する折り曲げ部
25,26を有し、それら折り曲げ部25,26を内側
へ折り曲げて各リード部4,4・・・の下端部4bをア
イランド1の下面部16に貼り付けることで、アイラン
ド1の側面側と下面側との双方において外部配線との導
通が図れるよう形成されている。
ニットAによれば、金属製アイランド1に搭載したLD
チップ2と受光素子3のチップ回路の外部への引出し
を、樹脂成形部やリードフレームを用いることなく、フ
レキシブルシート5a,5bに形成した複数のリード部
4,4・・・で行うので、樹脂成形部を必要としない分
だけ外形寸法を従来と同程度に維持しながらアイランド
1の質量を大きくすることができ、且つ放熱面がアイラ
ンド1の外側と内側に形成されるので、放熱性能を大幅
に向上させることができる。因みに、上述したアイラン
ド1の下半部分が樹脂成形部で且つ鍔部17を樹脂製と
した従来品と本例の半導体レーザユニットAを比較した
場合、本例のアイランド1はその上半部と下半部及び鍔
部17までも含んで金属製であることから、アイランド
1の表面積は外側の表面部分だけでも従来品の約3倍以
上であり、放熱効果はこれに比例して向上することがサ
ンプルを使った実験により確認された。
記したフレキシブルシート5a,5bを用いるので、リ
ードフレームを樹脂成形部でモールド固定する場合に比
べ、リード部4の幅寸法を大幅に縮小し得、外形寸法を
従来と同程度に維持しながらリード数を大幅に増加する
ことが可能になる。さらに、リード部4の厚み寸法も大
幅に縮小し得るので、アイランド1の質量増加に寄与し
て上記放熱性能の向上を促進すると共に、放熱性能の向
上やリード数の増加を必要としない場合は、外形寸法を
縮小してさらなる小型化に対応することができる。ま
た、アイランド1の前後左右の側面部12,13,1
4,15をリード部4の配設スペースとして利用するこ
とができ、リード数のさらなる増加への対応も容易であ
る。また、受光素子3の各接点に対応するリード部4の
上端部4aが、受光素子3の搭載面11aに位置し、こ
れら各接点とリード部の上端部4aとのワイヤボンディ
ング作業を容易且つ確実に行うことができるようにな
る。
アイランド1にLDチップ2,受光素子3を取り付ける
と共にフレキシブルシート5a,5bを貼り付け、各接
点とリード部の上端部4aとをワイヤボンディングする
ことで組立てられるので、従来の半導体レーザユニット
のようなリードフレームの切断や樹脂成形部のモールド
成形等の工程が不用になり、よって、モールド成形時の
バリの発生やメッキ工程液を起因とする変色不良の発
生、リード先端をフラットに切断するための切断金型の
メンテナンスといった、製作工程に起因する諸問題の発
生が無くなる。また、上記鍔部17、ソケット部20を
備えることにより、ベース基板40に対する装着を容易
に行えるようになり、CD,MD,DVD等の各種光デ
ィスクシステム製品への組込み作業を簡略化することが
できる。
アイランド1の側面側と下面側において外部配線との導
通が図れるようになっており、図示例では側面側にて外
部配線(基板40の配線パターン42)との導通を図っ
た例を示したが、アイランド1の下面側で外部配線との
導通を図る場合にも対応可能である。また、上述したソ
ケット部20、すなわち鍔部17より下方のアイランド
部分の寸法は任意に設定可能であり、該ソケット部20
の寸法を小さくすることで半導体レーザユニットAの更
なる小型化を図ることもできる。
れば、この例では上述の半導体レーザユニットAにおい
て、アイランド1の左右の側面部14,15にもフレキ
シブルシートを配した構造を示し、それ以外の構成と作
用,効果は上述の半導体レーザユニットAと同様のた
め、図中に上記と同一の符号を付すなどして重複する説
明を省略する。
15も各リード部4,4・・・の配設面とすると共に、
これら配設面14,15に貼り付けるフレキシブルシー
ト5c,5dを備え、該フレキシブルシート5c,5d
にはリード箔からなる配線パターンを配してリード部
4,4・・・が形成されている。また、鍔部17の内周
縁と左右の側面部14,15の間には、各リード部4,
4・・・の中途部が挿入される間隙18が形成されてい
る。
する側面部14,15に貼り付けた状態で該側面部から
上方へ延出する折り曲げ部27,28を有し、それら折
り曲げ部27,28を内側へ折り曲げて各リード部4,
4・・・の上端部4aを受光素子搭載面11aの左右縁
部に貼り付けることで、それら上端部4aをLDチップ
2または受光素子3の近傍に位置させている。またフレ
キシブルシート5c,5dは、対応する側面部12,1
3に貼り付けた状態で該側面部から下方へ延出する折り
曲げ部29,30を有し、それら折り曲げ部29,30
を内側へ折り曲げて各リード部4,4・・・の下端部4
bをアイランド1の下面部16に貼り付けることで、ア
イランド1の側面側と下面側との双方において外部配線
との導通が図れるよう形成されている。
え、アイランド1の側周ほぼ全域をリード部の配設スペ
ースとすることができ、リード数のさらなる増加が可能
になる等の利点がある。
の実施形態の二例を説明したが、本発明はこれらに限定
されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載さ
れた技術的思想の範囲内において種々の変更が可能であ
ることは言うまでもない。
で、以下の効果を奏する。 (請求項1、2)金属製アイランドに搭載した発光素子
と受光素子のチップ回路の外部への引出しを、複数のリ
ード部が形成されたフレキシブルシートにより行うの
で、外形寸法を従来品と同程度に維持しながらアイラン
ドの質量を大きくすることができ、放熱性能を大幅に向
上させることができる。また前記フレキシブルシートを
用いることからリード部の幅寸法を大幅に縮小し得、外
形寸法を従来と同程度に維持しながらリード数を大幅に
増加することができ、且つリード部の厚み寸法も大幅に
縮小し得るので、アイランドの質量増加に寄与して上記
放熱性能の向上を促進すると共に、放熱性能の向上やリ
ード数の増加を必要としない場合は、外形寸法を縮小し
てさらなる小型化に対応することができる。したがっ
て、近年における各種光ディスクシステムの情報量の高
密度化,高速処理等の要望に伴う発光素子,受光素子の
大型化に容易に対応することができる。また、リードフ
レームや樹脂成形部を備えないのでリードフレーム端部
の切断やモールド成形等の工程が不用になり、モールド
成形時のバリの発生やメッキ工程液を起因とする変色不
良の発生、リード先端をフラットに切断するための切断
金型のメンテナンスといった、製作工程に起因する諸問
題の発生が無くなり、製作工程を合理化する上で極めて
有利で、低コスト化で信頼性の高い製品を提供し得る
等、多くの効果を奏する。
ンドの側周面ほぼ全域をリード部の配設スペースとし
得、リード数の増加をさらに促進することができる等の
効果がある。
子の各接点に対応するリード部の上端部が前記各接点の
近傍に位置し、これら各接点とリード部上端部との電気
的接続作業を容易且つ確実に行うことができる等の効果
がある。
ボンディングによって各接点とリード部の上端部との電
気的接続作業を容易且つ確実に行うことができる等の効
果がある。
基板に対する半導体レーザユニットの装着を容易に行え
るので、光ディスクシステム製品の組立て作業を簡略化
し得るなどの効果がある。
ンド内部においても放熱がなされるので、前述した放熱
性能をさらに向上させることができるなどの効果があ
る。
ド部とこれに対応する外部配線との電気的接続をアイラ
ンドの側面側と下面側のどちらでも行うことができるの
で、光ディスクシステム製品への組込みパターンの対応
が拡大され、より幅広い需要に対応できるなどの効果が
ある。
て前を示す。
て後を示す。
表す。
て前を示す。
て後を示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 金属製のアイランドに、光源用の発光素
子と、信号検出用の受光素子と、それら発光素子と受光
素子における複数の接点に対応して複数形成されるリー
ド部とを一体的に集合させて一つのパッケージにした半
導体レーザユニットであって、 金属製アイランドは少なくとも受光素子の搭載面と、発
光素子の搭載面と、リード部の配設面とを備える所望の
立体形状に形成されており、各リード部はフレキシブル
シートにリード箔からなる配線パターンを配して形成さ
れており、 受光素子と発光素子を各々アイランドの搭載面に取り付
け、フレキシブルシートをリード部の配設面に貼り付け
ると共に、該フレキシブルシートにおける各々のリード
部の端部を、発光素子または受光素子における対応する
接点に電気的に接続してなる半導体レーザユニット。 - 【請求項2】 上記アイランドは少なくとも、受光素子
の搭載面となる上面部と、発光素子の搭載面およびリー
ド部の配設面となる側面部とを有し、前記上面部に受光
素子を取り付け、前記側面部の上面部寄りの適所に発光
素子を取り付けると共に、側面部に貼り付けたフレキシ
ブルシートにおける各リード部の上端部を、前記発光素
子または受光素子における対応する接点に電気的に接続
してなる請求項1記載の半導体レーザユニット。 - 【請求項3】 上記アイランドが少なくとも、リード部
の配設面となる側面部を複数有する立体形状に形成さ
れ、上記フレキシブルシートは対応する側面部に各々貼
り付け可能に分割して形成されている請求項1又は2記
載の半導体レーザユニット。 - 【請求項4】 上記フレキシブルシートは、アイランド
の側面部に貼り付けた状態で該側面部から上方へ延出す
る折り曲げ部を有し、該折り曲げ部を内側へ折り曲げア
イランドの上面部に貼り付けて、各リード部の上端部を
受光素子の搭載面に配し、それら上端部を、受光素子に
おける対応する接点に電気的に接続してなる請求項2ま
たは3記載の半導体レーザユニット。 - 【請求項5】 フレキシブルシートにおける各々のリー
ド部の端部と、発光素子または受光素子における対応す
る接点とを電気的に接続する手段がワイヤボンディング
手段である請求項1〜4の何れか1項記載の半導体レー
ザユニット。 - 【請求項6】 アイランドにおける発光素子の搭載面よ
り下位位置に鍔部を一体に設け、該鍔部より下方のアイ
ランド部分を、ベースとなる基板に開穿した半導体レー
ザユニットの取付け孔に嵌合状に差し込まれるソケット
部とし、前記鍔部は、アイランドにおける発光素子の搭
載面より上位部分を前記ベースとなる基板上に位置させ
る係止部とした請求項1〜5の何れか1項記載の半導体
レーザユニット。 - 【請求項7】 アイランドを内部中空状に形成すると共
にその中空内部に連通する通孔を設け、アイランド内部
においても放熱がなされるよう形成した請求項1〜6の
何れか1項記載の半導体レーザユニット。 - 【請求項8】 フレキシブルシートの下端部をアイラン
ド下面に貼り付け、アイランドの側面側と下面側におい
て外部配線との導通が図れるよう形成した請求項1〜7
の何れか1項記載の半導体レーザユニット。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000395247A JP2002198605A (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 半導体レーザユニット |
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JP2000395247A JP2002198605A (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 半導体レーザユニット |
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