JP2002299747A

JP2002299747A - 光学装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002299747A
Application number: JP2001100265A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshida; 浩吉田; Tadashi Taniguchi; 正谷口; Kiyoshi Yamauchi; 淨山内
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-11

Abstract

(57)【要約】【課題】電気的接続、物理的接続強度を確保しながら、
半導体レーザなどの発光素子からの熱の放熱特性を向上
する光学装置とその製造方法を提供する。【解決手段】基板１０に設けられた最表面層がＡｕなど
からなる電極と、半導体発光素子２０あるいは中間部材
に設けられた最表面層がＡｕなどからなる電極とが、超
音波振動の印加により接合（Ｊ）されている構成とす
る。基板に、最表面層がＡｕ膜などからなる基板電極を
設け、一方、半導体発光素子あるいは中間部材に、最表
面層がＡｕ膜などからなる電極を設け、半導体発光素子
あるいは中間部材の電極と基板電極とを超音波振動を印
加して接合して製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置およびそ
の製造方法に関し、特に、ＣＤ（コンパクトディス
ク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（デジタル多用途
ディスク）などの光ディスクシステム、バーコードリー
ダおよびレーザディスプレイなどの表示装置、あるい
は、レーザビームプリンタなどの電子機器に適用可能な
光学装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤなどの光ディ
スクシステムでは、その光源として半導体レーザ、また
は、半導体レーザと光学部品、受光素子とを一体化した
集積光学素子が用いられている。

【０００３】ＣＤおよびＭＤでは７８０ｎｍ帯の半導体
レーザが採用され、一方、ＤＶＤでは６６０ｎｍ帯の半
導体レーザが採用されている。さらに、次世代光ディス
クの光源としては、４００ｎｍ帯で発光するＩＩＩ族窒
化物半導体レーザの採用が有望視されている。

【０００４】複合光学装置では、上記の各波長の半導体
レーザと、ディスクから反射される光（ＲＦ光）を受光
するフォトダイオード（ＰＤ）、あるいは、さらに演算
機能を持たせたＰＤＩＣ（フォトダイオードＩＣ）の少
なくとも一つ、そして、光ディスクへの光の光軸、ビー
ム特性を整える光学部品とを兼ね備えていることが一般
的である。

【０００５】図１５は、上記の従来の複合光学装置の一
例の構成を示す模式図である。例えば樹脂などからなる
パッケージ基板などの基板１０に設けられた凹部１３内
に、半導体レーザ２０がマウントされたサブマウント２
７と、ＰＤＩＣ２６が固着されており、不図示の配線な
どによりリード１２に電気的に接続されている。上記凹
部１３を塞ぐように、回折格子３１、ホログラム３２、
凸レンズ３３および凹レンズ３４が設けられたマルチレ
ンズ３０が装着されている。マルチレンズ３０の上面
に、例えばｐ偏光とｓ偏光を分離する偏光分離面や全反
射面などの分光面（４１，４３，４４）および１／２波
長板４２などを有するガラス積層体からなるマルチプリ
ズム４０が装着されている。

【０００６】例えば、上記のサブマウントはシリコンブ
ロックからなり、エッチングなどにより反射面２７ａが
形成されている。上記の半導体レーザ２０から出射され
たレーザ光Ｌは、反射面２７ａで反射し、回折格子３
１、凸レンズ３３および分光面４１を経て複合光学装置
の外部へ取り出され、例えば光磁気ディスクなどの光デ
ィスクＤの光学記録膜に照射される。

【０００７】光ディスクからの反射光（戻り光）は、分
光面４１を経て、その一部が１／２波長板４２方向へ進
む。分光面４１では、ｓ偏光とｐ偏光の透過率が異なる
ため、戻り光が分光面４１を透過する際、光磁気信号の
エンハンスメントが行われる。例えば、分光面４１のｐ
偏光透過率を１００％、ｓ偏光透過率を７０％（反射率
３０％）と設定した場合、分光面４１を透過する前後で
ｓ偏光成分のみが減少することになる。光磁気信号がｐ
偏光成分となるように設定すると、分光面４１を透過す
ることにより、光磁気信号が増強される。さらに、１／
２波長板４２の表面に到達した光の一部は反射され、一
部は透過する。例えば、１／２波長板４２の表面でｓ偏
光成分の一部が反射され、ホログラム３２により複数個
のスポットに分割され、ＰＤＩＣ２６に入射する。一
方、１／２波長板４２を透過した成分は、その偏光面が
回転され、分光面（４３，４４）に進む。例えば、偏光
面を４５°回転させ、分光面４３において、ｐ偏光成分
が１００％透過し、ｓ偏光成分が１００％反射するよう
に、また、分光面４４においてｐ偏光成分が１００％反
射するように設定する。分光面（４３，４４）で反射さ
れた光が凸レンズ３４を経てＰＤＩＣ２６に入射する。

【０００８】ＰＤＩＣ２６上では、例えば分光面４３で
反射した成分と分光面４４で反射した成分の強度差、即
ち、差動増幅を用いた検出を行うことによって、光磁気
信号の検出が達成される。また、ＰＤＩＣ２６では、各
入射スポット光が検出され、ＰＤＩＣ２６上のマトリク
ス回路により、例えばスポットサイズ検出法によりフォ
ーカス信号が、また、例えば３スポット法や差動プッシ
ュプル法などによりトラッキング信号が検出される。

【０００９】図１５に示すように、上記の複合光学装置
において、半導体レーザ２０は、パッケージ基板などの
基板１０に直接取り付けられてはおらず、サブマウント
２７と呼ばれる中間部品を仲介させることが広く行われ
ている。サブマウントの役割は、（１）半導体発光素子
が発する熱を、効率良く放熱すること、（２）半導体レ
ーザのハンドリングを容易とすること、の２点が主であ
る。

【００１０】特に、前者の放熱特性は、半導体レーザの
安定駆動において重要である。図１６（ａ）は、十分な
熱容量をもったヒートシンクＨＳ上に、パッケージ基板
などの基板１０、サブマウント２７、および発熱領域Ｒ
を有する熱源である半導体レーザ２０が備えられている
場合の熱の流れを模式的に示すモデルである。図１６
（ｂ）は、サブマウントを用いない場合の熱の流れを模
式的に示すモデルである。図中、熱の流れの様子を矢印
で示しており、熱が伝導されるときの広がりの範囲を破
線で示している。

【００１１】図１６（ａ）と図１６（ｂ）では、図面ｘ
方向の放熱断面積ＣＳの違いが大きな特徴である。これ
は、電気回路で言う抵抗とのアナロジーで、熱抵抗とし
て理解できる（例えば、伊藤良一著「半導体レーザ」第
１０章（培風館）参照）。ここで、熱抵抗は放熱断面積
の逆数に比例する関係がある。

【００１２】サブマウントの役割は、半導体レーザから
基板への放熱断面積を広げる役割をしており、これを言
いかえると、半導体レーザから発せられた熱が、効率良
く基板に伝導されるということである。上述の理由によ
り、特に放熱特性の観点から、サブマウントを用いるの
が一般的となっている。

【００１３】次に、このサブマウントを用いる構成の上
記の複合光学装置の製造方法を説明する。図１７（ａ）
は、複合光学装置に搭載する半導体レーザの構成を示す
模式断面図である。例えば、ＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａ
ＩｎＰ系、あるいはＡｌＧａＮ系の半導体からなり、活
性層の上層および下層にそれぞれｎ型クラッド層とｐ型
クラッド層が設けられ、かつその外側を挟み込むよう
に、それぞれコンタクト層および半導体基板が設けられ
ている構成の半導体レーザ２０に、さらにコンタクト層
および基板に接続するように電極２１が形成されてい
る。

【００１４】図１７（ｂ１）は複合光学装置に用いるサ
ブマウントの上面図、図１７（ｂ２）は模式断面図であ
る。例えばシリコンなどからなるサブマウント２７の上
面の所定の箇所にマーカーＭが形成されており、また、
例えば、Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、ＩｎまたはＩ
ｎ−Ｐｂなどのハンダ材層ＳＤが形成されている。ある
いは、シート状に加工されたハンダ材が戴置されてい
る。

【００１５】次に、サブマウント２７と半導体レーザ２
０の接合（以下、チップマウントと呼ぶことにする）に
ついて説明する。まず、図１８（ｃ）に示すように、温
度制御可能なステージＳＴ上に保持されたサブマウント
２７上に、電極２１とハンダ層ＳＤとを位置合わせをし
て、半導体レーザ２０を戴置し、さらに、図１８（ｄ）
に示すように、適切な環境においてハンダ材の融点以上
に加熱処理（リフロー）することで、ハンダ層ＳＤによ
り、半導体レーザ２０の電極２１とサブマウント２７上
とを接合する。以下、ハンダ層ＳＤによる電極２０の接
合部をハンダ接合部ＳＪと呼ぶことにする。

【００１６】次に、パッケージ基板などの基板１０に半
導体レーザがマウントされたサブマウントの取り付け
（以下、ダイボンドと呼ぶことにする）を行なう。ここ
で、基板は、例えば樹脂などからなるパッケージ基板の
他、アルミナ、窒化アルミニウムなどのセラミックスを
母材とする一般的な基板、Ｆｅ、Ｃｕなどで作られた板
状の基板を用いることもできる。これらは、部品を固着
する基台という観点から、共通の役割を果たしている。

【００１７】基板１０に半導体レーザ２０をマウントし
たサブマウント２７を取り付けるとき、その接着剤とし
ては一般的に銀ペーストが使用される。まず、図１９
（ｅ）に示すように、基板１０上に、ディスペンサＤＰ
あるいはその他の塗布手段などにより銀ペーストＡＧを
供給しておき、サブマウント２７と銀ペーストＡＧとを
位置合わせをして、半導体レーザ２０をマウントしたサ
ブマウント２７を戴置し、さらに、図１９（ｆ）に示す
ように、適切な環境において高温に保持し、銀ペースト
ＡＧを熱硬化させて、銀ペーストＡＧにより、サブマウ
ント２７と基板１０とを接合する。以下、銀ペーストＡ
Ｇによるサブマウント２７の接合部を銀ペースト接合部
ＡＪと呼ぶことにする。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の複合光学装置では、半導体レーザからの熱の放熱
が不十分であるという問題が生じてきている。以下に、
上記の問題について説明する。

【００１９】半導体レーザが使用される光ディスクの開
発は、ＲＯＭからＲＡＭへの流れと、２倍、４倍との高
速化の流れとにある。これに応じて、半導体レーザの高
出力化が要求されるようになり、これに伴い半導体レー
ザの駆動電流が高くなる傾向にある。さらに、次世代光
ディスクにおいては、その光源としてＩＩＩ族窒化物半
導体レーザが有望視されており、この場合、その発光波
長が短波長化しているので駆動電圧が従来より高くな
り、これに伴い駆動電力が高くなる。即ち、駆動電力が
高くなることから、半導体レーザの発熱量は今後益々増
大していく。

【００２０】一方で、半導体レーザを安定に駆動させる
ためには、駆動時の半導体レーザの温度を低くすること
が望ましい。従って、駆動時の温度を低減させるためた
は、放熱が重要となる。各部材を接着する接着剤の特性
のうち、熱伝導性を高めることは、半導体レーザからの
熱の放熱特性を高めることになり、駆動時の半導体レー
ザ温度を低減することにつながる。

【００２１】しかし、半導体レーザの放熱、すなわち、
接着剤の熱伝導性の観点から考えると、従来のダイボン
ドに用いられている銀ペーストは、熱伝導度が０．０３
Ｗ／ｃｍＫ程度であり、良好ではない。これは、一般に
銀ペーストなどの導電性ペーストは、その母材に樹脂が
配合されており、これらの樹脂の熱伝導性は一般的に金
属より低いためである。

【００２２】今後、光ディスクの倍速化、あるいは高密
度化の要求を実現するためには、半導体レーザの高光出
力、短波長化が要求され、このような半導体レーザを安
定に駆動するためには、駆動時のレーザ温度を極力上昇
させないことが必要であり、そのためには、放熱特性の
向上が必要となる。倍速化、高密度化の要求には、上限
があるわけではなく、可能な限り要求が厳しくなること
は容易に想像できる。

【００２３】銀ペーストなどの樹脂をベースとした導電
性ペーストでは、いずれこのような要求に答えられなく
なると言える。これは、言いかえれば、放熱特性を高
め、より短波長、より高光出力の半導体レーザを安定に
駆動できれば、光ディスクのさらなる高速化および高密
度化の実現に大きく寄与できるといっても良い。

【００２４】上記は基板にサブマウントを固着する銀ペ
ーストなどの導電性ペーストについて説明したが、半導
体レーザをサブマウントに固着するハンダ材についても
同様のことが言える。

【００２５】チップマウントの接着剤として一般に用い
られているハンダ材としては、例えばＳｎ、Ａｕ−Ｓ
ｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｐｂが広く用いられてい
る。上記のハンダ材自体は、すべて金属であって熱伝導
性は高いものであるが、半導体レーザチップの電極材料
とハンダ材料の反応がおこり、即ち、電極材料とハンダ
材料の相互拡散が発生する。上記の相互拡散反応が進行
し、すなわち、拡散領域が広く、かつ、領域内の合金比
が高くなると、熱伝導性は低下してしまう。このように
半導体レーザチップの電極材料とハンダ材料の反応が進
むと、放熱断面積は低下してしまう。

【００２６】本発明は、上記の状況に鑑みてなされたも
のであり、従って本発明の目的は、電気的接続、物理的
接続強度を確保しながら、半導体レーザなどの発光素子
からの熱の放熱特性を向上し、今後の光ディスクの高速
記録、高密度記録の要求に広く応えることができる光学
装置と、その製造方法を提供することである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の光学装置は、少なくとも、基板電極が設け
られた基板と、素子電極が設けられた半導体発光素子と
を有し、上記基板電極と上記素子電極が、超音波振動の
印加により接合されている。

【００２８】上記本発明の光学装置は、好適には、上記
基板上に、受光素子をさらに有する。また、好適には、
レンズ、プリズム、および回折光学素子などの光学部材
がさらに固着されている。また、好適には、上記基板電
極と上記素子電極の最表面層が、それぞれ少なくともＡ
ｕまたはＡｌを含有する。

【００２９】上記本発明の光学装置は、基板に設けられ
た最表面層がＡｕなどからなる基板電極と、半導体発光
素子に設けられた最表面層がＡｕなどからなる素子電極
とが、超音波振動の印加により接合されている。上記の
ような超音波振動の印加による接合は、熱伝導性の低い
銀ペーストによる接合や、電極材料との相互拡散反応が
進んで放熱断面積が低下してしまうハンダによる接合と
は異なり、電極同士が直接電気的かつ機械的に接続され
る。従って、熱伝導性が低い材料を介することなく、あ
るいは接合部の反応が進んで熱伝導性が低くなってしま
うこともなく、電気的接続、物理的接続強度を確保しな
がら、熱伝導性を高めて半導体発光素子からの熱の放熱
特性を向上させることができる。

【００３０】また、上記の目的を達成するため、本発明
の光学装置は、少なくとも、基板電極が設けられた基板
と、中間部材電極が設けられた中間部材と、当該中間部
材に接続された半導体発光素子とを有し、上記基板電極
と上記中間部材電極が、超音波振動の印加により接合さ
れている。

【００３１】上記本発明の光学装置は、好適には、上記
基板上に、受光素子をさらに有する。また、好適には、
レンズ、プリズム、および回折光学素子などの光学部材
がさらに固着されている。また、好適には、上記基板電
極と上記素子電極の最表面層が、それぞれ少なくともＡ
ｕまたはＡｌを含有する。

【００３２】上記本発明の光学装置は、好適には、上記
基板電極と上記中間部材電極が、それぞれ複数の領域に
分割されており、当該分割された領域毎に上記基板電極
と上記中間部材電極が接合されており、さらに好適に
は、上記中間部材の上記基板側の面に凹部が設けられ、
上記基板の上記中間部材側の面に凸部が設けられ、上記
中間部材電極が、上記凹部を除く部分で複数の領域に分
割されて形成されており、上記基板電極が、上記凸部を
除く部分で複数の領域に分割されて形成されており、上
記凸部が上記凹部に嵌込するように配置されて、上記基
板電極と上記中間部材電極が接合されている。またさら
に好適には、上記凸部の高さが、上記凹部の深さ、上記
基板電極の厚さおよび上記中間部材電極の厚さの総和よ
りも低く形成されており、上記凸部と上記凹部の間隙に
熱伝導性の弾性部材が設けられている。

【００３３】上記本発明の光学装置は、基板に設けられ
た最表面層がＡｕなどからなる基板電極と、中間部材に
設けられた最表面層がＡｕなどからなる中間部材電極と
が、超音波振動の印加により接合されている。従って、
電極同士が直接電気的かつ機械的に接続されており、熱
伝導性が低い材料を介することなく、あるいは接合部の
反応が進んで熱伝導性が低くなってしまうこともなく、
電気的接続、物理的接続強度を確保しながら、熱伝導性
を高めて半導体発光素子からの熱の放熱特性を向上させ
ることができる。

【００３４】また、上記の目的を達成するため、本発明
の光学装置の製造方法は、少なくとも基板と半導体発光
素子とを有する光学装置の製造方法であって、基板に基
板電極を設ける工程と、半導体発光素子に素子電極を設
ける工程と、上記基板電極と上記素子電極とを、超音波
振動を印加して接合する工程とを有する。

【００３５】上記の本発明の光学装置の製造方法は、好
適には、上記基板に基板電極を設ける工程と、上記半導
体発光素子に素子電極を設ける工程とにおいて、上記基
板電極と上記素子電極の最表面層を、それぞれ少なくと
もＡｕまたはＡｌを含有する膜により形成する。

【００３６】上記の本発明の光学装置の製造方法は、基
板に、最表面層がＡｕまたはＡｌを含有する膜などから
なる基板電極を設け、一方、半導体発光素子に、最表面
層がＡｕまたはＡｌを含有する膜などからなる素子電極
を設け、上記基板電極と上記素子電極とを、超音波振動
を印加して接合する。上記の接合方法では、電極同士を
直接電気的かつ機械的に接続することができ、熱伝導性
が低い材料を介することなく、あるいは接合部の反応が
進んで熱伝導性が低くなってしまうこともなく、電気的
接続、物理的接続強度を確保しながら、熱伝導性を高め
て半導体発光素子からの熱の放熱特性を向上させること
ができる。

【００３７】また、上記の目的を達成するため、本発明
の光学装置の製造方法は、少なくとも基板と中間部材と
当該中間部材に接続された半導体発光素子とを有する光
学装置の製造方法であって、基板に基板電極を設ける工
程と、中間部材に中間部材電極を設ける工程と、上記基
板電極と上記中間部材電極とを、超音波振動を印加して
接合する工程とを有する。

【００３８】上記の本発明の光学装置の製造方法は、好
適には、上記基板に基板電極を設ける工程と、上記中間
部材に中間部材電極を設ける工程とにおいて、上記基板
電極と上記中間部材電極の最表面層を、それぞれ少なく
ともＡｕまたはＡｌを含有させて形成する。

【００３９】上記の本発明の光学装置の製造方法は、基
板に、最表面層がＡｕまたはＡｌを含有する膜などから
なる基板電極を設け、一方、中間部材に、最表面層がＡ
ｕまたはＡｌを含有する膜などからなる中間部材電極を
設け、上記基板電極と上記中間部材電極とを、超音波振
動を印加して接合する。上記の接合方法では、電極同士
を直接電気的かつ機械的に接続することができ、熱伝導
性が低い材料を介することなく、あるいは接合部の反応
が進んで熱伝導性が低くなってしまうこともなく、電気
的接続、物理的接続強度を確保しながら、熱伝導性を高
めて半導体発光素子からの熱の放熱特性を向上させるこ
とができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。

【００４１】第１実施形態図１は、本実施形態に係る複合光学装置の構成を示す模
式図である。例えば樹脂などからなるパッケージ基板な
どの基板１０に設けられた凹部１３内に、半導体レーザ
２０が直接基板１０上に超音波振動の印加により電気的
かつ機械的に接続されており、不図示の配線などにより
リード１２に電気的に接続されている。凹部１３内に
は、さらにプリズム２５およびＰＤＩＣ２６も固着され
ている。上記の半導体レーザ２０およびＰＤＩＣ２６な
どは、不図示の配線などによりリード１２に電気的に接
続されている。

【００４２】上記凹部１３を塞ぐように、回折格子３
１、ホログラム３２、凸レンズ３３および凹レンズ３４
が設けられたマルチレンズ３０が装着されている。マル
チレンズ３０の上面に、例えばｐ偏光とｓ偏光を分離す
る偏光分離面や全反射面などの分光面（４１，４３，４
４）および１／２波長板４２などを有するガラス積層体
からなるマルチプリズム４０が装着されている。

【００４３】上記の半導体レーザ２０から出射されたレ
ーザ光Ｌは、プリズム２５で反射し、回折格子３１、凸
レンズ３３および分光面４１を経て複合光学装置の外部
へ取り出され、例えば光磁気ディスクなどの光ディスク
Ｄの光学記録膜に照射される。

【００４４】光ディスクからの反射光（戻り光）は、分
光面４１を経て、その一部が１／２波長板４２方向へ進
む。分光面４１では、ｓ偏光とｐ偏光の透過率が異なる
ため、戻り光が分光面４１を透過する際、光磁気信号の
エンハンスメントが行われる。例えば、分光面４１のｐ
偏光透過率を１００％、ｓ偏光透過率を７０％（反射率
３０％）と設定した場合、分光面４１を透過する前後で
ｓ偏光成分のみが減少することになる。光磁気信号がｐ
偏光成分となるように設定すると、分光面４１を透過す
ることにより、光磁気信号が増強される。さらに、１／
２波長板４２の表面に到達した光の一部は反射され、一
部は透過する。例えば、１／２波長板４２の表面でｓ偏
光成分の一部が反射され、ホログラム３２により複数個
のスポットに分割され、ＰＤＩＣ２６に入射する。一
方、１／２波長板４２を透過した成分は、その偏光面が
回転され、分光面（４３，４４）に進む。例えば、偏光
面を４５°回転させ、分光面４３において、ｐ偏光成分
が１００％透過し、ｓ偏光成分が１００％反射するよう
に、また、分光面４４においてｐ偏光成分が１００％反
射するように設定する。分光面（４３，４４）で反射さ
れた光が凸レンズ３４を経てＰＤＩＣ２６に入射する。

【００４５】ＰＤＩＣ２６上では、例えば分光面４３で
反射した成分と分光面４４で反射した成分の強度差、即
ち、差動増幅を用いた検出を行うことによって、光磁気
信号の検出が達成される。また、ＰＤＩＣ２６では、各
入射スポット光が検出され、ＰＤＩＣ２６上のマトリク
ス回路により、例えばスポットサイズ検出法によりフォ
ーカス信号が、また、例えば３スポット法や差動プッシ
ュプル法などによりトラッキング信号が検出される。こ
のように、本実施形態に係る複合光学装置は、光磁気デ
ィスク装置あるいはその他の光ディスク装置における光
学ピックアップ装置を構成するのに好適な光学装置であ
る。

【００４６】本実施形態に係る複合光学装置では、半導
体レーザ２０は、いわゆるサブマウントとよばれる中間
部材を使用せず、基板１０に設けられた不図示の電極に
直接ダイボンドされている。即ち、基板１０に設けられ
た不図示の電極と、半導体レーザ２０の不図示の電極と
が超音波振動の印加により形成された接合部Ｊにより、
電気的かつ機械的に接続されている。

【００４７】以下に、上記の構成の複合光学装置の放熱
特性を従来の構成と比較して考察する。図２（ａ）は、
十分な熱容量をもったヒートシンクＨＳ上に、パッケー
ジ基板などの基板１０、ハンダ接合部ＳＪ、および発熱
領域Ｒを有する熱源である半導体レーザ２０が備えられ
ている場合の熱の流れを模式的に示すモデルである。一
方、図２（ｂ）は、ハンダ接合部ＳＪではなく、超音波
接合による接合部Ｊを有する場合の熱の流れを模式的に
示す本実施形態に係るモデルである。図中、熱の流れの
様子を矢印で示しており、熱が伝導されるときの広がり
の範囲を破線で示している。

【００４８】図２（ａ）の従来例では、ハンダ接合部Ｓ
Ｊの熱抵抗が大きいために、図面ｘ方向の放熱断面積Ｃ
Ｓが小さくなってしまったが、図２（ｂ）の本実施形態
では、ハンダ接合部ＳＪなどの熱伝導性が低い層、すな
わち、熱抵抗を高める層が存在しないため、放熱特性の
改善が見られ、図面ｘ方向の放熱断面積ＣＳは、図２
（ａ）の場合よりも広げられている。さらに、ハンダ材
は、大気中のような水分を含む気体中では、通電中にひ
げ結晶成長することが知られており、この金属製ひげが
半導体レーザにふれるとショートを引き起こすことがあ
るが、本実施形態においては、ハンダ材を用いていない
のでこの劣化モードを防ぐことができる。

【００４９】上記のように、本実施形態の光学装置によ
れば、半導体レーザ２０の電極と基板の電極が超音波振
動の印加により接合されており、熱伝導性の低い銀ペー
ストによる接合や、電極材料との相互拡散反応が進んで
放熱断面積が低下してしまうハンダによる接合とは異な
り、電極同士が直接電気的かつ機械的に接続されてい
る。従って、熱伝導性が低い材料を介することなく、あ
るいは接合部の反応が進んで熱伝導性が低くなってしま
うこともなく、電気的接続、物理的接続強度を確保しな
がら、熱伝導性を高めて半導体発光素子からの熱の放熱
特性を向上させることができる。

【００５０】次に、上記の本実施形態に係る複合光学装
置の製造方法について説明する。半導体レーザ２０は、
予め、従来と同様に形成しておく。例えばＡｌＧａＡｓ
系、ＡｌＧａＩｎＰ系、あるいはＡｌＧａＮ系の半導体
からなり、例えば、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層、第１導電型の光ガイド層、活性
層、第２導電型の光ガイド層、第２導電型のクラッド層
第１導電型のコンタクト層が順に薄膜成長により積層さ
れた構成の半導体レーザ２０とし、さらに半導体基板お
よびコンタクト層に電極２１が形成されている構成とす
る。

【００５１】一方、樹脂などからなる基板１０の取り付
け位置には、例えば、基板からＷ／Ｎｉ／Ａｕの積層体
からなる基板電極１１を総計の膜厚で２〜１０μｍ程度
となるように形成する。基板１０への成膜方法は、例え
ば、印刷法、メッキ法、あるいは、蒸着法で行なうこと
ができる。予めマスキングを施してパターン形成する、
あるいは、成膜後にマスキングを施し、エッチングで不
要部を除去することでパターニングすることも可能であ
る。

【００５２】次に、図３（ａ）に示すように、超音波発
生器１００に接続するアーム１０１の先端に設けられた
コレット１０２により、半導体レーザ２０を吸着して保
持し、ＣＣＤなどのカメラ１１０により位置確認をしな
がら、半導体レーザ２０の電極２１と基板１０の基板電
極１１とを位置合わせして戴置する。カメラ１１０によ
り取り込んだ画像データは、画像処理を行って自動的に
位置調整する機構とすることができる。このとき、半導
体レーザを取り付ける位置を示す、あるいは補助するマ
ーカを基板に設けておくと位置精度が確保でき望まし
い。

【００５３】次に、図３（ｂ）に示すように、超音波発
生器１００により超音波を発生させ、アーム１０１およ
びコレット１０２を介して、半導体レーザ２０の電極２
１と基板１０の基板電極１１との接触界面に超音波を印
加し、電極２１と基板電極１１とから、超音波接合によ
る接合部Ｊを形成する。上記の半導体レーザ２０の電極
２１と基板電極１１の最表面の材料は、超音波により共
晶を作りやすい材料として、共にＡｕとすることが好ま
しい。さらに接続強度を確保するためには、一方をＡ
ｕ、他方をＡｌとすることが望ましい。

【００５４】上記の半導体レーザ１０のマウントに引き
続いて、あるいは、半導体レーザ２０のマウントの前
に、プリズム２５およびＰＤＩＣ２６を基板に取り付け
る。接着剤にはＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂を用いること
ができる。また、半導体レーザ２０、プリズム２５およ
びＰＤＩＣ２６を取り付ける順序は、特に限定はない
が、位置精度の観点から、ＰＤＩＣ２６、プリズム２
５、半導体レーザ２０の順が望ましい。いずれの順序で
あろうとも、基板に取り付け位置を示すマーカを設けて
おくことが望ましい。

【００５５】上記の半導体レーザ２０、プリズム２５お
よびＰＤＩＣ２６を取り付ける工程の後、例えばパッケ
ージを気密封止しながら、回折格子およびホログラムが
設けられたマルチレンズ３０を位置合わせして接着し、
さらにマルチプリズム４０を位置合わせして接着する。
接着剤には、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂などを用いるこ
とができる。以上で、図１に示す構成の光学装置とする
ことができる。

【００５６】上記の本実施形態の光学装置の製造方法に
よれば、熱伝導性の低い銀ペーストによる接合や、電極
材料との相互拡散反応が進んで放熱断面積は低下してし
まうハンダによる接合とは異なり、基板に設けられた電
極と半導体レーザに設けられた電極とを直接電気的かつ
機械的に接続しており、従って、熱伝導性が低い材料を
介することなく、あるいは接合部の反応が進んで熱伝導
性が低くなってしまうこともなく、電気的接続、物理的
接続強度を確保しながら、熱伝導性を高めて半導体発光
素子からの熱の放熱特性を向上させることができる。

【００５７】第２実施形態図４は、本実施形態に係る複合光学装置の構成を示す模
式図である。実質的に第１実施形態の複合光学装置と同
様の構成であるが、基板に直接マウントされた半導体レ
ーザとプリズムの代わりに、半導体レーザ２０がマウン
トされたサブマウント２７が所定位置に固着されている
ことが異なる。

【００５８】上記のサブマウント２７は、例えばシリコ
ンあるいはＡｌＮなどの放熱特性の高い材料からなるブ
ロックである、エッチングなどにより反射面２７ａが形
成されている。サブマウント２７上に、例えばハンダ接
合により半導体レーザ２０が接続されている。上記の半
導体レーザ２０がマウントされたサブマウント２７は、
下面に不図示の電極が設けられており、基板１０に設け
られた不図示の電極にダイボンドされている。即ち、基
板１０に設けられた不図示の電極と、サブマウント２７
の不図示の電極とが超音波振動の印加により形成された
接合部Ｊにより、電気的かつ機械的に接続されている。

【００５９】上記の本実施形態の本実施形態の光学装置
によれば、半導体レーザ２０がマウントされたサブマウ
ントの電極と基板の電極が超音波振動の印加により接合
されており、熱伝導性の低い銀ペーストによる接合や、
電極材料との相互拡散反応が進んで放熱断面積が低下し
てしまうハンダによる接合とは異なり、電極同士が直接
電気的かつ機械的に接続されている。従って、熱伝導性
が低い材料を介することなく、あるいは接合部の反応が
進んで熱伝導性が低くなってしまうこともなく、電気的
接続、物理的接続強度を確保しながら、熱伝導性を高め
て半導体発光素子からの熱の放熱特性を向上させること
ができる。

【００６０】次に、上記の本実施形態に係る複合光学装
置の製造方法について説明する。図５（ａ）は、複合光
学装置に搭載する半導体レーザの構成を示す模式断面図
である。例えばＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、あ
るいはＡｌＧａＮ系の半導体からなり、例えば、第１導
電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッド層、第１
導電型の光ガイド層、活性層、第２導電型の光ガイド
層、第２導電型のクラッド層第１導電型のコンタクト層
が順に薄膜成長により積層された構成の半導体レーザ２
０とし、さらに半導体基板およびコンタクト層に電極２
１が形成されている構成とする。

【００６１】図５（ｂ１）は複合光学装置に用いるサブ
マウントの上面図、図５（ｂ２）は模式断面図である。
例えばシリコンなどからなるサブマウント２７の上面
（半導体レーザ側）の所定の箇所にマーカーＭが形成さ
れており、また、例えば、蒸着法などにより、Ｓｎ、Ａ
ｕ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、ＩｎまたはＩｎ−Ｐｂなどのハ
ンダ材層ＳＤが４μｍの膜厚で形成されている。あるい
は、シート状に加工されたハンダ材が戴置されている。
また、サブマウント２７の下面（基板側）には、予め蒸
着法などにより、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ層を順に積層させ、
サブマウント電極２８を形成しておく。

【００６２】次に、半導体レーザ２０をサブマウント２
７上にチップマウントする。まず、図６（ｃ）に示すよ
うに、サブマウント２７のサブマウント電極２８側を温
度制御可能なステージＳＴに接するように保持する。こ
の際、ステージＳＴを１００℃程度に保っておくと良好
なハンダ付けができるので望ましい。次に、サブマウン
ト２７上に、電極２１とハンダ層ＳＤとを位置合わせを
して、半導体レーザ２０を戴置する。

【００６３】次に、図６（ｄ）に示すように、適切な環
境においてハンダ材の融点以上に加熱処理（リフロー）
することで、ハンダ層ＳＤにより、半導体レーザ２０の
電極２１とサブマウント２７上とを接合する。例えば、
Ｓｎ系ハンダの場合、２８０℃にて５秒間加熱する。こ
の間、接合部に窒素と水素の混合ガスを吹きつけてお
く。この後、１００℃まで冷却することで、ハンダ層Ｓ
Ｄと電極２０とのハンダ接合部ＳＪが形成される。

【００６４】次に、パッケージ基板などの基板１０に半
導体レーザがマウントされたサブマウントをダイボンド
する。図７（ｅ）に示すように、第１実施形態（図３参
照）と同様に、コレット（不図示）で半導体チップ２０
がマウントされたサブマウント２７を吸着し、予め基板
電極１１が形成された基板１０に対し、位置調整をして
戴置する。

【００６５】次に、コレット１０２により超音波を印加
して、サブマウント２７のサブマウント電極２８と基板
１０の基板電極１１とを超音波振動の印加により形成さ
れた接合部Ｊとして電気的かつ機械的に接続し、ダイボ
ンドが完了する。このとき、コレット１０２は、半導体
レーザ２０と触れないように、半導体レーザ２０をまた
ぐ構造とすると、半導体レーザを回避して、コレット−
サブマウント−電極に超音波を印加することができ、半
導体レーザにダメージを与えることなく接続が行なえる
ので好ましい。

【００６６】上記のサブマウント電極２８と基板電極１
１の最表面の材料は、超音波により共晶を作りやすい材
料として、共にＡｕとすることが好ましい。さらに接続
強度を確保するためには、一方をＡｕ、他方をＡｌとす
ることが望ましい。

【００６７】上記の本実施形態の光学装置の製造方法に
よれば、熱伝導性の低い銀ペーストによる接合や、電極
材料との相互拡散反応が進んで放熱断面積は低下してし
まうハンダによる接合とは異なり、基板に設けられた電
極とサブマウントに設けられた電極とを直接電気的かつ
機械的に接続しており、従って、熱伝導性が低い材料を
介することなく、あるいは接合部の反応が進んで熱伝導
性が低くなってしまうこともなく、電気的接続、物理的
接続強度を確保しながら、熱伝導性を高めて半導体発光
素子からの熱の放熱特性を向上させることができる。

【００６８】第３実施形態図８は、本実施形態に係る複合光学装置の構成を示す模
式図である。実質的に第２実施形態の複合光学装置と同
様の構成であるが、基板電極１１とサブマウント電極２
８が、それぞれ複数の領域に分割されており、この分割
された領域毎に基板電極１１とサブマウント電極２８か
ら超音波振動の印加により形成された接合部Ｊが形成さ
れていることが異なる。

【００６９】上記の本実施形態に係る複合光学装置の製
造方法について説明する。図９（ａ）は、複合光学装置
に搭載する半導体レーザをマウントしたサブマウントの
構成を示す模式断面図、図９（ｂ）はサブウマウント電
極側からの下面図である。半導体レーザ２０が、ハンダ
接合部ＳＪによりサブマウント２７に接続さており、サ
ブマウント２７の下面にサブマウント電極２８が２か所
に分割されて形成されている。

【００７０】図１０（ｃ）は、基板１０の模式断面図、
図１０（ｄ）は基板電極側からの上面図である。基板１
０に設けられた凹部１３内に、基板電極が１１がサブマ
ウント電極２８に対応するピッチで２か所に分割されて
形成されている。

【００７１】このとき、サブマウント電極、基板電極の
面積は同一とする必要は無く、むしろ、ピッチを同一と
し、面積、すなわち、図の縦方向および横方向の長さを
異ならせることが望ましい。さらに、好適は、基板電極
１１側の方を長くすると良い。この理由は、基板とサブ
マウントの位置合わせ精度のマージンが発生することで
あり、サイズを基板側の方を大きくすると、サブマウン
ト電極幅で接着面積が確保される。すなわち、接続強度
が管理できることになるので望ましい。

【００７２】次に、図１１（ｅ）に示すように、アーム
１０１を介して超音波発生器１００に接続するコレット
１０２により、半導体チップ２０がマウントされたサブ
マウント２７を吸着し、予め基板電極１１が形成された
基板１０に対し、位置調整をして戴置する。

【００７３】次に、図１１（ｆ）に示すように、コレッ
ト１０２により超音波を印加して、サブマウント２７の
サブマウント電極２８と基板１０の基板電極１１とを超
音波振動の印加により形成された接合部Ｊとして電気的
かつ機械的に接続し、ダイボンドが完了する。このと
き、コレット１０２は、半導体レーザ２０と触れないよ
うに、半導体レーザ２０をまたぐ構造とすると、半導体
レーザを回避して、コレット−サブマウント−電極に超
音波を印加することができ、半導体レーザにダメージを
与えることなく接続が行なえるので好ましい。

【００７４】上記の本実施形態の光学装置の製造方法に
よれば、熱伝導性の低い銀ペーストによる接合や、電極
材料との相互拡散反応が進んで放熱断面積は低下してし
まうハンダによる接合とは異なり、基板に設けられた電
極とサブマウントに設けられた電極とを直接電気的かつ
機械的に接続しており、従って、熱伝導性が低い材料を
介することなく、あるいは接合部の反応が進んで熱伝導
性が低くなってしまうこともなく、電気的接続、物理的
接続強度を確保しながら、熱伝導性を高めて半導体発光
素子からの熱の放熱特性を向上させることができる。

【００７５】第４実施形態図１２（ａ）は、本実施形態に係る複合光学装置の構成
を示す模式図であり、図１２（ｂ）は要部拡大図であ
る。第３実施形態の複合光学装置と同様の構成である
が、複数の領域に分割された接合部Ｊの間において、サ
ブマウント２７には凹部２９が設けられ、一方、基板１
０には凸部１４が設けられて、凸部１４が凹部２９に嵌
込するように配置されている。

【００７６】本実施形態の構成においては、第３実施形
態の複合光学装置よりも、さらに放熱特性を向上させる
ことができる。即ち、第３実施形態においては、サブマ
ウントと基板に挟まれた領域に隙間がある、すなわち、
空気層が存在しているが、本実施形態においては、サブ
マウントと基板にそれぞれ凹部と凸部を設けているの
で、サブマウントと基板の間の空気層の面積を小さくで
き、これにより、第３実施形態よりも放熱特性を向上で
きる。

【００７７】さらに、本実施形態の複合光学装置におい
ては、凸部１４と凹部２９の間隙に弾性部材１５が設け
られている。弾性部材１５の部分では、物理的接着はな
いが、基板１０の凸部１４とサブマウント２７の凹部２
９とを熱的に接続することができる。これにより、熱伝
導性がさらに高められ、半導体レーザから発せられた熱
の放熱特性を向上できる。

【００７８】上記の弾性部材１５としては、例えば、Ｉ
ｎ、Ａｕ、ＳｎおよびＡｌなどの熱伝導性の高い金属を
用いることが好ましい。金属は、空気に比べて著しく熱
伝導性が高いだけでなく、変形性に富むことから、基板
電極１１とサブマウント電極２８との接続を妨げること
なく、基板１０の凸部１４とサブマウント２７の凹部２
９とに密着して、熱伝導性を高めることが可能である。

【００７９】上記においては、各部材の寸法を、（基板
電極１１の厚さｔ₁ とサブマウント電極２８の厚さｔ₂
の和）＜凸部１４の高さｈ＜基板１０とサブマウント２
７の凹部表面の距離ｄ₂ と設定し、接合する前での弾性
部材１５の厚さを基板１０とサブマウント２７の凹部表
面の距離ｄ₂ と凸部１４の高さｈの差よりも厚くしてお
く。この関係においては、基板電極１１とサブマウント
電極２８を接触させるためにサブマウント２７を押さえ
つけると、弾性部材１５が基板１０凸部１４とサブマウ
ント２７の凹部２９の間で押さえつけられて変形し、押
しつぶされた部分が凸部１４と凹部２９の間隙に回りこ
む。

【００８０】上記の構成により、基板１０の凸部１４の
図面上の上下方向の寸法精度、サブマウント２７の凹部
２９の同方向の寸法精度、さらにそれらを挟むように構
成されている電極（１１，２８）の同方向の寸法精度に
よって、電極（１１，２８）同士が確実に接着し、かつ
凹部２９と凸部１４の表面が確実に密着する。以上のよ
うに、基板電極１１とサブマウント電極２８との接続を
妨げることなく、弾性部材１５は基板１０の凸部１４と
サブマウント２７の凹部２９とに確実に密着し、熱伝導
性を高めることができる。

【００８１】なお、物理的接着強度が不足した場合に
は、サブマウント外周を囲みこむように、熱硬化樹脂、
ＵＶ硬化樹脂などの接着剤を塗布、硬化させることも可
能である。

【００８２】第５実施形態図１３（ａ）は、本実施形態に係る複合光学装置の構成
を示す模式図であり、図１３（ｂ）は要部拡大図であ
る。第４実施形態の複合光学装置と同様の構成である
が、基板１０とサブマウント２７の隙間に、例えばＳｉ
製の熱伝導性ペースト１６が注入された構成となってい
る。上記の構成においては、サブマウント２７と基板１
０の間が熱伝導性ペースト１６で埋め込まれ、空気の層
が完全になくなっているので、さらに放熱特性を高める
ことができる。

【００８３】本実施形態に係る複合光学装置は、第４実
施形態の複合光学装置に対して熱伝導性ペーストを流し
込むことで可能である。なお、熱伝導性ペーストが広が
ることが好ましくない領域がある場合には、基板上に予
め凸部枠などの堤防を設け、その中に導電性ペーストを
流し込むことにより対応できる。堤防の高さとしては、
図１３（ｂ）中の基板１０からのサブマウント２７の高
さｈ’よりも低くすることが望ましい。

【００８４】また、この構成においても、物理的強度を
補うために、熱伝導性ペースト注入前、あるいは注入後
に、サブマウント外周に、熱硬化樹脂、ＵＶ硬化樹脂な
どの接着剤を塗布、硬化させることが可能である。な
お、上記の「熱伝導性」とは、空気よりも高い熱伝導性
を有していることをさしており、熱伝導性材料に接着能
力を持たせた材料を用いることも可能である。

【００８５】第６実施形態図１４（ａ）は本実施形態に係る光学装置の正面図であ
り、図１４（ｂ）は側面図である。本実施形態に係る光
学装置は、半導体レーザ２０をＣＡＮパッケージ化した
形態である。パッケージ基板１８に、凸状のステム（基
板）１７と、パッケージ基板１８を貫通して設けられた
導電性のピン１９が設けられている。ステム１７を含む
パッケージ基板１８は、表面全体に厚さ４μｍ程度の金
メッキ層が設けられており、ステム１７上において、半
導体レーザ２０が超音波振動の印加により形成された接
合部Ｊにより接合されている。半導体レーザ２０は不図
示のステム１７やワイヤボンディングによりピン１９に
電気的に接続され、基板裏面側から電力供給可能となっ
ている。また、半導体レーザ２０および凸部１８部分を
覆う不図示のウェインドウキャップシールが設けられて
いる。

【００８６】上記の本実施形態に係る光学装置は、ステ
ムと半導体レーザが、熱伝導性が低い材料などを介する
ことなく、高い熱伝導性を確保して接合されており、従
来のＣＡＮパッケージの半導体レーザよりも放熱特性が
向上している。

【００８７】本発明は、上記の実施の形態に限定されな
い。上記の各実施形態では、搭載されるチップとして半
導体レーザとしているが、本発明は、ＶＣＥＬ（Virtic
al Cabity Cell）などの面発光半導体レーザ、ＬＥＤな
どの半導体発光素子、さらには、同様に発熱を伴う有機
ＥＬにも応用できる。さらに、発光をしない電子デバイ
スにおいても、放熱特性の向上が安定動作や信頼性向上
につながるという関係は同じであることから、本発明を
適用することができる。その他、本発明の要旨を変更し
ない範囲で種々の変更をすることができる。

【００８８】

【発明の効果】１．半導体発光素子などの半導体素子か
らの放熱特性を高めることができ、それに伴って、半導
体発光素子などの安定動作および信頼性の向上が可能で
ある。２．ハンダ材を用いないことから、封止の制約が緩和さ
れる。３．半導体発光素子の高消費電力駆動が可能となること
から、それを光源に用いているシステムの高速化、およ
び、高密度化の要求に応えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、第１実施形態に係る複合光学装置の構
成を示す模式図である。

【図２】図２は、（ａ）従来例および（ｂ）本発明の複
合光学装置の熱の流れを模式的に示すモデルである。

【図３】図３は図１に示す複合光学装置の製造方法の製
造工程を示す模式図であり、（ａ）は半導体レーザを基
板に戴置する工程まで、（ｂ）は超音波を印加して接合
する工程までを示す。

【図４】図４は、第２実施形態に係る複合光学装置の構
成を示す模式図である。

【図５】図５（ａ）は図４に示す複合光学装置に搭載す
る半導体レーザの構成を示す模式断面図であり、図５
（ｂ１）はサブマウントの上面図、図５（ｂ２）は模式
断面図である。

【図６】図６は図４に示す複合光学装置の製造方法の製
造工程を示す模式図であり、（ｃ）は半導体レーザをサ
ブマウントに戴置する工程まで、（ｄ）はリフローによ
りハンダ接合する工程までを示す。

【図７】図７は図６の続きの工程を示す模式図であり、
（ｅ）はサブマウントを基板に戴置する工程まで、
（ｆ）は超音波を印加して接合する工程までを示す。

【図８】図８は、第３実施形態に係る複合光学装置の構
成を示す模式図である。

【図９】図９（ａ）は図８に示す複合光学装置に搭載す
る半導体レーザをマウントしたサブマウントの模式断面
図であり、（ｂ）は下面図である。

【図１０】図１０（ｃ）は図８に示す複合光学装置の基
板の模式断面図であり、（ｄ）は上面図である。

【図１１】図１１は図８に示す複合光学装置の製造方法
の製造工程を示す模式図であり、（ｅ）は半導体チップ
がマウントされたサブマウントを基板に戴置する工程ま
で、（ｆ）は超音波を印加して接合する工程までを示
す。

【図１２】図１２は、第４実施形態に係る複合光学装置
の構成を示す（ａ）模式図および（ｂ）は要部拡大図で
ある。

【図１３】図１３は、第５実施形態に係る複合光学装置
の構成を示す（ａ）模式図および（ｂ）は要部拡大図で
ある。

【図１４】図１４は、第６実施形態に係る光学装置の
（ａ）正面図および（ｂ）は側面図である。

【図１５】図１５は、従来例に係る複合光学装置の構成
を示す模式図である。

【図１６】図１６（ａ）および（ｂ）は、従来例の複合
光学装置の熱の流れを模式的に示すモデルである。

【図１７】図１７（ａ）は図１５に示す複合光学装置に
搭載する半導体レーザの構成を示す模式断面図であり、
図１７（ｂ１）はサブマウントの上面図、図１７（ｂ
２）は模式断面図である。

【図１８】図１８は図１５に示す複合光学装置の製造方
法の製造工程を示す模式図であり、（ｃ）は半導体レー
ザをサブマウントに戴置する工程まで、（ｄ）はリフロ
ーによりハンダ接合する工程までを示す。

【図１９】図１９は図１８の続きの工程を示す模式図で
あり、（ｅ）はサブマウントを基板に戴置する工程ま
で、（ｆ）は銀ペーストにより接合する工程までを示
す。

【符号の説明】

１０…基板、１１…基板電極、１２…リード、１３…凹
部、１４…凸部、１５…弾性部材、１６…熱伝導性ペー
スト、１７…ステム（基板）、１８…パッケージ基板、
１９…ピン、２０…半導体レーザ、２１…電極、２５…
プリズム、２６…ＰＤＩＣ、２７…サブマウント、２７
ａ…反射面、２８…サブマウント電極、２９…凹部、３
０…マルチレンズ、３１…回折格子、３２…ホログラ
ム、３３…凸レンズ、３４…凹レンズ、４０…マルチプ
リズム、４１，４３，４４…分光面、４２…１／２波長
板、１００…超音波発生器、１０１…アーム、１０２…
コレット１０２、１１０…カメラ、ＡＪ…銀ペースト接
合部、ＣＳ…放熱断面積、Ｄ…光ディスク、ＤＰ…ディ
スペンサ、ＨＳ…ヒートシンク、Ｊ…超音波振動の印加
により形成された接合部、Ｌ…レーザ光、Ｍ…マーカ
ー、Ｒ…発熱領域、ＳＤ…ハンダ層、ＳＪ…ハンダ接合
部、ＳＴ…ステージ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内淨東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 4E067 AA01 BF00 DA17 EA05 EC03 5D119 AA33 FA05 FA31 FA33 FA34 JA07 JA13 LB05 LB07 MA09 NA01 NA04 5F044 LL00 5F073 AB27 BA04 EA13 EA14 FA05 FA06 FA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、基板電極が設けられた基板
と、素子電極が設けられた半導体発光素子とを有し、上記基板電極と上記素子電極が、超音波振動の印加によ
り接合されている光学装置。
【請求項２】上記基板上に、受光素子をさらに有する請
求項１に記載の光学装置。
【請求項３】上記基板に、光学部材がさらに固着されて
いる請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】上記光学部材は、レンズを含む請求項３に
記載の光学装置。
【請求項５】上記光学部材は、プリズムを含む請求項３
に記載の光学装置。
【請求項６】上記光学部材は、回折光学素子を含む請求
項３に記載の光学装置。
【請求項７】上記基板電極と上記素子電極の最表面層
が、それぞれ少なくともＡｕまたはＡｌを含有する請求
項１に記載の光学装置。
【請求項８】少なくとも、基板電極が設けられた基板
と、中間部材電極が設けられた中間部材と、当該中間部
材に接続された半導体発光素子とを有し、上記基板電極と上記中間部材電極が、超音波振動の印加
により接合されている光学装置。
【請求項９】上記基板上に、受光素子をさらに有する請
求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】上記基板に、光学部材がさらに固着され
ている請求項８に記載の光学装置。
【請求項１１】上記光学部材は、レンズを含む請求項１
０に記載の光学装置。
【請求項１２】上記光学部材は、プリズムを含む請求項
１０に記載の光学装置。
【請求項１３】上記光学部材は、回折光学素子を含む請
求項１０に記載の光学装置。
【請求項１４】上記基板電極と上記中間部材電極の最表
面層が、それぞれ少なくともＡｕまたはＡｌを含有する
請求項８に記載の光学装置。
【請求項１５】上記基板電極と上記中間部材電極が、そ
れぞれ複数の領域に分割されており、当該分割された領
域毎に上記基板電極と上記中間部材電極が接合されてい
る請求項８に記載の光学装置。
【請求項１６】上記中間部材の上記基板側の面に凹部が
設けられ、上記基板の上記中間部材側の面に凸部が設けられ、上記中間部材電極が、上記凹部を除く部分で複数の領域
に分割されて形成されており、上記基板電極が、上記凸部を除く部分で複数の領域に分
割されて形成されており、上記凸部が上記凹部に嵌込するように配置されて、上記
基板電極と上記中間部材電極が接合されている請求項１
５に記載の光学装置。
【請求項１７】上記凸部の高さが、上記凹部の深さ、上
記基板電極の厚さおよび上記中間部材電極の厚さの総和
よりも低く形成されており、上記凸部と上記凹部の間隙に熱伝導性の弾性部材が設け
られている請求項１６に記載の光学装置。
【請求項１８】少なくとも基板と半導体発光素子とを有
する光学装置の製造方法であって、基板に基板電極を設ける工程と、半導体発光素子に素子電極を設ける工程と、上記基板電極と上記素子電極とを、超音波振動を印加し
て接合する工程とを有する光学装置の製造方法。
【請求項１９】上記基板に基板電極を設ける工程と、上
記半導体発光素子に素子電極を設ける工程とにおいて、
上記基板電極と上記素子電極の最表面層を、それぞれ少
なくともＡｕまたはＡｌを含有する膜により形成する請
求項１８に記載の光学装置の製造方法。
【請求項２０】少なくとも基板と中間部材と当該中間部
材に接続された半導体発光素子とを有する光学装置の製
造方法であって、基板に基板電極を設ける工程と、中間部材に中間部材電極を設ける工程と、上記基板電極と上記中間部材電極とを、超音波振動を印
加して接合する工程とを有する光学装置の製造方法。
【請求項２１】上記基板に基板電極を設ける工程と、上
記中間部材に中間部材電極を設ける工程とにおいて、上
記基板電極と上記中間部材電極の最表面層を、それぞれ
少なくともＡｕまたはＡｌを含有する膜により形成する
請求項２０に記載の光学装置の製造方法。