JP2006351567A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 少ない製造工程で製造することができる半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】 半導体レーザ装置は、光ディスクに向けて光を出射する半導体レーザチップ９ａと、光ディスクで反射された信号光を受光する信号検出用受光素子８と、金属製の複数のリード５と、半導体レーザチップ９ａ、信号検出用受光素子８およびリード５を保持する基台６，７と、基台６，７の側面から突出し、基準面１ｂを有する突出部１とを備えている。基台６，７および突出部１は共に樹脂により構成されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光記録媒体に記録された情報の読み取りや、光記録媒体への情報の記録を行なう、光ピックアップ装置等に使用される半導体レーザ装置に関する。

光記録媒体に記録された情報の読み取りや光記録媒体への情報の記録を行なう光ピックアップ装置では、半導体レーザ装置が使用される。特許文献１（特開２００２−２３２０５９号公報）には、そのような半導体レーザ装置の一例が開示されている。

特許文献１に記載の半導体レーザ装置は、基台を有し、基台には光記録媒体に向けて光を出射する半導体レーザチップと、光記録媒体からの反射光を受光する信号検出用受光素子が配置されている。また基台には、半導体レーザチップや信号検出用受光素子への配線を構成する複数のリードが設けられている。さらに基台の側面には、基準面を有する突出部が設けられている。

この半導体レーザ装置には、半導体レーザチップおよび信号検出用受光素子を保護するキャップが取り付けられている。半導体レーザ装置には、必要に応じて、半導体レーザチップから出射した光を回折するホログラム素子が取り付けられる。

図７は、従来の半導体レーザ装置を製造する工程を示す分解斜視図である。図７を参照して、特許文献１に開示された半導体レーザ装置は、次のような工程で製造されている。基準面を有する突出部および基台上部７を予め金属製アイランド部１０として構成する。このアイランド部１０を、リード５を予め一体化した樹脂ブロック１１ａ，１１ｂで挟み込む。この状態で、樹脂ブロック１１ａ，１１ｂを加熱して相互に接着する。

金属製アイランド部１０により構成される基台上部７の上面に信号検出用受光素子８をダイボンドし、基台上部７の側面にサブマウント９に取り付けられた半導体レーザチップ９ａをダイボンドする。さらに、信号検出用受光素子８の電極と、対応するリード５とを金製のワイヤで電気的に接続する。これに図示しないキャップを取り付けて半導体レーザ装置が完成する。
特開２００２−２３２０５９号公報

特許文献１に開示された半導体レーザ装置においては、アイランド部１０が金属製であるために、樹脂ブロック１１ａ，１１ｂを加熱一体化する工程とは別に、金属製のアイランド部１０を製造する工程が必要となる。そのため、半導体レーザ装置の製造工数が増加し、製造コストが増大するという問題がある。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、少ない製造工程で製造することができる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。

この発明に基づいた半導体レーザ装置に従えば、光ディスクに向けて光を出射する半導体レーザチップと、光ディスクで反射された信号光を受光する信号検出用受光素子と、金属製の複数のリードと、上記半導体レーザチップ、上記信号検出用受光素子および上記リードを保持する基台と、上記基台の側面から突出し、基準面を有する突出部とを備え、上記基台および上記突出部は共に樹脂により構成されている。

この構成によると、基台と突出部とが共に樹脂で構成されているので、これらを同一工程または連続する工程で製造することができる。これにより、半導体レーザ装置を少ない工数で製造することができる。

上記半導体レーザ装置において好ましくは、上記複数のリードのいずれかのリードの先端部には、上記基台の表面に露出し、上記光の出射方向に沿う板状の半導体レーザチップ搭載部が設けられており、上記半導体レーザチップ搭載部の表面には上記半導体レーザチップが搭載されている。また、上記半導体レーザ装置において好ましくは、上記複数のリードのいずれかのリードの先端部には、上記基台の表面に露出し、上記光の出射方向に直交する板状の上記信号検出用受光素子搭載部が設けられており、上記信号検出用受光素子搭載部の表面には上記信号検出用受光素子が搭載されている。

リードの先端部に設けた、半導体レーザチップ搭載部または信号検出用受光素子搭載部にそれぞれ半導体レーザチップまたは信号検出用受光素子を搭載することで、これらの素子の熱を、リードを介して放出することができる。基台および突出部の両方を樹脂で構成した場合には放熱が問題となる場合があるが、リードを介して放熱することで、この問題に対処することができる。また、リードを利用して放熱させるので、製造工程が増加することがない。

上記半導体レーザ装置において好ましくは、基台および上記突出部は、樹脂により一体成型されたものである。一体成型により製造することで、製造工数を最小限にすることができる。

本発明に係る半導体レーザ装置によると、少ない製造工程で製造することができる半導体レーザ装置を提供することができる。

以下、この発明に基づいた各実施の形態における半導体レーザ装置の構造について図を参照しながら説明する。なお、図１は、本実施の形態における半導体レーザ装置の構造を示す斜視図であり、図２は、リードの構造を示す斜視図であり、図３は、半導体レーザ装置の製造工程を示す分解斜視図であり、図４は、キャップを取り付けた半導体レーザ装置の構造を示す斜視図であり、図５は、半導体レーザ装置を取り付けた光ピックアップ装置の動作を示す説明図であり、図６は、半導体レーザ装置を光ピックアップ装置に取り付ける工程を示す斜視図である。

本実施の形態の半導体レーザ装置は、光ディスクに向けて光を出射する半導体レーザチップ９ａと、光ディスク１７で反射された信号光を受光する信号検出用受光素子８と、金属製の複数のリード５と、半導体レーザチップ９ａ、信号検出用受光素子８およびリード５を保持する基台と、基台の側面から突出し、基準面１ｂを有する突出部１とを備え、基台および突出部１は共に樹脂により構成されている。この半導体レーザ装置の構造について以下に詳述する。

基台は、基台上部７と基台下部６とで構成されている。基台上部７の対向する側面から突出して一対の突出部１が設けられている。基台上部７は、一部が窪んだブロック状に構成されている。基台下部６は、基台上部７の下面に連続する、基台上部７より扁平なブロック状に構成されている。基台上部７および基台下部６の形状は、ブロック状に限定されるものではなく、必要に応じて種々の形状に構成することができる。

突出部１は、半円形の板状に形成されており、その上面が基準面１ｂを構成する。基準面１ｂは、本半導体レーザ装置を組み付ける光ピックアップ装置本体に当接される、取り付け時の基準となる面である。基台下部６、基台上部７および突出部１はいずれも合成樹脂で形成されている。ここでは、表面が滑らかで高精度な成型か可能なＰＰＳ（poly phenylene sulfide）樹脂を用いている。突出部１をＰＰＳ樹脂で構成することで、従来のように突出部を金属で構成する場合に比べて、基準面１ｂおよび外周面１ａを高い精度で成型することができる。ＰＰＳ樹脂に代えて、芳香族ナイロンや液晶ポリマーなどの樹脂を用いてもよい。また、必要に応じてこれら以外の樹脂を選択して使用してもよい。

基台上部７および基台下部６には、その一部が露出した複数のリード５が設けられている。リード５は、基本的には、半導体レーザチップ９ａや信号検出用受光素子８への配線の一部を構成するものであり、図２に示すように、金属板を折り曲げて構成されている。

複数のリード５は、図２に示すように、一側面側と対向する側面側との二列に整列するように設けられており、リード５の下部は、図１に示すように、基台下部６の表面に露出している。基台下部６から露出したリード５の延びる方向は、半導体レーザチップ９ａから出射する光の方向と平行である。

リード５の上部は、適宜折り曲げられて構成されている。一部のリード５の先端部は、基台上部７の上面の所定位置から突出している。また、一部のリード５上部の側面は、基台上部７の窪み部の側面に露出している。

また、ひとつのリード５の先端部は、板状に構成されており、その根元が直角に折り曲げられて、信号検出用受光素子搭載部５ｂを構成している。信号検出用受光素子搭載部５ｂの表面は、基台上部７の上面から露出している。信号検出用受光素子搭載部５ｂの表面には、それぞれ信号検出用受光素子８がダイボンドにより接着されている。上記基準面１ｂと信号検出用受光素子搭載部５ｂの表面とは平行である。

異なるひとつのリード５の先端部も板状に構成されている。そのリード５の中間部は一旦内側に折り曲げられた後、再度上向きに折り曲げられており、リード５が延びる方向と平行な方向に広がる、板状の半導体レーザチップ搭載部５ａを構成している。半導体レーザチップ搭載部５ａの表面は、基台上部７の窪んだ側面に露出している。半導体レーザチップ搭載部５ａの表面には、半導体レーザチップ９ａがサブマウント９を介してダイボンドにより接着されている。

信号検出用受光素子８および半導体レーザチップ９ａは、金製のワイヤ３によりそれぞれリード５に電気的に接続される。リード５は、信号検出用受光素子８および半導体レーザチップ９ａへの配線の一部を構成する。

本実施の形態の半導体レーザ装置においては、金属製のリード５の先端を板状に構成することで信号検出用受光素子搭載部５ｂおよび半導体レーザチップ搭載部５ａを構成しているので、これらに搭載された、信号検出用受光素子８および半導体レーザチップ９ａの熱を、リード５の本体を介して放出することができる。リード５を介して放熱するので、放熱のための特別な部材を取り付ける工程が不要となり、製造工数を増加させることがない。

ただし、使用する信号検出用受光素子８および半導体レーザチップ９ａなどの特性によっては、放熱の問題が生じない場合もある。そのような場合には、基台上部７の表面に信号検出用受光素子８およびサブマウント９を直接搭載するようにしてもよい。本実施の形態では、基台上部７を高い成型精度が得られるＰＰＳ樹脂により構成しているので、基台上部７の表面に直接信号検出用受光素子８およびサブマウント９を搭載することで、これらを高い精度で取り付けることができる。

次に、本実施の形態の半導体レーザ装置の製造方法について説明する。まず、図２に示すような複数のリード５を製造し、図２に示す状態に配置する。次に、このリード５の周囲に基台上部７、基台下部６および一対の突出部１をＰＰＳ樹脂で一体成型する。次に、信号検出用受光素子８を信号検出用受光素子搭載部５ｂにダイボンドにより取り付け、半導体レーザチップ９ａを半導体レーザチップ搭載部５ａにダイボンドにより取り付ける。

続いて、信号検出用受光素子８および半導体レーザチップ９ａと所定のリード５とを金製のワイヤで接続する。最後に、図４に示す金属製キャップ２１を、基台上部７を覆うように被せて半導体レーザ装置１００が完成する。必要に応じて、キャップ２１の上面にホログラム素子２２を取り付ける。

本実施の形態の半導体レーザ装置１００の製造においては、基台上部７、基台下部６および一対の突出部１を一体成型により製造するので、これらの製造工数を最小限にすることができる。

ただし、半導体レーザ装置の形状が複雑で一体成型が困難なような場合には、図３に示すように、前工程で樹脂成型した、一方の基台上部７ａおよび基台下部６ａと、他方の基台上部７ｂ、基台下部６ｂおよび突出部１とを相互に接着するようにしてもよい。この場合でも、上部基台７ａ，７ｂ、下部基台６ａ，６ｂおよび突出部１がいずれも樹脂で構成されているので、連続する工程でこれらを製造することができるので、半導体レーザ装置の製造工数を必要以上に増加させることがない。

このように製造した半導体レーザ装置１００は、図５に模式的に示すような、光ピックアップ装置の一部を構成する。光ピックアップ装置は、コリメートレンズ１５および対物レンズ１６などを備えている。半導体レーザ装置１００から出射した光１４は、コリメートレンズ１５および対物レンズ１６を介して光ディスク１７に集光される。光ディスク１７で反射した光は、対物レンズ１６およびコリメートレンズ１５を介して、半導体レーザ装置１００に集光される。

半導体レーザ装置１００は、光ピックアップ装置のシャーシ２００の端部に、突出部１の基準面１ｂを当接して取り付けられる。図６に示すように、シャーシ２００の端部には、長円形の窪みが形成されている。窪みの中央部は、キャップ２１が挿入される開口部２０１ｃとされている。開口部２０１ｃの両側部は、シャーシ２００側の基準面２０１ｂを構成する平面部とされている。基準面２０１ｂの外側は、円弧状の周壁２０１ａに囲まれている。

半導体レーザ装置１００の突出部１の基準面１ｂは、基準面２０１ｂに当接される。また、突出部１の外周面１ａと周壁２０１ａとは点接触し、半導体レーザ装置１００の光軸を中心として、半導体レーザ装置１００の取り付け位置を回転調整することができる。通常、ホログラム素子２２に設けられたグレーティングにより、半導体レーザチップ９ａから出射した光を３つに分割するが、半導体レーザ装置１００を回転調整することにより、この分割方向を調整することができる。これにより、光ディスク１７のトラックに対して、分割した光の並ぶ方向を所定の方向とすることができる。

半導体レーザ装置１００の基準面１ｂが、成型精度および平滑性にも優れるＰＰＳ樹脂で構成している場合には、半導体レーザ装置１００を精度良く取り付けることができ、さらに、半導体レーザ装置１００を滑らかに回転させることができるので、その回転調整を精度良く行なうことができる。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

この発明に基づいた実施の形態における半導体レーザ装置の構造を示す斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態におけるリードの構造を示す斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態における半導体レーザ装置の製造工程を示す分解斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態におけるキャップを取り付けた半導体レーザ装置の構造を示す斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態における半導体レーザ装置を取り付けた光ピックアップ装置の動作を示す説明図である。 この発明に基づいた実施の形態における半導体レーザ装置を光ピックアップ装置に取り付ける工程を示す斜視図である。 従来の半導体レーザ装置を製造する工程を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 突出部、１ａ 外周面、１ｂ 基準面、５ リード、５ａ 半導体レーザチップ搭載部、５ｂ 信号検出用受光素子搭載部、６ 基台下部、７ 基台上部、８ 信号検出用受光素子、９ サブマウント、９ａ 半導体レーザチップ、１７ 光ディスク、２１ キャップ、２２ ホログラム素子、１００ 半導体レーザ装置。

Claims (4)

1. 光ディスクに向けて光を出射する半導体レーザチップと、
   光ディスクで反射された信号光を受光する信号検出用受光素子と、
   金属製の複数のリードと、
   前記半導体レーザチップ、前記信号検出用受光素子および前記リードを保持する基台と、
   前記基台の側面から突出し、基準面を有する突出部とを備え、
   前記基台および前記突出部は共に樹脂により構成されている、半導体レーザ装置。
2. 前記複数のリードのいずれかのリードの先端部には、前記基台の表面に露出し、前記光の出射方向に沿う板状の半導体レーザチップ搭載部が設けられており、
   前記半導体レーザチップ搭載部の表面には前記半導体レーザチップが搭載されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 前記複数のリードのいずれかのリードの先端部には、前記基台の表面に露出し、前記光の出射方向に直交する板状の前記信号検出用受光素子搭載部が設けられており、
   前記信号検出用受光素子搭載部の表面には前記信号検出用受光素子が搭載されている、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
4. 前記基台および前記突出部は、樹脂により一体成型されたものである、請求項１から３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。

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