JP2007194437A - 半導体レーザ装置およびその製造方法ならびに光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 工程を複雑化せずにキャップを強固に取り付けることができ、生産性を向上することができるとともに、半導体レーザチップの発熱による寿命の低下が抑制され、かつ小型化な半導体レーザ装置およびその製造方法ならびに光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】
基部２３およびキャップ２４がともに合成樹脂によって形成されるので、超音波融着によって一体形成したときに強固に固定することができ、また短い時間で接合することができるので、生産性を向上させることができる。チップ搭載用リード２２ａは、この半導体レーザチップ２１の周囲に放熱のための放熱領域４２を有するチップ搭載用の電極リード２２ａの一表面４１に搭載されるので、半導体レーザチップ２１の熱をチップ搭載用リード２２ａに放熱し、また放熱領域４２から放熱させて半導体レーザチップ２１の温度の上昇を抑制して、半導体レーザチップ２１の寿命の低下を抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体レーザチップが搭載され、たとえば光ディスクシステムの光ピックアップ装置の光源として用いられる半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。

図１４は、第１の従来の技術の半導体レーザ装置１の構成を示す斜視図である。従来の技術の半導体レーザ装置１は、基準面２と基準面２の略鉛直方向に突出したブロック部３とを含む金属製の部品であるアイランド部４と、リード５と、アイランド部４とリード５との相対位置関係を固定するようにアイランド部４およびリード５と一体的に形成された樹脂部７と、ブロック部３に固定されたレーザチップ８と、樹脂部７に直接固定された受光素子９とを含んで構成される。レーザチップ８と、受光素子９とは、アイランド部４に抵抗溶接によって接続されるキャップ１１に覆われる（たとえば特許文献１参照）。

また第２の従来の技術の半導体レーザ装置では、レーザダイオードチップと受光素子とを搭載したアイランドを樹脂によって形成し、このアイランドにリードピンを串刺し状に設けている。アイランドには、レーザダイオードチップと受光素子と覆うキャップが設けられる。アイランドには、レーザダイオードチップがモニタ用フォトダイオードを介して固定されている（たとえば特許文献２参照）。

また半導体レーザ装置ではないが、第３の従来の技術では、金属リードフレームが埋め込まれたパッケージ本体と、リードフレーム上に設けられ、ボンディングワイヤによって結合された半導体ＩＣ（Integrated Circuit）と、パッケージ本体と同じ熱可塑性材料から成り、パッケージ本体に超音波融着を形成する超音波融着手段によって融着される蓋とを有するキャビティパッケージが開示されている（たとえば特許文献３参照）。

特開２００２−２３２０５９号公報 特開平１０−２５６６４９号公報 特開平１１−２６５９５６号公報

第１の従来の技術では、キャップ１１が抵抗溶接によってアイランド部４に溶接される。抵抗溶接では、電気エネルギを熱エネルギに変え、金属間の接触部分を溶融し、この部分を加圧して接合するので、熱伝導率の高いアイランド部４を介して、アイランド部４に固定されるレーザチップ８が加熱され歩留まりが低下するおそれがある。

第２の従来の技術では、アイランドが樹脂によって形成されるので、レーザチップが加熱されるおそれがないが、アイランドとキャップとは、嵌合固定または係合固定されるので、アイランドとキャップとに嵌合部または係合部を形成する必要があり、このような嵌合部または係合部を形成すると、装置の小型化が難しく、また隙間から水分などが進入しやすくなるという問題がある。また嵌合固定または係合固定に接着剤を併用して固定することも述べられているが、接着剤によって固定すると、接着剤を塗布する領域を設ける必要があり、小型化が阻害されてしまうという問題がある。さらに樹脂によって形成されるアイランドに、レーザダイオードチップがモニタ用フォトダイオードを介して固定されており、レーザダイオードチップが発光したときに発生する熱が放熱されにくいので、レーザダイオードチップの寿命が低下するという問題がある。

また第３の従来の技術は、パッケージ本体と蓋体とを超音波融着によって一体化することによって、パッケージ本体と蓋体とを接着剤によって接続する場合に必要となる接着剤を塗付する領域を設ける必要がないので、装置を小型化することができるが、半導体レーザ装置に適用されたものではなく、半導体ＩＣに代えて半導体レーザチップを搭載しても、放熱を十分に行うことができないという問題がある。

したがって本発明の目的は、工程を複雑化せずにキャップを強固に取り付けることができ、生産性を向上することができるとともに、半導体レーザチップの発熱による寿命の低下が抑制され、かつ小型化な半導体レーザ装置およびその製造方法ならびに光ピックアップ装置を提供することである。

本発明は、半導体レーザチップと、
導電性を有し、半導体レーザチップが搭載されるチップ搭載用の電極リードを含む複数の電極リードと、
前記半導体レーザチップが搭載される突出部を有し、前記各電極リードが埋め込まれた状態で保持され、前記突出部の基端部に半導体レーザチップから発振されるレーザ光の出射方向に臨む段差面が形成され、電気絶縁性を有する合成樹脂から成る基部と、
半導体レーザチップの出射端面に臨んで開口が形成され、前記段差面上で、突出部を覆った状態で基部に一体的に接合され、合成樹脂から成るキャップとを含み、
前記チップ搭載用の電極リードは、突出部から一表面が露出し、この一表面は半導体レーザチップの周囲に半導体レーザチップの搭載領域よりも広い放熱領域を有することを特徴とする半導体レーザ装置である。

また本発明は、前記キャップを形成する合成樹脂の色は、黒色であることを特徴とする。

また本発明は、前記キャップの内表面は、粗面に形成されることを特徴とする。
また本発明は、前記キャップには、前記開口を塞ぎ、半導体レーザチップが発する波長の光を透過する光透過体が設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記キャップの前記段差面に連なる壁部の厚みは、０．２ｍｍを超えるように選ばれ、前記段差面は、キャップの外周から外方に向かって０．４ｍｍ以上突出することを特徴とする。

また本発明は、前記キャップの前記段差に連なる壁部の厚みは、０．４ｍｍに選ばれることを特徴とする。

また本発明は、複数の電極リード間は、基部に埋められていることを特徴とする。
また本発明は、前記突出部に設けられる受光素子をさらに含み、
前記基部は、それぞれが電極リードを保持する２つの樹脂形成部を接合することによって形成され、２つの樹脂形成部のうち一方の樹脂形成部に、前記段差面と、チップ搭載用の電極リードと、受光素子が搭載される部位とが設けられることを特徴とすることを特徴とする。

また本発明は、前記キャップに設けられ、透光性の基材の前記半導体レーザチップから離反する方向の表面にホログラムパターンが形成されるホログラム素子を含み、
前記ホログラムパターンは、その中央が、ホログラム素子の中央よりも前記受光素子から離反する方向の端部寄りに形成されることを特徴とする。

また本発明は、前記基部と前記キャップとは、ポリフェニレンサルファイドによって形成されることを特徴とする。

また本発明は、前記半導体レーザ装置と、
前記半導体レーザ装置の段差面と接触する接触面を有するシャーシ体と、
シャーシ体に接触面を基準にして設けられる光学系部材とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置である。

また本発明は、導電性を有しチップ搭載用の電極リードを含む複数の電極リードを、前記半導体レーザチップが搭載される突出部を有し、前記突出部の基端部に半導体レーザチップから発振されるレーザ光の出射方向に臨む段差面が形成され、電気絶縁性を有する合成樹脂から成る基部に、埋め込んだ状態で保持させる工程と、
チップ搭載用の電極リードに、半導体レーザチップを搭載する工程と、
前記半導体レーザチップと電極リードとをボンディングワイヤによって接続する工程と、
開口が形成される合成樹脂から成るキャップを、開口を半導体レーザチップの出射端面に臨ませて、かつ前記段差面の一部が外方に突出するように前記基準面上に配置する工程と、
前記基部と前記キャップとを超音波融着によって接合する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法である。

また本発明は、前記キャップは、キャップの内表面に臨む部分が粗面に形成された金型に樹脂を注入して形成することを特徴とする。

本発明によれば、基部には電極リードが埋め込まれた状態で保持されるので、複数の電極リードは相対位置が固定されて基部に保持されている。基部は電気絶縁性を有するので、基部を介して複数の電極リード間が短絡することはない。特に、リードの間隔を狭くしても製造工程、検査工程、装置への組込み工程等で半導体レーザ装置に外部からの衝撃を受けても電極リード間が短絡することが無い。基部およびキャップがともに合成樹脂によって形成され、基部とキャップとが同種材料から成るので一体形成したときに強固に固定することができる。また一体的に接合されることによって、接着剤によって接着する必要がないので、工程を複雑化しないで生産性を向上させることができるとともに、また接着剤を塗布する領域を設ける必要がないので、装置を小型に形成することができる。また、基部およびキャップがともに合成樹脂によって形成すると、一体的に接合するときに、金属で形成する場合と比較して低温で融着させることができ、たとえば金属と合成樹脂とを融着させる場合と比較して、短い時間で接合することができるので、生産性を向上させることができる。

キャップは、突出部の基端部に半導体レーザチップから発振されるレーザ光の出射方向に臨む段差面上で、突出部を覆った状態で基部に一体的に接合されるので、半導体レーザチップに機械的な衝撃が直接与えられることを確実に防止することができる。キャップには半導体レーザチップの出射端面に臨んで開口が形成されるので、突出部をキャップによって覆っても、半導体レーザチップから出射されるレーザ光がキャップによって遮られることがなく、レーザ光を外部に放射することができる。

チップ搭載用の電極リードは、突出部から一表面が露出しており、この一表面に半導体レーザチップが搭載される。前記一表面は、搭載される半導体レーザチップの周囲に半導体レーザチップの搭載領域よりも広い放熱領域を有するので、半導体レーザチップが発光するときに発生する熱を、電極リードに伝導させて、放熱領域から放熱させることができる。基部は合成樹脂によって形成されるので、熱伝導率が低いが、熱伝導率が高い電極リードに半導体レーザチップからの熱を伝導させて放熱することができるので、半導体レーザチップの温度の上昇を抑制して、半導体レーザチップの寿命の低下を抑制することができる。

また本発明によれば、キャップを形成する合成樹脂の色が黒色であるので、キャップの内表面に、たとえば低反射のめっきまたはコーティングを施さなくても、半導体レーザチップから出射した光のうちキャップに向かう光は、キャップによって吸収されて、キャップの内表面での反射を抑制することができる。したがって、半導体レーザチップから出射したレーザ光がキャップの内表面で反射して、外乱光となってしまうことを抑制することができる。

また本発明によれば、キャップの内表面は、粗面に形成されるので、半導体レーザチップから出射したレーザ光がキャップの内表面で反射して、外乱光となってしまうことさらに抑制することができる。

また本発明によれば、半導体レーザチップが発する波長の光を透過する光透過体が前記開口を塞ぐので、キャップによって覆われる空間への外部からの塵埃などの異物の侵入を抑制することができ、これによって半導体レーザチップの端面が劣化することを抑制して、装置の長寿命化を実現することができる。

また本発明によれば、キャップの段差面に連なる壁部の厚みを、０．２ｍｍを超えるように選び、段差面を、キャップの外周から外方に向かって０．４ｍｍ以上突出させることによって、十分なキャップの機械的な強度を確保した上で、安定してキャップによるシールを行うことができる。さらに段差面の面積を十分に確保することができ、半導体レーザ装置を取付け対象物に取り付けるときに、段差面を基準面として半導体レーザチップからの放射光の光軸方向を所定の方向にした状態で取付け対象物に取り付けることができる。

また本発明によれば、キャップの前記段差面に連なる壁部の厚みを０．４ｍｍとすることによって、超音波融着時に超音波振動による機械的変動が起こらない程度に十分なキャップの機械的な強度を確保し、かつキャップが大型化することなく、キャップによるシールを安定して行うことができる。

また本発明によれば、各電極リードの間を全て樹脂によって埋めているので、電極リードのうち外部の回路と接続される部分を長く形成しても、製造工程および検査工程において電極リードが曲がってしまって不良となり歩留まりが低下してしまうことを抑制することができる。電極リードが基部に一体に保持されるので、たとえば使用時において電極リードを容易に切断することができる。したがって、半導体レーザ装置を用いて作製される電子装置の生産性を向上させることができる。

また本発明によれば、基部は、それぞれが電極リードを保持する２つの部分を超音波融着することによって形成されている。第１および２の従来の技術のように電極リードを２方向に並べて配置して、樹脂によってモールドすると、２方向のそれぞれの方向で隣接する電極リードを高精度に保持する必要があるので形成が難しいが、１方向に電極リードを並べて保持させた部分を、各部分の電極リードが並列となるように接合することによって、２方向のそれぞれの方向に電極リードを高精度に並べて、装置を作製することができる。

また２つの樹脂形成部のうち一方の樹脂形成部に、前記段差面と、チップ搭載用の電極リードと、受光素子が搭載される部位とが設けられるので、２つの樹脂形成部を接合して基部を形成するときの組立て精度にかかわらず半導体レーザチップと段差面との相対位置を設計どおりに作製することができる。

また本発明によれば、ホログラムパターンによって受光素子に向かって回折される回折光のみが受光素子によって受光されればよいので、ホログラムパターンの中央が、ホログラム素子の中央よりも受光素子から離反する方向の端部寄りとなるようにホログラムパターンを形成しても、ホログラムパターンの中央を基材の中央に合わせて形成するときと同様に、回折光が基材を透過して受光素子によって受光されるので、ホログラムパターンの性能および特性を維持した上で、ホログラム素子の小型化が可能となる。

また本発明によれば、基部とキャップとは、ポリフェニレンサルファイドによって形成されるので、量産性に優れた安定した樹脂成形、良好な耐熱特性、さらに超音波融着にて安定した接着強度を実現することができる。

また本発明によれば、前記半導体レーザ装置は、シャーシ体に形成される接触面に、前記段差面を接触させて取り付けられる。シャーシ体には、前記接触面を基準にして、たとえばレンズなどの光学系部材設けられているので、半導体レーザ装置と、前記光学系部材との相対位置を高精度に取り付けることができる。また半導体レーザ装置に受光素子が設けられる場合では、半導体レーザ装置と、前記光学系部材との相対位置を高精度に取り付けることができ、受光素子によって得られるフォーカス信号のバランスが崩れることないので、フォーカス調整を高精度に行うことができる光ピックアップ装置を実現することができる。

また本発明によれば、基部には電極リードが埋め込まれた状態で保持されるので、複数の電極リードは相対位置が固定されて基部に保持されている。基部は電気絶縁性を有するので、基部を介して複数の電極リード間が短絡することはない。基部およびキャップがともに合成樹脂によって形成され、基部とキャップとが同種材料から成るので、超音波融着によって接合したときに一体化して、安定した接着強度を確保して、強固に固定することができる。また超音波融着によって基部およびキャップとは一体的に接合されることによって、接着剤によって接着する必要がないので、工程を複雑化しないで生産性を向上させることができるとともに、また接着剤を塗布する領域を設ける必要がないので、装置を小型に形成することができる。また、基部およびキャップがともに合成樹脂によって形成すると、一体的に接合するときに、金属で形成する場合と比較して低温で超音波融着させることができ、たとえば金属と合成樹脂とを超音波融着させる場合と比較して、短い時間で接合することができるので、生産性を向上させることができる。

キャップは、突出部の基端部に半導体レーザチップから発振されるレーザ光の出射方向に臨む段差面上で、突出部を覆った状態で基部に一体的に接合されるので、半導体レーザチップに機械的な衝撃が直接与えられることを確実に防止することができる。キャップには半導体レーザチップの出射端面に臨んで開口が形成されるので、突出部をキャップによって覆っても、半導体レーザチップから出射されるレーザ光がキャップによって遮られることがなく、レーザ光を外部に放射することができる。

チップ搭載用の電極リードは、突出部から一表面が露出しており、この一表面に半導体レーザチップが搭載される。前記一表面は、搭載される半導体レーザチップの周囲に放熱のための放熱領域を有するので、半導体レーザチップが発光するときに発生する熱を、電極リードに伝導させて、放熱領域から放熱させることができる。基部は合成樹脂によって形成されるので、熱伝導率が低いが、熱伝導率が高い電極リードに半導体レーザチップからの熱を伝導させて放熱することができるので、半導体レーザチップの温度の上昇を抑制して、半導体レーザチップの寿命の低下を抑制することができる。

またキャップを合成樹脂によって形成すると、薄い金属板を絞ることによって形成する場合と比較して、容易に一定の寸法精度、平坦度で製造することができるので、作製された装置の寸法を設計寸法に近づけることができ、量産したときに半導体レーザ装置の大きさおよび品質を揃えることができる。

また本発明によれば、キャップは、金型に樹脂を注入して形成される。この金型には、キャップの内表面に臨む部分が粗面に形成されており、樹脂を注入するだけで、内表面が粗面化されたキャップを容易に得ることができる。キャップの形成とキャップの内表面の粗面化とを同時に行うことができるので、作製工程を増加させることなく、キャップの内表面を粗面化することができる。

図１は、本発明の実施の一形態の半導体レーザ装置２０の構成を示す斜視図である。図２は、半導体レーザ装置２０の構成を示す正面図であり、図３は半導体レーザ装置２０の構成を示す背面図であり、図４は半導体レーザ装置２０の構成を示す平面図であり、図５は半導体レーザ装置２０の構成を示す左側面である。なお図１、図４および図５では、図が煩雑となることを防止するためにボンディングワイヤ５７を省略して示している。

半導体レーザ装置２０は、半導体レーザチップ２１と、複数の電極リード２２と、基部２３と、キャップ２４とを含んで構成される。本実施の形態の半導体レーザ装置２０は、サブマウント２６と、モニタ用受光部２７と、受光素子２８と、ホログラム素子２９とをさらに含んで構成される。

半導体レーザチップ２１は、たとえばガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体によって形成される。半導体レーザチップ２１は、たとえば６５０ｎｍ程度の波長の光を発振し、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）の読み取り用および書き込み用の光源として用いられる。

各電極リード２２は、導電性を有し、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）および銅（Ｃｕ）などの導電率の高い金属によって形成される。複数の電極リード２２には、前記半導体レーザチップ２１が搭載されるチップ搭載用の電極リード２２ａが含まれる。以後、チップ搭載用の電極リード２２ａをチップ搭載用リード２２ａと記載する場合がある。各電極リード２２は、基部２３に埋め込まれて保持される。

基部２３は、基部本体３０と、基部本体３０から突出し、前記半導体レーザチップ２１が搭載される突出部３１を有する。基部２３は、電気絶縁性を有する合成樹脂から成り、ポリフェニレンサルファイド（Poly Phenylene Sulfide：略称ＰＰＳ）によって形成される。

基部本体３０には、前記突出部３１の基端部３２に連なって、半導体レーザチップ２１から発振されるレーザ光の出射方向Ｚに臨む段差面３３が形成される。段差面３３は、出射方向Ｚに垂直な平面によって形成される。半導体レーザ装置２０では、半導体レーザチップ２１の出射方向Ｚの一方Ｚ１に出射されるレーザ光を外部に放射する。段差面３３は、突出部３１の前記出射方向Ｚの他方Ｚ２の端部に連なる。段差面３３は、半導体レーザ装置２０における半導体レーザチップ２１および受光素子２８の取付け位置の基準となり、かつ半導体レーザ装置２０を他の部品に取り付けるときの基準面として用いられる。

基部本体３０は、ベース部３０Ａと、ベース部３０Ａの長手方向Ｘの両端部に連なり、前記段差面３３を形成する段差面形成部３０Ｂと、ベース部３０Ａから前記突出部３１とは反対に突出する接続部３０Ｃとを含んで構成される。基部本体３０は、前記長手方向Ｘの中央を通り、前記長手方向Ｘに垂直な仮想一平面に関して面対称に形成される。ベース部３０Ａには、前記出射方向Ｚの他方Ｚ２の端部で、短手方向Ｙの一方に突出する突起６６が設けられる。突起６６は、該半導体レーザ装置２０の方向を目視で容易に判別するために形成される。

突出部３１は、前記ベース部３０Ａの前記出射方向Ｚに平行な厚み方向の一端部に連なる。ベース部３０Ａは略直方体形状に形成される。突出部３１は、ベース部３０Ａの長手方向Ｘの両端部間にわたって形成される。段差面形成部３０Ｂは、ベース部３０Ａの長手方向Ｘの両端部で、ベース部３０Ａの外方に突出する。段差面形成部３０Ｂの前記長手方向Ｘの遊端部の外周面は、前記出射方向Ｚに沿う軸線まわりで、外方に凸に湾曲して形成される。接続部３０Ｃは、前記ベース部３０Ａの前記出射方向Ｚに平行な厚み方向の他端部に連なる。接続部３０Ｃは、ベース部３０Ａの長手方向Ｘの両端部間にわたって形成される。また接続部３０Ｃの、前記出射方向Ｚおよび長手方向Ｘに垂直な短手方向Ｙの厚みは、ベース部３０Ａの厚みよりも小さく選ばれる。

基部２３は、前記各電極リード２２を埋め込んだ状態で保持し、前記ベース部分３０Ａと、前記接続部３０Ｃと、前記突出部３１とに埋め込んだ状態で保持する。各電極リード２２のうちベース部分３０Ａに保持される部分は、このベース部３０Ａに完全に埋め込まれ、前記接続部３０Ｃおよび前記突出部３１に保持される部分は、前記接続部３０Ｃおよび前記突出部３１から一部が露出した状態で埋め込まれる。電極リード２２は基部２３に埋め込まれた状態で保持されるので、複数の電極リード２２は相対位置が固定されて基部２３に保持されている。基部２３は電気絶縁性を有するので、基部２３を介して複数の電極リード２２間が短絡することはない。

前記突出部３１は、半導体レーザチップ２１が搭載されるレーザチップ搭載部分３７を有する第１突出部分３１Ａと、受光素子２８が搭載される受光素子搭載面４５が形成される受光素子搭載部分３８を有する第２突出部分３１Ｂとを有する。第１突出部分３１Ａと第２突出部分３１Ｂとは、前記長手方向Ｘに連なる。受光素子搭載面４５は段差面３３と平行に形成される。第１突出部分３１Ａのうちレーザチップ搭載部分３７の前記短手方向Ｙの厚みは、第２突出部分３１Ｂの前記短手方向Ｙの厚みよりも小さく選ばれる。第１突出部分３１Ａは、長手方向Ｘにおいて突出部３１の中央部分まで延びて形成され、この中央部分にレーザチップ搭載部分３７が形成される。第１突出部分３１Ａの長手方向Ｘにおいて第２突出部分３１Ｂとは反対側の端部には、ベース部３０Ａに向かうに連れて短手方向Ｙの厚みが増加する補強部分３９が形成される。

また突出部３１には、短手方向Ｙの側部に電極リード３２の一部が露出する孔５３が形成される。前記孔５３は、突出部３１の基端部３２に設けられる。孔５３の内径は、電極リード３２の幅よりも小さく選ばれる。孔５３は、２３ａおよび２３ｂの樹脂成形内部に設けられるリードフレーム６１が、樹脂成形時に位置がばらつくのを防ぐために成形金型に設けられた押さえピンの跡である。

レーザチップ搭載部分３７の前記短手方向Ｙに垂直な方向の一表面部には、チップ搭載用リード２２ａの一部が埋め込まれて保持される。チップ搭載用リード２２ａのうちレーザチップ搭載部分３７に設けられる部分の一表面４１は、前記短手方向Ｙに垂直な平面である。

半導体レーザチップ２１は、長手方向Ｘにおいて突出部３１の中央部７１で、レーザチップ搭載部分３７に保持されるチップ搭載用リード２２ａの一表面４１上に設けられる。半導体レーザチップ２１は、段差面３３に略垂直な方向に向かって、レーザ光を発射するように出射端面３４が、段差面３３と略平行となるように設けられる。半導体レーザチップ２１は、サブマウント２６を介して前記チップ搭載用リード２２ａの一表面４１上に搭載される。レーザチップ搭載部分３７は、チップ搭載用リード２２ａの一表面４１上に搭載される半導体レーザチップ２１が、出射方向Ｚの一方から見てベース部３０Ａの短手方向Ｙの略中央となるように形成される。

半導体レーザチップ２１は、サブマウント２６を介してチップ搭載用リード２２ａに搭載される。半導体レーザチップ２１は、サブマウント２６に接合される。サブマウント２６は、微小な半導体レーザップ２１をチップ搭載用リード２２ａに接合するための台座となるとともに、半導体レーザチップ２１が発光したときに発生する熱を速やかに放熱するための放熱部、すなわちヒートシンクとして機能する。半導体レーザチップ２１の大きさは、長さ０．２ｍｍ×幅０．２ｍｍ×厚み０．１ｍｍ程度に選ばれる。サブマウント２６は、半導体材料を用いて形成される。サブマウント２６は、略直方体形状に形成される。サブマウント２６の半導体レーザチップ２１が搭載される厚み方向の一表面の大きさは、長さ１ｍｍ×幅１ｍｍ程度に選ばれ、厚みは０．３ｍｍ程度に選ばれる。

突出部３１の遊端部４４で、受光素子搭載部分３８には前記段差面３３に平行な受光素子搭載面４５が形成される。受光素子２８は、受光素子搭載面４５上にダイボンドによって搭載される。受光素子２８は、たとえば４分割受光素子によって実現される。受光素子２８の受光面４６は、出射方向Ｚの一方Ｚ１に臨んで設けられる。

半導体レーザチップ２１は、突出部３１のうち基端部３２および遊端部４４の間の中間部に搭載され、受光素子搭載面４５よりも出射方向Ｚの他方Ｚ２に設けられる。したがって半導体レーザチップ２１から発振されたレーザ光が、受光素子２８の受光面４６に直接向かうことがない。

前記サブマウント２６は、チップ搭載用リード２２ａの一表面４１上にダイボンドして固定され、チップ搭載用リード２２ａが、サブマウント２６とともに、ヒートシンクとして機能する。チップ搭載用リード２２ａのうち突出部３１から露出する部分、すなわちチップ搭載用リード２２ａのうちレーザチップ搭載部分３７に保持されて露出する部分の一表面４１は、半導体レーザチップ２１の周囲に、半導体レーザチップ２１の搭載領域よりも広い放熱領域４２を有する。半導体レーザチップ２１の搭載領域は、半導体レーザチップ２１を搭載するために必要な部分を含み、本実施の形態では半導体レーザチップ２１がサブマウント２６を介して搭載されるので、サブマウント２６が搭載するために必要な部分であり、前記一表面４１のうちサブマウント２６と接触する部分を含む。放熱領域４２は、前記搭載領域を含んで、サブマウント２６と接触する部分の周囲に広がるように形成される。チップ搭載用リード２２ａのうち前記レーザチップ搭載部分３７で露出する部分の短手方向Ｙに平行な厚みは、０．４ｍｍ〜０．５ｍｍに選ばれ、チップ搭載用リード２２ａの一表面４１のうち前記レーザチップ搭載部分３７で露出する部分の面積は、サブマウント２６との接触面の面積よりも大きく選ばれ、３ｍｍ^２〜４ｍｍ^２程度に選ばれる。このような放熱領域４２が形成されることによって、半導体レーザチップ２１が発光するときに発生する熱を、サブマウント２６を介してチップ搭載用リード２２ａに伝導させて、速やかに放熱領域４２から放熱させることができる。基部２３は合成樹脂によって形成されるので、熱伝導率が低いが、熱伝導率が高い金属から成るチップ搭載用リード２２ａに半導体レーザチップ２１からの熱を伝導させて放熱することができるので、半導体レーザチップ２１の温度の上昇を抑制して、半導体レーザチップ２１の寿命の低下を抑制することができる。半導体レーザ装置２０は、周囲の気温が、−２０℃〜８０℃の範囲で使用される。半導体レーザチップ２１のうち発光中心部の温度は２００℃程度となるが、前述したように、放熱領域４２を設けることによって、サブマウント２６を介して熱が伝導してもチップ搭載用リード２２ａの温度は、前記−２０℃〜８０℃程度となり、チップ搭載用リード２２ａが基部２３から剥離することがなく、チップ搭載用リード２２ａをヒートシンクとして好適に用いることができる。

キャップ２４は、前記段差面３３上で、突出部３１を覆った状態で基部２３に一体的に接合される。キャップ２４は、基部２３に超音波融着によって接合される。キャップ２４は、段差面３３の一部が、このキャップ２４の外周から外方に突出するように設けられる。キャップ２４は、出射方向Ｚに沿って延びる側壁部２４Ａと、側壁部２４Ａの段差面３３とは反対側の端部に連なり、出射方向Ｚに垂直に延びる天井壁部２４Ｂとを有する。側壁部２４Ａは、出射方向Ｚに平行な軸線まわりに突出部３１を外囲する。キャップ２４の内表面３６によって囲まれる空間は、略直方体状に形成される。キャップ２４によって半導体レーザチップ２１、モニタ用受光部２７、受光素子２８およびボンディングワイヤ５７に機械的な衝撃が直接与えられることを確実に防止することができる。

キャップ２４の天井壁部２４Ｂには、半導体レーザチップ２１の出射端面３４に臨んで開口３５が形成される。開口３５が形成されるので、突出部３１をキャップ２４によって覆っても、半導体レーザチップ２１から出射されるレーザ光がキャップ２４によって遮られることがなく、レーザ光を外部に放射することができる。

キャップ２４は、合成樹脂から成る。キャップ２４を形成する合成樹脂の色は、黒色に選ばれる。本実施の形態では、キャップ２４は、基部２３と同じ物質によって形成され、すなわちポリフェニレンサルファイドによって形成される。基部２３とキャップ２４とは、ポリフェニレンサルファイドによって形成されるので、量産性に優れた安定した樹脂成形、良好な耐熱特性、さらに超音波融着にて安定した接着強度を実現することができる。

基部２３およびキャップ２４を形成する合成樹脂の色が黒色であるので、基部２３の突出部３１の表面およびキャップ２４の内表面３６に、たとえば低反射のめっきまたはコーティングを施さなくても、半導体レーザチップ２１から出射した光のうち基部２３に向かう光は、基部２３によって吸収され、またキャップ２４に向かう光は、キャップ２４によって吸収されて、キャップ２４の内表面３６での反射を抑制することができる。したがって、半導体レーザチップ２１から出射した光が基部２３の表面およびキャップ２４の内表面３６で反射して、外乱光となってしまうことを抑制することができ、受光素子２８にノイズとして受光されることを抑制することができる。

またキャップ２４の内表面３６、すなわち突出部３１に臨む面は、粗面に形成される。前記粗面の表面粗さは、最大高さＲｍａｘが１０Ｓ〜２０Ｓとなるように選ばれる。キャップ２４の内表面３６が粗面に形成されるので、半導体レーザチップ２１から発振したレーザ光が、前記内表面３６で反射したとしても、レーザ光が拡散される。これによって前記内表面３６で反射されたレーザ光の受光素子４３における受光されたとしても、受光素子２８にノイズとして受光される光量を低減することができる。

キャップ２４を薄い金属板を絞って形成する場合、寸法精度および平坦度のばらつきは２％程度であるが、合成樹脂を射出形成する場合、寸法精度および平坦度のばらつきは１％程度とすることができる。キャップ２４を合成樹脂によって成形することによって、薄い金属板を絞って形成するよりも容易に高い寸法精度および平坦度で製造することができる。

キャップ２４の側壁部２４Ａの厚みＴ１は、０．２ｍｍを超えるように選ばれる。これによって、十分なキャップ２４の機械的な強度を確保した上で、安定してキャップ２４によるシールを行うことができる。またキャップ２４の側壁部２４Ａの厚みＴ１は、０．５ｍｍ以下に選ばれる。これによって、キャップ２４が大型化してしまうことを防止することができる。キャップ２４の側壁部２４Ａの厚みＴ１は、薄いほうが半導体レーザ装置２０を小型化することができるが、薄くし過ぎると基部２３とキャップ２４とを超音波融着するときに、超音波振動によってキャップ２４が変形してしまう。実験ではキャップ２４の高さ、すなわちキャップ２４の前記出射方向Ｚに沿う方向の長さを２．７５ｍｍとした場合、十分な接合強度を得られるような超音波振動を与えたとき、側壁部２４Ａの厚みＴ１が０．２ｍｍではキャップ２４が変形してしまった。キャップ２４の側壁部２４Ａの厚みＴ１を０．４ｍｍとした場合、同条件で超音波振動を与えると、キャップ２４に特に変形は見られず、キャップ２４が変形しないので、半導体レーザ素子２１に対して後述するホログラムパターン４８を精度良くキャップ２４に搭載することができた。キャップ２４の側壁部２４Ａの厚みＴ１を０．４ｍｍとすることによって、十分なキャップ２４の機械的な強度を確保し、かつキャップ２４が大型化することなく、キャップ２４によるシールを安定して行うことができる。

またキャップ２４は、段差面３３の一部が、このキャップ２４の側壁部２４Ａの外周面から、この外周面の法線方向で、外方に向かって予め定める距離Ｌ１突出するように設けられる。予め定める距離Ｌ１は、０．４ｍｍ以上に選ばれる。このように段差面３３の一部をキャプ２４の外方に突出させることによって、半導体レーザ装置２０を取付け対象物に取り付けるときに、段差面３３を基準面として取付け対象物に安定して接触させて取り付けることができるので、半導体レーザ装置２０を安定させて取付け対象物に取り付けることができる。また予め定める距離Ｌ１は、０．８ｍｍ未満の範囲に選ばれる。これによって、段差面３３が形成される段差面形成部３０Ｂが必要以上に大きくなってしまい、半導体レーザ装置２０が大型化してしまうことを防止することができる。

各電極リード２２は、出射方向Ｚに関して段差面３３の一方Ｚ１および他方Ｚ２に延在して設けられる。各電極リード２２のうち接続部３０Ｃに保持される部分の一部は、接続部３０Ｃの、前記出射方向Ｚにおいて基端部と中央よりも遊端部寄りの部分との間にわたって、外部の部品と接続可能に、その一表面７４がそれぞれ露出する。接続部３０Ｃでは、前記短手方向Ｙの一表面部と他表面部とにそれぞれ電極リード２２が埋め込まれている。電極リード２２の前記接続部３０Ｃに保持される部分は、長手方向Ｘに等しい間隔をあけて配列される。各電極リード２２は、その厚みを一定として、長手方向Ｘに沿う方向の幅を変えて形成される。

接続部３０Ｃは、略直方体形状に形成され、長手方向Ｘの両端が、前記出射方向Ｚに沿う軸線まわりに外方に突出して湾曲する。前記出射方向Ｚの中間の４つの角部に溝４０がそれぞれ形成される。溝４０は、出射方向Ｚにおいて複数形成され、本実施の形態では２つ形成される。出射方向Ｚに垂直な仮想一平面上に揃えて、４つの角部における各溝４０は形成される。たとえば半導体レーザ装置２０を回路基板に実装した後に、接続部３０Ｃの遊端部が不要となったときに、切断工具を溝４０に沿って動作させることによって、接続部３０Ｃを電極リード２２とともに容易に切断することができる。

各電極リード２２のうち接続部３０Ｃの遊端部で保持される部分は、各電極リード２２が短手方向Ｙに屈曲して、さらに出射方向Ｚに屈曲してクランク状に形成されてその一部が接続部３０Ｃに完全に埋め込まれて先端部８８が接続部３０Ｃから露出する。これによって、接続部３０Ｃに不所望な衝撃が与えられたとしても、電極リード２２が剥離してしまうことが防止される。

各電極リード２２の突出部３１に保持される部分のうち、少なくとも出射方向Ｚの一方Ｚ１の端面が露出して設けられる。各電極リード２２の突出部３１に保持される部分のうち、出射方向Ｚの一方Ｚ１の端部５６は、突出部３１から露出する。各端部５６は、半導体レーザチップ２１、モニタ用受光部２７および受光素子２８のいずれかに、ボンディングワイヤ５７によって接続される。各端部５６は、突出部３１から露出するが、各端部５６の長手方向Ｘの両側から突出部３１の一部に挟まれる。すなわち各端部５６の間は樹脂で埋められている。これによって、突出部３１から露出する各端部５６が機械的な接触によって折れ曲がってしまうことが防止され、さらに各端部５６にワイヤボンディングによってボンディングワイヤを接続するときに、端部５６が折れ曲がってしまうことが防止されるので、接続の信頼性を向上させることができるとともに、歩留まりを向上することができる。

複数の電極リード２２のうちの予め定める電極リード２２が、受光素子搭載部４５に搭載される受光素子２８の前記短手方向Ｙの両側に設けられるので、受光素子２８の受光面を横切らなくても、受光素子２８と電極リード２２とをボンディングワイヤ５７によって接続することができるとともに、ボンディングワイヤ５７を短くすることができ、接続の信頼性を向上させることができる。

各電極リード２２は、図２および図３に示すように長手方向Ｘに沿う方向の幅を変えて形成されており、これによってリード電極２２のうち接続部３０Ｃに保持される部分を一定の間隔で形成しても、各電極リード２２の出射方向Ｚの一方の端部５６を、接続すべき半導体レーザチップ２１、受光素子２８およびモニタ用受光素子２７のうちの接続すべきものに近接して設けることができる。

チップ搭載用リード２２ａの出射方向Ｚの一方の端部５６ａは、前記短手方向Ｙにおいて半導体レーザチップ２１が搭載される部分よりも、突出部３１から露出する露出する部分が小さくなるように形成される。すなわちチップ搭載用リード２２ａのうち出射方向Ｚの一方の端部５６ａの長手方向Ｘの幅は、チップ搭載用リード２２ａのうち半導体レーザチップ２１が搭載される部分の長手方向Ｘの幅よりも小さく選ばれる。これによって、チップ搭載用リード２２ａのうち半導体レーザチップ２１が搭載される部分の、前記出射方向Ｚの一方Ｚ１の端面を突出部３１に接触させることができるので、チップ搭載用リード２２ａのうち突出部３１で露出する部分の前記短手方向に延びる軸線まわりの端面と、突出部３１との接触面積を増加させて、チップ搭載用リード２２ａの突出部３１からの剥離を防止することができる。

モニタ用受光部２７は、サブマウント２６に設けられる。モニタ用受光部２７は、サブマウント２６に設けられる半導体レーザチップ２１の出射方向Ｚの他方Ｚ２に設けられ、半導体レーザチップ２１の光量を測定するために用いられる。モニタ用受光部２７は、フォトダイオードによって実現され、半導体材料を用いて形成されるサブマウント２６に一体的に形成される。

各電極リード２２の端部５６と、半導体レーザチップ２２、モニタ用受光部２７および受光素子２８とは、ボンディングワイヤ５７によって個別に接続され、半導体レーザチップ２２、モニタ用受光部２７および受光素子２８に、各電極リード２２を介して電力を供給したり、電流を検出したりすることができる。

半導体レーザ装置２０では、半導体レーザチップ２１および受光素子２８が樹脂によって一体形成される突出部３１に固定される。すなわち半導体レーザチップ２１と受光素子２８とは、樹脂によって形成される１つの成形上に搭載されるので、半導体レーザ装置２０を組み立てるときに、半導体レーザチップ２１と受光素子２８との相対位置がずれることなく、量産するときに各半導体レーザ装置２０における半導体レーザチップ２１と受光素子２８との相対位置のばらつきが抑えられ、より設計値に近づけた半導体レーザ装置を実現して、歩留まりを向上させることができる。

また受光素子２８は絶縁性を有する基部２３に固定されるので、絶縁膜を形成するなどの特別な構成を付加することなく、受光素子２８をダイボンドによって基部２３に直接固定するだけで、半導体レーザチップ２１と受光素子２８とを電気的に絶縁することができ、生産性の低下を抑制することができる。

ホログラム素子２９は、前記キャップ２４に設けられる。ホログラム素子２９は、基材４７と、半導体レーザチップ２１から離反する方向の表面、すなわち基材４７の出射方向Ｚの一表面４７ａに形成されるホログラムであるホログラムパターン４８と、他表面４７ｂに形成されるトラッキングビーム生成用回折格子パターン４９とを有する。ホログラムパターン４８と、トラッキングビーム生成用回折格子パターン４９とは、基材４７をフォトリソグラフィを用いて、エッチングすることによって形成される。基材４７は、半導体レーザチップ２１から発振されたレーザ光を透過させる透光性を有する物質によって形成され、たとえばガラスによって形成される。基材４７は、直方体形状に形成される。ホログラムパターン４８は、回折格子を形成する。

前記キャップ２４の開口３５は、その中央３５Ａが、出射方向Ｚから見てキャップ２４の天井壁部２４Ｂの中央７８からずれた位置に形成され、受光素子２８の受光面４６の一部に臨む。

ホログラムパターン４８は、その中央５１が、ホログラム素子２９の中央よりも受光素子２８から離反する方向の端部寄りに形成される。ホログラムパターン４８によって受光素子２８に向かって回折される回折光のみが受光素子２８によって受光されればよいので、ホログラムパターン４８の中央が、ホログラム素子２９の中央５１よりも受光素子２８から離反する方向の端部寄りとなるようにホログラムパターン４８を形成しても、ホログラムパターン４８の中央５１を、基材４７の中央に合わせて形成するときと同様に、回折光が基材４７を透過して受光素子２８によって受光されるので、ホログラムパターン４８の性能および特性を維持した上で、ホログラム素子２９の小型化が可能となる。ホログラム素子２９は、キャップ２４に接着剤５２によって固定される。

前述した基部２３は、この基部２３を短手方向Ｙに分割して成り、それぞれが電極リード２２を保持する第１および第２樹脂形成部分２３ａ，２３ｂが超音波融着によって接合されて成る。

図６は、第１樹脂形成部分２３ａとこの第１樹脂形成部分２３ａに保持される電極リード２２とによって形成される第１組立体７５を示す斜視図であり、図７は第２樹脂形成部分２３ｂとこの第２樹脂形成部分２３ｂに保持される電極リード２２とによって形成される第２組立体７６を示す斜視図である。

第１および第２樹脂形成部分２３ａ，２３ｂのうち一方の第１樹脂形成部分２３ａに、前記段差面３３と受光素子搭載面４５とチップ搭載用リード２２ａが形成される。第１樹脂形成部分２３ａは、ベース部３０Ａの一部である第１ベース部構成部分１０１ａ、段差面形成部３０Ｂ、接続部３０Ｃの一部である第１接続部構成部分１０３ａ、突出部３１の一部である第１突出部構成部分１０４ａを含んで構成される。第２樹脂形成部分２３ｂは、ベース部３０Ａの残部である第２ベース部構成部分１０１ｂ、第２ベース部構成部分１０１ｂから外方に突出する段差構成部分１０２、接続部３０Ｃの残部である第２接続部構成部分１０３ｂ、突出部３１の残部である第２突出部構成部分１０４ｂを含んで構成される。

第１および第２ベース部構成部分１０１ａ，１０１ｂの長手方向Ｘの長さは等しく形成され、第１および第２接続部構成部分１０３ａ，１０３ｂの長手方向Ｘの長さは等しく形成され、第１および第２突出部構成部分１０４ａ，１０４ｂの長手方向Ｘの長さは等しく形成される。第１および第２ベース部構成部分１０１ａ，１０１ｂの互いに接触する部位は平面に形成され、第１および第２接続部構成部分１０３ａ，１０３ｂの互いに接触する部位は平面に形成され、第１および第２突出部構成部分１０４ａ，１０４ｂの長手方向Ｘの互いに接触する部位は平面に形成される。

第１および第２接続部構成部分１０３ａ，１０３ｂは、短手方向Ｙに垂直な仮想一平面に関して面対称に形成される。第１ベース部構成部分１０１ａの第１接続部構成部分１０３ａに連なる部分１０５は、第１ベース部構成部分１０１ａの第１突出部構成部分１０４ａに連なる部分１０６よりも短手方向Ｙの厚みが小さく形成される。第２ベース部構成部分１０１ｂの第２接続部構成部分１０３ｂに連なる部分１０７は、第２ベース部構成部分１０１ｂの第２突出部構成部分１０４ｂに連なる部分１０８よりも短手方向Ｙの厚みが大きく形成される。第１ベース部構成部分１０１ａの第１接続部構成部分１０３ａに連なる部分１０５と、第２ベース部構成部分１０１ｂの第２接続部構成部分１０３ｂに連なる部分１０７とが向かい合わせとなり、第１ベース部構成部分１０１ａの第１突出部構成部分１０４ａに連なる部分１０６と、第２ベース部構成部分１０１ｂの第２突出部構成部分１０４ｂに連なる部分１０８とが向かい合わせとなって略直方体形状のベース部３０Ａが形成される。

段差構成部分１０２は、第２ベース部１０１ｂの短手方向Ｙのうち前記第２ベース部１０１ｂとは反対側に突出して設けられる。段差面形成部３０Ｂは、第２ベース部１０１ｂの両側に延び、また段差構成部分１０２の長手方向Ｘの外方と成る端部まで延びて形成される。段差構成部分１０２の前記出射方向Ｚの一方Ｚ１の表面は、出射方向Ｚに垂直であり、段差面形成部３０Ｂの前記出射方向Ｚの一方Ｚ１の表面よりも、出射方向Ｚの他方Ｚ２となるように第１および第２組立体７５，７６が接合される。段差構成部分１０２の前記出射方向Ｚの一方Ｚ１の表面を含む仮想一平面と、段差面形成部３０Ｂの前記出射方向Ｚの一方Ｚ１の表面である段差面３３を含む仮想一平面との間の距離Ｌ２は、たとえば０ｍｍ〜０．２ｍｍに選ばれる。

第１および第２樹脂形成部分２３ａ，２３ｂは、長手方向Ｘにそれぞれ複数の電極リード２２を並べて保持する。第１および第２樹脂形成部分２３ａ，２３ｂは、短手方向Ｙに接合されるので、長手方向Ｘに複数の電極リード２２を並べて保持させた第１および第２組立体７５，７６を、第１および第２組立体７５，７６の電極リード２２が並列となるように接合することができる。第１および２の従来の技術のように電極リードを２方向に並べて配置して、樹脂によってモールドすると、２方向のそれぞれの方向で隣接する電極リードを高精度に保持する必要があるので形成が難しいが、第１の方向のみ、すなわち長手方向Ｘのみに並べて樹脂によってモールドして形成される第１および第２組立体７５，７６を、第２の方向、すなわち短手方向Ｙに並べることによって、２方向のそれぞれに電極リード２２を高精度に並べて、半導体レーザ装置２０を作製することができる。

図８は、半導体レーザ装置２０の製造方法を示すフローチャートである。半導体レーザ装置２０の製造方法を開始すると、ステップｓ０からステップｓ１に移る。ステップｓ１では、薄金属板にプレス加工を施してリードフレーム６１（図９参照）を成形し、ステップｓ２に移る。ステップｓ２では、リードフレーム６１に曲げ加工を施すことによって、リードフレーム６１の一部分を、前述した各電極リード２２の形状に加工して、ステップｓ３に移る。ステップｓ３では、リードフレーム６１の一部によって形成される電極リード２２を、金属製の樹脂成形型内に配置して、この樹脂成形型にＰＰＳを注入し、射出形成によって、各樹脂形成部分２３ａ，２３ｂをそれぞれ一体に形成する。

図９は、ステップｓ３終了後のリードフレーム６１とリードフレーム６１に一体形成された各樹脂形成部分２３ａ，２３ｂを示す斜視図である。次に、ステップｓ４に移り、ステップｓ４では、電極リード２２をリードフレーム６１の他の部分から切り離して、前述した図６および図７に示すような第１および第２組立体７５，７６を形成して、ステップｓ５に移る。

ステップｓ５では、第１および第２組立体７５，７６を超音波融着によって組立て、基部２３を一体的に形成し、ステップｓ６に移る。

ステップｓ６では、半導体レーザチップ２１を、サブマウント２６を介してチップ搭載用リード２２ａにダイボンドし、また受光素子４３を受光素子搭載面４５にダイボンドして搭載し、ステップｓ７に移る。

ステップｓ７では、電極リード２２のうち突出部３１に保持される部分のうちの、露出する部分と、半導体レーザチップ２１の所定の部位および受光素子４３の所定の部位ならびにモニタ用受光部２７の所定の部位とを、ワイヤボンディングして、ボンディングワイヤ５７を接続する。

次にステップｓ８に移り、ステップｓ８では、突出部３１を覆うように段差面３３上にキャップ２４を配置する。このとき、キャップ２４の開口３５が半導体レーザ素子２１の出射端面３４に臨むように配置する。

次にステップｓ９に移り、ステップｓ９では、基部２３とキャップ２４とを超音波融着によって接合する。基部２３とキャップ２４とは、所定の保持具に保持され、保持具を介して超音波振動を発生する超音波振動発生器から発生した超音波振動が与えられる。前記超音波振動は、１５０００Ｈｚ以上に選ばれる。超音波融着では、基部２３とキャップ２４とが接触する部分、すなわち基部２３の段差面３３を形成する樹脂の分子と、キャップ２４の前記段差面３３に接触する端部を形成する受信の分子との間における摩擦エネルギによって発熱させて、基部２３とキャップ２４とが接合される。

合成樹脂と金属とを超音波融着によって接合すると、異種材料の接合であるので十分な接合強度を得ることができず、また金属は合成樹脂と比較して融点が高いので、融着させるための処理時間が長くなってしまうが、基部２３とキャップ２４とを合成樹脂によって形成することによって、短時間で接合することができ、生産性を向上させることができる。

また基部２３とキャップ２４とが一体的に接合されることによって、接着剤によって接着する必要がないので、工程を複雑化しないで生産性を向上させることができるとともに、また接着剤を塗布する領域を設ける必要がないので、装置を小型に形成することができる。

図１０は、基部３２に接合されるキャップ２４の構成を示す底面図であり、図１１は図１０の切断面線ＸＩ−ＸＩから見たキャップ２４の断面図である。超音波融着によって、基部２３とキャップ２４とを確実に固定するために、キャップ２４の基部２３の段差面３３に接触する接触部８１を平面とせずに、段差面３３に接触する部分に突起（リブ）８２を形成する。これによって、キャップ２４と基部２３との接触部８１をそれぞれ平面として、面接触させる場合と比較して、キャップ２４の基部２３との接触面積を小さくすることができる。接触面積を小さくすることによって、超音波融着させるときにキャップ２４が融けやすくなり、短時間で基部２３とキャップ２４とを接合することができる。

突起８２は、前記段差面３３に当接する位置に設けられ、キャップ２４の前記長手方向Ｘの両端部で、出射方向Ｚから見た形状が略コ字形状に形成される。突起８２は、側壁部２４Ａの前記長手方向Ｘに臨む側壁部分８９ａの前記短手方向Ｙの両端部間にわたって連なり、側壁部２４Ａの前記短手方向Ｘで臨む側壁部分８９ｂの長手方向Ｘの両端部まで延びる。突起６５の高さは、たとえば０．２ｍｍに選ばれる。

突起８２は、超音波融着したときに、この突起８２が溶融した樹脂が、キャップ２４の外周にはみ出さないような位置および大きさに選ばれる。本実施の形態では、突起８２は、側壁部２４Ａの底面部で、側壁部２４の厚み方向において側壁部２４の中央よりも内表面３６寄りに形成される。これによって、突起８２が溶融した樹脂がキャップ２４の外周に食み出すことを抑制することができる。突起８２は、基端部から遊端部に向かうに連れて先細に形成され、延在方向に垂直な仮想一平面における断面形状が三角形状に形成される。

本発明の他の実施の形態において、前記突起８２は、たとえば円錐形状または角錐形状に形成されてもよく、この場合、突起８２は、接触部８１に所定の間隔をあけて複数設けられる。

キャップ２４はキャップ形成用に合成樹脂を注入して、射出形成される。キャップ成型用の金型の、キャップの内表面３６に臨む部分は、予めブラスト処理によって粗面化しておく。これによって、キャップ２４の形成と同時に、内表面３６を粗面化することができる。キャップ２４の形成とキャップ２４の内表面３６の粗面化とを同時に行うことができるので、作製工程を増加させることなく、キャップ２４の内表面３６を粗面化することができる。

前述した実施の形態では、基部２３およびキャップ２４を形成する樹脂は、ポリフェニレンサルファイドによって形成されるが、本発明の他の実施の形態では、前記基部２３およびキャップ２４を形成する樹脂を、液晶ポリマーまたは芳香族ナイロン等によって形成してもよい。このような樹脂は、黒色であって、同様の効果を達成することができる。

また前述した実施の形態では、半導体レーザチップ２１が発振する光の波長を６５０ｎｍ程度であるとしたが、半導体レーザチップ２１が発振する光の波長によらず本発明の効果を達成できることは明らかであり、半導体レーザチップ２１が発振する光の波長を７８０ｎｍ程度としてもよく、４００ｎｍ程度としても、１３００ｎｍ程度としてもよいことは言うまでも無い。

図１２は、前記半導体レーザ装置１０を備える本発明の実施の一形態の光ピックアップ装置９０の構成を示す模式図である。光ピックアップ装置９０は、半導体レーザ素子１０の他に、シャーシ９１と、光学系部品９２とを備える。シャーシ９１は、半導体レーザ装置１０および光学系部品９２を一体的に保持する。

光学系部品９２は、コリメートレンズ９３および対物レンズ９４を含んで構成される。対物レンズ９４は、レンズ保持部９５に保持される。レンズ保持部９５は、アクチュエータによって軸線方向および軸線に垂直な所定の方向に移動可能に設けられる。

シャーシ９１には、接触面９６が形成される。接触面９６は、基準面であって、コリメートレンズ９３および対物レンズ９４は、この接触面９６を基準にしてシャーシ９１に設けられる。前記接触面９６に段差面３３を接触させて半導体レーザ装置２０がシャーシ９１に固定される。半導体レーザ装置２０の段差面３３と、シャーシ９１の接触面９６とを接触させて半導体レーザ装置２０とシャーシ９１との相対位置を固定することによって、半導体レーザチップ２１から発振されるレーザ光の中心軸と、コリメートレンズ９３および対物レンズ９４のそれぞれの光軸とを簡単に位置合わせることができ、またコリメートレンズ９３および対物レンズ９４と、半導体レーザチップ２１および受光素子２８ならびにホログラム素子２９との相対位置とを簡単に位置合わせすることができる。レーザ光は、コリメートレンズ９３および対物レンズ９４を透過して、光ディスク９７の記録面９８上に集光される。光ディスク９７の記録面９８で反射したレーザ光は、対物レンズ９４とコリメートレンズ９３とをこの順番で透過して半導体レーザ装置２０に戻り、ホログラム素子２９によって回折されて受光素子２８によって受光される。

本発明のさらに他の実施の形態の光ピックアップ装置では、前述した図１２に示す光ピックアップ装置９０において、コリメートレンズ９３と対物レンズ９４との間に、ビーム光の進行経路を変更するための立ち上げミラーを設ける構成としてもよい。このような構成であっても光ピックアップ装置９０と同様の効果を達成することができ、また立ち上げミラーを設けることによって、レーザ光の光路を変更することによって、設計の自由度を向上させることができる。

本発明のさらに他の実施の形態の半導体レーザ装置では、前述した図１に示す実施の形態の半導体レーザ装置２０において、受光素子２８およびホログラム素子２９を設けない構成としてもよい。この場合には、半導体レーザ装置２０を単に光源として用いることができる。

本発明の他の実施の形態において、前記段差面３３は、平面ではなく、出射方向Ｚに垂直な仮想一平面上に先端部が揃えられた複数の凸部の表面によって形成されてもよい。また本発明の他の実施の形態において、前記基部２３のうち、キャップ２４に覆われる部分の表面を、キャップ２４の内表面３６と同じように粗面に形成してもよい。

図１３は、本発明の他の実施の形態の半導体レーザ装置１２０を示す正面図である。本実施の形態の半導体レーザ装置１２０は、前述した図１に示す実施の形態の半導体レーザ装置２０と同様な構成を有し、同様な部分に同一の参照符号を付してその説明を省略する。半導体レーザ装置１２０は、前述した半導体レーザ装置２０のキャップ２４の前記開口３５を塞ぎ、半導体レーザチップ２１が発する波長の光を透過する光透過体１２２が設けられる。光透過体１２２は、ガラスによって形成され、キャップ２４の内表面３６に接着剤１２３によって固定される。光透過体１２２を設けることによって、レーザ光に影響を与えることがなく、塵埃がキャップ２４に外囲される空間に侵入することを、確実に防止することができる。

本発明の実施の一形態の半導体レーザ装置２０の構成を示す斜視図である。 半導体レーザ装置２０の構成を示す正面図である。 半導体レーザ装置２０の構成を示す背面図である。 半導体レーザ装置２０の構成を示す平面図である。 半導体レーザ装置２０の構成を示す左側面である。 樹脂形成部分２３ａとこの樹脂形成部分２３ａに保持される電極リード２２とによって形成される第１組立体７５を示す斜視図である。 樹脂形成部分２３ｂとこの樹脂形成部分２３ｂに保持される電極リード２２とによって形成される第２組立体７６を示す斜視図である。 半導体レーザ装置２０の製造方法を示すフローチャートである。 ステップｓ３終了後のリードフレーム６１とリードフレーム６１に一体形成された各樹脂形成部分２３ａ，２３ｂを示す斜視図である。 基部３２に接合されるキャップ２４の構成を示す底面図である。 図１０の切断面線ＸＩ−ＸＩから見たキャップ２４の断面図である。 半導体レーザ装置１０を備える光ピックアップ装置９０の構成を示す模式図である。 本発明の他の実施の形態の半導体レーザ装置１２０を示す正面図である。 第１の従来の技術の半導体レーザ装置１の構成を示す斜視図である。

符号の説明

２０ 半導体レーザ装置
２１ 半導体レーザチップ
２２ 電極リード
２３ 基部
２４ キャップ
２８ 受光素子
２９ ホログラム素子
３３ 段差面
３４ 出射端面
３５ 開口
３６ 内表面
４２ 放熱領域
４８ ホログラムパターン

Claims (13)

1. 半導体レーザチップと、
   導電性を有し、半導体レーザチップが搭載されるチップ搭載用の電極リードを含む複数の電極リードと、
   前記半導体レーザチップが搭載される突出部を有し、前記各電極リードが埋め込まれた状態で保持され、前記突出部の基端部に半導体レーザチップから発振されるレーザ光の出射方向に臨む段差面が形成され、電気絶縁性を有する合成樹脂から成る基部と、
   半導体レーザチップの出射端面に臨んで開口が形成され、前記段差面上で、突出部を覆った状態で基部に一体的に接合され、合成樹脂から成るキャップとを含み、
   前記チップ搭載用の電極リードは、突出部から一表面が露出し、この一表面は半導体レーザチップの周囲に半導体レーザチップの搭載領域よりも広い放熱領域を有することを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 前記キャップを形成する合成樹脂の色は、黒色であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
3. 前記キャップの内表面は、粗面に形成されることを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ装置。
4. 前記キャップには、前記開口を塞ぎ、半導体レーザチップが発する波長の光を透過する光透過体が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
5. 前記キャップの前記段差面に連なる壁部の厚みは、０．２ｍｍを超えるように選ばれ、前記段差面は、キャップの外周から外方に向かって０．４ｍｍ以上突出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
6. 前記キャップの前記段差に連なる壁部の厚みは、０．４ｍｍに選ばれることを特徴とする請求項５記載の半導体レーザ装置。
7. 複数の電極リード間は、基部に埋められていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
8. 前記突出部に設けられる受光素子をさらに含み、
   前記基部は、それぞれが電極リードを保持する２つの樹脂形成部を接合することによって形成され、２つの樹脂形成部のうち一方の樹脂形成部に、前記段差面と、チップ搭載用の電極リードと、受光素子が搭載される部位とが設けられることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
9. 前記キャップに設けられ、透光性の基材の前記半導体レーザチップから離反する方向の表面にホログラムパターンが形成されるホログラム素子を含み、
   前記ホログラムパターンは、その中央が、ホログラム素子の中央よりも前記受光素子から離反する方向の端部寄りに形成されることを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ装置。
10. 前記基部と前記キャップとは、ポリフェニレンサルファイドによって形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置と、
    前記半導体レーザ装置の段差面と接触する接触面を有するシャーシ体と、
    シャーシ体に接触面を基準にして設けられる光学系部材とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置。
12. 導電性を有しチップ搭載用の電極リードを含む複数の電極リードを、前記半導体レーザチップが搭載される突出部を有し、前記突出部の基端部に半導体レーザチップから発振されるレーザ光の出射方向に臨む段差面が形成され、電気絶縁性を有する合成樹脂から成る基部に、埋め込んだ状態で保持させる工程と、
    チップ搭載用の電極リードに、半導体レーザチップを搭載する工程と、
    前記半導体レーザチップと電極リードとをボンディングワイヤによって接続する工程と、
    開口が形成される合成樹脂から成るキャップを、開口を半導体レーザチップの出射端面に臨ませて、かつ前記段差面の一部が外方に突出するように前記基準面上に配置する工程と、
    前記基部と前記キャップとを超音波融着によって接合する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
13. 前記キャップは、キャップの内表面に臨む部分が粗面に形成された金型に樹脂を注入して形成することを特徴とする請求項１２記載の半導体レーザ装置の製造方法。

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