JP2007500451A - レーザーダイオード構成素子を製造するための方法およびレーザーダイオード構成素子のためのケーシングおよびレーザーダイオード構成素子 - Google Patents

Abstract

電気的に絶縁性のケーシング基体（１）と電気的な接続導体（５ａ，５ｂ）とを有したレーザーダイオード構成素子を製造するための方法であって、前記電気的な接続導体はケーシング基体から導出されていて、ケーシング基体（１）の外側から接近可能である。ケーシング基体（１）が、レーザーダイオード構成素子から放射されるレーザービームを透過する材料から製造されていて、チップ実装領域（３）を有している。レーザーダイオード構成素子の放射軸線（１００）はケーシング基体（１）を貫通して延びる。さらにこのように製造可能なケーシングと、このような形式のケーシングとを備えたレーザーダイオード構成素子が記載されている。

Description

本発明は、レーザーダイオード構成素子を製造するための方法、特にプラスチックケーシングを有する表面実装可能なレーザーダイオード構成素子を製造するための方法に関する。

本発明はさらに、電気的に絶縁性のケーシング基体と、このケーシング基体から導出され、ケーシング基体の外側から接近可能な電気的な接続導体とを有するレーザーダイオード構成素子のためのケーシング、ならびにこのようなケーシングを備えたレーザーダイオード構成素子に関する。

この特許出願は、書類番号１０３２３８５７．３のドイツ連邦共和国特許出願の優先権（優先権日２００３年５月２６日）を主張しており、その公開内容はこの出願に引用される。

レーザーダイオード構成素子は従来は通常、技術的に手間のかかる金属ケーシングとともに製造されるか、または例えば米国特許第５２２６０５２号明細書に記載されているように他の方法で技術的に手間をかけてカプセルとして封入される。

そこで本発明の課題は、特に従来の、技術的に比較的簡単な、ひいては半導体オプトエレクトロニクスからなる安価なプロセスとともに使用することができる、特に表面実装可能なレーザーダイオード構成素子を製造するための方法を提供することである。さらに、このような方法により製造することができるレーザーダイオード構成素子のための特に表面実装可能なケーシングとレーザーダイオード構成素子とを提供することも課題としている。

上記課題は、請求項１の特徴を有する方法により解決される。この方法の有利な別の方法は、請求項２〜１２に記載されている。

第２の課題は、請求項１３の特徴を有するケーシングもしくは請求項２６の特徴を有するレーザーダイオード構成素子により解決される。ケーシングおよびレーザーダイオード構成素子の有利な実施例および別の構成は、それぞれ所属の従属請求項１４〜２５もしくは従属請求項２７〜３４に記載されている。

これにより請求項１〜３４に記載の内容は明らかにこの明細書に記載されている。

本発明による有利な表面実装可能なケーシングでは、ケーシング基体が、レーザーダイオード構成素子から放射されるレーザービームを透過する材料から製造されていて、チップ実装領域を有していて、レーザーダイオード構成素子の放射軸線がケーシング基体を貫通して延びている。ケーシング基体の、レーザービームを透過させる材料により、レーザーチップから放射されるレーザービームは変向されない。放射されたレーザービームは、ケーシング基体のケーシング壁を貫通して直接伝えられる。

さらに有利には、レーザーダイオードチップの放射軸線は、チップ実装領域によって規定される平面に対して傾斜して延びている、またはほぼ平行に延びている。レーザーダイオードチップは有利には縁部放射性のレーザーダイオードチップである。

金属的なリードフレームを、成形材料によって例えば射出成形によって埋め込むことにより行われるケーシング基体の製造では、ビーム透過性の成形材料が使用される。コンベンショナルなケーシングでは、放射されるビームの変向のための措置を講じなければならないが、このような本発明によるケーシングではそれはほぼ完全に省くことができる。次いで、レーザーダイオードチップをケーシング基体のチップ実装領域に実装し、レーザーダイオードチップの電気的なコンタクトを電気的な接続導体に接続し、レーザーダイオードチップを被覆材料によって被覆する。

ケーシングでは切欠はまず第一に、レーザーダイオードチップの収容及びその電気的な接続のために働く。切欠はここではさらなる光学的な機能は満たさない。しかしながら切欠を制限する側壁は、レーザービームが出射すべきではない部分領域では、吸収特性、反射特性または散乱特性を有していて良い。

上記ケーシングでは、放射軸線が有利には、チップ実装領域におけるチップ実装面に対してほぼ平行に延びている。これにより、例えば側面が実装面として（即ちプリント配線板上の載置面として）働くケーシング基体では、放射軸線が実装平面に対して垂直に、例えばプリント配線板に対して垂直に得られる結果となる。

有利にはケーシング基体は、透明な成形材料、特に透明なプラスチックから形成されている。成形材料が少なくとも短時間、約２６０℃までの耐熱性を有しているならば特に有利である。これにより、溶接過程で短時間生じる温度負荷（通常はこの場合２６０℃まで生じる）により、ケーシングがほぼ損傷されないことが保証される。

有利な構成では、プラスチックがポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）を有している。この材料はウルトラゾーン（Ultrason）の名でも公知である。

ケーシングの別の有利な構成によれば、ケーシング基体の少なくとも１つの外側の側面に光学的な装置が設けられている。これにより、レーザーダイオードチップから放射されるレーザービームを所望の方向に変向させることができる。ケーシング基体の外壁に光学的な装置を設ける代わりに、光学的な装置を、ケーシング自体が実装のために取り付けられている実装ケーシングに設けることもできる。

光学的な装置は、例えば、レーザービームの放射軸線に対して傾斜して延びる、ケーシング基体の側面の部分領域であって良い。この光学的な装置は例えば、既に抜け勾配により得られ、レーザービームを変向するために働く。選択的には、付加的な照準合わせを得るためにレンズを使用することも考えられる。

有利には発光ダイオード技術の従来の製造プロセスを利用するために、本発明によるケーシングの有利な構成では、チップ実装領域と電気的な接続導体とが、金属的なリードフレームの構成部分である。このような製造プロセスは、その開示内容が引用される例えば欧州特許第０４００１７５号明細書または米国特許第６３７６９０２号特許明細書において記載されている。

有利な構成では、チップがチップ実装領域で少なくとも部分的に、ビーム透過性の被覆材料、特に、注型樹脂のようなプラスチック材料または成形材料によって被覆されている。有利にはプラスチック材料はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、またはこれらの樹脂の混合であって良い。

注型材料およびケーシング基体の材料が、その屈折率に関して互いに適合していると特に有利である。光学的な装置がケーシング基体の外壁ではなく、ケーシングひいてはケーシング基体が挿入される実装ケーシング内に設けられている場合にもこのことは当てはまる。このような場合、ケーシング基体と実装ケーシングの屈折率が互いに適合していなければならない。光学的な装置を有する実装ケーシングがこの領域で透明であることは自明のことである。

本発明による別の有利なケーシングでは、ケーシング基体に、有利にはチップ実装領域が位置しているケーシング基体の切欠に、上記の有利な表面実装可能なケーシングおよびその有利な構成および別の構成とは異なり、ビーム変向部材、例えばミラーエレメントが配置されていて、このビーム変向部材はレーザーダイオードチップのレーザービームを、ケーシング基体を貫通して放射しないように変向する。ケーシング基体は有利には、ほぼビーム透過性材料の、またはビーム透過性の悪い材料から製造することができ、ビーム透過性以外の別のパラメータ、例えば耐熱性等に関して最適にすることができる。有利にはケーシング基体には、熱伝導性の良いチップ実装ベースが位置しており、このチップ実装ベースは有利にはケーシング基体の外側から、有利にはケーシング基体の背面または選択的に１つの側面から熱的に接続可能である。

本発明によるレーザーダイオード構成素子を製造するための有利な方法は以下の方法ステップ、即ち、
−電気的な接続導体を備えた金属製のリードフレームを準備し、
−電気的な接続導体の部分領域とケーシング基体を含むリードフレームの部分領域を変形し、
−レーザーダイオードチップを、ケーシング基体のチップ実装領域に実装し、
−レーザーダイオードチップの電気的なコンタクトを電気的な接続導体に電気的に接続し、
−レーザーダイオードチップを被覆材料によって被覆する、の方法ステップを有している。

この方法の有利な実施例では、ケーシング基体を有したリードフレームを変形する前に、リードフレームに熱伝導性の良いチップ実装ベースを配置し、このベースに次いでレーザーダイオードチップを固定し、このベースはケーシング基体の外側から熱的に接続可能である。このような形式のケーシング構成形状は原理的には例えばＷＯ０２／０８４７４９号特許明細書とＤＥ１０１１７８９０号特許明細書に記載されていて、その開示内容も本願に引用される。

本発明によるケーシングによりレーザーダイオード構成素子の製造時に有利には、発光ダイオード技術により公知でそこで行われる方法を使用することができる。この場合、予めケーシングに入れられた構成部分は、予め製造された金属製のリードフレーム（Leadframe）を適当な反射性の弱いプラスチック材料によって射出成形により埋め込むことにより製造される。この場合製造されたプラスチック成形体はリードフレームへの切欠を有している。この切欠内では、リードフレームに発光ダイオードチップが実装されていて、電気的に外方に向かって案内される電気的な接続導体に接続されている。発光ダイオードチップには次いで透明の注型材料が注型される。このような形式のケーシング構成形状は例えば、Ｆ．ＭｏｅｌｌｍｅｒおよびＧ．Ｗａｉｔｌ著の「Siemens SMT-TOPLED fuer die Oberflachenmontage、 Siemens Components２９（１９９１）、４巻１４７〜１４９頁により公知である。発光ダイオードのための同様のケーシングはさらにWO０２／０８４７４９Ａ２により公知であり、その開示内容もそれに関する限りは本発明に引用される。

ビーム透過性のケーシング基体を有し、ビーム変向部材を有さない本発明のケーシングは有利には、縁部放射性のレーザーダイオードチップのために使用されるだけではなく、例えば発光ダイオードチップのような別の特に縁部放射性の半導体チップのためにも適している。

チップ実装領域を有する電気的に絶縁性のケーシング基体と、ケーシング基体から導出され、ケーシング基体の外側から接近可能である電気的な接続導体と、チップ実装領域に配置されていて、電気的な接続導体に導電的に接続されている電気的なコンタクトを有しているレーザーダイオードチップとを備えたレーザーダイオード構成素子を製造するための本発明の方法は、次の方法ステップを有している、即ち、
−電気的な接続導体を備えた金属製のリードフレームを準備し、
−チップ実装領域を備えたケーシング基体をリードフレームに、電気的な接続導体が前記ケーシング基体から突出するように形成し、
−レーザーダイオードチップを、ケーシング基体のチップ実装領域に実装し、
−レーザーダイオードチップの電気的なコンタクトを電気的な接続導体に電気的に接続し、
−レーザーダイオードチップを、運転中にレーザーダイオードチップから放射されるレーザービームを透過する被覆材料によって被覆する、
のステップを有していることを特徴とする。

ケーシング基体は有利にはプラスチック材料から製造されている。このために有利にはエポキシ樹脂またはアクリル樹脂を主体としたプラスチック材料が使用される。

レーザーダイオードチップの被覆材料としては有利にはシリコンを主体としたプラスチック材料が使用される。

この方法の特に有利な実施例ではケーシング基体に切欠が形成されていて、この切欠上に、または切欠内にチップ実装領域および電気的な接続導体の接続領域が位置していて、この切欠内に発光ダイオードチップが配置されている。

この方法の別の有利な実施例では、切欠内にレーザーダイオードチップを配置し、該レーザーダイオードチップの放射軸線が、チップ実装領域のチップ実装面によって規定される平面に対して傾斜して、または該平面にほぼ平行に延びていて、レーザーダイオードチップの放射軸線における切欠に、レーザーダイオードチップのレーザービームを、レーザーダイオード構成素子の所定の放射軸線へと変向するのに適したミラーエレメントを配置する。

ビーム変向部材は有利には、レーザーダイオードチップの放射軸線に対して傾斜して配置されていて、これによりレーザーダイオード構成素子の放射軸線が、チップ実装面によって規定される平面に対してほぼ垂直に延びるようになっている。

ミラーエレメントの簡単な位置決めと固定のために、切欠の１つの側壁に、レーザーダイオードチップの放射軸線に対して傾斜して延びる扁平な面が形成されていて、その面に後からミラーエレメントが固定される。

接続導体は簡単には、レーザーダイオード構成素子が表面実装可能であるように成形することができる。

本発明のさらなる利点および有利な特徴は以下に図面と実施例につき詳しく説明する。

実施例とそれに対応する図面には同一の構成部分および同様の作用をする構成部分にはそれぞれ同じ符号が付与されている。図面の図は縮尺を正確に示したものではない。

図１及び図２に示したレーザーダイオード構成素子の実施例のケーシングはケーシング基体１を有しており、このケーシング基体１からは、一方の側で、この場合、構成素子の実装側で、電気的な接続導体５ａ，５ｂが接続ストリップの形で導出されている。接続導体５ａ，５ｂは金属的なリードフレーム２（Leadframe）の部分である。このリードフレーム２にはケーシング基体１が一体成形されていて、リードフレーム２はケーシング基体１の内部へと案内されている。ケーシング基体１を製造するために例えば上述したように、リードフレーム２に、ケーシング基体１のためのキャビティを備えた射出成形型またはプレス成形型を置き、このキャビティに成形材料を注入する。これにより所望の形状のケーシング基体１が得られる。ケーシング基体１が、チップを実装する前にリードフレームに射出成形またはプレス成形により接合されるこのようなケーシング構成形式は例えばプレモールドケーシングと言われる。

ケーシング基体１は例えば透明な材料、特に透明なプラスチック、有利にはポリエーテルスルフォンＰＥＳから成っている。このことは、実装のためにケーシング基体１内に設けられているレーザーダイオードチップ９から放射されるレーザービームのためにケーシング基体１全体が透過性であることを意味している。赤外線レーザーダイオード構成素子のためには、ケーシング基体１のプラスチックは必ずしも透明でなくて良い。そのケーシング基体１は、放射された赤外レーザービームを通せば良い。

ケーシング基体１は側面からリードフレーム２に向かって切欠またはキャビティ６を有している。このキャビティは例えば外側から見て円形の横断面であるように形成されている。横断面が基本的に任意の別の形状を有していても良い。

ケーシング基体１の切欠６には、チップ実装領域３とリードフレーム２の電気的な接続領域とが隣接している。これによりリードフレーム２には、ケーシング基体１とともにリードフレーム２を変形した後、レーザーダイオードチップ９の外部から実装のためにおよび電気的な接続のために、切欠６を通って接近することができる。

完成したレーザーダイオード構成素子では、チップ実装領域３にレーザーダイオードチップ９が、導電性の接続材料によって機械的に固定されている。接続材料は、レーザーダイオードチップ９の下面側の電気的なコンタクトとチップ実装領域３との間に導電的な接続部を形成している。この導電性の接続部は、両電気的な接続導体５ａ，５ｂのうち第１の電気的な接続導体と導電接続されている。レーザーダイオードチップ９の上面側の電気的なコンタクトは例えばワイヤ接続（図示せず）を介して、両電気的な接続ストリップ５ａ，５ｂのうち第２の電気的な接続ストリップと導電接続されている。

切欠の底面は例えば、ケーシング基体１の主面に設けられた開口部と比較して小さい面を有している。これにより、ケーシング底面に対して傾けられた側壁７が形成されている。レーザーダイオードチップ９のレーザービームをケーシング基体１に導入するために設けられている側壁７の領域では、側壁はレーザービームの放射軸線１００に対して垂直に立っている。

レーザーダイオード構成素子の放射軸線は図１では矢印１０で示されている。放射軸線１０は従って図平面に位置している。これによりチップ９から放射されたビームは、側壁７に達した後変向せず、側壁７を貫通する。

切欠６内に配置されたレーザーダイオードチップ９は、ビーム透過性の注型材料、特に例えば注型用樹脂のようなプラスチック材料または成形材料によって取り囲まれている。プラスチック材料は例えば、エポキシ樹脂、シリコン、ＰＭＭＡ等を含んでいて良い。

ビーム透過性の注型材料および透明のケーシング基体の屈折率は有利には互いに合わせられている。即ち同じであるかまたは少なくとも極めて近い。これによりケーシングにおける反射は減じられる。

通常、ケーシング基体１の接続ストリップ５ａ，５ｂはプリント配線板上に装着される。接続ストリップ５ａ，５ｂは図１の構成素子では、ケーシング基体１の側面に位置している。このような構成素子の放射軸線１０は、プリント配線板または別の構成素子支持体の平面に対して垂直に延びている。

本発明の根底をなす思想は、ケーシング基体１のケーシング壁が、レーザーダイオードチップから放射されるレーザービームを拡散するように散乱させたり反射させるのではなく、このようなレーザービームを透過させることにある。従ってビームは変向することなくケーシングから出射する。

場合によっては不都合である、ケーシング基体の側面を通過する放射を減じるために、ケーシング基体の側壁に、ビーム吸収性の層またはこの側壁を取り囲む実装ケーシングを設けることができる。

外壁１１には、レーザービームがケーシング基体１から出射する領域で、光学的な装置、例えば、レーザービームを変向するための傾斜して延びる面またはレーザービームの視準合わせのためのレンズを設けることができる。傾斜して延びる面は例えば、抜け勾配によって形成することができる。当業者には相応の装置および構成が容易に想到されるので、これについての詳しい説明は省く。

図３に示したビーム放射性のレーザーダイオード構成素子は図１及び図２のものと似たように形成されている。相違点は特に、接続ストリップ５ａ，５ｂがケーシング表面に接触しているのではなく、表面実装のために露出するように準備されていて、この場合、放射軸線１０はプリント配線板またはその他の構成素子支持体に対して平行に延びていることにある。

切欠６はさらに、切欠の底面に対して傾斜して配置された側壁を有している。しかしながらレーザーダイオードチップ９の放射する側面に向かい合って位置する切欠６の側壁は、レーザーダイオードチップ９のこの側面に対して平行に延びている。これにより、同様に切欠６内に配置されていてレーザーダイオードチップ９を取り囲む透明の注型材料１４と、透明のケーシング基体１との間の境界領域において特に良好な移行部が得られる。

前述の実施例に対する相違点は、ケーシング基体１がプラスチックの実装ケーシング１６内に位置していることにある。このような実装ケーシング１６により、ビーム放射性の構成素子をプリント配線板へ簡単に差し込み実装したり、ろう接実装することができる。

例えば抜け勾配またはレンズのような光学装置はこの場合、実装ケーシング１６内に配置することができ、これにより製造がさらに簡単になる。

本発明により、サイドルッカ（Sidelooker）が使用される場合であっても変向することなくプリント配線板に対して垂直の方向での放射が得られるビーム放射性の構成素子が可能になる。この場合、例えば熱導出に関して最適な公知のＳＭＴケーシングを利用できる。このことは、ダイオードレーザとともに使用するには理想的である。従って効率の良いパルスレーザのためのＳＭＴケーシングの製品工具を使用することができる。例えば赤外線前照灯の場合のように、ビームの所定の変位が必要ならば、ケーシング基体の外壁または場合によっては実装ケーシングの外壁にそれぞれ異なる抜け勾配を有した複数のレーザーダイオード構成素子から成るアレイを使用することができる。

実施例のレーザーダイオード構成素子を製造するための方法では、まず最初に、チップ接続領域および電気的な接続導体５ａ，５ｂを備えた金属製のリードフレームを準備する。次いで、ケーシング基体１を有した電気的な接続導体５ａ，５ｂの部分領域を含む金属製のリードフレームの部分領域を成形する。ケーシング基体１のチップ実装領域にレーザーダイオードチップ９を実装した後、レーザーダイオードチップ９の電気的なコンタクトを電気的な接続導体５ａ，５ｂに電気的に接続する。次いでレーザーダイオードチップ９を注型材料１４で被覆する。

有利な実施例では、ケーシング基体１を有したリードフレームを成形する前にリードフレームに熱伝導性の良好なチップ実装ベース１８を組み付ける。このチップ実装ベース１８は、チップ実装領域３に隣接しているチップ実装面３１を有している。次いでレーザーダイオードチップ９をチップ実装ベース１８に固定する。このチップ実装ベース１８はケーシング基体の外側から熱的に接続可能である。

図４ａ及び図４ｂに概略的に示した、チップ実装領域３を有する電気絶縁性のケーシング基体１と、ケーシング基体１から導出されていてケーシング基体１の外側からアクセス可能な電気的な接続導体５ａ，５ｂと、チップ実装領域３に配置されていて、電気的な接続導体５ａ，５ｂに導電接続されている電気的なコンタクトを有しているレーザーダイオードチップ９とを備えたレーザーダイオード構成素子を製造するための方法では、まず最初に、電気的な接続導体５ａ，５ｂを備えた金属的なリードフレーム２を準備する。両電気的な接続導体の一方５ａに、銅、またはその他の熱伝導性の良い金属材料から成る、熱伝導性の良いヒートシンクとして構成されたチップ実装ベース１８を組み付ける（図４Ａ）。

チップ実装ベース１８を有したリードフレーム２に、例えば射出成形法またはトランスファー成形法によって、チップ実装領域３を取り囲む切欠６が形成されるようにケーシング基体１を一体成形する（図４ｂ参照）。このケーシング基体１は例えば、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂を主体としたプラスチック材料から成っている。電気的な接続導体５ａ，５ｂは、ケーシング基体１の互いに向かい合って位置する側面でケーシング基体１から突出している。チップ実装ベース１８は、レーザーダイオードチップ９を収容するために一方では切欠６に接していて、他方ではケーシング基体１を貫通してその背面にまで延びていて、そこで露出している。

ケーシング基体１を有したリードフレーム２を成形した後に、縁部放射性のレーザーダイオードチップ９を切欠６に、その放射軸線１０がチップ実装領域１８のチップ実装面３１によって規定された平面に沿ってほぼ平行に延びるように実装する。レーザーダイオードチップ９とチップ実装ベース１８との間に有利には、ＳｉＣまたはＡｌＮまたは別の適当な熱伝導材料から成る熱伝導性の支持プレート２０を配置する。

レーザーダイオードチップ９の放射軸線１０には、チップ実装ベース１８にレーザーダイオードチップ９を実装する前にまたは実装した後に、レーザーダイオードチップ９から放射されるレーザービームのためのミラーエレメント１７として働く鏡面加工されたガラスプレートが配置されている。この場合このガラスプレートは、レーザービームがレーザーダイオード構成素子の放射軸線１０から、レーザーダイオード構成素子の所定の放射軸線１００へと変向するように、レーザーダイオードチップ９の放射軸線１０およびこの放射軸線１０に対して傾斜してケーシング基体１に配置されている（図４ｃ）。この場合、レーザーダイオード構成素子の放射軸線１００は、チップ実装領域３のチップ実装面３１によって規定される平面に対してほぼ垂直に延びている。チップ実装面３１は、チップ実装ベース１８の、切欠６内で露出した面である。

鏡面加工されたガラスプレートの技術的に簡単な固定と位置決めのために、ケーシング基体１の製造時に既に、所定のレーザーダイオードチップ９の放射軸線１０の適当な個所で、切欠６の側壁に、レーザーダイオードチップ９の放射軸線１０に対して傾斜して延びる面が形成されている。この面には後から、ガラスプレートが固定される。

ガラスプレートの組み付け前または組み付け後に、少なくとも１つのボンドワイヤ１９によって、レーザーダイオードチップ９の少なくとも１つの電気的なコンタクトが、電気的な接続導体５ｂの、切欠６内で露出している接続面２０に接続される（図４ｃ）。

最後に、運転中にレーザーダイオードチップ９から放射されるレーザービームのために透過性の被覆材料１４が切欠６に注型される。例えばこのために、切欠６においてレーザーダイオードチップ９の簡単な注型を行うことができる。しかしながらこのために、射出成形法またはトランスファー成形法を使用することも考えられる。被覆材料１４としては例えばシリコン樹脂または別の適当なプラスチック材料を主体としたプラスチック材料を使用することができる。

次いで、またはこの方法において適当な別の時点で、ケーシング基体１の外側に位置する、接続導体５ａ，５ｂの部分領域を、レーザーダイオード構成素子が表面実装可能であるように成形する。

本発明はもちろん、実施例に基づいたこの記載に限定されるものではない。むしろ本発明はそれぞれ新しい特徴と、その特徴の組み合わせた構成とを包括していて、このことは特に、これら特徴又はこれらの組み合わせた構成自体が請求項または実施例において敢えて記載されていないとしても、種々の請求項の個々の特徴の組み合わせまたは種々様々な実施例を含むものである。

レーザーダイオード構成素子の第１の実施例を概略的に示した側方図である。 図１の実施例を示す平面図である。 実装ケーシングを有するレーザーダイオード構成素子の別の実施例を概略的に示した側方図である。 表面実装可能なレーザーダイオード構成素子を製造するための本発明による方法の経過を図４ａ〜図４ｄとして概略的に示した図である。

Claims (34)

1. 電気的に絶縁性のケーシング基体（１）と、レーザーダイオードチップ（９）と、レーザーダイオードチップ（９）が配置されている、前記ケーシング基体（１）におけるチップ実装領域（３）と、レーザーダイオードチップ（９）の電気的なコンタクトに電気的に接続されていて、ケーシング基体（１）から導出され、ケーシング基体（１）の外側から接近可能である電気的な接続導体（５ａ，５ｂ）とを備えたレーザーダイオード構成素子を製造するための方法であって、次の方法ステップを有している、即ち、
   −電気的な接続導体（５ａ，５ｂ）を備えたリードフレーム（２）を準備し、
   −チップ実装領域（３）を有したケーシング基体（１）をリードフレーム（２）に、電気的な接続導体（５ａ，５ｂ）が前記ケーシング基体（１）から突出するように形成し、
   −レーザーダイオードチップ（９）を、ケーシング基体（１）のチップ実装領域に実装し、
   −レーザーダイオードチップ（９）の電気的なコンタクトと前記電気的な接続導体（５ａ，５ｂ）とを電気的に接続し、
   −レーザーダイオードチップ（９）を、運転中にレーザーダイオードチップ（９）から放射されるレーザービームを透過する被覆材料（１４）によって被覆する、
   の方法ステップを有していることを特徴とする、レーザーダイオード構成素子を製造するための方法。
2. ケーシング基体（１）に、レーザーダイオード構成素子の運転中にヒートシンクとして働く熱伝導性の良いチップ実装ベース（１８）を配置する、請求項１記載の方法。
3. ケーシング基体（１）を有したリードフレームを成形する前に、リードフレームに、レーザーダイオード構成素子の運転中にヒートシンクとして働く熱伝導性の良いチップ実装ベース（１８）を設け、次いでこのチップ実装ベース（１８）にレーザーダイオードチップ（９）を固定し、このチップ実装ベース（１８）がケーシング基体の外部から熱的に接続可能である、請求項１又は２記載の方法。
4. ケーシング基体（１）を有したリードフレーム（２）を成形する前に、リードフレーム（２）に、レーザーダイオード構成素子の運転中にヒートシンクとして働く熱伝導性の良いチップ実装ベースを設け、次いでこのチップ実装ベース（１８）にレーザーダイオードチップ（９）を固定し、チップ実装ベース（１８）を、その背面が少なくとも部分的に露出し、そこで熱的に接続可能であるようにケーシング基体（１）とともに成形する、請求項１又は２記載の方法。
5. ケーシング基体（１）をプラスチック材料から製造する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. ケーシング基体（１）が、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂を主体とするプラスチック材料から製造する、請求項５記載の方法。
7. 被覆材料が、シリコン樹脂を主体とするプラスチック材料から製造する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. ケーシング基体（１）に切欠（６）を形成し、該切欠にチップ実装領域（３）と電気的な接続導体（５ａ，５ｂ）の接続領域を配置し、前記切欠内に発光ダイオードチップ（９）を配置する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 切欠（６）内にレーザーダイオードチップ（９）を配置し、該レーザーダイオードチップ（９）の放射軸線が、チップ実装ベース（１８）のチップ実装面（３１）によって規定される平面に沿って傾斜して、または該平面にほぼ平行に延びていて、レーザーダイオードチップ（９）の放射軸線（１０）に、レーザーダイオードチップ（９）のレーザービームを、レーザーダイオード構成素子の所定の放射軸線（１０）へと変向するのに適したミラーエレメント（１７）を配置する、請求項８記載の方法。
10. ミラーエレメントを、レーザーダイオードチップ（９）の放射軸線（１０）に対して傾斜して配置し、これによりレーザーダイオード構成素子の放射軸線（１００）を、チップ実装面（３１）によって規定される平面に対してほぼ垂直に延びるようにする、請求項９記載の方法。
11. 切欠（６）の側壁に、レーザーダイオードチップ（９）の放射軸線に対して傾斜して延びる扁平面を形成し、この扁平面に後から前記ミラーエレメント（１７）を固定する、請求項９又は１０記載の方法。
12. 接続導体（５ａ，５ｂ）を、レーザーダイオード構成素子が表面実装可能であるように成形する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. レーザーダイオード構成素子のためのケーシングであって、電気的に絶縁性のケーシング基体（１）と電気的な接続導体（５ａ，５ｂ）とを有しており、該電気的な接続導体はケーシング基体から導出されていて、ケーシング基体（１）の外側から接近可能である形式のものにおいて、
    −ケーシング基体（１）が、レーザーダイオード構成素子から放射されるレーザービームを透過する材料から製造されていて、
    −ケーシング基体にチップ実装領域（３）が設けられていて、
    −レーザーダイオードチップ（９）から発せられるレーザーダイオード構成素子の放射軸線（１０）が、チップ実装領域（３）によって形成される面に沿って傾斜して、または該面に沿ってほぼ平行に、ケーシング基体（１）を貫通して延びていることを特徴とする、レーザーダイオード構成素子のためのケーシング。
14. チップ実装領域（３）が、ケーシング基体（１）のキャビティ（６）に配置されている、請求項１３記載のケーシング。
15. レーザービームがケーシング基体（１）に入射する際に通過する、ケーシング基体（１）の、キャビティ（６）に隣接する面（７）がほぼ反射特性または散乱特性を有していない、請求項１３又は１４記載のケーシング。
16. ケーシング基体（１）が、成形材料、特にプラスチック材料から形成されている、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の方法。
17. 成形材料が少なくとも短期間、２６０℃まで耐熱性である、請求項１６記載のケーシング。
18. 成形材料がポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）を有している、請求項１６又は１７記載のケーシング。
19. ケーシング基体（１）の少なくとも１つの外面（１１）に光学的な装置が設けられている、請求項１３から１８までのいずれか１項記載のケーシング。
20. 光学的な装置が、レーザービームを変向させるための、チップ実装領域（３）と外面（１１）との間で放射軸線に対して傾斜して延びる面である、請求項１９記載のケーシング。
21. 前記傾斜して延びる面が、ケーシング基体（１）の抜け勾配（１２）である、請求項２０記載のケーシング。
22. 光学的な装置が、視準を合わせるためのレンズ（１３）である、請求項１９記載のケーシング。
23. 電気的な接続導体（５ａ，５ｂ）が、金属的なリードフレームとして形成されている、請求項１３から２２までのいずれか１項記載のケーシング。
24. リードフレームがチップ実装面を有していて、該チップ実装面にレーザーダイオードチップ（９）が実装可能である、請求項２３記載のケーシング。
25. 表面実装可能である、請求項１３から２４までのいずれか１項記載のケーシング。
26. 請求項１３から２５までのいずれか１項記載のケーシングを有するレーザーダイオード構成素子であって、チップ実装領域（３）にレーザーダイオードチップ（９）が実装されていて、レーザーダイオードチップ（９）の電気的なコンタクトが電気的な接続導体（５ａ，５ｂ）に導電的に接続されている、請求項１３から２５までのいずれか１項記載のケーシングを有するレーザーダイオード構成素子。
27. レーザーダイオードチップ（９）が、縁部放射性のレーザーダイオードチップである、請求項２６記載のレーザーダイオード構成素子。
28. レーザーダイオードチップ（９）が少なくとも部分的に、ビーム透過性の被覆材料（１４）、特に注型樹脂のようなプラスチック注型材料、またはプラスチック成形材料によって被覆されている、請求項２６又は２７記載のレーザーダイオード構成素子。
29. 被覆材料（１４）がエポキシ樹脂、またはアクリル樹脂、またはシリコン樹脂、またはこれらの樹脂の混合物を有している、請求項２６から２８までのいずれか１項記載のレーザーダイオード構成素子。
30. 被覆材料（１４）とケーシング基体（１）の材料が、その屈折率に関して互いに適合されている、請求項２８又は２９記載のレーザーダイオード構成素子。
31. レーザーダイオード構成素子が実装ケーシング（１６）に配置されていて、実装ケーシング（１６）の材料とケーシング基体（１）の材料が、屈折率に関して互いに適合している、請求項２６から３０までのいずれか１項記載のレーザーダイオード構成素子。
32. ケーシング基体（１）に複数のレーザーダイオードチップが配置されている、請求項２６から３１までのいずれか１項記載のレーザーダイオード構成素子。
33. 各レーザーダイオードチップに対応してケーシング基体（１）外面に、ビーム変向斜面が設けられていて、少なくとも２つのビーム変向斜面が互いに異なっている、請求項３２記載のレーザーダイオード構成素子。
34. 請求項８または請求項８に従属する少なくとも１つの請求項に記載のケーシングを有した請求項２６から３３までのいずれか１項記載のレーザーダイオード構成素子を複数有したレーザーヘッドライトであって、少なくとも２つのケーシングの傾斜面が互いに異なっていることを特徴とするレーザーヘッドライト。

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