JP2008263047A - Cap for optical semiconductor element, package for optical semiconductor element, and optical pickup device - Google Patents

Cap for optical semiconductor element, package for optical semiconductor element, and optical pickup device Download PDF

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Takuya Kurosawa
卓也 黒澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cap for an optical semiconductor element capable of taking an effective measure against stray light, a package for an optical semiconductor element, and an optical pickup device. <P>SOLUTION: The cap CP for the optical semiconductor element used to airtightly seal a stem 30 having the optical semiconductor element mounted includes an outer cap 10 having a light transmitting window 14 provided to allow light to transmit through the internal optical semiconductor element and the outside when the stem 30 is airtightly sealed and an inner cap 20 formed to be slightly smaller than the cap 10. The inner cap 20 has an opening 22a at a position corresponding to the window 14 when put in the outer cap 10 and has a black plated film P2 coated on its surface. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ディスク装置や光通信装置等に用いられる光ピックアップ装置に関し、より詳細には、レーザダイオードや受光素子等の光半導体素子を搭載するためのステムを気密封止すると共に、上面に光を透過させるための窓(光透過窓)を有し、光透過窓上にホログラム素子が搭載されるよう適応された光半導体素子用キャップ、該キャップを備えた光半導体素子用パッケージ及び該パッケージを用いた光ピックアップ装置に関する。   The present invention relates to an optical pickup device used for an optical disk device, an optical communication device, and the like. More specifically, the stem for mounting an optical semiconductor element such as a laser diode or a light receiving element is hermetically sealed, and light is applied to the upper surface. An optical semiconductor element cap having a window (light transmission window) for transmitting light, and adapted to mount a hologram element on the light transmission window, an optical semiconductor element package including the cap, and the package The present invention relates to an optical pickup device used.

図6は従来の光ピックアップ装置の構成例を透視斜視図の形態で概略的に示したものである。この光ピックアップ装置は、特許文献1に記載されている。   FIG. 6 schematically shows a configuration example of a conventional optical pickup device in the form of a perspective view. This optical pickup device is described in Patent Document 1.

図示のように光ピックアップ装置は、ステム61上に、レーザ出射光軸がステム61の上面と平行で、且つモニタ用受光素子62を内蔵したシリコンサブマウント上に配置された半導体レーザ素子63と、この半導体レーザ素子63の前面からの出射光をステム61の上面と垂直な方向に反射する反射ミラー64と、外部の光ディスク等の記録媒体(図示せず)で反射された光(戻り光)を受光する信号検出用受光素子65とが、上面に光透過部66を有する保護キャップ67によって覆われており、さらに保護キャップ67の光透過部66上にホログラム素子68が、例えば紫外線硬化接着剤69によって固定されている。ホログラム素子68には、レーザ光70を2つのトラッキング用副ビームと記録媒体からの情報読み出し用主ビームとに分けるための2つの回折格子、すなわち、トラッキングビーム生成用の回折格子71が下面に形成され、且つ上面に記録媒体からの反射光を信号検出用受光素子65に導くための1次回折格子72が形成されている。また、保護キャップ67は、搭載される各素子の信頼性保護を目的とする気密封止のために、ステム61上に溶着されている。   As shown in the figure, the optical pickup device includes a semiconductor laser element 63 disposed on a silicon submount on a stem 61 and having a laser emission optical axis parallel to the upper surface of the stem 61 and incorporating a light receiving element 62 for monitoring. A reflection mirror 64 that reflects light emitted from the front surface of the semiconductor laser element 63 in a direction perpendicular to the upper surface of the stem 61, and light (return light) reflected by a recording medium (not shown) such as an external optical disk. The signal detecting light receiving element 65 for receiving light is covered with a protective cap 67 having a light transmitting portion 66 on the upper surface, and a hologram element 68 is further formed on the light transmitting portion 66 of the protective cap 67 by, for example, an ultraviolet curable adhesive 69. It is fixed by. The hologram element 68 has two diffraction gratings for dividing the laser beam 70 into two tracking sub-beams and a main beam for reading information from the recording medium, that is, a diffraction grating 71 for generating a tracking beam. A first-order diffraction grating 72 for guiding the reflected light from the recording medium to the signal detecting light receiving element 65 is formed on the upper surface. The protective cap 67 is welded onto the stem 61 for hermetic sealing for the purpose of protecting the reliability of each mounted element.

このようにホログラム方式の光ピックアップ装置においては、発光素子63と共に受光素子62,65がパッケージ内に実装されているため、装置外部の光ディスク等で反射されたレーザ光をパッケージ内の信号検出用受光素子65に戻す必要があるが、その際、パッケージの組立て精度によっては受光すべき部分(受光素子65)以外の部分にもその戻り光の一部が不要な光(以下、「迷光」という)となって当たってしまう。このような迷光は、外部からの戻り光のみによってひき起こされるだけでなく、半導体レーザ素子63の後面から出射されたレーザ光が保護キャップ67内で乱反射されて、その乱反射したレーザ光が本来の戻り光に干渉することによってもひき起こされる。このような迷光が増えると、検出した信号量(戻り光)に対してオフセット補正を行わなければならないという問題が生じるため、迷光を低減もしくは実質的に無くすための対策が不可欠であった。   As described above, in the hologram optical pickup apparatus, the light receiving elements 62 and 65 are mounted in the package together with the light emitting element 63, so that the laser light reflected by the optical disk or the like outside the apparatus is received for signal detection in the package. Although it is necessary to return to the element 65, at that time, depending on the assembly accuracy of the package, light that does not require a part of the return light to the part other than the part to receive light (the light receiving element 65) (hereinafter referred to as “stray light”). It will be hit. Such stray light is not only caused by the return light from the outside, but also the laser light emitted from the rear surface of the semiconductor laser element 63 is irregularly reflected in the protective cap 67, and the irregularly reflected laser light is inherently reflected. It is also caused by interfering with the return light. When such stray light increases, there arises a problem that offset correction must be performed on the detected signal amount (return light), and thus a countermeasure for reducing or substantially eliminating stray light has been indispensable.

迷光対策のためには、基本的にキャップ本体(キャップの金属部分)の内面での光の反射率が低いこと(つまり、迷光を吸収し得ること)が望ましい。その一つの方法として、従来は、キャップに黒色めっきを施すことで迷光対策を行っていた。これは、キャップ本体(金属部分)に溶着材を用いて光透過窓(ガラス板)を溶着した後に黒色めっきを施す方法であり、従来は、その溶着材として鉛(Pb)を含有する低融点ガラスが使用されていた。   In order to prevent stray light, it is basically desirable that the reflectance of light on the inner surface of the cap body (metal portion of the cap) be low (that is, stray light can be absorbed). As one of the methods, conventionally, a countermeasure against stray light has been taken by applying black plating to the cap. This is a method in which a light transmission window (glass plate) is welded to a cap body (metal part) using a welding material and then black plating is applied. Conventionally, a low melting point containing lead (Pb) as the welding material. Glass was used.

しかし、近年の環境への影響を配慮した無鉛化(鉛フリー化)のトレンドにより、それまでキャップの作製に際しキャップ本体(金属)と光透過窓(ガラス)を溶着するのに使用されていた鉛(Pb)系の低融点ガラスが使用できなくなり、その代替として鉛フリーの低融点ガラスが使用されるようになってきている。当社では、その鉛フリーの低融点ガラスとしてビスマス(Bi)を含有するビスマス系の低融点ガラスを使用している。このビスマス(Bi)系の低融点ガラスと金属(キャップ本体)を密着させるためには貴金属めっきを必要とし、当社ではパラジウム(Pd)めっきを行っていた。その際、Pdめっきを施しただけではそのめっき表面は銀色もしくは白色系に近い光沢面となり反射するため、さらに迷光対策のための黒色めっきをキャップに施す必要があった。   However, due to the trend of lead-free (lead-free) in consideration of environmental impact in recent years, lead used to weld the cap body (metal) and the light transmission window (glass) in the production of the cap so far (Pb) -based low-melting glass can no longer be used, and lead-free low-melting glass has been used as an alternative. We use bismuth-based low-melting glass containing bismuth (Bi) as the lead-free low-melting glass. Noble metal plating is required to adhere the bismuth (Bi) -based low-melting glass and the metal (cap body), and our company has performed palladium (Pd) plating. At that time, if the Pd plating is simply applied, the plating surface becomes a silver or white-like glossy surface and is reflected. Therefore, it is necessary to apply black plating as a countermeasure against stray light to the cap.

この場合、キャップ本体(金属)に光透過窓(ガラス)を溶着する前に黒色めっきを施す方法と、溶着後に黒色めっきを施す方法が考えられる。しかしながら、溶着前に黒色めっきを施す方法では、溶着の際にキャップ本体が加熱されることにより、黒色めっきの色調異常(変色)が生じてしまい、迷光対策にはならないという問題があった。また、ビスマス(Bi)系の低融点ガラス(溶着材)と金属(キャップ本体)との密着度を高めるために施したはずのパラジウム(Pd)めっきの上に黒色めっきが重畳する形で成膜されるため、その密着度(溶着部での強度)が低下するという問題もあった。   In this case, a method of applying black plating before welding the light transmission window (glass) to the cap body (metal) and a method of applying black plating after welding can be considered. However, in the method of applying black plating before welding, there is a problem that the cap main body is heated at the time of welding, thereby causing abnormal color tone (discoloration) of the black plating, which is not a countermeasure against stray light. In addition, the film is formed in such a way that the black plating is superimposed on the palladium (Pd) plating that should have been applied to increase the adhesion between the bismuth (Bi) -based low melting point glass (welding material) and the metal (cap body). Therefore, there is also a problem that the degree of adhesion (strength at the welded portion) decreases.

一方、溶着後に黒色めっきを施す方法では、光透過窓(ガラス)が溶着されたキャップに対して黒色めっきが行われるため、そのガラス面に汚れが多く発生して不良品となっているという実態があった。また、めっき処理を行う前には一般にめっき前処理(酸やアルカリ系の薬液を用いた表面洗浄処理など)が行われるが、ビスマス(Bi)系の低融点ガラスは耐酸性/耐アルカリ性が非常に低いため、黒色めっきを施す前にめっき前処理を行うと、その前処理液によってBi系ガラスの本来の機能が損なわれ、そのために溶着強度が低下し、場合によってはガラスが取れてしまう(つまり、光透過窓が脱落してしまう)という問題もあった。   On the other hand, in the method of performing black plating after welding, black plating is performed on the cap on which the light transmission window (glass) is welded, so that a lot of dirt is generated on the glass surface, resulting in a defective product. was there. In addition, plating pretreatment (surface cleaning treatment using acid or alkali chemicals) is generally performed before plating treatment, but bismuth (Bi) low melting point glass has very high acid / alkali resistance. Therefore, if the plating pretreatment is performed before the black plating is performed, the original function of the Bi-based glass is impaired by the pretreatment liquid, so that the welding strength is lowered, and the glass may be removed in some cases ( In other words, there is a problem that the light transmission window falls off).

このように溶着材として使用されるビスマス(Bi)系の低融点ガラスと金属(キャップ本体)を密着させるのに必要なパラジウム(Pd)めっきを行った場合、従来行われていたような迷光対策のための黒色めっきを行うことが難しかった。   In this way, when palladium (Pd) plating necessary to bring the metal (cap body) into close contact with the bismuth (Bi) -based low-melting glass used as a welding material is performed, countermeasures against stray light as has been conventionally performed It was difficult to perform black plating for.

そこで、かかる不都合に対処するため、本願の発明者は、キャップに無光沢パラジウムめっきを施す方法を検討した。無光沢パラジウムめっきとは、後で詳述するように、めっき表面が無光沢に仕上がるパラジウムめっきをいい、そのめっき表面にパラジウムの「針状結晶」が形成されたものである。上述したような通常のパラジウム(Pd)めっきを施した場合には、そのめっき表面は銀色もしくは白色系に近い光沢面となるのに対して、この無光沢パラジウム(Pd)めっきを施した場合は、そのめっき表面は濃い灰色もしくは黒色系に近い無光沢面となる。つまり、従来行われていたような黒色めっきに相当する黒色化処理が施されるので、キャップ本体(金属部分)の内面での光の反射を抑制することに寄与し、有効な迷光対策が期待される。   Therefore, in order to cope with such inconvenience, the inventor of the present application has studied a method of performing matte palladium plating on the cap. As will be described in detail later, the matte palladium plating refers to palladium plating in which the plating surface is finished with a matte finish, and is formed by forming “needle crystals” of palladium on the plating surface. When the normal palladium (Pd) plating as described above is performed, the plating surface becomes a glossy surface close to silver or white, whereas when this matte palladium (Pd) plating is applied. The plating surface becomes a matte surface close to dark gray or black. In other words, the blackening treatment equivalent to the conventional black plating is performed, which contributes to suppressing the reflection of light on the inner surface of the cap body (metal part) and is expected to be an effective countermeasure against stray light. Is done.

上記の従来技術に関連する技術としては、例えば、特許文献2に記載されるように、金属からなるキャップ本体に鉛を含有しない低融点ガラスを封着材として光透過窓を封着して半導体装置用キャップを製造するにあたり、キャップ本体の表面に無光沢パラジウムめっきを施し、低融点ガラスとキャップ本体との界面に形成される共晶合金層を介して、キャップ本体に光透過窓を封着するようにしたものがある。
特開平8−161766号公報 特開2006−120864号公報
As a technique related to the above prior art, for example, as described in Patent Document 2, a light cap window is sealed with a low melting point glass not containing lead in a cap body made of metal as a semiconductor. When manufacturing caps for equipment, matte palladium plating is applied to the surface of the cap body, and a light transmission window is sealed on the cap body through a eutectic alloy layer formed at the interface between the low melting point glass and the cap body. There is something to do.
JP-A-8-161766 JP 2006-120864 A

上述したように従来の光ピックアップ装置に使用されるパッケージ(光半導体素子を搭載するステムと、これを気密封止するキャップ)については、迷光対策のための黒色めっきに相当する処理として無光沢パラジウム(Pd)めっきをキャップに施す方法が検討されていた。   As described above, the package used in the conventional optical pickup device (the stem on which the optical semiconductor element is mounted and the cap for hermetically sealing the package) is matte palladium as a process corresponding to black plating for stray light countermeasures. A method of applying (Pd) plating to the cap has been studied.

しかしながら、キャップ本体(金属)に光透過窓(ガラス)を溶着する前に無光沢Pdめっきを行った場合、その溶着の際に再結晶化(つまり、キャップ本体が加熱されることによってめっき表面の「針状結晶」が無くなってしまい、表面が部分的に平坦な状態となること)が進み、めっき表面に光沢むらが生じてしまうという課題があった。一方、溶着後に無光沢Pdめっきを行った場合は、上述した通常のPdめっきの場合と同様に、そのめっき前処理の際に酸やアルカリ系の薬液によってビスマス(Bi)系低融点ガラスの本来の機能が損なわれ、その溶着強度が低下する(場合によってはガラスが取れてしまう)という課題があった。   However, when matte Pd plating is performed before the light transmission window (glass) is welded to the cap body (metal), recrystallization (that is, the cap body is heated to heat the plating surface). There was a problem that “acicular crystals” disappeared and the surface became partially flat), resulting in uneven gloss on the plating surface. On the other hand, when matte Pd plating is performed after welding, the original of bismuth (Bi) -based low melting point glass by an acid or alkaline chemical solution during the plating pretreatment, as in the case of normal Pd plating described above. There is a problem in that the function of is impaired and the welding strength is reduced (in some cases, the glass is removed).

このように従来の技術では、パッケージを構成するキャップに対し、光透過窓(ガラス板)をキャップ本体(金属)に溶着するにあたり鉛フリーの低融点ガラスを溶着材として使用する一方で、黒色めっきもしくはこれに相当する黒色化処理を施して効果的な迷光対策を行うことは難しかった。   As described above, in the conventional technology, a lead-free low melting point glass is used as a welding material for welding a light transmitting window (glass plate) to a cap body (metal) with respect to a cap constituting a package. Alternatively, it is difficult to perform an effective countermeasure against stray light by applying a blackening process corresponding to this.

本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、効果的な迷光対策を行うことができる光半導体素子用キャップ、光半導体素子用パッケージ及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   The present invention was created in view of the problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide an optical semiconductor element cap, an optical semiconductor element package, and an optical pickup device that can effectively take measures against stray light. .

上記の従来技術の課題を解決するため、本発明の基本形態によれば、光半導体素子を搭載するステムを気密封止するのに用いられる光半導体素子用キャップであって、前記ステムを気密封止したときに前記光半導体素子と外部との間で光が透過し得るように配置された光透過窓を有する外側キャップと、前記外側キャップに収容されたときに前記光透過窓の位置に対応するように配置された開口部を有し、且つその表面に黒色めっき膜が被着された内側キャップとを備えたことを特徴とする光半導体素子用キャップが提供される。   In order to solve the above-described problems of the prior art, according to a basic form of the present invention, there is provided a cap for an optical semiconductor element used for hermetically sealing a stem on which an optical semiconductor element is mounted, wherein the stem is hermetically sealed. Corresponding to the position of the light transmission window when housed in the outer cap, and an outer cap having a light transmission window arranged so that light can be transmitted between the optical semiconductor element and the outside when stopped There is provided a cap for an optical semiconductor element, comprising an inner cap having an opening portion arranged so as to have a black plating film deposited on the surface thereof.

本発明に係る光半導体素子用キャップの構成によれば、光半導体素子を搭載するステムを気密封止するための本来のキャップ(外側キャップ)とは別に、この外側キャップよりも一回り小さい内側キャップを備え、この内側キャップの表面に黒色めっき膜を被着させている。従って、キャップ外部の光ディスク等の記録媒体で反射され光透過窓(外側キャップ)及び開口部(内側キャップ)を通してキャップ内に戻ってくる光の一部が「迷光」となって受光素子(光半導体素子)以外の部分(ステム上)に当たり、その部分で反射されて内側キャップ内に散乱された場合でも、その表面に黒色めっき膜が被着されているので、内側キャップの表面での光の反射が抑制され、効果的な迷光防止作用を奏することができる。   According to the configuration of the cap for an optical semiconductor element according to the present invention, an inner cap that is slightly smaller than the outer cap apart from the original cap (outer cap) for hermetically sealing the stem on which the optical semiconductor element is mounted. And a black plating film is deposited on the surface of the inner cap. Accordingly, a part of the light reflected by a recording medium such as an optical disk outside the cap and returned to the cap through the light transmission window (outer cap) and the opening (inner cap) becomes “stray light”, and the light receiving element (optical semiconductor) Even if it hits a part other than the element (on the stem) and is reflected by that part and scattered within the inner cap, the black plating film is deposited on the surface, so the light is reflected on the inner cap surface. Is suppressed, and an effective stray light prevention function can be achieved.

また、本発明の他の形態によれば、少なくとも発光用及び受光用の各光半導体素子を搭載するためのステムと、該ステムを気密封止するよう適応された上記の光半導体素子用キャップとを備えたことを特徴とする光半導体素子用パッケージが提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a stem for mounting at least each of the light-emitting and light-receiving optical semiconductor elements, and the above-mentioned optical semiconductor element cap adapted to hermetically seal the stem. A package for an optical semiconductor device is provided.

また、本発明の更に他の形態によれば、上記の光半導体素子用パッケージと、前記外側キャップの前記光透過窓上に搭載され、2つの回折格子を有したホログラム素子と、前記ステム上に搭載され、出射したレーザ光が前記光透過窓を透過して前記ホログラム素子の一方の回折格子に指向されるように配置された半導体レーザ素子と、前記ステム上に搭載され、前記半導体レーザ素子から前記光透過窓及びホログラム素子を透過して出射されたレーザ光に応答して外部で反射された光を前記ホログラム素子の他方の回折格子及び前記光透過窓を通して検知し得るように配置された受光素子とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置が提供される。   According to still another aspect of the present invention, the optical semiconductor element package described above, a hologram element mounted on the light transmission window of the outer cap and having two diffraction gratings, and on the stem A semiconductor laser element mounted and disposed on the stem so that the emitted laser light is transmitted through the light transmission window and directed to one diffraction grating of the hologram element; Light reception arranged so that light reflected outside in response to laser light transmitted through the light transmission window and the hologram element can be detected through the other diffraction grating of the hologram element and the light transmission window. An optical pickup device comprising an element is provided.

本発明に係る光半導体素子用キャップ等の他の構成上の特徴及びそれに基づく有利な利点等については、後述する発明の実施の形態を参照しながら詳細に説明する。   Other structural features, such as the cap for an optical semiconductor element according to the present invention, and advantageous advantages based thereon will be described in detail with reference to embodiments of the invention to be described later.

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の一実施形態に係る光半導体素子用キャップを備えたパッケージの構成を一部切り欠いて分解斜視図の形態で示したものである。   FIG. 1 is an exploded perspective view of a package including an optical semiconductor element cap according to an embodiment of the present invention.

図示の光半導体素子用パッケージ40は、CD再生装置やDVD記録再生装置等の光ディスク装置に使用されるホログラム方式の光ピックアップ装置(発光素子と受光素子がパッケージ内で近接配置されているタイプのもの)に適用されるものであり、その基本構成として、半導体レーザ素子や受光素子等の光半導体素子を搭載するためのステム30と、このステム30を覆って気密封止する保護キャップCP(以下、単に「キャップ」ともいう)とを備えている。このキャップCPは、ステム30を気密封止するための本来のキャップ(外側キャップ10)と、本発明を特徴付ける内側キャップ20との二重キャップ構造を有している。外側キャップ10には、その上面にレーザ光を透過させるための窓(光透過窓14)が設けられており、外側キャップ10よりも一回り小さく形成された内側キャップ20には、組み立ての際に外側キャップ10に収容されたときに光透過窓14の位置に対応するように配置された開口部22aが設けられている。そして、後の段階で(客先にて)、所要の光半導体素子をステム30上に実装した後、内側キャップ20を外側キャップ10に収容して保護キャップCPを組み立て、このキャップCPでステム30を気密封止し、さらに、外側キャップ10の光透過窓14上にホログラム素子を搭載し、その他所要の光学素子を備えて光ピックアップ装置が作製される。   The optical semiconductor element package 40 shown in the figure is a hologram type optical pickup device (a type in which a light emitting element and a light receiving element are arranged close to each other in a package) used in an optical disc apparatus such as a CD reproducing apparatus or a DVD recording / reproducing apparatus. As a basic configuration thereof, a stem 30 for mounting an optical semiconductor element such as a semiconductor laser element or a light receiving element, and a protective cap CP (hereinafter, referred to as airtight sealing covering the stem 30 and hermetically sealed) Simply referred to as “cap”). This cap CP has a double cap structure of an original cap (outer cap 10) for hermetically sealing the stem 30 and an inner cap 20 characterizing the present invention. The outer cap 10 is provided with a window (light transmission window 14) for transmitting laser light on the upper surface thereof. The inner cap 20 formed to be slightly smaller than the outer cap 10 is provided at the time of assembly. An opening 22a is provided so as to correspond to the position of the light transmission window 14 when accommodated in the outer cap 10. Then, at a later stage (at the customer), a required optical semiconductor element is mounted on the stem 30, the inner cap 20 is accommodated in the outer cap 10, and a protective cap CP is assembled. Is further hermetically sealed, and a hologram element is mounted on the light transmission window 14 of the outer cap 10, and other required optical elements are provided to produce an optical pickup device.

本実施形態に係る光半導体素子用キャップCPにおいて、外側キャップ10は、キャップ用アイレット(キャップ本体)12に、光透過窓14としてのガラス板(例えば、アルカリ含有の硼珪酸ガラス)を、低融点ガラス16を溶着材として溶着することで形成されている。キャップ本体12は、薄板状の金属材をプレス加工することによって、上部に光透過孔(開口部)12aが形成されたキャップ状に、かつ、その下部の周縁部分が外方に突出してフランジ12bを規定するように成形されている。キャップ本体12の材料としては、鉄(Fe)、鉄−ニッケル(Fe−Ni)の合金、鉄−ニッケル−コバルト(Fe−Ni−Co)の合金(コバール)などが好適に使用される。   In the optical semiconductor element cap CP according to the present embodiment, the outer cap 10 is formed by applying a glass plate (for example, alkali-containing borosilicate glass) as a light transmission window 14 to the cap eyelet (cap body) 12 with a low melting point. It is formed by welding glass 16 as a welding material. The cap body 12 is formed by pressing a thin plate-like metal material into a cap shape in which a light transmission hole (opening) 12a is formed in the upper portion, and the peripheral edge portion of the lower portion protrudes outward, and the flange 12b. It is molded to prescribe. As a material of the cap body 12, iron (Fe), an iron-nickel (Fe-Ni) alloy, an iron-nickel-cobalt (Fe-Ni-Co) alloy (Kovar), or the like is preferably used.

本実施形態では、金属(キャップ本体12)にガラス(光透過窓14)を溶着する溶着材として、鉛(Pb)を含有しないビスマス(Bi)系の低融点ガラス16を使用している。そして、このBi系低融点ガラス16を使用することから、キャップ本体12の最表面に、Bi系低融点ガラス16に含まれているビスマス(Bi)と光透過窓14を溶着する温度で共晶反応する金属を被着し、Biとの共晶合金層を形成して光透過窓14を溶着するようにしている。   In the present embodiment, bismuth (Bi) -based low melting point glass 16 not containing lead (Pb) is used as a welding material for welding glass (light transmission window 14) to metal (cap body 12). And since this Bi type | system | group low melting glass 16 is used, it is a eutectic at the temperature which welds the bismuth (Bi) and light transmission window 14 which are contained in Bi type | system | group low melting glass 16 on the outermost surface of the cap main body 12. A reactive metal is deposited, a eutectic alloy layer with Bi is formed, and the light transmission window 14 is welded.

光透過窓14を溶着する温度でBi系低融点ガラス16との間で共晶反応を起こす金属としては、金(Au)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、パラジウム(Pd)等がある。本実施形態では、これらの金属のうち、キャップ本体12の最表面に被着して形成する金属としてPd(パラジウム)を使用し、Pdめっき膜P1を被着させている。また、本実施形態では、キャップ本体12の保護も兼ねてパラジウム(Pd)めっき(P1)の下地めっきとしてニッケル(Ni)めっきを施している。Pdめっきの下地めっきとしては、Niめっき以外のめっきによることも可能であり、下地めっきを異種金属による複数層に形成することもできる。下地めっき及びPdめっき(P1)は、バレルを用いた電解めっきによって行うことができる。バレルめっき法を用いることで、キャップ本体12の外面の全面にNiめっきとPdめっき(P1)が施される。   Examples of metals that cause a eutectic reaction with the Bi-based low-melting glass 16 at the temperature at which the light transmission window 14 is welded include gold (Au), silver (Ag), zinc (Zn), and palladium (Pd). . In the present embodiment, among these metals, Pd (palladium) is used as a metal formed by being deposited on the outermost surface of the cap body 12, and the Pd plating film P1 is deposited. In the present embodiment, nickel (Ni) plating is applied as a base plating of palladium (Pd) plating (P1) to protect the cap body 12 as well. As the base plating for Pd plating, plating other than Ni plating may be used, and the base plating may be formed in a plurality of layers of different metals. The base plating and the Pd plating (P1) can be performed by electrolytic plating using a barrel. By using barrel plating, Ni plating and Pd plating (P1) are performed on the entire outer surface of the cap body 12.

本実施形態において、キャップ本体12の最表面にパラジウム(Pd)めっき膜P1を被着させる理由は、パラジウム(Pd)と、Bi系低融点ガラス16に含まれているビスマス(Bi)とが、光透過窓14を溶着する際の溶着温度で共晶反応を起こして容易に共晶合金層が形成され得るからである。このPd−Bi共晶合金層を介して光透過窓14はキャップ本体12(開口部12aの周辺部分)に確実に溶着される。   In this embodiment, the reason for depositing the palladium (Pd) plating film P1 on the outermost surface of the cap body 12 is that palladium (Pd) and bismuth (Bi) contained in the Bi-based low-melting glass 16 are This is because a eutectic reaction can be easily formed at the welding temperature at which the light transmission window 14 is welded to easily form a eutectic alloy layer. Through this Pd—Bi eutectic alloy layer, the light transmission window 14 is reliably welded to the cap body 12 (the peripheral portion of the opening 12a).

また、光透過窓14の溶着に用いるビスマス(Bi)系の低融点ガラス16として、本実施形態では、少なくともBi2 O3 、SiO2 、Al2 O3 、B2 O3 、MgO、ZnOを含むものを使用した。ここで、Bi2 O3 はこのBi系低融点ガラス16を構成する主要成分であり、キャップ本体12の表面に被着されたパラジウム(Pd)めっき膜P1のPdと共晶反応して光透過窓14を気密に溶着するPd−Bi共晶合金層を形成するものであるから、使用する低融点ガラス中に相当程度(30重量%以上程度)含有されている必要がある。本実施形態では、Bi2 O3 を50重量%含有する低融点ガラス16を使用した。このBi系低融点ガラス16は、キャップ本体12の開口部(光透過孔)12aの寸法に合わせてあらかじめリング状のタブレットに粉末成形したもの、あるいはペースト状に成形して使用される。   Further, in the present embodiment, a glass containing at least Bi2O3, SiO2, Al2O3, B2O3, MgO, ZnO is used as the bismuth (Bi) -based low melting point glass 16 used for welding the light transmission window 14. Here, Bi 2 O 3 is a main component constituting the Bi-based low-melting glass 16, and eutectic reacts with Pd of the palladium (Pd) plating film P 1 deposited on the surface of the cap body 12 to transmit the light transmission window 14. Since the Pd—Bi eutectic alloy layer is hermetically welded, the low melting point glass to be used must contain a considerable amount (about 30% by weight or more). In the present embodiment, the low melting point glass 16 containing 50% by weight of Bi2O3 is used. The Bi-based low-melting glass 16 is used by being powder-molded into a ring-shaped tablet in advance according to the size of the opening (light transmission hole) 12a of the cap body 12 or by being molded into a paste.

外側キャップ10は、カーボン治具に、表面にPdめっき(P1)が施されたキャップ本体12(中央に所要の大きさで開口部(光透過孔12a)が形成されたもの)と、Bi系低融点ガラス16からなるタブレットと、光透過窓14(キャップ本体12の開口部12aよりも少し大きめに成形されたガラス板)とを位置合わせしてセットし、これらの部品をセットしたカーボン治具を加熱炉に入れ、低融点ガラス16が溶融される温度まで加熱することによって得られる。本実施形態では、窒素ガス雰囲気中で500℃まで加熱炉で加熱して、キャップ本体12に光透過窓14を溶着した。   The outer cap 10 is a carbon jig, a cap main body 12 having a surface subjected to Pd plating (P1) (with an opening (light transmission hole 12a) having a required size in the center), and a Bi-based cap. A carbon jig in which a tablet made of low-melting glass 16 and a light transmission window 14 (glass plate formed slightly larger than the opening 12a of the cap body 12) are aligned and set, and these parts are set. Is put in a heating furnace and heated to a temperature at which the low melting point glass 16 is melted. In the present embodiment, the light transmission window 14 is welded to the cap body 12 by heating in a heating furnace up to 500 ° C. in a nitrogen gas atmosphere.

また、本発明を特徴付ける内側キャップ20は、外側キャップ10のキャップ本体12と同等の形状(ただし、外側キャップ10よりも一回り小さい形状)を有している。従って、内側キャップ20(キャップ本体22)は、薄板状の金属材(Fe、Fe−Niの合金、Fe−Ni−Coの合金など)をプレス加工することによって、上部に開口部22aが形成されたキャップ状に、かつ、その下部の周縁部分が外方に突出してフランジ22bを規定するように成形されている。内側キャップ20の開口部22aは、上述したように外側キャップ10に収容されたときに光透過窓14の位置に対応する箇所に設けられている。この内側キャップ20において特徴的な構成は、その表面に、迷光対策のために有用な黒色めっき膜P2を被着させたことにある。   The inner cap 20 that characterizes the present invention has a shape equivalent to the cap body 12 of the outer cap 10 (however, a shape that is slightly smaller than the outer cap 10). Therefore, the inner cap 20 (cap body 22) is formed by pressing a thin plate-like metal material (Fe, Fe—Ni alloy, Fe—Ni—Co alloy, etc.), so that an opening 22a is formed in the upper portion. It is shaped like a cap, and its lower peripheral portion protrudes outward to define the flange 22b. The opening 22a of the inner cap 20 is provided at a location corresponding to the position of the light transmission window 14 when accommodated in the outer cap 10 as described above. A characteristic configuration of the inner cap 20 is that a black plating film P2 useful for preventing stray light is deposited on the surface thereof.

一方、ステム30は、所要形状(図1の例では、競技場のトラックに類似した形状)に加工成形されたアイレット32と、このアイレット32上に立設された放熱部34と、アイレット32に設けた複数のリード36,36Gとを備えて構成されている。このアイレット32には、その厚さ方向にそれぞれ貫通する複数の貫通孔32aが設けられており、各々の貫通孔32aにそれぞれリード36が挿通され、ガラス38によって各貫通孔32aにそれぞれ封着されて固定されている。また、一部のリード36Gはアイレット32の下面にスポット溶接されて設けられており、グランド端子として機能する。つまり、複数のリードのうち一部のリード36Gはアイレット32に電気的に接続された状態で設けられ、他のリード36はすべて封着ガラス38を介してアイレット32から電気的に絶縁された状態で設けられている。   On the other hand, the stem 30 includes an eyelet 32 processed and molded into a required shape (a shape similar to a track in the stadium in the example of FIG. 1), a heat radiating portion 34 standing on the eyelet 32, and an eyelet 32. A plurality of leads 36 and 36G are provided. The eyelet 32 is provided with a plurality of through holes 32a penetrating in the thickness direction. Leads 36 are inserted into the respective through holes 32a and sealed by the glass 38 in the respective through holes 32a. Is fixed. A part of the leads 36G is spot welded to the lower surface of the eyelet 32 and functions as a ground terminal. That is, some of the leads 36G are provided in a state of being electrically connected to the eyelet 32, and all the other leads 36 are electrically insulated from the eyelet 32 through the sealing glass 38. Is provided.

アイレット32及び放熱部34は、例えば、金属立体を鍛造技術(プレス加工)によって成形することで一体的に得ることができ、その材料として、本実施形態では鉄(Fe)を使用している。ただし、銅(Cu)やCu合金など他の材料を使用してもよいことはもちろんである。また、放熱部34はアイレット32と共に一体成形してもよいが、別個に所要形状のブロックに加工成形した後、アイレット32上に「ろう接」してもよい。その場合、放熱部34の材料としては、その放熱機能を高めるために熱伝導性の高いCuを使用することが好ましい。この放熱部34には、後の段階で、その側面の適当な箇所に半導体レーザ素子等の発光素子が実装(図2において実装面34aに発光素子42が実装)されると共に、その上面の適当な箇所に受光素子が実装(図2において実装面34bに受光素子44が実装)されるようになっている。   For example, the eyelet 32 and the heat radiating portion 34 can be integrally obtained by forming a metal solid by a forging technique (press processing), and iron (Fe) is used as a material thereof. However, it is needless to say that other materials such as copper (Cu) and Cu alloy may be used. The heat radiating portion 34 may be integrally formed with the eyelet 32, but may be “brazed” on the eyelet 32 after being separately molded into a block having a required shape. In that case, it is preferable to use Cu having high thermal conductivity as the material of the heat radiating portion 34 in order to enhance its heat radiating function. At a later stage, a light emitting element such as a semiconductor laser element is mounted on the heat radiating portion 34 at an appropriate position on its side surface (the light emitting element 42 is mounted on the mounting surface 34a in FIG. 2), and the upper surface thereof is The light receiving elements are mounted at various locations (the light receiving elements 44 are mounted on the mounting surface 34b in FIG. 2).

また、リード36,36Gは、金属線をそれぞれ所定の長さに切断することによって得ることができ、その材料としては、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバール(鉄(Fe)、ニッケル(Ni)及びコバルト(Co)からなる合金)などが好適に使用される。   The leads 36 and 36G can be obtained by cutting the metal wires into predetermined lengths, respectively. The materials thereof are copper (Cu), iron (Fe), kovar (iron (Fe), nickel ( Ni) and cobalt (Co) alloys) are preferably used.

本実施形態では、ステム30の表面全体を覆ってその最表面に金(Au)めっき膜P3を被着させている。これは、ステム30としての機能(光半導体素子を搭載すること)を考慮し、その最表面に要求される属性(搭載する素子との電気的接続を行い易くするためのボンディング性、はんだの濡れ性等)を維持するためである。また、外側キャップ10と同様に、ステム30自体の保護も兼ねてAuめっき(P3)の下地めっきとしてニッケル(Ni)めっきを施している。Auめっきの下地めっきとしては、Niめっき以外のめっきによることも可能であり、下地めっきを異種金属による複数層に形成することもできる。下地めっきとしてのNiめっき及びAuめっき(P3)は、バレルを用いた電解めっきによって行うことができる。バレルめっき法を用いることで、ステム30の外面の全面にNiめっきとAuめっき(P3)が施される。   In this embodiment, the entire surface of the stem 30 is covered and a gold (Au) plating film P3 is deposited on the outermost surface. This takes into account the function of the stem 30 (mounting an optical semiconductor element), and the attributes required for the outermost surface (bonding property for facilitating electrical connection with the mounted element, solder wetting) This is for maintaining the sex etc.). Similarly to the outer cap 10, nickel (Ni) plating is applied as a base plating for Au plating (P 3) to protect the stem 30 itself. The Au plating base plating may be plating other than Ni plating, and the base plating may be formed in a plurality of layers of different metals. Ni plating and Au plating (P3) as the base plating can be performed by electrolytic plating using a barrel. Ni plating and Au plating (P3) are performed on the entire outer surface of the stem 30 by using the barrel plating method.

ステム30は、例えば、以下の方法で組み立てることができる。先ず、金属材(Fe)をプレス加工によって所要の形状に成形し、所定の箇所にそれぞれ厚さ方向に貫通する複数の貫通孔32aを設けたアイレット32と、金属材(Cu)を所要形状のブロックに加工成形した放熱部34と、それぞれ所定の長さに切断加工した所要本数のリード36,36Gと、必要な量の封着用のガラス38とを用意する。次に、アイレット32上に、図1に示すような位置関係をもって放熱部34をろう接し、さらにアイレット32の下面(外側の面)にグランド用のリード36Gをスポット溶接する。次に、これら各部品をカーボン治具にセットする。すなわち、カーボン治具上で、アイレット32に設けた複数の貫通孔32a内にそれぞれリード36を挿通し、且つ各々の貫通孔32a内の隙間に所要量のガラス38を埋め込んだ状態で位置合わせしてセットする。そして、これらの部品をセットしたカーボン治具を加熱炉に入れ、ガラス38が溶融される温度(800℃前後)まで加熱することによって、各リード36がそれぞれ対応する貫通孔32a内でガラス38によって封着され、固定される(ステム30の完成)。   The stem 30 can be assembled, for example, by the following method. First, a metal material (Fe) is formed into a required shape by pressing, and an eyelet 32 provided with a plurality of through holes 32a penetrating in a thickness direction at predetermined locations, and the metal material (Cu) is formed into a required shape. A heat radiating portion 34 processed into a block, a required number of leads 36 and 36G each cut to a predetermined length, and a necessary amount of glass 38 for sealing are prepared. Next, the heat radiating portion 34 is brazed with the positional relationship shown in FIG. 1 on the eyelet 32, and further, a ground lead 36G is spot welded to the lower surface (outer surface) of the eyelet 32. Next, these parts are set on a carbon jig. In other words, on the carbon jig, the lead 36 is inserted into each of the plurality of through holes 32a provided in the eyelet 32, and alignment is performed with a required amount of glass 38 embedded in the gaps in the respective through holes 32a. Set. Then, a carbon jig in which these components are set is placed in a heating furnace and heated to a temperature at which the glass 38 is melted (around 800 ° C.), whereby each lead 36 is caused by the glass 38 in the corresponding through hole 32a. Sealed and fixed (stem 30 completed).

以上説明したように、本実施形態に係る光半導体素子用キャップCPの構成(図1)によれば、半導体レーザ素子や受光素子等の光半導体素子を搭載するステム30を気密封止するための本来のキャップ(外側キャップ10)とは別に、この外側キャップ10よりも一回り小さい内側キャップ20を備え、この内側キャップ20の表面に黒色めっき膜P2を被着させている。これによって、キャップCP外部(パッケージ外部)の光ディスク等の記録媒体(図示せず)で反射されてパッケージ内(キャップCP内)に戻ってくる光の一部が「迷光」となって受光素子(図2に例示する受光素子44)以外の部分(ステム30上)に当たり、その部分で反射されて内側キャップ20内に散乱された場合でも、その表面に黒色めっき膜P2が被着されているので、内側キャップ20の表面での光の反射が抑制され、効果的な迷光防止作用を奏することができる。   As described above, according to the configuration (FIG. 1) of the optical semiconductor element cap CP according to the present embodiment, the stem 30 on which the optical semiconductor element such as the semiconductor laser element or the light receiving element is mounted is hermetically sealed. Apart from the original cap (outer cap 10), an inner cap 20 that is slightly smaller than the outer cap 10 is provided, and a black plating film P2 is deposited on the surface of the inner cap 20. As a result, a part of the light reflected by a recording medium (not shown) such as an optical disk outside the cap CP (outside the package) and returning to the inside of the package (inside the cap CP) becomes “stray light” as a light receiving element ( Even when it hits a portion (on the stem 30) other than the light receiving element 44) illustrated in FIG. 2 and is reflected by that portion and scattered in the inner cap 20, the black plating film P2 is deposited on the surface thereof. The reflection of light on the surface of the inner cap 20 is suppressed, and an effective stray light prevention function can be achieved.

また、内側キャップ20には迷光対策に必要な黒色めっき(P2)を施す一方で、これとは別個に、外側キャップ10にはキャップ本体12への光透過窓14の溶着に必要なパラジウム(Pd)めっきを施すことができるので、各々のキャップ10,20の作製に際し、互いの条件に制約されることが無い。   Further, while the inner cap 20 is subjected to black plating (P2) necessary for stray light countermeasures, the outer cap 10 is separately provided with palladium (Pd) necessary for welding the light transmission window 14 to the cap body 12. ) Since plating can be applied, the caps 10 and 20 are not restricted by each other's conditions.

また、内側キャップ20には、外側キャップ10に設けられているようなガラス(光透過窓14)が付いていないので、その表面に粗し等の処理(表面粗化)を行っても支障はなく、例えば、その表面に若干の光沢むらが生じているような場合には、かかる表面粗化を行うことで、より確実な迷光対策を実現することができる。   Further, since the inner cap 20 is not provided with the glass (light transmission window 14) as provided in the outer cap 10, there is no problem even if the surface is roughened (surface roughening). For example, in the case where slight uneven glossiness is generated on the surface, a more reliable countermeasure against stray light can be realized by performing such surface roughening.

また、内側キャップ20は、最終的にパッケージ40として組み立てられたときに外側キャップ10によって封入されるため、パッケージ40として使用する際に内側キャップ20に外圧がかかることは無い。従って、内側キャップ20にそれほどの強度は要求されず、薄い素材を使用しても十分にその役割(迷光対策)を果たすことができる。   Further, since the inner cap 20 is finally sealed by the outer cap 10 when assembled as the package 40, no external pressure is applied to the inner cap 20 when used as the package 40. Therefore, the inner cap 20 is not required to have such a high strength, and even if a thin material is used, the role (stray light countermeasure) can be sufficiently achieved.

本実施形態に係る光半導体素子用キャップCPを備えたパッケージ40は、前述したように光ピックアップ装置に好適に使用され得る。図2はその場合の構成例を一部切り欠いて分解斜視図の形態で示したものである。   The package 40 including the optical semiconductor element cap CP according to the present embodiment can be suitably used for the optical pickup device as described above. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration example in that case, with a part cut away.

図2に示す光ピックアップ装置50において、二重構造のキャップCPの外側キャップ10の光透過窓14上にホログラム素子46が搭載され、このホログラム素子46は、図6に例示したホログラム素子68と同様に、2つの回折格子を有している。また、ステム30において放熱部34の側面の適当な箇所(実装面34a)に半導体レーザ素子(チップ)42が搭載され、放熱部34の上面の適当な箇所(実装面34b)に受光素子(チップ)44が搭載される。その際、半導体レーザ素子42は、その前面から出射したレーザ光が開口部22a(内側キャップ20)及び光透過窓14(外側キャップ10)を通してホログラム素子46の一方の回折格子に指向されるように配置され、一方、受光素子44は、半導体レーザ素子42から開口部22a、光透過窓14及びホログラム素子46を透過して出射されたレーザ光に応答して外部(光ディスク等の記録媒体)で反射された光をホログラム素子46の他方の回折格子、光透過窓14及び開口部22aを通して検知し得るように配置される。また、各光半導体素子42,44は、図2には示していないが、ワイヤを介してそれぞれ対応するリード36,36Gの接続部、すなわち、アイレット32上から僅かに突出している各リードの上面であってAuめっき膜P3が被着されている面に電気的に接続されている。   In the optical pickup device 50 shown in FIG. 2, a hologram element 46 is mounted on the light transmission window 14 of the outer cap 10 of the double-structured cap CP. This hologram element 46 is the same as the hologram element 68 illustrated in FIG. And has two diffraction gratings. Further, in the stem 30, a semiconductor laser element (chip) 42 is mounted at an appropriate location (mounting surface 34 a) on the side surface of the heat radiating portion 34, and a light receiving element (chip) at an appropriate location (mounting surface 34 b) on the upper surface of the heat radiating portion 34. ) 44 is mounted. At this time, the semiconductor laser element 42 is directed so that laser light emitted from the front surface thereof is directed to one diffraction grating of the hologram element 46 through the opening 22a (inner cap 20) and the light transmission window 14 (outer cap 10). On the other hand, the light receiving element 44 is reflected externally (recording medium such as an optical disk) in response to the laser light emitted from the semiconductor laser element 42 through the opening 22a, the light transmission window 14, and the hologram element 46. The arranged light can be detected through the other diffraction grating of the hologram element 46, the light transmission window 14 and the opening 22a. Further, although not shown in FIG. 2, the optical semiconductor elements 42 and 44 are connected to the corresponding leads 36 and 36G via wires, that is, the upper surfaces of the leads slightly protruding from the eyelet 32, respectively. And is electrically connected to the surface to which the Au plating film P3 is applied.

なお、図2に示す構成例では特に示していないが、ステム30上には、図6に例示したようなモニタ用受光素子62に相当する光半導体素子も搭載されており、また、ホログラム素子46以外にも、光ピックアップ装置50の機能として必要な他の光学素子(ホログラム素子と装置外部の光ディスク等の記録媒体との間に設けられる対物レンズなど)も含まれている。   Although not particularly shown in the configuration example shown in FIG. 2, an optical semiconductor element corresponding to the monitor light receiving element 62 illustrated in FIG. 6 is also mounted on the stem 30, and the hologram element 46 is also mounted. In addition, other optical elements necessary for the function of the optical pickup device 50 (such as an objective lens provided between the hologram element and a recording medium such as an optical disk outside the apparatus) are also included.

この光ピックアップ装置50によれば、半導体レーザ素子42の後面(図示の例では、下側の面)から出射されたレーザ光がステム30上に当たり、その部分で反射されてキャップCP内に散乱された場合でも、その内側キャップ20の表面に被着された黒色めっき膜P2に吸収されるため、従来形に見られたような保護キャップ内でのレーザ光の乱反射が抑制される。その結果、光ディスク等からの戻り光との干渉も抑制され、迷光量が低減されることにより、信号量(戻り光)のオフセット成分の少ない光ピックアップ装置40を得ることができる。   According to this optical pickup device 50, the laser light emitted from the rear surface (the lower surface in the illustrated example) of the semiconductor laser element 42 strikes the stem 30, is reflected by that portion, and is scattered in the cap CP. Even in such a case, since it is absorbed by the black plating film P2 deposited on the surface of the inner cap 20, the irregular reflection of the laser beam in the protective cap as seen in the conventional type is suppressed. As a result, interference with the return light from the optical disk or the like is suppressed and the amount of stray light is reduced, whereby the optical pickup device 40 with a small offset component of the signal amount (return light) can be obtained.

上述した実施形態(図1、図2)では、内側キャップ20の形状として、外側キャップ10のキャップ本体12と同等の形状(上部に開口部22aを有し、下部の周縁部分がフランジ22bを構成している形状)に形成した場合を例にとって説明したが、本発明の要旨(パッケージ内で散乱した迷光を効果的に吸収すること)からも明らかなように、内側キャップ20の形状はこれに限定されないことはもちろんである。例えば、図3〜図5に例示するような各種変形例も考えられる。   In the above-described embodiment (FIGS. 1 and 2), the inner cap 20 has the same shape as the cap body 12 of the outer cap 10 (the upper portion has the opening 22a, and the lower peripheral portion forms the flange 22b. However, as apparent from the gist of the present invention (effectively absorbing the stray light scattered in the package), the shape of the inner cap 20 is not limited to this. Of course, it is not limited. For example, various modifications as illustrated in FIGS.

図3に示す変形例では、内側キャップ20aの形状として、そのキャップ本体24の上部に、上述した実施形態に係る内側キャップ20の開口部22aと同等の開口部24aが形成されたキャップ状に成形されている。この構成例では、キャップ本体24の下部の周縁部分はフランジを構成していない。また、図4に示す変形例では、内側キャップ20bの形状として、そのキャップ本体26の上部全体が開口(開口部26a)されたキャップ状に成形されている。この構成例も、キャップ本体26の下部の周縁部分はフランジを構成していない。また、図5に示す変形例では、内側キャップ20cの形状として、そのキャップ本体28の上部全体が開口(開口部28a)されたキャップ状に、かつ、その下部の周縁部分が外方に突出してフランジ28bを規定するように成形されている。この構成例では、さらに右側に詳細に示すように、内側キャップ20cのフランジ28bに形成されたV字状の溝に、外側キャップ10のフランジ12bの一部が嵌合するような形態で組み合わされている。   In the modification shown in FIG. 3, the inner cap 20 a is shaped like a cap in which an opening 24 a equivalent to the opening 22 a of the inner cap 20 according to the above-described embodiment is formed on the upper portion of the cap body 24. Has been. In this configuration example, the lower peripheral portion of the cap body 24 does not form a flange. Moreover, in the modification shown in FIG. 4, as the shape of the inner cap 20b, the entire upper part of the cap body 26 is formed into a cap shape having an opening (opening 26a). Also in this configuration example, the lower peripheral portion of the cap body 26 does not form a flange. In the modification shown in FIG. 5, the shape of the inner cap 20c is a cap shape in which the entire upper portion of the cap body 28 is opened (opening 28a), and the peripheral portion of the lower portion protrudes outward. It is molded so as to define the flange 28b. In this configuration example, as shown in more detail on the right side, the flange 12b of the inner cap 20c is combined with the V-shaped groove formed in the flange 28b so that a part of the flange 12b of the outer cap 10 is fitted. ing.

また、上述した実施形態では、内側キャップ20の表面に黒色めっき膜P2を被着させた場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、内側キャップ20の表面に被着させるめっき膜がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、内側キャップ20の表面に無光沢パラジウム(Pd)めっきを施してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the black plating film P2 is deposited on the surface of the inner cap 20 has been described as an example. However, as is apparent from the gist of the present invention, the coating is performed on the surface of the inner cap 20. Of course, the plating film to be formed is not limited to this. For example, matte palladium (Pd) plating may be applied to the surface of the inner cap 20.

無光沢パラジウム(Pd)めっきとは、めっき表面が無光沢に仕上がるパラジウムめっきをいい、この無光沢Pdめっきを内側キャップ20の表面に施した場合、そのめっき表面は濃い灰色もしくは黒色系に近い無光沢面となる。無光沢Pdめっきは、光沢剤を含まないパラジウムめっき液(パラジウムめっき液の例としては、特開2001−335986号公報等を参照)を使用し、ハルセル銅板を使用して無光沢めっきがなされる電流密度条件を設定することによって行われる。例えば、無光沢パラジウム(Pd)めっきを施す場合のめっき条件は、電流密度0.25(A/dm2 )、5分間である。 Matte palladium (Pd) plating refers to palladium plating in which the plating surface finishes matte. When this matte Pd plating is applied to the surface of the inner cap 20, the plating surface is dark gray or blackish. It becomes a glossy surface. Matte Pd plating uses a palladium plating solution that does not contain a brightener (see, for example, JP-A-2001-335986 as an example of a palladium plating solution), and matte plating is performed using a Hull cell copper plate. This is done by setting the current density condition. For example, the plating condition in the case of performing matte palladium (Pd) plating is a current density of 0.25 (A / dm 2 ) and 5 minutes.

無光沢Pdめっきを内側キャップ20の表面に施してその表面状態を電子顕微鏡で観察したところ、そのめっき表面にパラジウムの「針状結晶」が形成されていた。無光沢Pdめっきを施した内側キャップ20の外観が濃い灰色もしくは黒色系に近い無光沢面となるのは、Pdめっきの表面が針状結晶による極めて微細な凹凸面に形成され、内側キャップ20の表面で光が乱反射し、散乱されることによると考えられる。すなわち、無光沢パラジウム(Pd)めっきは、めっき表面に「針状結晶」が形成されるめっき条件でめっきを施すことにより、形成することができる。また、無光沢Pdめっきは、そのめっき厚が薄いと十分な無光沢面に仕上がらず、黒色系の色調が薄くなる。従って、内側キャップ20の表面に無光沢Pdめっきを施す場合には、黒色系に近い無光沢面に仕上がる十分な厚さに形成する必要がある。例えば、無光沢Pdめっき膜P1を0.3μm以上の厚さに形成するのが望ましい。   When matte Pd plating was applied to the surface of the inner cap 20 and the surface state was observed with an electron microscope, palladium “needle crystals” were formed on the plating surface. The appearance of the inner cap 20 with the matte Pd plating is a dark gray or blackish matte surface. The surface of the Pd plating is formed on a very fine irregular surface by needle crystals, and the inner cap 20 It is thought that light is diffusely reflected and scattered on the surface. That is, matte palladium (Pd) plating can be formed by plating under plating conditions in which “needle crystals” are formed on the plating surface. Further, when the plating thickness of the matte Pd plating is thin, the matte Pd plating is not finished to a sufficiently matte surface, and the black color tone becomes thin. Therefore, when matte Pd plating is applied to the surface of the inner cap 20, it is necessary to form it with a sufficient thickness so as to be finished on a matte surface close to black. For example, it is desirable to form the matte Pd plating film P1 to a thickness of 0.3 μm or more.

また、上述した実施形態では、内側キャップ20の形態として、薄板状の金属材をプレス加工することによって外側キャップ10よりも一回り小さいキャップ状に成形したものの表面に黒色めっき(P2)を施した場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、内側キャップ20の形態はこれに限定されないことはもちろんである。要は、パッケージ外部からの戻り光の一部が迷光となってパッケージ内に散乱した場合でも、その迷光を吸収できるような何らかの処理(手段)が内側キャップの少なくとも内表面に施されていれば十分である。従って、使用する材料は金属に限定されず、黒色化する手段についても「めっき」に限定されないことはもちろんである。   Moreover, in embodiment mentioned above, as the form of the inner side cap 20, black plating (P2) was given to the surface of what was shape | molded in cap shape one size smaller than the outer side cap 10 by pressing a thin plate-shaped metal material. Although the case has been described as an example, as is apparent from the gist of the present invention, the form of the inner cap 20 is of course not limited thereto. In short, even if a part of the return light from the outside of the package becomes stray light and scatters in the package, some processing (means) that can absorb the stray light is applied to at least the inner surface of the inner cap. It is enough. Therefore, the material to be used is not limited to metal, and the means for blackening is of course not limited to “plating”.

例えば、適当な樹脂(ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等)の中に光を吸収する属性を有した材料(黒色顔料や黒色染料インク等)を混入させたものを所要のキャップ状に成形したり、あるいは、当該樹脂を所要のキャップ状に成形した後でその表面(少なくとも内表面)に当該材料をコーティングすることによっても、本発明が意図する内側キャップを作製することは可能である。   For example, an appropriate resin (polycarbonate resin, acrylic resin, etc.) mixed with a material having an attribute to absorb light (black pigment, black dye ink, etc.) is molded into a required cap shape, or The inner cap intended by the present invention can also be produced by coating the surface (at least the inner surface) with the material after molding the resin into a required cap shape.

また、上述した実施形態では、外側キャップ10について、光透過窓14をキャップ本体12に溶着する低融点ガラスとして鉛フリーのビスマス(Bi)系の低融点ガラス16を用いた場合を例にとって説明したが、鉛フリーの低融点ガラスはビスマス(Bi)系のものに限定されないことはもちろんである。例えば、バナジン酸塩系の低融点ガラス(バナジウム(V)を主要な構成成分とする低融点ガラス)等の他の低融点ガラスを使用することも可能である。バナジン酸塩系の低融点ガラスを使用した場合もキャップ本体12にパラジウム(Pd)めっきを施すことにより、光透過窓14を溶着する際に、低融点ガラスとキャップ本体12との界面に、バナジン酸塩系の低融点ガラスに含まれるバナジウム(V)とパラジウム(Pd)との共晶合金層が形成され、キャップ本体12に低融点ガラスを密着して光透過窓14を気密に溶着することができる。   In the above-described embodiment, the outer cap 10 has been described by taking as an example the case where the lead-free bismuth (Bi) -based low-melting glass 16 is used as the low-melting glass for welding the light transmission window 14 to the cap body 12. However, it goes without saying that the lead-free low-melting glass is not limited to bismuth (Bi) type. For example, other low melting glass such as vanadate low melting glass (low melting glass mainly composed of vanadium (V)) can be used. Even when a vanadate-based low-melting glass is used, the cap main body 12 is plated with palladium (Pd), so that when the light transmission window 14 is welded, the vanadine is bonded to the interface between the low-melting glass and the cap main body 12. A eutectic alloy layer of vanadium (V) and palladium (Pd) contained in the acid-based low-melting glass is formed, the low-melting glass is adhered to the cap body 12 and the light transmission window 14 is hermetically welded. Can do.

本発明の一実施形態に係る光半導体素子用キャップを備えたパッケージの構成を一部切り欠いて示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which partially cuts and shows the structure of the package provided with the cap for optical semiconductor elements which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のパッケージを用いた光ピックアップ装置の概略構成を一部切り欠いて示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the optical pickup device using the package of FIG. 図1に示す光半導体素子用キャップの一変形例に係る構成を一部切り欠いて示す斜視図である。It is a perspective view which notches some structures which show the structure concerning the modification of the cap for optical semiconductor elements shown in FIG. 図1に示す光半導体素子用キャップの他の変形例に係る構成を一部切り欠いて示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a configuration according to another modification of the optical semiconductor element cap shown in FIG. 1 with a part cut away. 図1に示す光半導体素子用キャップの更に他の変形例に係る構成を一部切り欠いて示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a configuration according to still another modification of the optical semiconductor element cap shown in FIG. 1 with a part cut away. 従来の光ピックアップ装置の構成例を概略的に示す透視斜視図である。It is a see-through | perspective perspective view which shows the structural example of the conventional optical pick-up apparatus roughly.

符号の説明Explanation of symbols

10…外側キャップ、
12…キャップ用アイレット(キャップ本体)、
12a…光透過孔(開口部)、
12b…フランジ、
14…ガラス板(光透過窓)、
16…ビスマス(Bi)系の低融点ガラス(溶着材)、
20,20a,20b,20c…内側キャップ、
22,24,26,28…キャップ本体、
22a,24a,26a,28a…開口部、
22b,28b…フランジ、
30…ステム、
32…アイレット、
34…放熱部、
34a,34b…(光半導体素子の)実装面、
36,36G…リード、
38…封着用ガラス、
40…光半導体素子用パッケージ、
42,44…光半導体素子、
46…ホログラム素子、
50…光ピックアップ装置、
CP…(光半導体素子用)キャップ、
P1…パラジウム(Pd)めっき膜、
P2…黒色めっき膜、
P3…金(Au)めっき膜。
10 ... outer cap,
12 ... cap eyelet (cap body),
12a: Light transmission hole (opening),
12b ... flange,
14 ... Glass plate (light transmission window),
16 ... Bismuth (Bi) low melting point glass (welding material),
20, 20a, 20b, 20c ... inner cap,
22, 24, 26, 28 ... the cap body,
22a, 24a, 26a, 28a ... opening,
22b, 28b ... flange,
30 ... stem,
32 ... Eyelets
34 ... heat dissipation part,
34a, 34b (mounting surface of optical semiconductor element),
36, 36G ... Lead,
38 ... Glass for sealing,
40. Package for optical semiconductor element,
42, 44 ... optical semiconductor element,
46. Hologram element,
50. Optical pickup device,
CP ... (for optical semiconductor element) cap,
P1 ... Palladium (Pd) plating film,
P2 ... Black plating film,
P3: Gold (Au) plating film.

Claims (7)

光半導体素子を搭載するステムを気密封止するのに用いられる光半導体素子用キャップであって、
前記ステムを気密封止したときに前記光半導体素子と外部との間で光が透過し得るように配置された光透過窓を有する外側キャップと、
前記外側キャップに収容されたときに前記光透過窓の位置に対応するように配置された開口部を有し、且つその表面に黒色めっき膜が被着された内側キャップとを備えたことを特徴とする光半導体素子用キャップ。
An optical semiconductor element cap used to hermetically seal a stem on which an optical semiconductor element is mounted,
An outer cap having a light transmission window arranged so that light can be transmitted between the optical semiconductor element and the outside when the stem is hermetically sealed;
And an inner cap having an opening disposed so as to correspond to the position of the light transmission window when housed in the outer cap, and having a black plating film deposited on the surface thereof. An optical semiconductor element cap.
前記内側キャップの表面に、前記黒色めっき膜に代えて、無光沢パラジウムめっき膜が被着されていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体素子用キャップ。   2. The cap for an optical semiconductor element according to claim 1, wherein a matte palladium plating film is deposited on the surface of the inner cap instead of the black plating film. 前記内側キャップに代えて、樹脂の中に光を吸収する属性を有した材料を混入させたものを所要の形状に成形して得られる内側キャップを備え、該内側キャップは、前記外側キャップに収容されたときに前記光透過窓の位置に対応する部分に開口部を有するよう成形されていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体素子用キャップ。   In place of the inner cap, an inner cap obtained by molding a resin having a property of absorbing light into a resin into a required shape is provided, and the inner cap is accommodated in the outer cap. 2. The cap for an optical semiconductor element according to claim 1, wherein the cap for the optical semiconductor element is formed so as to have an opening at a portion corresponding to the position of the light transmission window when it is formed. 前記内側キャップに代えて、樹脂を所要の形状に成形した後でその表面に光を吸収する属性を有した材料をコーティングすることによって得られる内側キャップを備え、該内側キャップは、前記外側キャップに収容されたときに前記光透過窓の位置に対応する部分に開口部を有するよう成形されていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体素子用キャップ。   Instead of the inner cap, an inner cap obtained by coating the surface with a material having the property of absorbing light after molding a resin into a required shape, the inner cap is provided on the outer cap. 2. The cap for an optical semiconductor element according to claim 1, wherein the cap for an optical semiconductor element is formed so as to have an opening at a portion corresponding to the position of the light transmission window when accommodated. 前記外側キャップは、前記光透過窓の大きさよりも小さい開口部を有してキャップ状に成形された薄板状の金属材からなり、且つその表面にパラジウムめっき膜が被着されたキャップ本体と、前記光透過窓としてのガラス板とを備え、前記キャップ本体の前記開口部の周辺部分に、鉛を含有しない低融点ガラスを溶着材として前記ガラス板が溶着されて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体素子用キャップ。   The outer cap is made of a thin plate-like metal material formed into a cap shape having an opening smaller than the size of the light transmission window, and a palladium plating film is deposited on the surface of the cap body; A glass plate as the light transmitting window, and the glass plate is formed by welding a low melting point glass not containing lead to a peripheral portion of the opening of the cap body. The cap for optical semiconductor elements according to claim 1. 少なくとも発光用及び受光用の各光半導体素子を搭載するためのステムと、
該ステムを気密封止するよう適応された請求項1から5のいずれか一項に記載の光半導体素子用キャップとを備えたことを特徴とする光半導体素子用パッケージ。
A stem for mounting at least each of the light-emitting and light-receiving optical semiconductor elements;
An optical semiconductor element package comprising: the optical semiconductor element cap according to any one of claims 1 to 5 adapted to hermetically seal the stem.
請求項6に記載の光半導体素子用パッケージと、
前記外側キャップの前記光透過窓上に搭載され、2つの回折格子を有したホログラム素子と、
前記ステム上に搭載され、出射したレーザ光が前記光透過窓を透過して前記ホログラム素子の一方の回折格子に指向されるように配置された半導体レーザ素子と、
前記ステム上に搭載され、前記半導体レーザ素子から前記光透過窓及びホログラム素子を透過して出射されたレーザ光に応答して外部で反射された光を前記ホログラム素子の他方の回折格子及び前記光透過窓を通して検知し得るように配置された受光素子とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
The package for optical semiconductor elements according to claim 6,
A hologram element mounted on the light transmission window of the outer cap and having two diffraction gratings;
A semiconductor laser element mounted on the stem and disposed so that the emitted laser light is transmitted through the light transmission window and directed to one diffraction grating of the hologram element;
Light that is mounted on the stem and reflected externally in response to laser light emitted from the semiconductor laser element through the light transmission window and the hologram element is reflected on the other diffraction grating of the hologram element and the light. An optical pickup device comprising: a light receiving element arranged to be detected through a transmission window.
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