JP2009212524A - Semiconductor laser - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser which has a small external diameter while enhancing heat dissipation property by making a heat sink portion large even when a laser chip has a large chip size and large calorific value, and a thin type optical pickup using the same. <P>SOLUTION: A support portion 12 is provided on the side of one bottom portion (base 11) of a stem 1 where at least two leads 14 and 16 are fixed such that they project from both sides. The heat sink portion 13 is formed such that it extends widely toward the two projecting leads 14 and 16 above the support portion 12. The laser chip 2 is mounted on the heat sink portion 13. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、DVD(デジタルビデオディスク)、DVD−ROMなどのピックアップ用光源に用いるのにとくに適した、小形で安価な半導体レーザに関する。さらに詳しくは、DVD用などのレーザチップが大きくなっても、小さな外形で形成し得るステムタイプの半導体レーザに関する。   The present invention relates to a small and inexpensive semiconductor laser particularly suitable for use in a pickup light source such as a DVD (Digital Video Disc) or DVD-ROM. More specifically, the present invention relates to a stem-type semiconductor laser that can be formed with a small outer shape even when a laser chip for DVD or the like becomes large.

従来のCD用のピックアップなどに用いられるステムタイプの半導体レーザは、図7に示されるような構造になっている。すなわち、鉄などの金属材料を冷間鍛造法により成形して、ベース21の中心部の一部を盛り上げてヒートシンク部22を形成し、リード23、25をガラス26などにより固定したステム20が用いられ、このヒートシンク部22にレーザチップ31がシリコン基板などからなるサブマウント34を介してマウントされ、一方の電極(チップ31の裏面電極)がサブマウント34の中継部38を介してワイヤ33によりリード23と電気的に接続され、他方の電極はワイヤ33を介してサブマウント34に接続され、その裏面を介してヒートシンク部22およびベース21を経てコモンリード24と電気的に接続されている。なお、32はモニター用の受光素子で、一方の電極はワイヤ33を介してリード25と、他方の電極はサブマウント34、ヒートシンク部22およびベース21を介してコモンリード24とそれぞれ電気的に接続されている。そしてその周囲にキャップ35が被せられることにより形成されている。キャップ35の頂部中央部にはレーザチップ31により発光する光が透過するように貫通孔35aが設けられ、ガラス板36が接着剤37により封着されている。   A stem type semiconductor laser used for a conventional CD pickup or the like has a structure as shown in FIG. That is, a stem 20 in which a metal material such as iron is formed by a cold forging method, a part of the center portion of the base 21 is raised to form the heat sink portion 22, and the leads 23 and 25 are fixed by a glass 26 or the like is used. The laser chip 31 is mounted on the heat sink part 22 via a submount 34 made of a silicon substrate or the like, and one electrode (the back electrode of the chip 31) is lead by the wire 33 via the relay part 38 of the submount 34. The other electrode is connected to the submount 34 via the wire 33, and is electrically connected to the common lead 24 via the heat sink 22 and the base 21 via the back surface thereof. Reference numeral 32 denotes a light-receiving element for monitoring. One electrode is electrically connected to the lead 25 via the wire 33, and the other electrode is electrically connected to the common lead 24 via the submount 34, the heat sink 22 and the base 21. Has been. And it forms by covering the cap 35 around it. A through hole 35 a is provided at the center of the top of the cap 35 so that light emitted from the laser chip 31 is transmitted, and a glass plate 36 is sealed with an adhesive 37.

この構造では、リード23、25間にヒートシンク部22を形成しなければならないにも拘わらず、リード23、25をガラス26などにより封着しなければならないため、ステム20の径を小さくすることができない。そのため、従来は外形が5.6mmφ程度のものしか作られていない。   In this structure, although the heat sink portion 22 must be formed between the leads 23 and 25, the leads 23 and 25 must be sealed with glass 26 or the like, so that the diameter of the stem 20 can be reduced. Can not. For this reason, conventionally, only an outer shape of about 5.6 mmφ has been produced.

一方、図8に示されるように、板状体を絞り加工してリング27およびヒートシンクとする台座部28を一体に形成し、そのリング27内にガラス29などによりリード23、25を直接封着してステム20を形成し、キャップ35をそのステム20の外周に圧入により被せるタイプのものもある。このような構造にすることにより、ステムのベースに直接ヒートシンク部を形成する必要がなく、また、キャップを溶接するスペースを必要としないため、3.3mmφ程度のものが製造されている。なお、図8と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。   On the other hand, as shown in FIG. 8, a plate-like body is drawn to form a ring 27 and a pedestal 28 as a heat sink, and the leads 23 and 25 are directly sealed in the ring 27 by glass 29 or the like. In some types, the stem 20 is formed, and the cap 35 is put on the outer periphery of the stem 20 by press fitting. By adopting such a structure, it is not necessary to directly form a heat sink portion on the base of the stem, and a space for welding the cap is not required, so that a product having a diameter of about 3.3 mmφ is manufactured. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as FIG. 8, and the description is abbreviate | omitted.

従来のCD用などのピックアップに用いる光源としては、レーザチップの大きさも0.25mm角程度であり、また動作電流も小さいため、前述の図8に示される構造の半導体レーザを用いても、発熱量も少なく差し支えないが、DVD用のレーザチップは0.25mm×0.5mm角程度と大きく、動作電流もCD用の2倍程度と大きくなり、放熱が充分でないとレーザチップが発光しなくなるという問題がある。そのため、ヒートシンク部をできるだけ大きくして、放熱を向上させることが必要となる。さらに、図8に示される構造では、キャップが圧入によりはめ込まれているため、ステム表面にハンダメッキなどを厚く形成する必要があり、リードにもハンダメッキが厚く付いて、ワイヤボンディングをしにくいとい問題もある。   As a light source used for a conventional pickup for a CD or the like, the laser chip has a size of about 0.25 mm square and the operating current is small. Therefore, even if the semiconductor laser having the structure shown in FIG. The amount of laser chip for DVD is as large as about 0.25mm x 0.5mm square, and the operating current is about twice as large as that for CD, and the laser chip will not emit light if the heat dissipation is not enough. There's a problem. Therefore, it is necessary to make the heat sink part as large as possible to improve heat dissipation. Furthermore, in the structure shown in FIG. 8, since the cap is fitted by press-fitting, it is necessary to form a thick solder plating on the stem surface, and the lead also has a thick solder plating, which makes it difficult to perform wire bonding. There is also a problem.

一方において、CDやDVDなどの信号検出に用いるピックアップは、最近のノート型パソコンなどに代表されるように電子機器の軽薄短小化に伴い、非常に薄型のものが要求され、ピックアップでは横向きにして用いられる半導体レーザはその外径の小さいものが要求され、前述のDVD用などでチップサイズが大きくなり、放熱をよくする必要のあるものでも、外径を3.3mmφ程度以下にすることが望まれている。   On the other hand, pickups used to detect signals such as CDs and DVDs are required to be very thin as electronic devices become lighter and thinner as represented by recent notebook personal computers. The semiconductor laser to be used is required to have a small outer diameter, and even if the chip size is increased for the above-mentioned DVD or the like, and the heat radiation needs to be improved, the outer diameter should be about 3.3 mmφ or less. It is rare.

本発明はこのような状況に鑑みなされたもので、チップサイズが大きく発熱量の大きいレーザチップの場合でも、ヒートシンク部を大きくして放熱特性を向上させながら、外径の小さい半導体レーザを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and provides a semiconductor laser having a small outer diameter while improving heat dissipation characteristics by enlarging a heat sink even in the case of a laser chip having a large chip size and a large amount of heat generation. For the purpose.

本発明の他の目的は、ノート型パソコンなどに用いられるような光ピックアップを薄型化し、電子機器の薄型化を達成することができる光ピックアップ装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of reducing the thickness of an optical pickup used in a notebook personal computer or the like and achieving a reduction in thickness of an electronic device.

本発明による半導体レーザは、少なくとも2本のリードが両側に突出するように固定されるステムと、該ステムの一方の底部(リードの固定部)側に設けられる支持部と、該支持部の上部で前記突出する2本のリード側に延びるように幅広に形成されるヒートシンク部と、該ヒートシンク部に固着されるレーザチップとからなっている。   A semiconductor laser according to the present invention includes a stem that is fixed so that at least two leads protrude on both sides, a support portion provided on one bottom portion (lead fixing portion) side of the stem, and an upper portion of the support portion. The heat sink portion is formed wide so as to extend toward the two protruding leads, and the laser chip is fixed to the heat sink portion.

ここにリード側に延びるように幅広に形成されるとは、2本のリードの間に設けられる支持部がリードの幅方向に延びる場合、およびリードの後ろ側に設けられる支持部が前方のリード側(リードの幅方向と垂直方向)に延びる場合の一方または両方を含む意味である。なお、幅広に形成される部分は、リード先端の上部を覆うように幅広にされてもよいし、リードの先端は覆われないが、リードを固着するガラス部分を覆う程度の幅広でもよい。   Here, the term “widely formed so as to extend to the lead side” means that the support portion provided between the two leads extends in the width direction of the lead, and the support portion provided behind the lead is the front lead. It is meant to include one or both when extending in the direction (perpendicular to the width direction of the lead). The wide portion may be wide so as to cover the top of the lead tip, or may be wide enough to cover the glass portion to which the lead is fixed, although the lead tip is not covered.

この構造にすることにより、平面的に見て(ステムを上面から見て)、支持部はリード間隔などにより狭く制約されても、ヒートシンク部とリード(リードを固着するガラス部を含む)とが重なる構造になっているため、狭いリードの間隔にしても充分にヒートシンク部の体積を確保することができる。その結果、3.3mmφの外径とするための狭いリード間隔にしても、熱放散に充分なヒートシンク部を設けることができ、DVD用のようにチップサイズが大きくて発熱の大きいレーザチップでも小形のパッケージにすることができる。すなわち、従来のこの種の半導体レーザでは、ヒートシンク部と支持部とが同じ幅で形成され、平面的に見て、ヒートシンク部とリードとが並ぶように配置するという発想であったため、ステムにおけるリードの間隔に制約を受けたり、ヒートシンク部を大きくすることができないという制約を受けていた。しかし、平面的に見てリードと重なるようにヒートシンク部を広げて大きくするという発想にしたことにより、小さな外形でチップサイズが大きく発熱の大きいDVD用の半導体レーザでも外形が3.3mmφ程度の小形に形成することができた。   With this structure, the heat sink and the lead (including the glass part to which the lead is fixed) are seen even when the support part is constrained narrowly by the lead interval or the like when viewed in plan (when the stem is viewed from above). Because of the overlapping structure, a sufficient volume of the heat sink can be secured even with a narrow lead interval. As a result, it is possible to provide a heat sink portion that is sufficient for heat dissipation even with a narrow lead interval for an outer diameter of 3.3 mmφ, and even a laser chip that has a large chip size and a large amount of heat, such as a DVD, is small. Can be packaged. That is, in this type of conventional semiconductor laser, the heat sink portion and the support portion are formed with the same width, and the idea is that the heat sink portion and the lead are arranged in a plan view. There is a restriction that the space between the heat sink and the heat sink cannot be enlarged. However, the idea of expanding the heat sink part so that it overlaps with the lead in plan view is large, so even a semiconductor laser for DVD with a small external shape, large chip size and large heat generation has a small external shape of about 3.3 mmφ. Could be formed.

前記ステムが、金属性ベースの貫通孔に絶縁体を介して前記2本のリードが固定されることにより形成され、前記支持部が該ベースと一体に形成され、該支持部上に前記ヒートシンク部が接着される構造にすることにより、ヒートシンク部として、熱伝導のよい銅材などを使用することができる。   The stem is formed by fixing the two leads to the through hole of the metallic base via an insulator, the support part is formed integrally with the base, and the heat sink part is formed on the support part. By adopting a structure in which is adhered, a copper material having good thermal conductivity can be used as the heat sink.

前記ステムが、金属性ベースの貫通孔に絶縁体を介して前記2本のリードが固定されることにより形成され、前記支持部およびヒートシンク部が該ベースと一体に形成されることにより、寸法精度がよくなり、組立も容易になる。   The stem is formed by fixing the two leads to the through hole of the metallic base via an insulator, and the support portion and the heat sink portion are formed integrally with the base, thereby providing dimensional accuracy. And assembly becomes easy.

前記支持部およびヒートシンク部が金属性板材により一体物に形成され、該一体物の前記支持部が前記ステムのベースに固着される構造にすることにより、ステムの製造工程が非常に容易になる。   Since the support portion and the heat sink portion are integrally formed of a metallic plate material, and the support portion of the integral body is fixed to the base of the stem, the manufacturing process of the stem becomes very easy.

前記ステムが、円筒状のリング内に絶縁体を介して前記少なくとも2本のリードが封着されることにより形成されるタイプでも、幅広に形成され、熱放散のよいヒートシンク部が設けられることにより、DVD用などのチップサイズが大きく発熱量の大きいレーザチップを有する半導体レーザを製造することもできる。   Even if the stem is formed by sealing the at least two leads through an insulator in a cylindrical ring, the stem is formed wide and provided with a heat sink portion with good heat dissipation. It is also possible to manufacture a semiconductor laser having a laser chip with a large chip size and a large calorific value, such as for DVD.

本発明による光ピックアップ装置は、半導体レーザと、回折格子と、前記半導体レーザから出射する光と反射して戻る光とを分離するビームスプリッタと、前記半導体レーザからのビームを平行光とするコリメートレンズと、前記半導体レーザからのビームを直角方向に曲げる反射鏡と、前記ビームをディスク上に焦点を結ばせる対物レンズと、前記ディスクからの反射光を前記ビームスプリッタにより分離して検出する光検出器とからなり、前記半導体レーザが請求項1記載の半導体レーザからなっている。   An optical pickup device according to the present invention includes a semiconductor laser, a diffraction grating, a beam splitter that separates light emitted from the semiconductor laser and light reflected and returned, and a collimator lens that collimates the beam from the semiconductor laser. A reflector that bends the beam from the semiconductor laser in a right angle direction, an objective lens that focuses the beam on the disk, and a photodetector that detects the reflected light from the disk by separating it with the beam splitter. The semiconductor laser comprises the semiconductor laser according to claim 1.

本発明によれば、冷間鍛造法で形成するような金属性ベースを有するステムを使用しても、3.3mmφ程度の非常に小型の半導体レーザを得ることができるため、部材の変形などが生じることがなく、また、熱放散もよくなり、非常に信頼性の高い半導体レーザが得られる。さらに、金属性ベースを有するステムを使用することにより、キャップを溶接することができ、高い気密性を得やすい。   According to the present invention, even if a stem having a metallic base formed by a cold forging method is used, a very small semiconductor laser of about 3.3 mmφ can be obtained. In addition, heat dissipation is improved and a highly reliable semiconductor laser can be obtained. Furthermore, by using a stem having a metallic base, the cap can be welded and high airtightness is easily obtained.

さらに、ヒートシンク部をリードの間隔に制約を受けることなく、充分に大きく形成することができるため、DVDのようなチップサイズが大きくなったり発熱量の大きいレーザチップでも、ステムの外形を大きくすることなくマウントすることができる。   Furthermore, since the heat sink can be formed sufficiently large without being restricted by the interval between the leads, the outer shape of the stem can be increased even with a laser chip having a large chip size or a large calorific value, such as a DVD. Can be mounted without.

その結果、DVD用などのピックアップでも、非常に薄型のピックアップを形成することができる。また、本発明の半導体レーザを用いたピックアップによれば、ノートパソコンなどレーザ光源を使用する電子機器の薄型化に非常に大きく寄与する。   As a result, a very thin pickup can be formed even with a pickup for DVD or the like. In addition, the pickup using the semiconductor laser of the present invention greatly contributes to the thinning of electronic equipment using a laser light source such as a notebook personal computer.

本発明による半導体レーザの一実施形態の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of one Embodiment of the semiconductor laser by this invention. 図1のヒートシンク部を大きくする他の構造例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other structural example which enlarges the heat sink part of FIG. 本発明の半導体レーザにおける他の実施形態の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of other embodiment in the semiconductor laser of this invention. 本発明の半導体レーザにおける他の実施形態の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of other embodiment in the semiconductor laser of this invention. 本発明の半導体レーザにおける他の実施形態の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of other embodiment in the semiconductor laser of this invention. 本発明によるピックアップの構成の説明図である。It is explanatory drawing of the structure of the pick-up by this invention. 従来の半導体レーザにおける構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the structural example in the conventional semiconductor laser. 従来の半導体レーザにおける構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the structural example in the conventional semiconductor laser.

つぎに、図面を参照しながら本発明の半導体レーザについて説明をする。本発明による半導体レーザは、その一実施形態の断面説明図ならびにそのステム部の斜視および平面説明図が図1(a)〜(c)にそれぞれ示されるように、少なくとも2本のリード14、16が両側に突出するように固定されるステム1の一方の底部(ベース11)側に支持部12が設けられている。そして、その支持部12の上部で前述の突出する2本のリード14、16側に延びるように幅広にヒートシンク部13が形成されている。このヒートシンク部13にレーザチップ2がマウントされている。   Next, the semiconductor laser of the present invention will be described with reference to the drawings. The semiconductor laser according to the present invention has at least two leads 14 and 16 as shown in FIGS. 1A to 1C, respectively. A support portion 12 is provided on one bottom portion (base 11) side of the stem 1 fixed so as to protrude from both sides. Then, a heat sink portion 13 is formed in a wide width so as to extend toward the above-described two protruding leads 14 and 16 above the support portion 12. The laser chip 2 is mounted on the heat sink portion 13.

ステム1は、ベース11、支持部12、ヒートシンク部13およびベース11に設けられた貫通孔に軟質ガラス17などにより封着されたリード14、16と、ベース11に直接溶接などにより設けられたリード15とからなっている。図1に示される例では、ベース11と支持部12とは一体で、たとえば鉄板を冷間鍛造法によりその中心部に支持部12とする突起部を形成することにより形成されており、ベース11の厚さがたとえば1mm程度で、その径が3.3mmφ程度に、また、支持部12は、図1(c)の平面説明図に破線で示されるように、リード14、16に挟まれる部分ではベース11の貫通孔で挟まれる幅と同程度またはそれより若干狭く、リード14、16の後ろ側では1.1mm程度(リード14、16の中心間距離と同程度)と広く形成されている。なお、リード14、16を固着する貫通孔の径は、たとえば0.75mmφ程度で、その間隔は1.1mmφ程度に形成される。   The stem 1 includes a base 11, a support portion 12, a heat sink portion 13, leads 14 and 16 sealed in a through hole provided in the base 11 with a soft glass 17 and the like, and leads provided on the base 11 by direct welding or the like. It consists of 15. In the example shown in FIG. 1, the base 11 and the support portion 12 are integrated, and are formed by, for example, forming an iron plate by using a cold forging method to form a protrusion that forms the support portion 12 at the center thereof. The support portion 12 is a portion sandwiched between the leads 14 and 16 as indicated by a broken line in the plan explanatory view of FIG. 1C, for example, with a thickness of about 1 mm and a diameter of about 3.3 mmφ. In this case, the width is about the same as or slightly narrower than the width sandwiched between the through holes of the base 11 and about 1.1 mm behind the leads 14 and 16 (same as the distance between the centers of the leads 14 and 16). . The diameter of the through hole for fixing the leads 14 and 16 is, for example, about 0.75 mmφ, and the interval is formed to about 1.1 mmφ.

リード14、16は、たとえば0.3mmφ程度のFe−Ni合金棒などからなり、軟質ガラス17などからなるガラスビーズによりベース11の貫通孔に封着されている。コモンリード15も同じ材料からなっているが、ベース11と電気的に接続するため直接ベース11に溶接などにより固着されている。   The leads 14 and 16 are made of, for example, an Fe—Ni alloy rod of about 0.3 mmφ, and are sealed in the through holes of the base 11 by glass beads made of soft glass 17 or the like. The common lead 15 is also made of the same material, but is directly fixed to the base 11 by welding or the like for electrical connection with the base 11.

ヒートシンク部13は、図1に示される例では、支持部12とは別体に形成され、たとえば銅ブロックなどからなり、図1(c)に平面説明図が示されるように、支持部12よりリード14、16側にはみ出すように幅広部が形成され、並列するリード14、16の並ぶ方向の幅Aが、たとえば1.4mm程度に、高さBが1.1mm程度に形成され、支持部12にロウ付けなどにより固着されている。すなわち、支持部12だけでは、その前面の幅が、貫通孔の間隙部である0.4mm程度しかないが、ヒートシンク部13の前面の幅は1.4mm程度に広がっている。そのため、レーザチップをボンディングするサブマウントを確実に固着することができると共に、サブマウントに伝わるレーザチップの熱を効率よく放散することができる。   In the example shown in FIG. 1, the heat sink portion 13 is formed separately from the support portion 12, and is made of, for example, a copper block, and the plan view is shown in FIG. A wide portion is formed so as to protrude to the side of the leads 14 and 16, the width A in the direction in which the parallel leads 14 and 16 are arranged is formed, for example, about 1.4 mm, and the height B is formed about 1.1 mm. 12 is fixed by brazing or the like. That is, with the support portion 12 alone, the width of the front surface is only about 0.4 mm which is the gap portion of the through hole, but the width of the front surface of the heat sink portion 13 is widened to about 1.4 mm. Therefore, the submount for bonding the laser chip can be securely fixed, and the heat of the laser chip transmitted to the submount can be efficiently dissipated.

図1に示される例では、リード14、16が並ぶ方向(横方向)にヒートシンク部13の幅を支持部12の幅より広げて幅広に形成したが、たとえば図2に示されるように、リード14、16の後ろ側に広い幅で支持部12を形成しておき、ヒートシンク部13を支持部12よりリード側(図2のC方向)に広げて、幅広に形成されてもよいし、リードの並ぶ方向と共に両方に幅広に形成されてもよい。要は、ヒートシンク部13の平面で見た面積が、支持部12より大きく形成されると共に、マウントするレーザチップの発光部がステムの中心部に位置するように広い面積で形成されていることに特徴がある。また、前述の例では、ヒートシンク部13が支持部12と別体に形成されていたが、後述するように支持部12と一体、またはベース11および支持部12と一体に形成されてもよい。   In the example shown in FIG. 1, the width of the heat sink portion 13 is wider than the width of the support portion 12 in the direction (lateral direction) in which the leads 14 and 16 are arranged, but for example, as shown in FIG. The support part 12 may be formed with a wide width on the rear side of 14 and 16, and the heat sink part 13 may be formed wider than the support part 12 on the lead side (C direction in FIG. 2). It may be formed wide in both directions along with the direction in which they are arranged. In short, the area of the heat sink portion 13 as viewed in a plane is formed larger than that of the support portion 12, and the light emitting portion of the laser chip to be mounted is formed with a large area so as to be located at the center of the stem. There are features. In the above-described example, the heat sink portion 13 is formed separately from the support portion 12, but may be formed integrally with the support portion 12 or integrally with the base 11 and the support portion 12 as described later.

レーザチップ2は、レーザ光を出射するように形成されているが、その大きさはCD用では250μm×250μm程度であるが、DVD用では250μm×500μm程度と大きくなる。しかし、それでも非常に小さく、その取扱を容易にし、さらに放熱性を確保するため、通常0.8mm×1mm程度の大きさのシリコン基板などからなるサブマウント3上にボンディングされている。そして、一方の電極はサブマウント3に金線8などのワイヤボンディングにより接続されてその裏面から導電性接着剤、ヒートシンク部13、支持部12、ベース11を介してコモンリード15に接続され、他方の電極(裏面電極)はサブマウント3上の接続部3aを介して金線8などのワイヤボンディングによりリード14と接続されている。   The laser chip 2 is formed so as to emit laser light. The size of the laser chip 2 is about 250 μm × 250 μm for a CD, but increases to about 250 μm × 500 μm for a DVD. However, it is still very small, and is bonded onto the submount 3 made of a silicon substrate or the like of a size of about 0.8 mm × 1 mm in order to facilitate handling and secure heat dissipation. One electrode is connected to the submount 3 by wire bonding such as a gold wire 8 and is connected to the common lead 15 through the conductive adhesive, the heat sink portion 13, the support portion 12 and the base 11 from the back surface. The electrode (back electrode) is connected to the lead 14 by wire bonding such as a gold wire 8 through the connection portion 3 a on the submount 3.

このレーザチップ2がボンディングされたサブマウント3は吸着コレットにより搬送され、ヒートシンク部13にマウントされる。また、レーザチップ2の発光出力をモニターするための受光素子4が同様にサブマウント3に設けられ、その一方の電極はヒートシンク部13などを介してコモンリード15に接続され、他方の電極は金線8などのワイヤボンディングによりリード16と電気的に接続されている。なお、この受光素子4は、サブマウント3とは別のところに設けられてもよい。   The submount 3 to which the laser chip 2 is bonded is conveyed by a suction collet and mounted on the heat sink portion 13. Similarly, a light receiving element 4 for monitoring the light emission output of the laser chip 2 is provided on the submount 3, one electrode of which is connected to the common lead 15 via the heat sink portion 13 and the other electrode is made of gold. The lead 16 is electrically connected by wire bonding such as the wire 8. The light receiving element 4 may be provided at a location different from the submount 3.

レーザチップ2の周囲には、キャップ(シェル)5がステム1に溶接されることにより設けられている。すなわち、キャップ5の底面(ステム11と接する部分)にプロジェクション(突起部)が全周に亘って設けられ、その部分に電流が集中するようにして抵抗溶接などにより全周がハーメティックに封着されている。キャップ5は銅などの熱伝導のよい材料からなっているのが好ましいが、鉄やコバルトなどの溶接性の良好な金属でもよい。また、無光沢銀メッキなどが施されていることが、内面で光の乱反射を防止しやすいため好ましい。なお、キャップ5の頂部の中心部には、レーザ光が通過する窓部(貫通孔)59が設けられており、その窓部5aにガラスなどの透明板6が低融点ガラスなどの接着剤7により貼着されている。   A cap (shell) 5 is provided around the laser chip 2 by welding to the stem 1. That is, projections (protrusions) are provided on the bottom surface of the cap 5 (the portion in contact with the stem 11) over the entire circumference, and the entire circumference is hermetically sealed by resistance welding or the like so that current is concentrated on that portion. ing. The cap 5 is preferably made of a material having good heat conductivity such as copper, but may be a metal having good weldability such as iron or cobalt. Further, matte silver plating or the like is preferably applied because it is easy to prevent irregular reflection of light on the inner surface. In addition, a window portion (through hole) 59 through which laser light passes is provided at the center of the top portion of the cap 5, and a transparent plate 6 such as glass is provided in the window portion 5a with an adhesive 7 such as low-melting glass. It is stuck by.

本発明の半導体レーザによれば、ヒートシンク部が支持部より幅広に形成されているため、ステムのリード間隔が狭くても(リード間隔に拘わらず)、熱放散を充分にし得る大きなヒートシンクにレーザチップをマウントすることができる。その結果、DVD用のチップサイズが大きくて、動作電流が大きく発熱の大きいレーザチップでも、外径の小さいステムにマウントすることができる。また、従来のCD用の比較的小さいチップで発熱量の小さいチップでも、外径を3.3mmφに形成するためには、冷間鍛造によるステムタイプのものでは、リードを固着するガラスの径や、キャップを溶接する部分を形成するためのスペースなどが必要で、小型化を達成することができず、円筒状リングを用いたものでしか小型化できなかったが、本発明によれば、冷間鍛造によるステムタイプのものでも3.3mmφ程度の小型のものを製造することができる。   According to the semiconductor laser of the present invention, since the heat sink portion is formed wider than the support portion, the laser chip can be a large heat sink that can sufficiently dissipate heat even if the stem lead interval is narrow (regardless of the lead interval). Can be mounted. As a result, even a laser chip having a large DVD chip size, large operating current, and large heat generation can be mounted on a stem having a small outer diameter. In addition, in order to form the outer diameter of 3.3 mmφ even with a relatively small chip for a conventional CD and a small calorific value, in the case of a stem type by cold forging, the diameter of the glass to which the lead is fixed or However, a space for forming a portion for welding the cap is required, and the size reduction cannot be achieved, and the size can be reduced only by using a cylindrical ring. Even a stem type by intermediate forging can be manufactured as small as about 3.3 mmφ.

この金属性のステムを用いることができることにより、前述のようにキャップをステムに抵抗溶接により設けることができる。その結果、機密性を大幅に向上させることができると共に、圧入をするために必要とされるハンダメッキが不要となり、リードにハンダメッキがつかなくなるため、ワイヤボンディング性が非常に向上する。   Since this metallic stem can be used, the cap can be provided on the stem by resistance welding as described above. As a result, confidentiality can be greatly improved, solder plating required for press-fitting is not required, and solder plating cannot be applied to the leads, so that the wire bonding property is greatly improved.

前述の例では、ヒートシンク部13を支持部12とは別の材料により別体で作製し、支持部12上にロウ付けなどにより固着する例であった。このような別体により形成すれば、とくに熱伝導の良好な銅ブロックなどを用いることができるため好ましいが、図3にステム部の斜視説明図が示されるように、鉄板などから冷間鍛造法によりベース11、支持部12と共にヒートブロック部13を一体に形成することもできる。一体に形成すれば、ヒートブロック部13を固着する必要もなく、精度よく製造することができるという利点がある。   In the above-described example, the heat sink portion 13 is manufactured separately from a material different from the support portion 12 and is fixed to the support portion 12 by brazing or the like. If formed by such a separate body, it is preferable because a copper block having particularly good heat conduction can be used. However, as shown in the perspective view of the stem portion in FIG. Thus, the heat block portion 13 can be formed integrally with the base 11 and the support portion 12. If formed integrally, there is an advantage that the heat block portion 13 does not need to be fixed and can be manufactured with high accuracy.

さらに別の例として、図4に同様のステム部の斜視説明図が示されるように、支持部12とヒートブロック部13とを銅板の打抜きと折曲げなどにより一体に形成し、その一体物の支持部12をベースに溶接またはロウ付けなどにより固着する構造でもよい。なお、図4に示されるように、ヒートシンク部を折り曲げることにより、限られた空間でその表面積を大きく形成することができ、放熱特性を向上させることができる。他の部分は前述の例と同様で、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。   As another example, as shown in a perspective explanatory view of a similar stem portion in FIG. 4, the support portion 12 and the heat block portion 13 are integrally formed by punching and bending a copper plate, and The support portion 12 may be fixed to the base by welding or brazing. As shown in FIG. 4, by bending the heat sink portion, the surface area can be increased in a limited space, and the heat dissipation characteristics can be improved. The other parts are the same as in the above example, and the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図5(a)〜(b)は、さらに別の例をそれぞれ直角方向での断面で示す説明図で、従来の3.3mmφの小型パッケージで、DVD用などの大きなレーザチップをマウントすることができるように、幅広のヒートシンク部を設けた例である。すなわち、前述のような銅板などの絞り加工により円筒状のリング18を形成し、そのリング18内にガラス19などによりリード14、16を封着することによりステム1が形成され、そのリング18と一体で支持部12およびコモンリード15が形成されている。そして、その支持部12上に、支持部より幅広に形成されたヒートシンク部13が固着されることにより形成されている。なお、ステム1以外の他の部分は図1に示される例と同様で、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。図5では、受光素子が図示されていないが、前述の例と同様に設けられる。   FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams showing still another example in a cross-section in a right angle direction, in which a large laser chip for DVD or the like can be mounted in a conventional small package of 3.3 mmφ. This is an example in which a wide heat sink is provided. That is, the cylindrical ring 18 is formed by drawing processing such as the copper plate as described above, and the stem 1 is formed by sealing the leads 14 and 16 with the glass 19 or the like in the ring 18. The support portion 12 and the common lead 15 are integrally formed. The heat sink portion 13 formed wider than the support portion is fixed on the support portion 12. Other parts other than the stem 1 are the same as in the example shown in FIG. 1, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Although the light receiving element is not shown in FIG. 5, it is provided in the same manner as in the above example.

図6は、この外径の小さい半導体レーザを用いて、薄型のピックアップを構成する例の概略を示す説明図である。すなわち、半導体レーザ50を横向きに配置し、半導体レーザからの光を回折格子51により、たとえば3ビーム法ではレーザビームを3分割し、出射光と反射光とを分離するビームスプリッタ52を介して、コリメータレンズ53により平行ビームとし、プリズムミラー(反射鏡)54により90°(z軸方向)ビームを曲げて対物レンズ55によりDVDやCVDなどのディスク56の表面に焦点を結ばせる。そして、ディスク56からの反射光を、ビームスプリッタ52を介して、凹レンズ57などを経て光検出器58により検出する構成になっている。なお、図6で半導体レーザ50と光検出器58とはほぼ同一面(xy面)内にある。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an outline of an example in which a thin pickup is constructed using the semiconductor laser having a small outer diameter. That is, the semiconductor laser 50 is disposed sideways, and the light from the semiconductor laser is diffracted by the diffraction grating 51. For example, in the three-beam method, the laser beam is divided into three, and the beam splitter 52 that separates the emitted light and the reflected light. The collimator lens 53 converts the beam into a parallel beam, the prism mirror (reflecting mirror) 54 bends the beam at 90 ° (z-axis direction), and the objective lens 55 focuses the surface of a disk 56 such as a DVD or CVD. The reflected light from the disk 56 is detected by the photodetector 58 via the beam splitter 52, the concave lens 57, and the like. In FIG. 6, the semiconductor laser 50 and the photodetector 58 are substantially in the same plane (xy plane).

このように、半導体レーザ50を横向きに配置し、DVDなどと平行な方向にレーザビームを発射しながら、DVDなどの表面の凹凸を検出する構成にすることにより、光ピックアップの薄型化は半導体レーザの外径に依存し、その外径を小さくすることにより、非常に薄型の光ピックアップを構成することができる。前述のように外径が3.3mmφの本発明による半導体レーザを用いることにより、厚さが5mm程度の光ピックアップが得られた。   In this way, by arranging the semiconductor laser 50 in a horizontal direction and detecting irregularities on the surface of a DVD or the like while emitting a laser beam in a direction parallel to a DVD or the like, the optical pickup can be made thinner. Depending on the outer diameter of the optical pickup, a very thin optical pickup can be configured by reducing the outer diameter. As described above, an optical pickup having a thickness of about 5 mm was obtained by using the semiconductor laser according to the present invention having an outer diameter of 3.3 mmφ.

1 ステム
2 レーザチップ
11 ベース
12 支持部
13 ヒートシンク部
14 リード
15 コモンリード
16 リード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stem 2 Laser chip 11 Base 12 Support part 13 Heat sink part 14 Lead 15 Common lead 16 Lead

Claims (6)

少なくとも2本のリードが両側に突出するように固定されるステムと、該ステムの一方の底部側に設けられる支持部と、該支持部の上部で前記突出する2本のリード側に延びるように幅広に形成されるヒートシンク部と、該ヒートシンク部に固着されるレーザチップとからなる半導体レーザ。 A stem fixed so that at least two leads protrude on both sides, a support portion provided on one bottom side of the stem, and extending to the two lead sides protruding above the support portion A semiconductor laser comprising a heat sink portion formed wide and a laser chip fixed to the heat sink portion. 前記ステムが、金属性ベースの貫通孔に絶縁体を介して前記2本のリードが固定されることにより形成され、前記支持部が該ベースと一体に形成され、該支持部上に前記ヒートシンク部が接着されてなる請求項1記載の半導体レーザ。 The stem is formed by fixing the two leads to the through hole of the metallic base via an insulator, the support part is formed integrally with the base, and the heat sink part is formed on the support part. 2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein is bonded. 前記ステムが、金属性ベースの貫通孔に絶縁体を介して前記2本のリードが固定されることにより形成され、前記支持部およびヒートシンク部が該ベースと一体に形成されてなる請求項1記載の半導体レーザ。 2. The stem is formed by fixing the two leads to a through hole of a metallic base via an insulator, and the support portion and the heat sink portion are formed integrally with the base. Semiconductor laser. 前記支持部およびヒートシンク部が金属性板材により一体物に形成され、該一体物の前記支持部が前記ステムのベースに固着されてなる請求項1記載の半導体レーザ。 2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the support portion and the heat sink portion are integrally formed of a metallic plate material, and the support portion of the single piece is fixed to the base of the stem. 前記ステムが、円筒状のリング内に絶縁体を介して前記少なくとも2本のリードが封着されることにより形成されてなる請求項1記載の半導体レーザ。 2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the stem is formed by sealing the at least two leads through an insulator in a cylindrical ring. 半導体レーザと、回折格子と、前記半導体レーザから出射する光と反射して戻る光とを分離するビームスプリッタと、前記半導体レーザからのビームを平行光とするコリメートレンズと、前記半導体レーザからのビームを直角方向に曲げる反射鏡と、前記ビームをディスク上に焦点を結ばせる対物レンズと、前記ディスクからの反射光を前記ビームスプリッタにより分離して検出する光検出器とからなり、前記半導体レーザが請求項1記載の半導体レーザである光ピックアップ装置。 A semiconductor laser, a diffraction grating, a beam splitter that separates light emitted from the semiconductor laser and reflected light, a collimator lens that collimates the beam from the semiconductor laser, and a beam from the semiconductor laser A reflecting mirror that bends the light beam in a right angle direction, an objective lens that focuses the beam on the disk, and a photodetector that detects the reflected light from the disk by separating it with the beam splitter. An optical pickup device which is a semiconductor laser according to claim 1.
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