JP2010073774A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体レーザ素子を適切に保護することが可能な半導体レーザ装置を提供すること。
【解決手段】半導体レーザチップ２と、ｘ方向において半導体レーザチップ２を挟む１対の側壁部３１を有する樹脂パッケージ３と、を備える半導体レーザ装置Ａ１であって、１対の側壁部３１には、ｘ方向において互いに離間する２対の受入面３２ａを有する嵌合受入部として２対の凹部３２のが設けられており、樹脂パッケージ３は、平面視において半導体レーザチップ２を覆うとともに、１対の受入面３２ａ間に圧入された嵌合挿入部としての２対の凸部３６を有するカバー３５をさらに有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば光記録媒体に記録された情報の読取り、または光記録媒体への書き込みに用いられる光ピックアップ装置に用いられる半導体レーザ装置に関する。

図８は、従来の半導体レーザ装置の一例を示している。同図に示された半導体レーザ装置Ｘは、レーザ光の発光源として半導体レーザチップ９２を備えている。半導体レーザチップ９２は、サブマウント９１ｃを介してリード９１の一部である実装部９１ａに実装されている。半導体レーザチップ９２は、樹脂部９３によって囲まれている。リード９１は、複数の端子部９１ｂを有している。端子部９１ｂは、ワイヤ９４を介して半導体レーザチップ９２と導通している。

しかしながら、半導体レーザ装置Ｘをたとえばピックアップに組み込む作業においては、ピンセットなどで半導体レーザ装置Ｘを取り扱う。このとき、ピンセットによって、ワイヤ９４や半導体レーザチップ９２に損傷を与えてしまうおそれがある。

特開２００８−２１７５４号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、半導体レーザ素子を適切に保護することが可能な半導体レーザ装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と、上記半導体レーザ素子の出射方向と直角である第１方向において上記半導体レーザ素子を挟む１対の側壁部を有する樹脂パッケージと、を備える半導体レーザ装置であって、上記１対の側壁部には、上記第１方向において互いに離間する１対の受入面を有する嵌合受入部が設けられており、上記樹脂パッケージは、上記出射方向および上記第１方向のいずれに対しても直角である第２方向視において上記半導体レーザ素子を覆うとともに、上記１対の受入面間に圧入された嵌合挿入部を有するカバーをさらに有することを特徴としている。

このような構成によれば、上記半導体レーザ素子を上記カバーによって保護することが可能であり、上記半導体レーザ装置をたとえば光ピックアップ装置に搭載する際に上記半導体レーザ素子が損傷を受けることを防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記嵌合受入部は、上記第１方向において互いに対向するように上記１対の側壁部に形成された１対の凹部からなり、上記嵌合挿入部は、上記第１方向において互いに反対方向に突出する１対の凸部からなる。このような構成によれば、上記カバーを上記１対の側壁部に対して正確に位置決めすることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂パッケージは、上記出射方向において互いに離間する２つずつの上記嵌合受入部および上記嵌合挿入部を有する。このような構成によれば、上記カバーの上記出射方向における位置をより正確なものとすることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の嵌合挿入部の上記１対ずつの凸部のうち上記第１方向において同じ側に位置するものの間に、上記１対の側壁部の一部が圧入されている。このような構成によれば、上記カバーの上記出射方向における位置を正確なものとするのに好適である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の嵌合受入部の上記１対ずつの凹部のうち上記第１方向において同じ側に位置するものの上記受入面は、上記第１方向において上記半導体レーザ素子から離間するほど互いの距離が小さくなるように傾斜している。このような構成によれば、上記出射方向および上記第１方向のいずれにおいても上記カバーを正確に位置決めすることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の側壁部には、上記凹部よりも上記カバーの圧入方向奥方に位置し、上記凸部と上記第２方向視において重なる受け止め部が形成されている。このような構成によれば、上記カバーを圧入するときに、上記カバーによって上記半導体レーザ素子を押しつぶしてしまうといった不具合を回避することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の側壁部には、上記凹部よりも上記カバーの圧入方向奥方に位置し、上記凸部および上記カバーのうち上記１対の嵌合挿入部に挟まれた部分の上記第１方向端部と上記第２方向視において重なる受け止め部が形成されている。このような構成によれば、上記カバーから剥離したバリなどが上記半導体レーザ素子へと飛散することを防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記カバーには、上記半導体レーザ素子と対向する凹部が形成されている。このような構成によれば、上記半導体レーザ素子と上記カバーとの干渉を避けることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３は、本発明の第１実施形態に係る半導体レーザ装置を示している。本実施形態の半導体レーザ装置Ａ１は、リード１、半導体レーザチップ２、樹脂パッケージ３、および受光素子４を備えている。半導体レーザ装置Ａ１は、たとえば光記録媒体の読取りまたは書き込みに用いられる光ピックアップ装置に搭載される。

リード１は、たとえばＣｕ合金からなり、半導体レーザチップ２を支持するとともに半導体レーザチップ２と上記光ピックアップ装置の電源回路とを導通させるためのものである。リード１は、実装部１１、複数の端子部１３、および張り出し部１４を有している。本実施形態においては、リード１の厚さは、０．３ｍｍである。

実装部１１は、比較的面積が大である略矩形状部分であり、半導体レーザチップ２が実装される部分である。本実施形態においては、実装部１１の両側方に、２つの張り出し部１４が設けられている。張り出し部１４は、樹脂パッケージ３から延出しており、たとえば上記光ピックアップ装置に対する位置決めに用いられる。本実施形態においては、２つの張り出し部１４のｘ方向端間の寸法が、５．２ｍｍとされている。

複数の端子部１３は、半導体レーザ装置Ａ１を上記光ピックアップ装置に接続するために用いられる部分である。本実施形態においては、１つの端子部１３が実装部１１から延びており、３つの端子部１３がそれぞれ独立して設けられている。独立して設けられた３つの端子部１３のうち、２つは半導体レーザチップ２への電力供給に用いられ、残りの１つは受光素子４からの出力電流用である。端子部１３は、樹脂パッケージ３からｙ方向に突出している。

半導体レーザチップ２は、半導体レーザ装置Ａ１の光源であり、たとえばＧａＡｓからなり、ｙ方向にレーザ光Ｌを発する。本実施形態においては、半導体レーザチップ２は、互いに異なる波長のレーザ光Ｌを発する２つの半導体レーザ素子がモノシリックに一体的に形成された構造とされており、いわゆる２波長半導体レーザチップである。半導体レーザチップ２は、サブマウント１５を介して実装部１１に実装されている。サブマウント１５は、たとえばＡｌＮまたはＳｉなどからなり、実装部１１と半導体レーザチップ２との熱膨張差を緩和する機能を果たす。本実施形態とは異なり、サブマウント１５を備えない構成としてもよい。サブマウント１５には、２つのパッド１６が設けられている。２つのパッド１６は、半導体レーザチップ２に内蔵された２つの半導体レーザ素子に各別に導通しており、ワイヤ５を介して端子部１３に接続されている。

受光素子４は、半導体レーザチップ２の発光状態をモニタリングするためのものであり、半導体レーザチップ２に対してｙ方向出射後方に配置されている。受光素子４は、ワイヤ５を介して端子部１３に接続されている。

樹脂パッケージ３は、半導体レーザチップ２を保護するためのものであり、たとえばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などの熱可塑性樹脂からなる。樹脂パッケージ３は、レーザ光Ｌを通過させるためにｙ方向に開口しており、１対の側壁部３１を有するコの字状部とカバー３５とを備えている。本実施形態においては、上記コの字状部のｘ方向寸法が４．０ｍｍ、ｙ方向寸法が４．５ｍｍ、厚さが１．４ｍｍとされている。

１対の側壁部３１は、ｘ方向において互いに離間しており、半導体レーザチップ２を挟む配置とされている。本実施形態においては、１対の側壁部３１には、２対の凹部３２が形成されている。各対の凹部３２は、ｘ方向において互いに離間している。一方の１対の凹部３２と他方の１対の凹部３２とは、ｙ方向に離間配置されている。各凹部３２は、受入面３２ａを有している。受入面３２ａは、ｘ方向およびｙ方向のいずれに対しても傾斜している。ｘ方向において同じ側に位置する２つの受入面３２ａは、ｘ方向において半導体レーザチップ２から遠ざかるほどｙ方向において互いの距離が小となる傾斜とされている。受入面３２ａを有する２対の凹部３２は、本発明で言う２つの嵌合受入部を構成している。本実施形態においては、１対の側壁部３１間の距離が２．２ｍｍ、凹部３２の奥行きが約０．２５ｍｍとされている。

また、図２および図３に示すように、各側壁部３１には受け止め部３３が形成されている。受け止め部３３は、ｚ方向においてリード１寄りに位置しており、カバー３５を受け止めるための部分である。

カバー３５は、ｚ方向において半導体レーザチップ２を覆っており、１対の側壁部３１間に圧入されている。より詳しくは、図１に示すように、カバー３５には、２対の凸部３６が形成されている。各対の凸部３６は、ｘ方向において互いに離間している。一方の１対の凸部３６と他方の１対の凸部３６とは、ｙ方向に離間配置されている。各凸部３６は、凹部３２の受入面３２ａに対して押し付けられた状態とされている。２対の凸部３６は、本発明で言う２つの嵌合挿入部を構成している。本実施形態においては、カバー３５の厚さが５．５ｍｍ、ｙ方向寸法が３．４５ｍｍ、凸部３６を除くｘ方向寸法が２．５ｍｍ、凸部３６のｘ方向寸法が０．５ｍｍとされている。

カバー３５は、受け止め部３３によって保持された格好となっている。図１および図２に示すように、各凸部３６が受け止め部３３に接している。また、図１および図３に示すように、カバー３５のうち、ｙ方向において２対の凸部３６に挟まれた部分のｘ方向両端部分が、受け止め部３３に接している。

カバー３５には、凹部３７が形成されている。凹部３７は、図２および図３に示すように、底面がｚ方向において半導体レーザチップ２から離間するように形成されており、図１に示すようにｚ方向視において半導体レーザチップ２全体と重なるサイズおよび配置とされている。

半導体レーザ装置Ａ１の製造においては、図４に示すように、あらかじめリード１の一部を覆うようにコの字状部３’を形成しておく。そして、凹部３２に凸部３６を嵌め込むように、カバー３５をコの字状部３’に圧入する。

次に、半導体レーザ装置Ａ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、たとえば半導体レーザ装置Ａ１を光ピックアップ装置に組み込む際に、ピンセットなどによって半導体レーザチップ２を損傷することを防止することができる。カバー３５が１対の側壁部３１間に圧入されていることにより、カバー３５がはずれにくいという利点がある。

複数の凹部３２に複数の凸部３６を圧入することにより、カバー３５の位置が１対の側壁部３１に対してずれにくい。特に、傾斜面とされた４つの受入面３２ａのそれぞれに４つの凸部３６が圧接する状態でカバー３５が圧入されていることにより、カバー３５がｘ方向およびｙ方向のいずれの方向においても、４つの受入面３２ａによって挟まれた格好となっている。これは、カバー３５の位置決めを正確に行うのに適している。また、複数の凸部３６がｘ方向に突出するものであることにより、樹脂パッケージ３、ひいては半導体レーザ装置Ａ１のｙ方向寸法を小さくすることができる。

受け止め部３３を設けることにより、カバー３５を圧入するときにカバー３５が半導体レーザチップ２およびこれに接続されたワイヤ５を押しつぶしてしまうことなどを防止することができる。図１および図３に示すように、カバー３５のうち、ｙ方向において２対の凸部３６に挟まれた部分のｘ方向両端部分が、受け止め部３３に接していることにより、カバー３５の圧入時にカバー３５から外れたバリが半導体レーザチップ２へと飛散することを防止することができる。

凹部３７を設けることにより、半導体レーザチップ２およびこれに接続されたワイヤ５とカバー３５とが干渉することを回避することができる。

図５〜図７は、本発明の第２実施形態に係る半導体レーザ装置を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。本実施形態の半導体レーザ装置Ａ２は、リード１の構成および半導体レーザチップ２の導通形態と、カバー３５の形状をはじめとする樹脂パッケージ３の構成とが上述した実施形態と異なっている。また、半導体レーザ装置Ａ２は、上述した実施形態における受光素子４を備えていない。

本実施形態においては、リード１は、実装部１１、張り出し端子部１２、および２つの端子部１３からなる。張り出し端子部１２は、実装部１１に繋がっており樹脂パッケージ３からｘ方向に突出している。張り出し端子部１２は、ワイヤ５およびサブマウント１５を介して半導体レーザチップ２と導通している。そして、本実施形態においては、実装部１１に繋がる端子部１３は、設けられておらず、実装部１１のｙ方向出射後方部分は樹脂パッケージ３にすべて覆われている。半導体レーザ装置Ａ２をたとえば光ピックアップ装置に搭載するときには、張り出し端子部１２を用いて上記光ピックアップ装置に対して位置決めするとともに、上記光ピックアップ装置のうち張り出し端子部１２と接する箇所にたとえばコモン電極を設けることにより、張り出し端子部１２を半導体レーザチップ２への電力投入経路として用いる。

本実施形態においても、半導体レーザチップ２は、２つの半導体レーザ素子を内蔵する２波長半導体レーザチップとして構成されており、２つのワイヤ５および２つのパッド１６を介して、２つの端子部１３に導通している。

カバー３５の２対の凸部３６は、１対の側壁部３１の２対の凹部３２に圧入されている。本実施形態においては、各凹部３２の底が受入面３２ａとされている。すなわち、２対の受入面３２ａによって、カバー３５がｘ方向において強固に挟まれた格好となっている。また、４つある凸部３６のうちｘ方向において同じ側にあるものどうしの間に、側壁部３１のうちｙ方向において２つの凹部３２に挟まれた部分が圧入された格好となっている。本実施形態においては、受け止め部３３は、凸部３６と重なる位置に設けられており、カバー３５のうちｙ方向において２対の凸部３６に挟まれた部分と重なる位置には設けられていない。

本実施形態の半導体レーザ装置Ａ２は、２つの張り出し端子部１２のｘ方向端間の寸法が３．３ｍｍ、樹脂パッケージ３のｙ方向寸法が３．１５ｍｍ、ｘ方向寸法が２．３５ｍｍとされている。また、樹脂パッケージ３の厚さは、１．６ｍｍ程度である。

このような実施形態によっても、カバー３５によって半導体レーザチップ２の保護を図ることが可能である。また、このようなカバー３５を容易かつ確実に固定することができる。さらに、張り出し端子部１２を用いた導通形態とすることにより、半導体レーザ装置Ａ２は、２波長のレーザ光Ｌを発射可能であるにもかかわらず、端子部１３の本数が２本に抑えられており、上述したように非常にコンパクトに仕上げられている。これは、半導体レーザ装置Ａ２が搭載されるたとえば光ピックアップ装置の小型化に好適である。

本発明に係る半導体レーザ装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体レーザ装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

１対の側壁部３１およびカバー３５に設ける凹部３２および凸部３６の個数は、４つに限定されず、たとえば１対の凹部３２および１対の凸部３６のみを有する構成であってもよい。また、カバー３５に凹部を形成し、これに圧入される凸部を１対の側壁部３１に形成してもよい。さらに、たとえば矩形状のカバー３５を、凹部などを有さない１対の側壁部３１間に圧入する構成であってもよい。半導体レーザチップ２は、２つの半導体レーザ素子を有する構成に限定されない。

本発明の第１実施形態に係る半導体レーザ装置を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示す半導体レーザ装置の製造において側壁部にカバーを圧入する工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体レーザ装置を示す平面図である。 図５のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 従来の半導体レーザ装置の一例を示す平面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ 半導体レーザ装置
ｘ （第１）方向
ｙ （出射）方向
ｚ （第２）方向
１ リード
２ 半導体レーザチップ（半導体レーザ素子）
３ 樹脂パッケージ
４ 受光素子
５ ワイヤ
１１ 実装部
１２ 張り出し端子部
１３ 端子部
１４ 張り出し部
１５ サブマウント
１６ パッド
１７ フレーム
１８ 支持部
３１ 側壁部
３２ 凹部（嵌合受入部）
３２ａ 受入面
３３ 受け止め部
３５ カバー
３６ 凸部（嵌合挿入部）
３７ 凹部

Claims (8)

1. 半導体レーザ素子と、
   上記半導体レーザ素子の出射方向と直角である第１方向において上記半導体レーザ素子を挟む１対の側壁部を有する樹脂パッケージと、
   を備える半導体レーザ装置であって、
   上記１対の側壁部には、上記第１方向において互いに離間する１対の受入面を有する嵌合受入部が設けられており、
   上記樹脂パッケージは、上記出射方向および上記第１方向のいずれに対しても直角である第２方向視において上記半導体レーザ素子を覆うとともに、上記１対の受入面間に圧入された嵌合挿入部を有するカバーをさらに有することを特徴とする、半導体レーザ装置。
2. 上記嵌合受入部は、上記第１方向において互いに対向するように上記１対の側壁部に形成された１対の凹部からなり、
   上記嵌合挿入部は、上記第１方向において互いに反対方向に突出する１対の凸部からなる、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 上記樹脂パッケージは、上記出射方向において互いに離間する２つずつの上記嵌合受入部および上記嵌合挿入部を有する、請求項２に記載の半導体レーザ装置。
4. 上記１対の嵌合挿入部の上記１対ずつの凸部のうち上記第１方向において同じ側に位置するものの間に、上記１対の側壁部の一部が圧入されている、請求項３に記載の半導体レーザ装置。
5. 上記１対の嵌合受入部の上記１対ずつの凹部のうち上記第１方向において同じ側に位置するものの上記受入面は、上記第１方向において上記半導体レーザ素子から離間するほど互いの距離が小さくなるように傾斜している、請求項３に記載の半導体レーザ装置。
6. 上記１対の側壁部には、上記凹部よりも上記カバーの圧入方向奥方に位置し、上記凸部と上記第２方向視において重なる受け止め部が形成されている、請求項２ないし５のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
7. 上記１対の側壁部には、上記凹部よりも上記カバーの圧入方向奥方に位置し、
   上記凸部および上記カバーのうち上記１対の嵌合挿入部に挟まれた部分の上記第１方向端部と上記第２方向視において重なる受け止め部が形成されている、請求項３ないし５のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
8. 上記カバーには、上記半導体レーザ素子と対向する凹部が形成されている、請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体レーザ装置。

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