JP2011077458A - レーザー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的応力に対する強度の高いレーザー装置を提供する。
【解決手段】レーザー装置１は、レーザー素子１９と、複数の貫通穴１７を有しレーザー素子１９が表面に搭載される板状のリードフレーム１１と、複数のリード端子１６と、レーザー素子１９のレーザーの射出方向のリードフレーム１１の端部と複数の貫通穴１７との間に設けられた複数の溝部１８と、リードフレーム１１の表面に、封止樹脂１２により、貫通穴１７の位置を含むレーザー素子１９の周囲に突出して形成され、レーザーの射出方向の一部が開放された樹脂ダム１３とを備え、封止樹脂１２は、さらに、貫通穴１７および溝部１８に充填されるとともに、リード端子１６付近においてリード端子１６の一部、リードフレーム１１の表面および裏面のそれぞれ一部を封止することにより、リードフレーム１１と樹脂ダム１３とを結合している。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、ＤＶＤなどの光ディスクに対する情報の書き込み、消去、および読み取りに使用する半導体レーザー装置に関する。

以下、従来例を説明する。

リードフレームを用い、レーザー素子を搭載し、レーザーの射出方向以外の３方向に樹脂ダムを形成したレーザー装置は、例えば特許文献１および２に記載されている。

特許文献１には、リードフレームの強度向上と底面の平坦性を課題とし、リードフレームの厚みを変えるべく、リードフレームの裏面に段差を設けることが記載されている。

また、特許文献２には、リードフレームと樹脂との密着力の向上のために、樹脂を充填する貫通穴と、レーザー射出方向のリードフレーム端部付近において、リードフレームの表裏面を連続して覆う樹脂とが開示されている。

特開２００２−４３６７８号公報 特開２００５−１１６６９９号公報（図１）

図５に従来のレーザー装置の斜視図（内部構造を示すカット図）を示す。リードフレーム１１１を用いたレーザー装置１００において、片面封止される樹脂ダム１１３の開放端部分１１３ａ、１１３ｂの機械的強度は、封止樹脂１１２のリードフレーム１１１との密着力には依存せず、その構造による強度に依存する。もともと封止樹脂１１２とリードフレーム１１１の密着強度が非常に弱いものであるからである。図５において、リードフレーム１１１の樹脂ダム１１３が形成された面が、レーザー素子が搭載される面である。レーザー搭載面側から見て、レーザー射出方向を上方向としたとき、リード端子１１６は下方向に配置され、リードフレーム１１１に形成された樹脂ダム１１３は上方向（レーザー射出方向）が開放されているが、図５に示す開放端付近の樹脂ダム１１３の開放端部分１１３ａ、１１３ｂの幅は、レーザー装置１００を小型に形成する目的から狭いものとなっている。特に図５に矢印で示したように、樹脂ダム１１３の開放端部分１１３ａ、１１３ｂの横方向からピンセットなどによる挟み込み加重が働いた場合の機械的強度が弱い。このため、この片面封止の状態では、機械的応力を受けたときに樹脂ダム１１３の開放端部分１１３ａ、１１３ｂが変形して不良品となることがある。

また、レーザー装置１００が非常に小さな部品であるために、取扱いが難しく、例えば製造工程中にピンセットで挟んで持上げようとする際に樹脂ダム１１３の開放端部分１１３ａ、１１３ｂに加重をかけてしまう場合があり、それで変形して不良品を発生させてしまうことになり、歩留まりが悪くなる。

ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）などのパッケージであれば、表面を真空ピンセットで吸着することが可能であるが、本発明が対象とするレーザー装置１００の場合は、基本的にレーザー素子の周囲を樹脂ダム１１３で囲っただけのオープンなパッケージであるため真空ピンセットでは吸着ができない。

このように、レーザー装置１００は機械的に挟んで掴むピンセットで挟んで取り扱う必要から、機械的応力に対しての注意を払った設計をしなければならない状況にある。

一方、リードフレーム１１１の上方向において、封止樹脂１１２を表裏で回り込ませる設計では機械的強度を改善できるものの、以下のように樹脂バリの課題がある。リードフレーム１１１は、レーザー装置１００の外形精度を高く保つために、外形を高精度に形成できる金型プレスによって外形を形成し、リードフレーム１１１の形状の一部をレーザー装置１００の寸法の基準面としている。そのＸ基準面１１４およびＹ基準面１１５の部分に樹脂バリが出ると、レーザー装置１００を製品に取り付ける際に、レーザー装置１００とレーザー装置１００を取り付ける製品との間に樹脂バリを挟み込むことになり、精密な位置合わせができなくなる。また樹脂バリが発生すると、製造工程中、特にレーザー素子搭載中に剥がれた樹脂バリがレーザー素子搭載部１１１ａに付着することでレーザー素子の搭載不良になったり、ワイヤーとレーザー素子との間に入り込み、電気的導通不良になったりする。

このため貫通穴１１７よりも上方向にある樹脂ダム１１３の開放端部分１１３ａ、１１３ｂにおいては、封止樹脂がリードフレーム１１１の表裏に回り込まない片面封止とする必要があり、このなかで機械的強度を改善する必要がある。

本発明は、かかる課題を鑑み、機械的応力に対する強度の高いレーザー装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一形態におけるレーザー装置は、レーザー素子と、表面および裏面を貫通する複数の貫通穴を有し、レーザーの射出方向が前記表面とほぼ平行になるように前記表面に前記レーザー素子が搭載される板状のリードフレームと、前記レーザー素子の前記レーザーの射出方向と反対方向の前記リードフレームの端部に設けられた複数のリード端子と、前記レーザー素子の前記レーザーの射出方向の前記リードフレームの端部と前記複数の貫通穴との間の前記リードフレームの表面に設けられた複数の溝部と、前記リードフレームの表面に、樹脂により、前記貫通穴の位置を含む前記レーザー素子の周囲に突出して形成され、前記レーザーの射出方向の一部が開放された樹脂ダムとを備え、前記樹脂は、さらに、前記貫通穴および前記溝部に充填されるとともに、前記リード端子付近において前記リード端子の一部、前記リードフレームの表面および裏面のそれぞれ一部を封止することにより、前記リードフレームと前記樹脂ダムとを結合している。

この構成によれば、リードフレームに溝を有することで、樹脂ダムを形成する樹脂が溝部に充填され、レーザーの射出方向のリードフレームの端部付近の樹脂ダムとリードフレームとの機械的強度を上げることができる。

ここで、前記溝部は前記レーザー素子のレーザーの射出方向とほぼ平行に細長い形状であるようにしてもよい。

また、前記溝部は、前記レーザー素子のレーザーの射出方向の前記リードフレームの端部に向けて幅が大きく形成されてもよい。

また、前記溝部は、前記レーザー素子のレーザーの射出方向の前記リードフレームの端部に向けて深さが深く形成されてもよい。

この構成によれば、溝部に樹脂が流れ込みやすく、樹脂のボイドをなくし機械的強度が低下するリスクを低減させることができる。

ここで、前記溝部は、前記レーザー素子の搭載位置に近い第１壁面がほぼ垂直の急峻な傾斜を有し、前記レーザー素子の搭載位置から遠い第２壁面が前記第１壁面よりなだらかな傾斜を有しているようにしてもよい。

この構成によれば、リードフレームを形成するプレス時に、リードフレームの肉（例えば、金型より寄せられるリードフレームの金属材料）の寄りをレーザー素子搭載面側に寄せないようにすることができるので、リードフレームの表面のレーザー素子を搭載するレーザー素子搭載部の平坦性を損なわず、放熱性を損なうことがなく、かつ、レーザーの射出方向がずれるのを抑制することができる。

ここで、前記複数の溝部は、前記レーザー素子のレーザーの射出方向を対称軸として線対称に形成されているようにしてもよい。

この構成によれば、リードフレームの寸法精度を保つことができ、レーザーの射出方向のリードフレームの端部の寸法に狂いが生じることを防止することが可能である。

ここで、前記溝部の深さは、１５μｍ以上であり、かつ、前記リードフレームの板厚の１／２以下であるようにしてもよい。

この構成によれば、レーザーの射出方向のリードフレームの端部付近の樹脂ダムとリードフレームとの機械的強度を上げることができる。

ここで、前記リードフレームの表面において、前記レーザー素子のレーザーの射出方向の前記リードフレームの端部に近い前記樹脂ダムの端面と前記貫通穴との最短距離が、前記樹脂ダムの高さの２倍以下であり、前記溝部と前記貫通穴との最短距離が前記樹脂ダムの高さの１／２以下であるようにしてもよい。

この構成によれば、樹脂ダムの高さに対して、貫通穴と溝部の距離を近く配置することによって、レーザーの射出方向のリードフレームの端部付近の樹脂ダムとリードフレームとの機械的強度を上げることができる。

本発明によれば、機械的応力に対する強度の高いレーザー装置を提供することができる。

本発明の実施の形態にかかるレーザー装置の斜視図 図１Ａに示したレーザー装置の内部構造を示すカット図 レーザー素子を搭載したレーザー装置の平面図 図２Ａに示したレーザー装置のＡＡ’線における矢視断面図 図２Ａに示したレーザー装置の側面図 本発明の変形例１にかかるレーザー装置の溝部を含む断面図 本発明の変形例１にかかるレーザー装置の溝部を含む断面図 本発明の変形例２にかかるレーザー装置の平面図 図４Ａに示したレーザー装置の側面図 従来のレーザー装置の内部構造を示すカット図

以下、本発明のレーザー装置にかかる実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明について、以下の実施の形態および添付の図面を用いて説明を行うが、これは例示を目的としており、本発明がこれらに限定されることを意図しない。

本実施の形態におけるレーザー装置は、レーザー素子と、表面および裏面の間を貫通する複数の貫通穴を有し、レーザーの射出方向が表面とほぼ平行になるようにレーザー素子が表面に搭載される板状のリードフレームと、レーザー素子のレーザーの射出方向と反対方向のリードフレームの端部に設けられた複数のリード端子と、レーザー素子のレーザーの射出方向のリードフレームの端部と複数の貫通穴との間のリードフレームの表面に設けられた複数の溝部と、リードフレームの表面に、樹脂により、貫通穴の位置を含む前記レーザー素子の周囲に突出して形成されレーザーの射出方向の一部が開放された樹脂ダムとを備え、樹脂は、さらに、貫通穴および溝部に充填されるとともに、リード端子付近においてリード端子の一部、リードフレームの表面および裏面のそれぞれ一部を封止することにより、リードフレームと樹脂ダムとを結合している。この構成によれば、リードフレームに溝を有することで、樹脂ダムを形成する樹脂が溝部に充填され、レーザーの射出方向のリードフレームの端部付近の樹脂ダムとリードフレームとの機械的強度を上げることができる。

以下に、本発明の実施の形態にかかるレーザー装置の構成について説明する。

図１Ａは、本発明の実施の形態にかかるレーザー装置の斜視図、図１Ｂは図１Ａに示したレーザー装置の内部構造を示すカット図である。また、図２Ａは、上記したリードフレームの表面にレーザー素子を搭載したときの平面図、図２Ｂは、図２Ａに示したＡＡ’線におけるレーザー装置の矢視断面図、図２Ｃは、図２Ａにおけるレーザー装置を左から見た側面図である。なお、図１Ａ、図１Ｂでは、レーザー素子の記載を省略している。また、図２Ａは、レーザー素子の搭載面側から見て、レーザーの射出方向を上方向としてレーザー装置１を示している。

図１Ａに示すように、レーザー装置１は、板状のリードフレーム１１と、リードフレーム１１の表面に設けられた樹脂ダム１３と、複数のリード端子１６とを備えている。

図１Ｂに示すように、リードフレーム１１は、銅もしくはその金属の板材からなり、板材の一端部にＸ基準面１４を有し、Ｘ基準面１４に直交する他の一端部にＹ基準面１５を有している。なお、板材のほぼ中央がレーザー素子１９を搭載するレーザー素子搭載部１１ａとなる。

また、リードフレーム１１の表面には、レーザー素子搭載部１１ａを囲むように樹脂からなる樹脂ダム１３が設けられている。樹脂ダム１３は、リードフレーム１１の表面に、封止樹脂１２によりレーザー素子搭載部１１ａの周囲に突出して形成され、レーザーの射出方向の一部が開放された構成をしている。

つまり、図１Ａに示すように、レーザーの射出方向以外の３方向が囲まれた略コの字型の形状を有しており、樹脂ダム１３の開放された部分からレーザーが照射される構成となっている。

また、図１Ｂに示すように、レーザー素子搭載部１１ａを挟んで両側に形成された樹脂ダム１３の下のリードフレーム１１には、リードフレーム１１の表面および裏面の間を貫通して２つの円形の貫通穴１７が形成されている。さらに、樹脂ダム１３の開放端部分１３ａ、１３ｂの下のリードフレーム１１の表面には、２つの貫通穴１７からそれぞれ同じ距離の位置に２つの凹状の溝部１８が形成されている。また、貫通穴１７、溝部１８には、樹脂ダム１３を形成する封止樹脂１２が充填され、樹脂ダム１３と一体に形成されている。

さらに、リードフレーム１１のレーザーの射出方向と反対方向の端部、つまり、リードフレーム１１において樹脂ダム１３の開放された部分と反対方向の端部には、３本のリード端子１６が形成されている。そして、図２Ａに矢印Ｂで示した範囲に位置する樹脂ダム１３は、リードフレーム１１の表面と一部貫通穴への樹脂の充填によって形成され（片面封止）、その他の部分はリードフレーム１１の裏面まで封止樹脂１２で覆って（両面封止）、リードフレーム１１と樹脂ダム１３が結合されている。また、樹脂ダム１３は、リードフレーム１１からの高さ方向、つまり、図２Ｂにおいてリードフレーム１１から下向きに幅が細くなるように形成されている。

また、図２Ａに示すように、樹脂ダム１３で囲まれたリードフレーム１１のレーザー素子搭載部１１ａには、レーザー素子１９がサブマウント２０と呼ばれる基板を介して搭載されている。ここで、レーザー素子１９は、樹脂ダム１３の開放された方向、つまり、図２Ａにおける上方向がレーザー射出方向となるように搭載されている。そして、レーザー素子１９はリードフレーム１１にワイヤー２１で接続され、サブマウント２０は、リード端子１６にワイヤー２１で接続されている。

図２Ｂ、図２Ｃに示すように、溝部１８は、底面を有する凹状の形状をし、溝部１８のレーザーの射出方向の壁面は、図２Ｃに示すように傾斜を有している。貫通穴１７は、リードフレーム１１の裏面の口径が表面の口径よりも大きくなるように形成されている。

また、図２Ａに示すように、リードフレーム１１は封止樹脂１２を流し込むためのゲート口２２を有している。ゲート口２２から流し込まれた封止樹脂１２は、図２Ｃの矢印方向に流れ、樹脂ダム１３を形成するとともに貫通穴１７および溝部１８に充填される。また、封止樹脂１２は、リード端子１６付近においてリード端子１６、リードフレーム１１の表面、裏面および側面のそれぞれ一部を封止することにより、リードフレーム１１と樹脂ダム１３とを結合している。

また、図２Ａに示すように、レーザー装置１は、レーザー素子１９、サブマウント２０、樹脂ダム１３、リード端子１６、貫通穴１７、溝部１８が、レーザーの射出方向を対称軸として線対称に設けられた構成となっている。

次に、レーザー装置の製造方法を説明する。

まず、主に銅もしくはその金属の板材から、レーザー素子搭載部１１ａ、Ｘ基準面１４およびＹ基準面１５、樹脂ダムとの密着力を向上させるための貫通穴１７を有するリードフレーム１１とリード端子１６を製造する。貫通穴１７の中心位置は、図２Ａにおけるレーザー素子１９の中心位置よりも下側にある。製品になったときのＸ基準面１４およびＹ基準面１５の寸法精度を考慮すると、レーザー素子１９の下端よりも貫通穴１７の中心位置が下方向にあるほうが好ましい。リードフレーム１１の厚みは通常０．３〜０．４ｍｍであり、大きさは全長３〜５ｍｍ、全幅３．５〜５．５ｍｍ程度である。工法としては、金型によるプレス工法がよく知られている。

次に封止樹脂１２でリードフレーム１１を覆う。封止樹脂１２の材料は通常は熱硬化性のエポキシ樹脂や熱可塑性の液晶ポリマー（ＬＣＰ）などがよく用いられる。リード端子１６は電気的導通をとるために一部を封止樹脂１２から露出するが、封止樹脂１２とリードフレーム１１を一体物とするために、リードフレーム１１の表裏面およびリード端子１６の一部を封止樹脂１２で覆う。ここで、リードフレーム１１のレーザー素子１９の搭載面側をリードフレーム１１の表面、レーザー素子１９の搭載面の反対面を裏面としている。封止樹脂１２によってリードフレーム１１を包み込むような構造にすることで、封止樹脂１２とリードフレーム１１を固着させる。

また、同時にリードフレーム１１のレーザー素子搭載部１１ａの周囲に樹脂ダム１３を形成する。樹脂ダム１３とは、リードフレーム１１を覆う封止樹脂１２の一部のことであるが、レーザー素子１９のレーザーの射出方向以外の３方向を囲う略コの字型の部分を特に樹脂ダム１３として言葉を使い分けている。また、樹脂ダム１３は、図２Ａにおいて矢印Ｂに示した範囲、つまり、リードフレーム１１を包み込んでいる部分および貫通穴１７以外の領域では片面封止となっており、特にその高さ方向に、つまり、リードフレーム１１の表面から離れるにつれて幅も細くなるように形成される。封止工程では、リードフレーム１１に樹脂ダム１３の形状を有する封止金型が設けられ、高温になり溶融し液状になった封止樹脂１２が、図２Ｃに白矢印で示した封止金型の所定の箇所から流れ込み、樹脂ダム１３の所定の大きさ・形状に造られた封止金型の内部の隅々まで流れ込み、封止金型を充填することにより樹脂ダム１３が形成されるとともに、リードフレーム１１およびリード端子１６の一部が覆われ、樹脂ダム１３とリードフレーム１１が一体に結合されて、封止工程が完了する。なお、封止樹脂１２が封止金型に流れ込む箇所のことを通常ゲート口２２という。ゲート口２２により、封止金型への封止樹脂１２の充填性が変化することもあるので注意して設計する。

次に、リードフレーム１１のレーザー素子搭載部１１ａに、サブマウント２０と呼ばれる基板を搭載する。サブマウント２０の材料は、主に窒化アルミニウムなどのセラミックなどを使用する。サブマウント２０を使用せずレーザー素子１９を直接リードフレーム１１のレーザー素子搭載部１１ａに搭載すると、半導体基板からなるレーザー素子１９の熱膨張率と金属からなるリードフレーム１１の熱膨張率の差が大きいので、レーザー素子１９に大きな熱応力がかかってレーザー素子１９の発光特性の信頼性の問題をきたす。サブマウント２０を介してレーザー素子１９をリードフレーム１１に搭載することにより、レーザー素子１９の発光特性の信頼性を保ち、さらに、レーザー素子搭載部１１ａの平坦性が若干損なわれている場合でも、レーザー素子１９の搭載位置がずれるのを防ぐことができる。なお、サブマウント２０を使用する場合でも使用しない場合でも、リードフレーム１１のレーザー素子搭載部１１ａに平坦性が必要なことは同じである。

そして、サブマウント２０の上に、レーザー素子１９を搭載する。ここで、レーザー素子１９と、Ｘ基準面１４やＹ基準面１５を有するリードフレーム１１との位置合わせを精密に行う。レーザー装置を製品（図示なし）に取り付けた後、レーザー素子１９の発光点の位置が、搭載された機器において求められる位置に正確に合うようにするためである。このＸ基準面１４およびＹ基準面１５は、嵌め合わされる製品の穴部（図示なし）と位置合わせを行うためにある。

次に、レーザー素子１９を搭載した後、レーザー素子１９およびサブマウント２０とリードフレーム１１およびリード端子１６とを、それぞれ電気的導通をとるために金からなるワイヤー２１によって接続する。

このようにしてレーザー装置１が完成する。

このようにして製造されるレーザー装置１において、リードフレーム１１を形成する際のプレス工法において、リードフレーム１１に溝部１８を形成する。この溝部１８は、図２Ａにおいて貫通穴１７よりも上側の片面封止された樹脂ダム１３に形成されている。おおよそ図２Ａに示した樹脂ダム１３の貫通穴１７よりも上側のあたりである。この溝部１８が形成されていることにより、貫通穴１７より上側に位置する樹脂ダム１３の開放端部分１３ａ、１３ｂは、ピンセットなどによって挟み込まれる際の外力に対する機械的強度が向上する。樹脂ダム１３の剥がれ易い片面封止部分を、溝部１８を形成することで剥がれにくくすることができる。ピンセットなどによる取扱いで、通常はリードフレーム１１の両側を挟むようにして持上げるが、誤って樹脂ダム１３の開放端部分１３ａ、１３ｂを挟んでも不良となる確率が著しく減少する。

また、図２Ａに示している通り、溝部１８を設ける部位は、貫通穴１７よりも図２Ａにおける上側となる。このような位置にすることで、主に貫通穴１７により樹脂ダム１３とリードフレーム１１とが一体物になっていた状態から、さらに溝部１８による結合力を加えることが可能になるため、片面封止された樹脂ダム１３を変形しにくくすることが可能となる。

また、溝部１８は、レーザー素子１９のレーザーの射出方向とほぼ平行に細長い形状である。つまり、図２Ａにおける上下方向に細長く形成されている。上記したように、封止工程中の封止樹脂１２は熱を加えられて液状となった状態で封止金型に流し込まれていく。液状の封止樹脂１２が流れ込みながら金型に接触し冷え固まっていき、樹脂ダム１３となる。もし、液状となっている封止樹脂１２の流れを阻害するようなことがあると、ボイド（空気だまり）が発生する。ボイドが発生すると、熱によりボイドが膨張する可能性があり、ボイドを起点とした製品破壊を引き起こし、製品の不良となる。もしくは、ボイドが発生した部分は密着していないため、機械的応力が加わったときに、ボイドを起点として剥がれてしまう。そこで、上記したように、封止工程中に液状になった封止樹脂１２の流れを阻害しないように、図２Ａにおける上下方向に細長く溝部１８を形成する。したがって、溝部１８によるボイドの発生を抑制することができる。また、図２Ａにおいて矢印Ｂに示した範囲の樹脂ダム１３は、幅が狭く図２Ａにおける上下方向に長い構造であるため、図２Ａにおける横方向に細長い溝部１８を形成するよりも、図２Ａにおいて矢印Ｂに示した範囲の樹脂ダム１３の方向に沿った細長い溝部１８を形成することで、樹脂ダム１３の開放端部分１３ａ、１３ｂの機械的強度を向上させる効果が高くなる。

ここで、溝部１８の細長い形状というのを詳しく説明すると、溝部１８の樹脂ダム１３の方向に沿った長さ方向と、長さ方向に垂直な幅方向とで寸法を計測し、溝部１８の長さ方向が長ければよい。したがって、正方形状、真円状などの長さ方向と幅方向の寸法が同じような形状は望ましくなく、上記したように樹脂ダム１３に沿った形状にすることが好ましい。

また、溝部１８を形成することでリードフレーム１１への影響を少なくするために、レーザー素子１９の両側に、溝部１８をレーザー装置１のレーザーの射出方向を対称軸として線対称に設けるとよい。先に述べたように、リードフレーム１１にはＸ基準面１４およびＹ基準面１５があり、これらの基準面は製品との位置決め用の基準面である。溝部１８をレーザー素子１９の片側だけ設けるようなことがあれば、基準面の位置を狂わせてしまうことになるため、レーザー素子１９の両側に対称に設けるのが好ましい。これは、溝部１８だけでなく貫通穴１７にも同様のことがいえるため、貫通穴１７もレーザー素子１９の両側に対称に設けるのが好ましい。

また、溝部１８の深さに関しては、本発明の目的は、樹脂ダム１３の貫通穴１７よりも、図２Ａにおける上の部分、つまり、開放端部分１３ａ、１３ｂ付近がリードフレーム１１から剥がれて横滑りして変形することを防止することを目的にしており、その目的を達成できるかぎり、その溝部１８の深さは浅いほうが、リードフレーム１１の変形が少なく、応力の残留の危険性を減らすことができる。我々の検討においては、その溝部１８の深さはおよそ１５μｍから効果を発揮する。さらに、溝部１８の深さがリードフレーム１１の板材の厚みの１／２以下であれば、リードフレーム１１自身の変形がレーザー装置１の信頼性や、精度への影響を抑制できることを確認した。

また、貫通穴１７と溝部１８との距離が遠いと、樹脂ダム１３の開放端部分１３ａ、１３ｂが強度的に持ち上がりやすくなり、樹脂ダム１３の開放端部分１３ａ、１３ｂが形成した溝部１８から外れて変形することになる。また、樹脂ダム１３の高さが低いと、開放端部分１３ａ、１３ｂがリードフレーム１１から容易に持ち上がることになる。したがって、樹脂ダム１３の高さ、樹脂ダム１３の貫通穴１７よりも上側の長さ、貫通穴１７と溝部１８の間の距離については、具体的には、リードフレーム１１の表面において、レーザー素子１９のレーザーの射出方向のリードフレーム１１の端部（つまり、リードフレーム１１のＹ基準面１５）に近い樹脂ダム１３の端面と貫通穴１７との最短距離が、樹脂ダム１３の高さの２倍以下であり、溝部１８と貫通穴１７との最短距離が樹脂ダム１３の高さの１／２以下であることが望ましい形態である。

なお、上記したレーザー装置１の構成により、レーザー装置１は、図１Ｂに示すレーザー装置１の樹脂ダム１３の開放端部分１３ａ、１３ｂを、図５に示した従来例と同様に外側から挟み込んだ場合の機械的強度として、従来比１．５倍から２倍の強度を有することを確認した。したがって、レーザー装置１の機械的強度は大きく改善した。また、その他のレーザー素子１９の信頼性、位置精度については、従来の構造との遜色はなかった。

（変形例１）
次に、本発明の実施の形態にかかる変形例１について説明する。図３Ａ、図３Ｂは、本変形例１におけるレーザー装置の構成を示す図である。

図３Ａ、図３Ｂに示すレーザー装置が図２Ｂに示したレーザー装置１と異なる点は、リードフレーム１１に形成された溝部が、レーザー素子１９が搭載されるレーザー素子搭載部１１ａに近い第１壁面とレーザー素子から遠い第２壁面がそれぞれ所定の傾斜を持つように形成されている点である。

リードフレーム１１のレーザー素子搭載部１１ａは、レーザー素子１９を搭載する部位であることから、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）などのリードフレームを使用したパッケージのチップ搭載部（いわゆるダイパッド）よりも、より平坦である必要がある。もし、レーザー素子搭載部１１ａの平坦性が損なわれると、レーザー素子１９から発生する熱をうまくリードフレーム１１に伝えることができず、レーザー素子１９の温度が上昇して信頼性を損なうおそれがある。さらに、レーザー素子１９の高さ精度が悪くなることによって射出するレーザーの位置精度が劣化する。

上記したように、通常、リードフレーム１１の溝部１８の形成は金型によるプレス工法で行うが、プレス工法は金型をリードフレーム１１に押し当てて所定の形状とするため、溝部１８を形成すると、その分のリードフレーム１１の肉（金型により寄せられる金属材料）が溝部１８の周囲に盛り上がる（図２Ｂを参照のこと）。レーザー素子搭載部１１ａに盛り上がった肉があると、肉の上に搭載されるレーザー素子１９は、傾斜をもって搭載されたり、レーザー素子もしくはサブマウントとリードフレームの間に隙間ができたりする。傾斜をもって搭載されたレーザー素子１９から射出されるレーザーは所定の方向へ向かわず、レーザー装置としての機能を果たすことができなくなる。また、レーザー素子もしくはサブマウントとリードフレームの間に隙間ができると、良好な放熱性が得られない。そのため、溝部１８を形成すると、溝部１８からある程度の距離を置いて平坦性が保たれている位置にレーザー素子１９を搭載することとなり、レーザー装置１の小型化が難しくなる。

そこで、図３Ａに示す溝部２８のように、レーザー素子搭載部１１ａに近い第１壁面２８ａがほぼ垂直の急峻な形状を有し、レーザー素子搭載部１１ａから遠い第２壁面２８ｂが第１壁面２８ａよりなだらかな傾斜を有しているように溝部２８を形成する。このように、溝部２８の第１壁面２８ａおよび第２壁面２８ｂに傾斜を持たせることで、リードフレーム１１の肉が溝部２８からレーザー素子搭載部１１ａとは反対のほうへ寄ることとなる。したがって、このように溝部２８を形成することで、レーザー素子搭載部１１ａの平坦性を損なわず、放熱性を損なうことがなく、かつ、レーザーの射出方向がずれるのを抑制することができる。

なお、図３Ｂに示した溝部３８のように、溝部３８に底面３８ｃがある場合でもレーザー素子搭載部１１ａに近い第１壁面３８ａおよびレーザー素子搭載部１１ａから遠い第２壁面３８ｂを傾けて、肉の盛り上がりの程度を制御することが可能である。具体的には、レーザー素子搭載部１１ａに近い第１壁面３８ａがほぼ垂直の急峻な形状を有し、レーザー素子搭載部１１ａから遠い第２壁面３８ｂが第１壁面３８ａよりなだらかな傾斜を有しているように溝部３８を形成するとよい。

レーザー素子１９を挟んで両側の溝部３８の断面を確認してみると、図３Ｂに示したように、いずれの溝部３８も、レーザー素子搭載部１１ａとは反対側に多く肉が寄り、レーザー素子搭載部１１ａ側はほぼ平坦性を保っていた。また、厳密には傾きを持たせたとはいえ、レーザー素子搭載部１１ａにまったく肉が寄らないわけではない。しかし、このように溝部３８を傾斜を持たせて形成することで、レーザー素子搭載部１１ａの平坦性を少しでも保たせて、溝部３８とレーザー素子１９との距離を縮めることで、レーザー装置１を小型化することが可能となる。

（変形例２）
次に、本発明の実施の形態にかかる変形例２について説明する。図４Ａ、図４Ｂは、本変形例２におけるレーザー装置の構成を示す図である。

図４Ａ、図４Ｂに示すレーザー装置が図２Ａ、図２Ｃに示したレーザー装置１と異なる点は、リードフレーム１１に形成された溝部４８の形状が、レーザーの射出方向のリードフレーム１１の端部に向けて幅が大きく、深さが深く形成されている点である。

樹脂ダム１３を形成するときに溝部４８に流れ込む封止樹脂１２の流れを考慮すると、図４Ａに示したように、溝部４８はレーザーの射出方向のリードフレーム１１の端部（つまり、リードフレーム１１のＹ基準面１５）に向かって幅が広くなっていることが好ましい。ここで、レーザーの射出方向に向かって溝部４８の幅が広くなるということは、封止樹脂１２がゲート口２２から流れ込んだときの封止樹脂１２の流れ始めの部分の幅と流れ終わりの幅とを比較した際に、封止樹脂１２の流れ終わりの幅のほうが広いことを指す。

図４Ａにおいては、樹脂ダム１３を形成する封止工程中に、ゲート口２２から流入された封止樹脂１２は、図４Ａに示す矢印のように、図４Ａにおける上方向、つまりレーザーの射出方向に流れていく。したがって、本実施の形態においては、溝部４８の下方向の幅と、上方向の幅を比較した際に、上方向の幅を広く形成している。また、溝部４８の深さについては、レーザー素子１９のレーザーの射出方向のリードフレーム１１の端部（つまり、リードフレーム１１のＹ基準面１５）に向けて深さが深く形成されるとよい。つまり、図４Ｂに示すように、封止樹脂１２の流れ始めの部分の深さと流れ終わりの深さとを比較した際に、封止樹脂１２の流れ終わりの深さのほうを深くすることが望ましい。

このような構成によると、溝部４８に封止樹脂１２が流れ込みやすく、封止樹脂１２のボイドをなくし機械的強度が低下するリスクを低減させることができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形を行ってもよい。

例えば、リードフレーム、樹脂ダム、貫通穴、溝部の大きさや形状は上記した大きさや形状に限られず、適宜変更してもよい。

また、リードフレームの材料は、銅に限らず、銅を含む材料やその他の金属であってもよい。

また、サブマウント２０の材料は、窒化アルミニウムに限らず他のセラミックであってもよい。また、セラミック以外の材料を使用してもよい。

また、封止樹脂の材料はエポキシ樹脂や熱可塑性の液晶ポリマー（ＬＣＰ）に限らず、ポリイミド等その他の材料であってもよい。また、封止樹脂は熱硬化性樹脂に限らず、光硬化性樹脂等、その他の種類のものを使用してもよい。

本発明は、ＤＶＤなどの光ディスクに対する情報の書き込み、消去、および読み取りに使用する半導体レーザー装置に関する。

１、１００ レーザー装置
１１、１１１ リードフレーム
１２、１１２ 封止樹脂（樹脂）
１３、１１３ 樹脂ダム
１４、１１４ Ｘ基準面
１５、１１５ Ｙ基準面
１６、１１６ リード端子
１７、１１７ 貫通穴
１８、２８、３８、４８ 溝部
１９ レーザー素子

Claims (8)

1. レーザー素子と、
   表面および裏面の間を貫通する複数の貫通穴を有し、レーザーの射出方向が前記表面とほぼ平行になるように前記表面に前記レーザー素子が搭載される板状のリードフレームと、
   前記レーザー素子の前記レーザーの射出方向と反対方向の前記リードフレームの端部に設けられた複数のリード端子と、
   前記レーザー素子の前記レーザーの射出方向の前記リードフレームの端部と前記複数の貫通穴との間の前記リードフレームの表面に設けられた複数の溝部と、
   前記リードフレームの表面に、樹脂により、前記貫通穴の位置を含む前記レーザー素子の周囲に突出して形成され、前記レーザーの射出方向の一部が開放された樹脂ダムとを備え、
   前記樹脂は、さらに、前記貫通穴および前記溝部に充填されるとともに、前記リード端子付近において前記リード端子の一部、前記リードフレームの表面および裏面のそれぞれ一部を封止することにより、前記リードフレームと前記樹脂ダムとを結合している
   レーザー装置。
2. 前記溝部は前記レーザー素子のレーザーの射出方向とほぼ平行に細長い形状である
   請求項１に記載のレーザー装置。
3. 前記溝部は、前記レーザー素子のレーザーの射出方向の前記リードフレームの端部に向けて幅が大きく形成されている
   請求項１に記載のレーザー装置。
4. 前記溝部は、前記レーザー素子のレーザーの射出方向の前記リードフレームの端部に向けて深さが深く形成されている
   請求項１〜３のいずれかに記載のレーザー装置。
5. 前記溝部は、前記レーザー素子の搭載位置に近い第１壁面がほぼ垂直の急峻な傾斜を有し、前記レーザー素子の搭載位置から遠い第２壁面が前記第１壁面よりなだらかな傾斜を有している
   請求項２に記載のレーザー装置。
6. 前記複数の溝部は、前記レーザー素子のレーザーの射出方向を対称軸として線対称に形成されている
   請求項１〜５のいずれかに記載のレーザー装置。
7. 前記溝部の深さは、１５μｍ以上であり、かつ、前記リードフレームの板厚の１／２以下である
   請求項１〜６のいずれかに記載のレーザー装置。
8. 前記リードフレームの表面において、前記レーザー素子のレーザーの射出方向の前記リードフレームの端部に近い前記樹脂ダムの端面と前記貫通穴との最短距離が、前記樹脂ダムの高さの２倍以下であり、前記溝部と前記貫通穴との最短距離が前記樹脂ダムの高さの１／２以下である
   請求項１〜７のいずれかに記載のレーザー装置。

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