JP2546908B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザの発光素子として、半導体レーザチ
ップを使用した半導体レーザ装置の改良に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

一般に、この種の半導体レーザ装置は、第９図、第10
図及び第11図に示すように、炭素鋼等の金属にて適宜直
径Ｄで、且つ適宜厚さ寸法Ｔの円盤型に形成したステム
１の上面に、金属製のブロック体２を突出して、このブ
ロック体２の側面に、半導体レーザチップ３を半導体基
板４を介してダイボンディングする一方、前記ステム１
の上面に、ガラス窓６を備えた炭素鋼等の金属製のキャ
ップ体５を、前記半導体レーザチップ３及びブロック体
２に被嵌するように配設して、このキャップ体５の全周
を前記ステム１の上面に対して抵抗溶接にて固着するこ
とによって密封し、更に、前記ステム１の上面に、凹み
部９を設けて、この凹み部９内に、前記半導体レーザチ
ップ３に対するモニター用フォトダイオードを固着する
構成にしている（例えば、実開平１−63164号公報
等）。

なお、符号7aは、前記ステム１の下面に溶接にし固着
したリード端子を、符号7b,7cは、前記ステム１に穿設
した孔1a,1bから挿入したリード端子を各々示し、この
両リード端子7b,7cは、前記孔1a,1b内において、ガラス
等の絶縁シール材８にて絶縁シール状態で固着されてい
る。

そして、前記ステムベース１の上面にブロック体２を
突出すると共に、凹み部９を形成するに際して、従来
は、予め冷間鍛造にて凹み部９を形成したステム１の上
面に、ブロック体２を溶接又は蝋付けにて固着したり、
或いは、前記ステム１を冷間鍛造するときにおいて、同
時にブロック体２を一体的に造形すると同時に凹み部９
を形成したりするようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前者のように、ブロック体２を、予め冷間鍛
造にて凹み部９を形成したステム１の上面に溶接又は蝋
付けにて固着する方法は、当該ブロック体２の溶接又は
蝋付けに際して、ステム１に対して左右方向に位置がず
れたり、或いは、ステム１の上面に対して傾いたりする
ことが発生するので、ステム１を冷間鍛造した上に、前
記ブロック体２の溶接又は蝋付け後において、ブロック
体２における各側面のうち半導体レーザチップ３をダイ
ボンディングする側面を、当該側面がステムの中心に対
して正しい位置になると共に、ステム１の上面に対して
正しく直角になるように機械加工するようにしなければ
ならないから、ブロック体２付きステム１の製造に多大
の手数がかかり、半導体レーザ装置の価格が大幅にアッ
プするのである。

また、後者のように、ブロック体２及び凹み部９を、
炭素鋼製のステム１を冷間鍛造に際して同時に造形する
方法は、ブロック体２におけるステム１の中心からの寸
法精度及びステム１の上面に対する直角度を大幅に向上
できる利点を有するが、その反面、ブロック体２付きス
テム１を冷間鍛造するときに使用する金型の寿命が著し
く低いと共に、その冷間鍛造に際しては、頑丈で、且
つ、高い精度の冷間鍛造機が必要であって、ブロック体
２付きステム１の冷間鍛造に要するコストが大幅に嵩む
ので、これまた、半導体レーザ装置の価格がアップする
と言う問題があった。

また、別の先行技術としての実開昭61−149365号公報
には、ステムを、金属板を絞りプレス加工によって環状
のカップ状に形成し、その内周に、半導体レーザチップ
を固着するためのブロックを一体に設ける一方、前記カ
ップ部の内側に、各種のリード線を備えたリード保持板
を嵌め込むことを提案している。

しかし、この先行技術は、ステムの外周における厚さ
寸法を、所定の厚さ寸法に厚くすることのために、ステ
ムの外周をカップ状に形成したものであることにより、
このステムを金属板から製作するに際しては、金属板を
カップ状にすると言う絞りを伴うプレス加工を必要とす
るから、このプレス加工に使用する金型が複雑になると
共に、金型の寿命が低いばかりか、ステムの材料とし
て、前記の絞りが可能なように、銅等の比較的柔らか
で、且つ、展性に富んだ、従って、可成り高価を材料を
使用しなければならないので、これまた、半導体レーザ
装置の価格がアップすると言う問題があった。

本発明は、ブロック体付きステムの製作に要するコス
トを確実に低減できると共に、軽量化できるようにした
半導体レーザ装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、 「所定の直径の円盤型に形成したステムの表面にブロッ
ク体を設け、該ブロック体に半導体レーザチップを固着
して成る半導体レーザ装置において、前記ステムを、前
記所定直径の円盤型にした金属板製の第１ステム板と、
同じく前記所定直径の円盤型にした金属板製の第２ステ
ム板との二枚重ねに構成し、この第１ステム板及び第２
ステム板のうち、前記ブロック体側の第１ステム板に、
略コ字状の切線を刻設し、この切線よりも内側の部分
を、当該第１ステム板の表面から突出するように折曲げ
て、この部分を、前記半導体レーザチップ固着用のブロ
ック体に構成する一方、前記第２ステム板に、各種のリ
ード線を固着し、更に、前記第２ステム板のうち前記第
１ステム板にブロック体を形成するために穿設される貫
通孔内の部分に、当該第２ステム板を下面側から凹み変
形することで形成した突起部を、当該突起部が前記貫通
孔内に突出するように設けて、この突起部に、前記半導
体レーザチップに対するモニター用フォトダイオードを
固着する。」 と言う構成にした。

〔発明の作用・効果〕

この構成において、ステムを構成する二枚のステム板
のうち第１ステム板には、これにコ字状の切線を刻設し
その内側の部分をステムの表面に突出するように折曲げ
てブロック体に形成したことにより、貫通孔が明くこと
になるが、前記二枚のステム板のうち第２ステム体に
は、モニター用フォトダイオードを固着するための突起
部を、当該第２ステム板を下面側から凹み変形すること
で設けたことにより、貫通孔があいていないから、前記
第１ステム板における貫通孔は、当該第１ステム板に対
して第２ステム板を重ねることにによって確実に塞ぐこ
とができる。

一方、ステムを、所定直径の円盤型にした金属板製の
第１ステム板と、同じく所定直径の円盤型にした金属板
製の第２ステム板との二枚重ねに構成し、第１ステム板
に、略コ字状の切線を刻設し、この切線よりも内側の部
分を、当該第１ステム板の表面から突出するように折曲
げて、この部分を、前記半導体レーザチップ固着用のブ
ロック体に構成する一方、前記第２ステム板に、モニタ
ー用フォトダイオードを固着するための突起部を、当該
第２ステム板を下面側から凹み変形することで設けたこ
とにより、前記ステムの外周における厚さを厚くするこ
とのために、前記先行技術のように、カップ状に絞り形
成することを必要としないと共に、これら第１ステム板
及び第２ステム板における板厚さを薄くすることができ
るるから、前記第１ステム板及び第２ステム板の両方
を、薄い金属板からの絞り加工を含まない打ち抜きプレ
ス加工によって容易に製作することができるのである。

しかも、ステムを、所定直径の円盤型にした金属板製
の第１ステム板と、同じく所定直径の円盤型にした金属
板製の第２ステム板との二枚重ねに構成したことによ
り、第１ステム板及び第２ステム板を、カップ状に形成
することを必要としないから、この第１ステム板及び第
２ステム板の材料として、炭素鋼等の廉価な材料を使用
することができるのである。

従って、本発明によると、モニター用フォトダイオー
ドを有する半導体レーザ装置におけるステムを、薄い金
属板からの絞り加工を含まない打ち抜きプレス加工によ
って容易に製作できること、ステムを廉価が金属板にて
製作できることとが相俟って、モニター用フォトダイオ
ードを有する半導体レーザ装置におけるステムの製作、
ひいては、モニター用フォトダイオードを有する半導体
レーザ装置の製造に要するコストを大幅に低減できるの
である。

しかも、本発明は、半導体レーザチップ固着用のブロ
ック体を、第１ステムにコ字状切線を刻設し、この切線
よりも内側の部分を折曲げることによって形成したもの
で、換言すると、第１ステムにおける一部を利用してブ
ロック体を造形するものであるから、前記従来のものに
比べて、半導体レーザ装置の重量を、前記ブロック体の
分だけ軽量化できる効果をも有する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１図〜第５図は、第１の実施例を示し、この図にお
いて符号10は、炭素鋼等の金属にて所定の直径Ｄで、且
つ、所定の厚さ寸法Ｔの円盤型に形成したステム11と、
ガラス窓16を備えた炭素鋼等の金属製のキャップ体15と
によって構成されたモニター用フォトダイオード付き半
導体レーザ装置を示す。

前記ステム11を、金属板から前記所定直径Ｄの円盤型
に打ち抜いた第１ステム板11aと、同じく金属板から前
記所定直径Ｄの円盤型に打ち抜いた第２ステム板11bと
の二枚重ねに構成する。

前記両ステム板11a,11bのうち前記キャップ体15側に
おける第１ステム板11aに、第４図に示すように、平面
視においてコ字状の切線19を刻設し、この切線19よりも
内側の部分を、前記キャップ体15内に向かって折曲げる
ことによって、ブロック体12を形成する。従って、第１
ステム11aには、前記ブロック体12の造形により、貫通
孔21が明くことになる。

一方、前記第２ステム板11bのうち前記第１ステム11a
における貫通孔21の部分には、当該第２ステム板11bを
下面側から凹み変形することで形成した突起部22を、当
該突起部22が前記貫通孔21内に突出するように設けると
共に、その下面にリード端子17aを溶接にて接続する。
更に、この第２ステム板11bには、二つの貫通孔20を穿
設して、この両貫通孔20内に各々リード端子17b,17cを
挿入したのち、両貫通孔20内にガラス等の絶縁シール材
18を充填することによって、前記両リード端子17b,17c
を、前記第２ステム板11bに対して絶縁シール状態に固
着する。

そして、この第２ステム板11bを、前記第１ステム板1
1aの裏面に対して密着するように重ね合わせたのち、第
１ステム板11aと、第２ステム板11bとを、その外側の全
周にわたって抵抗溶接することによって一体化する。

次いで、第１ステム板11aのブロック体12の側面に、
半導体レーザチップ13を半導体基板14を介してダイボン
ディングする一方、前記第２ステム板11bにおける突起
部に、前記半導体レーザチップ13に対するモニター用フ
ォトダイオード23をダイボンディングしたのち、前記半
導体レーザチップ13とリード端子17bとの間、及び前記
半導体基板14と前記リード端子17cとの間を、各々金線
にてワイヤーボンディングし、そして、前記キャップ体
15を被嵌したのち、このキャップ体15の周囲を、前記第
１ステム板11aに対して抵抗溶接することによって密閉
する。

なお、このキャップ体15の第１ステム板11aに対する
抵抗溶接は、第１ステム板11aと第２ステム板11bとを抵
抗溶接するときにおいて同時に行うように、換言する
と、第１ステム板11aと第２ステム板11bとを抵抗溶接す
るときに、同時に、キャップ体15を第１ステム板11aに
対して抵抗溶接するようにしても良いのである。

この構成において、ステム11を構成する二枚のステム
板11a,11bのうち第１ステム板11aには、これにコ字状の
切線19を刻設しその内側の部分12をステムの表面に突出
するように折曲げてブロック体に形成したことにより、
貫通孔21が明くことになるが、前記二枚のステム板11a,
11bのうち第２ステム体11bには、モニター用フォトダイ
オード23を固着するための突起部22を、当該第２ステム
板11bを下面側から凹み変形することで設けたことによ
り、貫通孔があいていないから、前記第１ステム板11a
における貫通孔21は、当該第１ステム板11aに対して第
２ステム板11bを重ねることにによって確実に塞ぐこと
ができる。

一方、ステム11を、所定直径Ｄの円盤型にした金属板
製の第１ステム板11aと、同じく所定直径Ｄの円盤型に
した金属板製の第２ステム板11bとの二枚重ねに構成
し、第１ステム板11aに、略コ字状の切線19を刻設し、
この切線19よりも内側の部分12を、当該第１ステム板11
aの表面から突出するように折曲げて、この部分12を、
前記半導体レーザチップ13固着用のブロック体に構成す
る一方、前記第２ステム板11bに、モニター用フォトダ
イオード23を固着するための突起部22を、当該第２ステ
ム板11bを下面側から凹み変形することで設けたことに
より、前記ステム11の外周の厚さう厚くすることのため
に、前記先行技術のように、カップ状に絞り形成するこ
とを必要としないと共に、これら第１ステム板11a及び
第２ステム板11bにおける板厚さを薄くすることができ
るから、前記第１ステム板11a及び第２ステム板11bの両
方を、薄い金属板からの絞り加工を含まない打ち抜きプ
レス加工によって製作することができる。

そして、前記第１ステム板11aにおけるブロック体12
に対して半導体基板14を介してダイボンディングした半
導体レーザチップ13から発生する熱は、ブロック体12か
ら第１ステム板11a及び第２ステム板11bに熱伝達したの
ち放熱されるのであるが、この場合において、半導体レ
ーザチップ13から第１ステム板11a及び第２ステム板11b
への熱伝達を更に促進するには、第１ステム板11aに、
コ字状切線19を刻設しその内側の部分を折曲げることに
よって形成されるブロック体12を、第６図、第７図及び
第８図に示すように、第１ステム板11aに対する付け根
部における幅寸法W1を先端部における幅寸法W2よりも大
きくして成る台形状に形成すれば良いのであり、その他
の構成は、前記第１の実施例と同様である。

また、第１ステム板11aにおけるブロック体12を、前
記のように台形状に形成する場合には、この台形状のブ
ロック体12における左右両側12a,12bを、第２ステム板1
1bに対して固着される両リード端子17b,17cよりも遠ざ
かる方向に屈曲することにより、当該台形状のブロック
体12が、前記両リード端子17b,17cに対して接近・干渉
することを回避できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の実施例を示し、第１図は第１
の実施例を示す縦断正面図、第２図は第１図のII−II視
断面図、第３図は分解した状態の図、第４図は第３図の
IV−IV視平面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ視平面図、第
６図は第２の実施例を示す平面図、第７図は第６図のVI
I−VII視断面図、第８図は第６図のVIII−VIII視断面
図、第９図は従来の例を示す縦断正面図、第10図は第９
図のＸ−Ｘ視断面図、第11図は第９図のXI−XI視断面図
である。 10……半導体レーザ装置、11……ステム、11a……第１
ステム板、11b……第２ステム板、12……ブロック体、1
3……半導体レーザチップ、14……半導体基板、15……
キャップ体、16……ガラス窓、17a,17b,17c……リード
端子、18……絶縁シール材、19……切線、21……貫通
孔、22……突起部、23……モニター用フォトダイオー
ド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の直径の円盤型に形成したステムの表
   面にブロック体を設け、該ブロック体に半導体レーザチ
   ップを固着して成る半導体レーザ装置において、前記ス
   テムを、前記所定直径の円盤型にした金属板製の第１ス
   テム板と、同じく前記所定直径の円盤型にした金属板製
   の第２ステム板との二枚重ねに構成し、この第１ステム
   板及び第２ステム板のうち、前記ブロック体側の第１ス
   テム板に、略コ字状の切線を刻設し、この切線よりも内
   側の部分を、当該第１ステム板の表面から突出するよう
   に折曲げて、この部分を、前記半導体レーザチップ固着
   用のブロック体に構成する一方、前記第２ステム板に、
   各種のリード線を固着し、更に、前記第２ステム板のう
   ち前記第１ステム板にブロック体を形成するために穿設
   される貫通孔内の部分に、当該第２ステム板を下面側か
   ら凹み変形することで形成した突起部を、当該突起部が
   前記貫通孔内に突出するように設けて、この突起部に、
   前記半導体レーザチップに対するモニター用フォトダイ
   オードを固着したことを特徴とする半導体レーザ装置。