JP2546910B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JP2546910B2
JP2546910B2 JP2123842A JP12384290A JP2546910B2 JP 2546910 B2 JP2546910 B2 JP 2546910B2 JP 2123842 A JP2123842 A JP 2123842A JP 12384290 A JP12384290 A JP 12384290A JP 2546910 B2 JP2546910 B2 JP 2546910B2
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semiconductor laser
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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
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    • H01S5/02208Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis

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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10図、第11
図及び第12図に示すように、炭素鋼等の金属にて円盤型
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、前記半導体レーザ
チップ3に対する三本のリード端子7a,7b,7cのうち一本
のリード端子7aを、前記ステム1に対して溶接にて固着
し、他の二本のリード端子7b,7cを、前記ステム1に穿
設した孔1a,1bから挿入したのち、ガラスシール材8に
て絶縁シール状態で固着すると言う構成にしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、この従来の半導体レーザ装置は、ステム1の
上面における半導体レーザチップ固着用のブロック体2
を、炭素鋼製のステム1を冷間鍛造に際して同時に造形
するようにしているので、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の冷間鍛造にコストが大
幅に嵩むのである。
しかも、従来の半導体レーザ装置は、その半導体レー
ザチップ3に対する三本のリード端子7a,7b,7cのうち二
本のリード端子7b,7cを、金属製のステム1における孔1
a,1bに挿入し、ガラスシール材8にて絶縁シール状態で
固着する構成にしているが、この二本のリード端子7b,7
cのガラスシール材8による固着に際しては、両リード
端子7b,7cにガラス管を被嵌したのちステムにおける孔
に挿入すると言う複雑な工程が必要であることに加え
て、高温に加熱することが必要であり、この高温の加熱
によってステム1の全体が変色することにより、その後
処理として酸洗いしたのちメッキを施すようにしなけれ
ばならないから、両リード端子7b,7cをステム1に対し
て絶縁シール状態で固着することに要するコストが大幅
に嵩むことになるから、前記ブロック体2付きステム1
の製作にコストが大幅に嵩むことと相俟って、半導体レ
ーザ装置の価格が著しく高くなると言う問題があった。
その上、前記ステム1の外周の厚さを所定の厚さ寸法
Tにすることのために、ステム1の全体の板厚さを、前
記所定の厚さ寸法Tと等しくしていることにより、材料
費が嵩むばかりか、重量が可成りのアップすると言う問
題もあった。
また、別の先行技術としての実開昭61−149365号公報
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、その内側に、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、各種のリード線を固着した金属板のリー
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、ステムの外周にとける厚さ
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、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言う絞りを伴うプレス加
工を必要とするから、この絞り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、高価な材
料を使用しなければならないことに加えて、各種のリー
ド線を、前記金属板製のリード保持板に対して絶縁シー
ル状態で固着しなければならず、これに要するコストが
大幅に嵩むので、これまた、半導体レーザ装置の価格が
アップするのであり、しかも、ステム内に嵌め込むリー
ド保持板を金属製にしていることから、重量が可成りア
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、各リード端
子をステムに対して絶縁シール状態で固着することに要
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、 「金属板にて所定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、前記ステムの表面に突出するように折曲げて、
前記半導体レーザチップを固着するための前記ブロック
体に形成する一方、前記ステムの裏面に、合成樹脂にて
前記ステムと同じ直径の円盤型にした裏板を、前記ステ
ムにブロック体を形成するために穿設される貫通孔を塞
ぐように接着剤にて固着し、この裏板に、前記半導体レ
ーザチップに対する複数本のリード端子をインサートす
る。」 と言う構成にした。
〔発明の作用・効果〕
このように、金属板にて所定直径の円盤型に形成した
ステムに、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半導体レーザチップ
を固着するブロック体に形成することにより、このステ
ムには、前記ブロック体を形成するための貫通孔があく
ことになるが、この貫通孔は、前記ステムの裏面に接着
材にて固着した合成樹脂製の裏蓋にて完全に塞ぐことが
できる。
一方、前記ステムの裏面に、このステムと同じ直径の
合成樹脂製の裏板を接着材にて固着すると言う構成にし
たことで、ステムの外周における厚さ寸法が、当該ステ
ムの厚さに前記裏板の厚さを加えたものになることによ
り、ステムの外周における厚さ寸法を厚くすることのた
めに、前記先行技術のように、ステムの外周をカップ状
に形成することを必要しないから、前記ステムに、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半導体レーザチップを固着するブロ
ック体を形成したことと相俟って、前記ステムを、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、前記ステムの外周をカップ状に形成すること
を必要としないことにより、このステムの材料として、
前記先行技術のように、銅等の比較的柔らかで、且つ、
展性に富んだ材料に代えて、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。
その上、半導体レーザチップに対する複数本のリード
端子を、前記合成樹脂製の裏板にインサートしたことに
より、当該合成樹脂製の裏板を成形するとき、当該裏板
に対して前記各リード端子を絶縁シール状態で確実に固
着することができるから、前記従来のように、金属製の
ステム又はリード保持板に対して複数本のリード端子を
ガラスシール材によって固着する場合のような複雑な工
程、高温加熱、及び高温加熱後の後処理としてのメッキ
処理を必要としないのである。
従って、本発明によると、 .半導体レーザ装置におけるブロック付きステムの製
作に要するコスト、及びステムに対して複数本のリード
端子を絶縁シール状態で固着することに要するコストを
大幅に低減することができるから、半導体レーザ装置
を、著しく安価に提供できる。
.半導体レーザチップ固着用のブロック体を、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、ステ
ムにおける一部を利用してブロック体を造形する一方、
このステムの裏面に固着する裏板を合成樹脂製にしたも
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、及び裏板を合成樹
脂にした分だけ軽量化できる。
.一般に、半導体レーザ装置は、そのステムにおける
上面の外周部分を、被取付け部材に接触するようにして
取付けられるのであるが、本発明では、この部分が金属
製であることにより、半導体レーザチップで発生する熱
を、ステムを介して被取付け部材に迅速に熱伝達するこ
とができるから、各リード線の固着に合成樹脂を使用し
たものでありながら、放熱性を確保できる。
と言う効果を有する。
〔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直径の円盤型に
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半導体レーザ
装置を示す。
前記ステム11には、第4図に示すように、平面視にお
いてコ字状の切線19を刻設して、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を一体的に造形する。従って、
ステム11には、前記ブロック体12の造形により、貫通孔
20が明くことになる。
一方、符号18は、エポキシ等の熱硬化性合成樹脂にて
前記ステム11と同じ直径の円盤型に形成した裏板を示
し、該裏板18の成形に際しては、これに三本のリード端
子17a,17b,17cをインサートする。この場合において、
各リード端子17a,17b,17cのうち、一本のリード端子17a
の上端を、裏板18の上面に露出するように構成する一
方、他の二本のリード端子17b,17cを、その先端が裏板1
8の上面よりも突出するように構成する。
そして、前記裏板18を、前記ステム11の下面に対し
て、導電性の接着剤21を使用して、ステム11における貫
通孔20を塞ぐように接着するのであり、この接着によ
り、前記一本のリード端子17aは、ステム11に対して導
電性の接着剤21を介して電気的に接続される。
このステム11に対する裏板18の接着後において、ステ
ム11におけるブロック体12の側面に、半導体レーザチッ
プ13を、表面の一部にモニター用フォトダイオードを備
えた半導体基板14を介して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、半導体基板14との間、及
び前記半導体基板14と前記両リード端子17b,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、前記ステム11に対して抵抗溶接することによって
密閉する。
このように、ステム11の裏面に、このステム11と同じ
直径の合成樹脂製の裏板18を接着材21にて固着したこと
で、ステム11の外周における厚さ寸法が、当該ステム11
の厚さに前記裏板18の厚さを加えたものになることによ
り、ステム11の外周における厚さ寸法を厚くすることの
ために、ステム11の外周をカップ状に形成することを必
要しないから、前記ステム11に、コ字状の切線19を刻設
しその内側の部分をステム11の表面に突出するように折
曲げて半導体レーザチップ13を固着するブロック体12を
形成したことと相俟って、前記ステム11を、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。
一方、ステム11におけるブロック体12を、前記のよう
にして形成したことにより、ステム11には、貫通孔20が
明くことになるが、この貫通孔20は、前記ステム11の下
面に、合成樹脂製の裏板18を、接着剤21にて接着したこ
とによって、完全に塞ぐことができるのであり、また、
半導体レーザチップ13に対する各リード端子17a,17b,17
cを、前記合成樹脂製の裏板18にインサートしたことに
より、当該合成樹脂製の裏板18を成形するとき、この裏
板18に対して前記各リード端子17a,17b,17cを絶縁シー
ル状態で確実に固着することができるのである。
第6図は、第2の実施例を示し、この第2の実施例
は、前記第1の実施例のように、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を半導体基板14に
設けることに代えて、前記モニター用フォトダイオード
を別の箇所に設けた場合を示すものである。
すなわち、前記ステム11の下面における裏板18にイン
サートする一本のリード端子17aに延長部17a′を設け
て、この延長部17a′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22を、ダイボンディ
ングしたものであり、その他の構成は、前記第1の実施
例と同様であるが、この実施例においては、接着剤21と
しては、前記第1の実施例のように、導電性の接着剤を
使用することに代えて、普通の接着剤を使用することが
できる。
そして、前記ステム11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からステム
11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からステム11への熱伝達
を更に促進するには、ステム11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7図、第8図及び第9図に示すよう
に、ステム11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、ステム11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、裏板18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9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図は第1図の底面図、第4図は分解した状
態の断面図、第5図は第4図のV−V視平面図、第6図
は第2の実施例を示す断面図、第7図は第3の実施例を
示す平面図、第8図は第7図のVIII−VIII視断面図、第
9図は第7図のIX−IX視断面図、第10図は従来の例を示
す縦断正面図、第11図は第10図のXI−XI視断面図、第12
図は第10図のXII−XII視断面図である。 10……半導体レーザ装置、11……ステム、12……ブロッ
ク体、13……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……裏板、19……切線、20……貫通孔、
21……接着剤。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属板にて所定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、前記ステムの表面に突出するよう
    に折曲げて、前記半導体レーザチップを固着するための
    前記ブロック体に形成する一方、前記ステムの裏面に、
    合成樹脂にて前記ステムと同じ直径の円盤型にした裏板
    を、前記ステムにブロック体を形成するために穿設され
    る貫通孔を塞ぐように接着剤にて固着し、この裏板に、
    前記半導体レーザチップに対する複数本のリード端子を
    インサートしたことを特徴とする半導体レーザ装置。
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