JP3153149B2 - Semiconductor laser device and method of manufacturing the same - Google Patents
Semiconductor laser device and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置な
どに用いられる、レーザダイオードチップを樹脂封止し
てなる半導体レーザ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device having a laser diode chip sealed with a resin, which is used for an optical disk device or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図９は従来の樹脂封止タイプの半導体レ
ーザ装置の透視斜視図である。レーザダイオードチップ
１はモニター用フォトダイオード２ｐを内蔵するサブマ
ウント２（Ｓｉ結晶）を介してコモンポスト３ａと一体
の主板３にボンディングされている。主板３とは分離さ
れている他の２本のポスト３ｂとレーザダイオードチッ
プ１およびモニター用フォトダイオード２ｐの間にはボ
ンデイングワイヤ４がそれぞれ接続されている。主板
３、コモンポスト３ａおよびポスト３ｂは同じリードフ
レームから切断分離されたものである。レーザダイオー
ドチップ１は透光性の端面破壊防止層５により被覆され
さらに透光性の封止樹脂６により封止され、また封止樹
脂６は主板３、各ポスト３ａ、３ｂを所定の相対位置に
固定している。端面破壊防止層５はレーザダイオードチ
ップ１の発光端面近傍の封止樹脂６がレーザ光により破
壊されることを防止するために設けられている。レーザ
光はレーザダイオードチップ１の端面に頂点のある楕円
錐状にレーザ光軸１ｘに沿って出射される。主板３の両
端部は半導体レーザ装置を搭載する光応用機器の治具に
固定するための固定端部３ｓとして、封止樹脂６から突
出している。また、ポスト３ａ、３ｂの端部も封止樹脂
６から突出しており、レーザダイオードチップ１の駆動
電源へのリードと光出力モニタ回路へのリードにハンダ
付けによりそれぞれ接続される。2. Description of the Related Art FIG. 9 is a perspective view of a conventional resin-sealed semiconductor laser device. The laser diode chip 1 is bonded to a main plate 3 integrated with a common post 3a via a submount 2 (Si crystal) having a built-in monitor photodiode 2p. Bonding wires 4 are respectively connected between the other two posts 3b separated from the main plate 3 and the laser diode chip 1 and the monitoring photodiode 2p. The main plate 3, the common post 3a and the post 3b are cut and separated from the same lead frame. The laser diode chip 1 is covered with a light-transmitting end face destruction prevention layer 5 and further sealed with a light-transmitting sealing resin 6. The sealing resin 6 holds the main plate 3 and the posts 3 a and 3 b at predetermined relative positions. It is fixed to. The end face destruction prevention layer 5 is provided to prevent the sealing resin 6 near the light emitting end face of the laser diode chip 1 from being broken by laser light. The laser light is emitted along the laser optical axis 1x in an elliptical cone shape having a vertex at the end face of the laser diode chip 1. Both ends of the main plate 3 protrude from the sealing resin 6 as fixed ends 3s for fixing to a jig of an optical applied device on which the semiconductor laser device is mounted. The ends of the posts 3a and 3b also protrude from the sealing resin 6, and are connected by soldering to the lead to the drive power supply of the laser diode chip 1 and the lead to the optical output monitor circuit, respectively.
【０００３】端面破壊防止層５は例えばシリコーン樹脂
からなっており、液状シリコーンをレーザダイオードチ
ップ１とサブマウント２を覆うように滴下して塗布され
た後、１２０℃〜１６０℃の炉中で熱硬化される。次い
で、エポキシ系の封止樹脂６は射出成形によって形成さ
れる。射出成形は１５０℃以上で行われ、射出成形後室
温まで冷却されるが、端面破壊防止層５は封止樹脂６よ
り熱膨張率が大きいため、レーザダイオードチップ１の
表面と封止樹脂６の表面での密着力によって引張応力が
働くことになる。図１０は従来の樹脂封止タイプの半導
体レーザ装置の断面図である。断面はレーザ光軸１ｘを
含み主板に垂直な面であり、以下全ての断面図は同じと
する。端面破壊防止層５はレーザダイオードチップ１の
後方、サブマウント２の上面に最も大きな容積を有して
いる。端面破壊防止層５と封止樹脂６との密着力にはば
らつきがあるので、密着力が端面破壊防止層５の切断力
より小さい場合は、端面破壊防止層５と封止樹脂６との
間に剥離５ａが生ずることがあり、また、密着力が端面
破壊防止層５の材料強度より大きい場合には体積収縮量
が最も大きくなるモニター用フォトダイオード２ｐ上に
位置する箇所で端面破壊防止層５に割れ５ｂが生ずるこ
とがある。The end face destruction prevention layer 5 is made of, for example, a silicone resin. After liquid silicone is applied dropwise so as to cover the laser diode chip 1 and the submount 2, it is heated in a furnace at 120.degree. Is cured. Next, the epoxy-based sealing resin 6 is formed by injection molding. The injection molding is performed at a temperature of 150 ° C. or more, and is cooled to room temperature after the injection molding. However, since the end face destruction prevention layer 5 has a larger coefficient of thermal expansion than the sealing resin 6, the surface of the laser diode chip 1 and the sealing resin 6 Tensile stress is exerted by the adhesive force on the surface. FIG. 10 is a sectional view of a conventional resin-encapsulated semiconductor laser device. The cross section is a plane including the laser optical axis 1x and perpendicular to the main plate, and all the cross-sectional views are the same hereinafter. The end face destruction prevention layer 5 has the largest volume behind the laser diode chip 1 and on the upper surface of the submount 2. Since the adhesion between the end surface destruction prevention layer 5 and the sealing resin 6 varies, if the adhesion is smaller than the cutting force of the end surface destruction prevention layer 5, the distance between the end surface destruction prevention layer 5 and the sealing resin 6 is reduced. 5a may occur, and if the adhesive force is greater than the material strength of the end face destruction preventing layer 5, the end face destruction preventing layer 5 may be located at a position located on the monitor photodiode 2p where the volume shrinkage is greatest. Cracks 5b may be formed on the surface.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザ装置はコ
ンパクトディスク等の光ディスクやレーザビームプリン
タ等の各種光応用機器に組み込まれて使用される。これ
らの装置においては、安定したデジタル信号を得るため
に、高精度の発光点の位置、方向と同時に高精度に安定
した光強度が要求されている。A semiconductor laser device is used by being incorporated in various optical devices such as an optical disk such as a compact disk and a laser beam printer. In these devices, in order to obtain a stable digital signal, highly accurate and stable light intensity is required simultaneously with the position and direction of the light emitting point with high accuracy.
【０００５】レーザダイオードチップは受光面を上面に
持つモニター用フォトダイオードを内蔵するサブマウン
トに固着されており、モニター用フォトダイオードはレ
ーザダイオードチップの後方側の出射光をモニターでき
るようになっている。レーザダイオードチップの発光端
面のレーザ光出射部の大きさは約５μｍ×１μｍであ
り、出射されたモニターレーザ光はレーザ光強度分布の
半値全幅が横方向（主板面内方向）角度約１０度、縦方
向（主板垂直方向）角度約４０度の広がり角で放射す
る。前述の部分的な剥離が生じると、剥離している部分
は剥離していない部分に比べ光の反射率が大きく、レー
ザダイオードチップから出射されたレーザ光を強く反射
する。そのためレーザダイオードチップを所定の光出力
で発光させたときの後方側の出射光を受光するモニター
用フォトダイオードのモニター電流値が増加し、前方側
の出射光を精度良くコントロールできなくなる。また、
端面破壊防止層内に割れが発生した場合、割れ部での光
の多重散乱、あるいは割れによってモニターレーザ光が
遮られることによりモニター用フォトダイオードに入る
光の量が変化し、出力されるモニター電流も変化する点
も問題であった。[0005] The laser diode chip is fixed to a submount having a built-in monitor photodiode having a light receiving surface on the upper surface, and the monitor photodiode can monitor emitted light on the rear side of the laser diode chip. . The size of the laser light emitting portion on the light emitting end face of the laser diode chip is about 5 μm × 1 μm, and the emitted monitor laser light has a full width at half maximum of the laser light intensity distribution of about 10 degrees in the horizontal direction (in the main plate plane direction). It radiates at a spread angle of about 40 degrees in the vertical direction (vertical direction of the main plate). When the above-mentioned partial peeling occurs, the peeled part has a higher light reflectance than the unpeeled part, and strongly reflects the laser light emitted from the laser diode chip. Therefore, when the laser diode chip emits light with a predetermined light output, the monitor current value of the monitor photodiode that receives the rear-side emission light increases, and the front-side emission light cannot be accurately controlled. Also,
When a crack occurs in the end face destruction prevention layer, the amount of light entering the monitor photodiode changes due to the multiple scattering of light at the crack or the breakage of the monitor laser beam, and the output monitor current Was also a problem.
【０００６】この発明の目的は、前記問題を解決するこ
とにあり、端面破壊防止層にかかる形成時の熱応力を緩
和することによって、モニターレーザ光が直接照射され
る箇所での端面破壊防止層と封止樹脂間の剥離をなく
し、端面破壊防止層に割れ発生もなく、安定した電気
的、光学的特性を有する樹脂封止タイプの半導体レーザ
装置を提供し、またその製造方法を提供することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and alleviates the thermal stress at the time of forming the end face destruction preventing layer, thereby preventing the end face destruction preventing layer from being directly irradiated with the monitor laser beam. To provide a resin-encapsulated semiconductor laser device having stable electrical and optical characteristics without peeling between the resin and the sealing resin, and without generation of cracks in the end face destruction prevention layer, and a method of manufacturing the same. It is.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、レーザダイオードチップがモニター用フォトダイオ
ードを内蔵するサブマウントを介して金属製の主板上に
固着され、前記レーザダイオードチップおよびサブマウ
ントは端面破壊防止層により被覆され、さらにレーザダ
イオードチップ、サブマウント、端面破壊防止層および
前記主板は封止樹脂により封止されている半導体レーザ
装置において、端面破壊防止層と封止樹脂との界面のモ
ニターレーザ光強度のピークの半値以下の光強度が照射
される部分に、空隙を有することとする。In order to achieve the above object, a laser diode chip is fixed on a metal main plate via a submount having a built-in monitor photodiode, and the laser diode chip and the submount are fixed to each other. In a semiconductor laser device covered with an end face destruction prevention layer, and further, the laser diode chip, the submount, the end face destruction prevention layer and the main plate are sealed with a sealing resin, an interface between the end face destruction prevention layer and the sealing resin is provided. A gap is provided in a portion irradiated with a light intensity equal to or less than a half value of the peak of the monitor laser light intensity.
【０００８】また、レーザダイオードチップがモニター
用フォトダイオードを内蔵するサブマウントを介して金
属製の主板上に固着され、前記レーザダイオードチップ
およびサブマウントは端面破壊防止層により被覆され、
さらにレーザダイオードチップ、サブマウント、端面破
壊防止層および前記主板は封止樹脂により封止されてい
る半導体レーザ装置において、端面破壊防止層と封止樹
脂との界面のモニターレーザ光強度のピークの半値以下
の光強度が照射される部分に、互いに接触してはいるが
固定されてはいない非密着部を有することとする。[0008] Further, a laser diode chip is fixed on a metal main plate via a submount having a built-in monitor photodiode, and the laser diode chip and the submount are covered with an end face destruction prevention layer.
Further, in a semiconductor laser device in which the laser diode chip, the submount, the end face destruction prevention layer, and the main plate are sealed with a sealing resin, a half value of a peak of a monitor laser beam intensity at an interface between the end face destruction prevention layer and the sealing resin is obtained. Non-adhesion portions that are in contact with each other but are not fixed are provided at portions to be irradiated with the following light intensities.
【０００９】また、レーザダイオードチップがモニター
用フォトダイオードを内蔵するサブマウントを介して金
属製の主板上に固着され、前記レーザダイオードチップ
およびサブマウントは端面破壊防止層により被覆され、
さらにレーザダイオードチップ、サブマウント、端面破
壊防止層および前記主板は封止樹脂により封止されてい
る半導体レーザ装置において、端面破壊防止層と封止樹
脂との界面のモニターレーザ光強度のピークの半値以下
の光強度が照射される部分で、端面破壊防止層表面から
内部に向かって切れ込みを有することとする。A laser diode chip is fixed on a metal main plate via a submount having a built-in monitor photodiode, and the laser diode chip and the submount are covered with an end surface destruction preventing layer.
Further, in a semiconductor laser device in which the laser diode chip, the submount, the end face destruction prevention layer, and the main plate are sealed with a sealing resin, a half value of a peak of a monitor laser beam intensity at an interface between the end face destruction prevention layer and the sealing resin is obtained. In the portion where the following light intensity is applied, a notch is formed from the surface of the end surface destruction prevention layer toward the inside.
【００１０】前記空隙は端面破壊防止層の表面から封止
樹脂の外表面に至る貫通孔であると良い。前記貫通孔は
封止樹脂の成型用金型に設けられたピンにより形成され
ると良い。前記ピンの端面破壊防止層に接する先端部は
サブマウントに接続されたボンディングワイヤ上から離
れていると良い。Preferably, the gap is a through hole extending from the surface of the end face destruction preventing layer to the outer surface of the sealing resin. The through-hole may be formed by a pin provided in a molding die of a sealing resin. It is preferable that the tip of the pin in contact with the end surface destruction prevention layer is separated from the bonding wire connected to the submount.
【００１１】前記封止樹脂の成型用金型を用いる樹脂封
止時に、前記主板のサブマウントのある反対側の面が支
持体により支持されていると良い。前記端面破壊防止層
の非密着部は、樹脂封止前に端面破壊防止層の所定表面
に焼きごてを押し当てることにより形成されると良い。
前記端面破壊防止層の切れ込みはナイフにより切られて
形成されると良い。It is preferable that the surface of the main plate on the side opposite to the submount is supported by a support during resin sealing using a molding die for molding the sealing resin. The non-adhesive portion of the end face destruction prevention layer may be formed by pressing a predetermined ironing face of the end face destruction prevention layer with a hard iron before resin sealing.
The cuts in the end face destruction prevention layer are preferably formed by cutting with a knife.
【００１２】本発明の上記のいずれの手段においても、
端面破壊防止層は封止樹脂に密着接触しないで自由に動
き得る可動部分を有するため、２種の樹脂の境界面およ
びその周辺における２種の樹脂の熱膨張係数の差異によ
って発生するストレインは可動部分に逃げ、接触する部
分の熱ストレスは緩和され、接触する部分では端面破壊
防止層の亀裂や封止樹脂との間の隙間は生じない。従っ
て、その部分でのレーザ光の反射は乱れないし、また、
可動部分はレーザ光強度のピークの半値以下の強度しか
照射しない部分であるため、可動部分での反射の乱れに
よるモニター用フォトダイオードへの入射光強度は小さ
く、モニター用フォトダイオードへの入射光全体の強度
変化は小さい。従って、周囲温度に対して安定なモニタ
ー電流を得ることができる。In any of the above means of the present invention,
Since the end surface destruction prevention layer has a movable portion that can move freely without being in close contact with the sealing resin, strain generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the two resins at and around the boundary surface between the two resins is movable. The thermal stress at the contacting portion is reduced by escaping to the portion, and the contacting portion does not have a crack in the end surface breakdown prevention layer or a gap with the sealing resin. Therefore, the reflection of the laser beam at that portion is not disturbed, and
Since the movable part is a part that irradiates only less than half the intensity of the laser light peak, the intensity of light incident on the monitor photodiode due to disturbance of reflection at the movable part is small, and the entire light incident on the monitor photodiode is small. Changes in intensity are small. Therefore, a stable monitor current with respect to the ambient temperature can be obtained.
【００１３】[0013]
実施例１ 図１に本発明の実施例に係る半導体レーザ装置の断面図
を示す。従来技術と異なる点のみ説明する。端面破壊防
止層５にはシリコーン樹脂を用い、サブマウント２を載
せる主板３の面から厚さ約３００μｍで形成し、またそ
の周りは封止樹脂６により封止されている。封止樹脂６
には光透過度の高いエポキシ樹脂またはアクリル樹脂が
適当であり、この実施例ではエポキシ樹脂を用いた。こ
の封止樹脂６の端面破壊防止層５の表面から封止樹脂６
の外表面に至る貫通孔６ａをあけた。また、端面破壊防
止層５の表面での貫通孔６ａの開口部は、端面破壊防止
層と封止樹脂との界面のモニターレーザ光強度のピーク
の半値以下の光強度が照射される部分に来るようにし
た。そのため、端面破壊防止層５と封止樹脂６の密着す
る面積が貫通孔分だけ小さくなり、封止樹脂成形後、端
面破壊防止層５が収縮しても端面破壊防止層５が引っ張
られる量が小さくなり、発生する応力も小さくできる。
また、上記のようにレーザ光の照射強度の小さい位置に
開口部はあるので、この半導体レーザ装置の周囲温度が
使用中に変化した場合、開口部内の端面破壊防止層５の
表面は僅かにずれるが、その部分でのモニターレーザ光
の反射光のモニター用フォトダイオード２ｐへの影響は
小さく、モニター電流は周囲温度に対して安定である。Embodiment 1 FIG. 1 shows a sectional view of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. Only the differences from the prior art will be described. The end surface destruction prevention layer 5 is made of silicone resin, is formed with a thickness of about 300 μm from the surface of the main plate 3 on which the submount 2 is mounted, and the periphery thereof is sealed with a sealing resin 6. Sealing resin 6
An epoxy resin or an acrylic resin having a high light transmittance is suitable for this. In this example, an epoxy resin was used. From the surface of the end surface destruction preventing layer 5 of the sealing resin 6 to the sealing resin 6
A through hole 6a reaching the outer surface of the substrate was made. Further, the opening of the through hole 6a on the surface of the end face destruction prevention layer 5 comes to a portion of the interface between the end face destruction prevention layer and the sealing resin to which a light intensity equal to or less than half the peak of the monitor laser light intensity is irradiated. I did it. For this reason, the area where the end face destruction prevention layer 5 and the sealing resin 6 come into close contact with each other is reduced by the amount of the through hole, and even if the end face destruction prevention layer 5 shrinks after molding the sealing resin, the amount of pulling of the end face destruction prevention layer 5 is small. And the stress generated can be reduced.
In addition, since the opening is located at the position where the irradiation intensity of the laser beam is low as described above, when the ambient temperature of the semiconductor laser device changes during use, the surface of the end face breakdown prevention layer 5 in the opening slightly shifts. However, the influence of the reflected light of the monitor laser light on the monitor photodiode 2p at that portion is small, and the monitor current is stable with respect to the ambient temperature.
【００１４】次にこのような貫通孔を開ける製造方法の
一例を説明する。図２は本発明に係る半導体レーザ装置
の射出成形時の断面図である。封止樹脂６の射出成形に
用いる成型用金型１１にピン１２を設けることによって
貫通孔を有する封止樹脂６が形成されるようにしてあ
る。成型用金型１１のピン１２が端面破壊防止層５を押
しつける構造になっているが、樹脂成形圧力は３０〜５
０Ｎ／cm2 であり、ピン１２と端面破壊防止層５間に封
止樹脂６が回り込まないようにピン１２は端面破壊防止
層５を約４０μｍ内側に凹ませるように設定してある。
ピン１２は成型金型１１の中で可動式になっており、端
面破壊防止層５の厚さにばらつきがあっても凹ませる量
は調整できるようにしてある。端面破壊防止層５の構成
材料であるシリコーン樹脂はやわらかなゴム状であり、
ピン１２によって４０μｍ凹んだ程度では割れる等の影
響はなく、成形後ピンを外せば元の形に復元する。Next, an example of a manufacturing method for forming such a through hole will be described. FIG. 2 is a sectional view at the time of injection molding of the semiconductor laser device according to the present invention. By providing a pin 12 in a molding die 11 used for injection molding of the sealing resin 6, the sealing resin 6 having a through hole is formed. The pin 12 of the molding die 11 has a structure in which the end face destruction prevention layer 5 is pressed, but the resin molding pressure is 30 to 5
0 N / cm 2 , and the pins 12 are set so that the end face destruction prevention layer 5 is depressed inward by about 40 μm so that the sealing resin 6 does not flow between the pin 12 and the end face destruction prevention layer 5.
The pin 12 is movable in the molding die 11 so that the amount of depression can be adjusted even if the thickness of the end face destruction preventing layer 5 varies. The silicone resin which is a constituent material of the end face destruction prevention layer 5 has a soft rubber shape,
When the pin 12 is recessed by about 40 μm, there is no influence such as cracking. When the pin is removed after molding, the original shape is restored.
【００１５】貫通孔６ａを作製するためのピン１２は端
面破壊防止層５を潰すが、この時ピン１２がサブマウン
ト２上のボンディングワイヤの真上部を押しつけるとボ
ンディングワイヤ４が押しつぶされ、断線や短絡などの
不具合が発生するおそれがある。これを回避するための
構造を次に説明する。図３は本発明に係る他の半導体レ
ーザ装置を上側から見た透視図である。モニター用フォ
トダイオード２ｐの受光部の上側に貫通孔を設けてあ
り、ピンの先端部の形状（貫通孔６ａの開口部５ｆの形
状に対応）はモニター用フォトダイオード２ｐの受光面
上にあり、かつボンディングワイヤ４の垂直上方部には
及ばないよう、多角形あるいは曲線で構成された形状と
した。その結果、ピンがやや強く押しても、ボンディン
グワイヤ４の断線や短絡は発生しなくなった。 実施例２ 実施例１では、封止樹脂の射出成形時にピンは上方から
シリコーン樹脂を押さえつけるため、リードフレームの
主板がたわみ、レーザダイオードチップの位置すなわち
レーザ光軸がずれるおそれがある。これを回避するため
次の様な構造とした。図４は本発明に係る他の半導体レ
ーザ装置の射出成形時の断面図である。主板３（リード
フレームからまだ切断されていない状態）の裏面から支
える固定式の裏面ピン１３を成型用金型１１に設けて主
板３を支持しながら封止樹脂６の射出成形を行うことに
より、射出成形時にピン１２が端面破壊防止層５を押し
下げることによる主板３の変形を防ぐ構造とした。その
結果、レーザ光軸のずれは発生しなくなった。A pin 12 for forming the through-hole 6a crushes the end face breakdown prevention layer 5, but when the pin 12 presses just above the bonding wire on the submount 2, the bonding wire 4 is crushed, and the wire breakage or disconnection occurs. Failures such as short circuits may occur. The structure for avoiding this will be described below. FIG. 3 is a perspective view of another semiconductor laser device according to the present invention as viewed from above. A through hole is provided above the light receiving portion of the monitor photodiode 2p, and the shape of the tip of the pin (corresponding to the shape of the opening 5f of the through hole 6a) is on the light receiving surface of the monitor photodiode 2p. In addition, the shape was formed by a polygon or a curve so as not to reach the vertically upper part of the bonding wire 4. As a result, even if the pin was pressed slightly strongly, the disconnection or short circuit of the bonding wire 4 did not occur. Second Embodiment In the first embodiment, since the pins press the silicone resin from above during the injection molding of the sealing resin, the main plate of the lead frame may be bent and the position of the laser diode chip, that is, the laser optical axis may be shifted. To avoid this, the following structure was adopted. FIG. 4 is a sectional view of another semiconductor laser device according to the present invention at the time of injection molding. By providing a fixed back pin 13 supported from the back of the main plate 3 (a state not yet cut from the lead frame) on the molding die 11 and performing the injection molding of the sealing resin 6 while supporting the main plate 3. The structure is such that the deformation of the main plate 3 due to the pins 12 pushing down the end face destruction prevention layer 5 during injection molding is prevented. As a result, no deviation of the laser optical axis occurred.
【００１６】金型の裏面ピンは樹脂の同形のロッドに置
き換えることも可能であり、その場合はロッドは封止樹
脂の一部となる。 実施例３ 図５は本発明に係る二次封止された半導体レーザ装置の
断面図であり、（ａ）は裏面支持のない場合であり、
（ｂ）は裏面支持のある場合である。封止樹脂６の成形
後、主板３の固定端部３ｓにアダプタリング８をとりつ
け、封止樹脂６の周りを別の二次封止樹脂７で二次封止
して一体化した半導体レーザ装置に、本発明を適用した
場合を説明する。二次封止樹脂７には半導体封止用エポ
キシ系樹脂を用いた。封止樹脂６の貫通孔６ａに二次封
止樹脂７が入り込むが、この二次封止樹脂は離型剤を多
く含んでいるため端面破壊防止層５とは濡れ性がなく、
はじきあい密着しない。また、熱収縮率も端面破壊防止
層５の方が二次封止樹脂７より大きいため、冷却後は端
面破壊防止層５と二次封止樹脂７の間に隙間５ｃが生じ
る。このように二次封止した半導体レーザ装置において
も端面破壊防止層５には実施例１における貫通孔と同じ
ように密着拘束されていない部分が存在するため熱応力
緩和効果が得られる。 実施例４ 端面破壊防止層５の表面を改質することによって端面破
壊防止層５と封止樹脂６の密着性を低下させ、封止樹脂
成形時の熱応力緩和を行うことも可能である。The back pins of the mold can be replaced by rods of the same shape made of resin, in which case the rods become part of the sealing resin. Embodiment 3 FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to the present invention in which a secondary sealing is performed. FIG.
(B) shows a case where the back surface is supported. After molding the sealing resin 6, an adapter ring 8 is attached to the fixed end 3s of the main plate 3, and the periphery of the sealing resin 6 is secondarily sealed with another secondary sealing resin 7 to integrate the semiconductor laser device. Next, the case where the present invention is applied will be described. As the secondary sealing resin 7, an epoxy resin for semiconductor sealing was used. The secondary sealing resin 7 penetrates into the through holes 6a of the sealing resin 6, but since the secondary sealing resin contains a large amount of a release agent, the secondary sealing resin 7 has no wettability with the end face destruction prevention layer 5,
Does not stick to each other. In addition, since the thermal shrinkage of the end face destruction prevention layer 5 is larger than that of the secondary sealing resin 7, a gap 5c is formed between the end face destruction prevention layer 5 and the secondary sealing resin 7 after cooling. Also in the semiconductor laser device thus secondary-sealed, the end surface breakdown prevention layer 5 has a portion that is not tightly bound similarly to the through hole in the first embodiment, so that a thermal stress relaxation effect can be obtained. Example 4 By modifying the surface of the end face destruction prevention layer 5, the adhesion between the end face destruction prevention layer 5 and the sealing resin 6 can be reduced, and the thermal stress at the time of molding the sealing resin can be reduced.
【００１７】図６は本発明に係る端面破壊防止層表面改
質工程時の断面図である。約３００℃に加熱した金属線
または金属棒等の焼きごて１４を端面破壊防止層５に押
し当て、端面破壊防止層５の表面の一部を熱処理した
後、実施例１と同様に樹脂封止した。図７は本発明に係
る端面破壊防止層表面改質の半導体レーザ装置の断面図
である。端面破壊防止層５と封止樹脂６は熱処理を加え
た部分のみが密着しないので、射出成形時の温度１６０
℃から室温まで冷却すると線膨張係数の違いにより端面
破壊防止層５の方が収縮率が大きいため約５０μｍの剥
離部５ａが生じる。この剥離部５ａで熱収縮応力が吸収
され、レーザダイオードチップ１から出射されたモニタ
ーレーザ光１ｂが端面破壊防止層５の表面に照射される
箇所には熱処理を加えていないため剥離を起こしておら
ず反射率が一定となり、モニター用フォトダイオード２
ｐでモニターされる光の量と出力されるモニター電流は
周囲温度の影響を受けず、安定した電気的、光学的特性
が得られた。FIG. 6 is a cross-sectional view at the time of the step of modifying the surface of the end face destruction preventing layer according to the present invention. After the ironing iron 14 heated to about 300 ° C., such as a metal wire or a metal rod, is pressed against the end face destruction prevention layer 5, and a part of the surface of the end face destruction prevention layer 5 is heat-treated. Stopped. FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device for modifying the surface of the end face breakdown prevention layer according to the present invention. Since only the heat-treated portion of the end surface destruction prevention layer 5 and the sealing resin 6 do not adhere to each other, the temperature at the time of injection molding is 160.
When cooled from room temperature to room temperature, the end face destruction prevention layer 5 has a larger shrinkage due to a difference in linear expansion coefficient, so that a peeled portion 5a of about 50 μm is generated. The heat-shrinkage stress is absorbed by the peeling portion 5a, and the portion where the monitor laser beam 1b emitted from the laser diode chip 1 is irradiated on the surface of the end face destruction preventing layer 5 is not subjected to heat treatment, so that peeling has occurred. The reflectance is constant, and the monitor photodiode 2
The amount of light monitored by p and the output monitor current were not affected by the ambient temperature, and stable electrical and optical characteristics were obtained.
【００１８】また、当然のことながら、このように焼き
ごてにて端面破壊防止層に熱処理を加えたものを封止樹
脂で封止したのち一般的な半導体封止用エポキシ樹脂で
二次封止することも可能である。 実施例５ 端面破壊防止層５の表面に切れ込みを入れ、応力を分散
させる構造を試みた。図８は本発明に係る端面破壊防止
層に切れ込みを有する半導体レーザ装置の断面図であ
る。レーザダイオードチップ１の後方に位置する端面破
壊防止層５の表面に薄いナイフを差し込み、切れ込み５
ｄを入れた後、封止樹脂６を射出成形した。成形後の冷
却時に端面破壊防止層５は収縮しようとするが、端面破
壊防止層５の封止樹脂６との界面部は前記の切れ込みを
境としてその前方と後方の二つに分割されることにな
り、端面破壊防止層の容積も分割減少され、発生する熱
応力は低減される。またこの切れ込みが端面破壊防止層
５と封止樹脂６との間で発生する引張応力を吸収するこ
ととなり、端面破壊防止層５に発生する熱応力が緩和さ
れる。レーザダイオードチップ１の後方から放出された
レーザ光１ｂは垂直方向に片側約２０度の広がりをもっ
ているが、切れ込みはレーザ光を遮らないような深さに
してある。Also, it is needless to say that the heat treatment applied to the end face destruction preventing layer by the iron in this way is sealed with a sealing resin, and then a secondary sealing with a general semiconductor sealing epoxy resin. It is also possible to stop. Example 5 A structure in which a cut was made in the surface of the end surface breakdown prevention layer 5 to disperse stress was attempted. FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to the present invention, which has a cut in the end face breakdown prevention layer. A thin knife is inserted into the surface of the end face destruction prevention layer 5 located behind the laser diode chip 1,
After adding d, the sealing resin 6 was injection molded. At the time of cooling after the molding, the end face destruction prevention layer 5 tends to shrink, but the interface between the end face destruction prevention layer 5 and the sealing resin 6 is divided into two parts, a front part and a rear part, with the cut as a boundary. , The volume of the end face destruction prevention layer is also divided and reduced, and the generated thermal stress is reduced. In addition, the cut absorbs the tensile stress generated between the end face destruction prevention layer 5 and the sealing resin 6, and the thermal stress generated in the end face destruction prevention layer 5 is reduced. The laser beam 1b emitted from the rear of the laser diode chip 1 has a vertical extent of about 20 degrees on one side, but the cut is made to a depth that does not block the laser beam.
【００１９】また、当然のことながら、このようにナイ
フにより端面破壊防止層に切れ込みを入れて封止樹脂で
封止した後、通常の半導体封止用エポキシ樹脂で二次封
止した構造にも適用できる。Naturally, a structure in which a notch is cut into the end face destruction prevention layer with a knife and sealed with a sealing resin and then secondary sealed with a normal semiconductor sealing epoxy resin is used. Applicable.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本発明によれば、レーザダイオードチッ
プがモニター用フォトダイオードを内蔵するサブマウン
トを介して金属製の主板上に固着され、前記レーザダイ
オードチップはその発光端面近傍の封止樹脂のレーザ光
による破壊を防止する端面破壊防止層により被覆され、
さらにレーザダイオードチップ、サブマウント、端面破
壊防止層および前記主板は封止樹脂により封止されてい
る半導体レーザ装置において、前記封止樹脂には、端面
破壊防止層の表面から封止樹脂の外表面に至る貫通孔が
設けられていることとする。あるいは、端面破壊防止層
のレーザ光強度のピークの半値以下の強度しか照射しな
い部分の表面改質を行い密着性を下げまたはその部位に
切れ込みを有するようにしたため、端面破壊防止層の封
止樹脂に密着接触しない自由部分を有するようになり、
その周辺の２種の封止樹脂の互いに接触する部分におけ
る２種の樹脂の熱膨張係数の差異によって発生するスト
レインは自由部分に逃げ、接触する部分の熱ストレスは
緩和され、接触する部分では端面破壊防止層の亀裂や封
止樹脂との間の隙間は生じない。従って、その部分での
レーザ光の反射は乱れないし、また、自由部分はレーザ
光強度のピークの半値以下の強度しか照射しない部分で
あるため、自由部分での反射の乱れによるモニター用フ
ォトダイオードへの入射光強度は小さく、モニター用フ
ォトダイオードへの入射光全体の強度変化は小さい。こ
うして、周囲温度に対して安定なモニター電流を得るこ
とができる。According to the present invention, a laser diode chip is fixed on a metal main plate via a submount having a built-in monitor photodiode, and the laser diode chip is formed of a sealing resin near a light-emitting end face. Coated with an end-face destruction prevention layer that prevents destruction by laser light,
Further, in a semiconductor laser device wherein the laser diode chip, the submount, the end face destruction prevention layer, and the main plate are sealed with a sealing resin, the sealing resin includes an outer surface of the sealing resin from a surface of the end face destruction prevention layer. Is provided. Alternatively, the surface of a portion of the end face destruction prevention layer that irradiates only less than half the intensity of the laser beam intensity is modified to reduce the adhesiveness or to have a cut in that part. Has a free part that does not come into close contact with
The strain generated due to the difference in the thermal expansion coefficients of the two types of resin in the portions of the two types of sealing resin that are in contact with each other escapes to the free portion, the thermal stress in the portion in contact is reduced, and the end face in the portion in contact There are no cracks in the destruction prevention layer and no gaps with the sealing resin. Therefore, the reflection of the laser light at that portion is not disturbed, and the free portion is a portion that irradiates only less than half the peak of the laser light intensity, so that the reflection to the monitoring photodiode due to the disturbance of the reflection at the free portion. Is small, and the intensity change of the entire light incident on the monitoring photodiode is small. Thus, a monitor current that is stable with respect to the ambient temperature can be obtained.
【００２１】また、本発明によれば、熱応力緩和のため
の封止樹脂の貫通孔は金型により、端面破壊防止層の表
面改質は焼きごてにより、または切れ込みはナイフの挿
入と簡単な装置で行うことができるので、その結果モニ
ター電流の安定性が向上しており製造歩留りも高い。Further, according to the present invention, the through hole of the sealing resin for relaxing the thermal stress is made by using a mold, the surface modification of the end face destruction prevention layer is made by using an iron, or the cut is made by inserting a knife. As a result, the stability of the monitor current is improved and the production yield is high.
【図１】本発明の実施例に係る半導体レーザ装置の断面
図FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明に係る半導体レーザ装置の射出成形時の
断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor laser device according to the present invention during injection molding.
【図３】本発明に係る他の半導体レーザ装置を上側から
見た透視図FIG. 3 is a perspective view of another semiconductor laser device according to the present invention as viewed from above.
【図４】本発明に係る他の半導体レーザ装置の射出成形
時の断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of another semiconductor laser device according to the present invention during injection molding.
【図５】本発明に係る二次封止された半導体レーザ装置
の断面図、（ａ）裏面支持のない場合、（ｂ）裏面支持
のある場合FIG. 5 is a cross-sectional view of a secondary sealed semiconductor laser device according to the present invention, in which (a) no backside support is provided, and (b) backside support is provided.
【図６】本発明に係る端面破壊防止層表面改質工程時の
断面図FIG. 6 is a cross-sectional view at the time of modifying the surface of the edge-breakdown prevention layer according to the present invention.
【図７】本発明に係る端面破壊防止層表面改質の半導体
レーザ装置の断面図FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device for modifying the surface of an end surface breakdown prevention layer according to the present invention.
【図８】本発明に係る端面破壊防止層に切れ込みを有す
る半導体レーザ装置の断面図FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to the present invention, which has a cut in the end face breakdown prevention layer.
【図９】従来の樹脂封止タイプの半導体レーザ装置の透
視斜視図FIG. 9 is a perspective view of a conventional resin-encapsulated semiconductor laser device.
【図１０】従来の樹脂封止タイプの半導体レーザ装置の
断面図FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional resin-encapsulated semiconductor laser device.
１ レーザダイオードチップ １ｂ モニターレーザ光 １ｘ レーザ光軸 ２ サブマウント ２ｐ モニター用フォトダイオード ３ 主板 ３ａ コモンポスト ３ｂ ポスト ３ｓ 固定端部 ４ ボンディングワイヤ ５ 端面破壊防止層 ５ａ 剥離部 ５ｂ 端面破壊防止層の割れ ５ｃ 隙間 ５ｄ 切れ込み ５ｆ 開口部 ６ 封止樹脂 ６ａ 貫通孔 ７ 二次封止樹脂 ７ｐ 二次封止樹脂ピン ８ アダプタリング １１ 成型用金型 １２ ピン １３ 裏面ピン １４ 焼きごて REFERENCE SIGNS LIST 1 laser diode chip 1 b monitor laser light 1 x laser optical axis 2 submount 2 p monitor photodiode 3 main plate 3 a common post 3 b post 3 s fixed end 4 bonding wire 5 end surface break prevention layer 5 a peeling portion 5 b end surface break prevention layer crack 5 c Gap 5d Cut 5f Opening 6 Sealing resin 6a Through hole 7 Secondary sealing resin 7p Secondary sealing resin pin 8 Adapter ring 11 Mold 12 Pin 13 Back pin 14 Ironing iron
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 綟川 弘美 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 進藤 洋一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 須山 隆生 埼玉県秩父郡小鹿野町大字小鹿野755番 地１ 株式会社秩父富士内 (72)発明者 小松 賢 埼玉県秩父郡小鹿野町大字小鹿野755番 地１ 株式会社秩父富士内 (56)参考文献 特開 平８−97512（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00 H01L 23/28 H01L 21/56 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiromi Mengagawa 1-1, Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yoichi Shindo 1, Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takao Suyama 755, Ogano, Oji, Ogano-machi, Chichibu-gun, Saitama Prefecture 1 Inchi, Fujichi Co., Ltd. 1 Chichibu Fujiuchi Co., Ltd. (56) References JP-A-8-97512 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 H01L 33/00 H01L 23/28 H01L 21/56
Claims (9)
トダイオードを内蔵するサブマウントを介して金属製の
主板上に固着され、前記レーザダイオードチップおよび
サブマウントは端面破壊防止層により被覆され、さらに
レーザダイオードチップ、サブマウント、端面破壊防止
層および前記主板は封止樹脂により封止されている半導
体レーザ装置において、端面破壊防止層と封止樹脂との
界面のモニターレーザ光強度のピークの半値以下の光強
度が照射される部分に、空隙を有することを特徴とする
半導体レーザ装置。1. A laser diode chip is fixed on a metal main plate via a submount having a monitor photodiode built therein. The laser diode chip and the submount are covered with an end face destruction prevention layer. In a semiconductor laser device in which the submount, the end face destruction prevention layer and the main plate are sealed with a sealing resin, the light intensity is equal to or less than half the peak of the monitor laser light intensity at the interface between the end face destruction prevention layer and the sealing resin. A semiconductor laser device having an air gap in a portion to be irradiated.
トダイオードを内蔵するサブマウントを介して金属製の
主板上に固着され、前記レーザダイオードチップおよび
サブマウントは端面破壊防止層により被覆され、さらに
レーザダイオードチップ、サブマウント、端面破壊防止
層および前記主板は封止樹脂により封止されている半導
体レーザ装置において、端面破壊防止層と封止樹脂との
界面のモニターレーザ光強度のピークの半値以下の光強
度が照射される部分に、互いに接触してはいるが固定さ
れてはいない非密着部を有することを特徴とする半導体
レーザ装置。2. A laser diode chip is fixed on a metal main plate via a submount containing a monitor photodiode. The laser diode chip and the submount are covered with an end face destruction prevention layer. In a semiconductor laser device in which the submount, the end face destruction prevention layer and the main plate are sealed with a sealing resin, the light intensity is equal to or less than half the peak of the monitor laser light intensity at the interface between the end face destruction prevention layer and the sealing resin. A non-contact portion that is in contact with each other but is not fixed to a portion to be irradiated with a laser beam.
トダイオードを内蔵するサブマウントを介して金属製の
主板上に固着され、前記レーザダイオードチップおよび
サブマウントは端面破壊防止層により被覆され、さらに
レーザダイオードチップ、サブマウント、端面破壊防止
層および前記主板は封止樹脂により封止されている半導
体レーザ装置において、端面破壊防止層と封止樹脂との
界面のモニターレーザ光強度のピークの半値以下の光強
度が照射される部分で、端面破壊防止層表面から内部に
向かって切れ込みを有することを特徴とする半導体レー
ザ装置。3. A laser diode chip is fixed on a metal main plate via a submount containing a monitor photodiode. The laser diode chip and the submount are covered with an end face destruction prevention layer. In a semiconductor laser device in which the submount, the end face destruction prevention layer and the main plate are sealed with a sealing resin, the light intensity is equal to or less than half the peak of the monitor laser light intensity at the interface between the end face destruction prevention layer and the sealing resin. A semiconductor laser device having a notch from a surface of an end surface destruction prevention layer toward an inside at a portion irradiated with a laser beam.
樹脂の外表面に至る貫通孔であることを特徴とする請求
項１に記載の半導体レーザ装置。4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the gap is a through hole extending from the surface of the end surface destruction preventing layer to the outer surface of the sealing resin.
成型用金型に設けられたピンにより形成されることを特
徴とする半導体レーザ装置の製造方法。5. A method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 4, wherein said through hole is formed by a pin provided in a molding die of a sealing resin.
はサブマウントに接続されたボンディングワイヤ上から
離れていることを特徴とする請求項５に記載の半導体レ
ーザ装置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 5, wherein a tip portion of said pin which is in contact with an end surface destruction preventing layer is separated from a bonding wire connected to a submount.
止時に、前記主板のサブマウントのある反対側の面が支
持体により支持されていることを特徴とする請求項５ま
たは６に記載の半導体レーザ装置の製造方法。7. The main plate is supported by a support on the opposite side of the main plate at the time of resin sealing using a mold for molding the sealing resin. 3. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to item 1.
部は、樹脂封止前に端面破壊防止層の所定表面に焼きご
てを押し当てることにより形成されることを特徴とする
半導体レーザ装置の製造方法。8. The non-adhesive portion of the end face destruction prevention layer according to claim 2, wherein the non-adhesion part is formed by pressing a predetermined ironing surface of the end face destruction prevention layer with an iron before resin sealing. A method for manufacturing a semiconductor laser device.
みはナイフにより切られて形成されることを特徴とする
半導体レーザ装置の製造方法。9. A method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 3, wherein the notch in the end face destruction preventing layer is formed by cutting with a knife.
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