JPH02163985A - レーザダイオードユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈従来の技術〉 第１１図には従来のレーザダイオードユニット１００が
示されており、ステム１０１には３本のリード端子１０
２，１０４，１０６がステム１０１の厚さ方向に貫通さ
せて設けられている。リード端子１０２の突出端はレー
ザダイオード１０８と電気的に接続され、レーザダイオ
ード１０８へ電流を供給させる機能を有し、リード端子
１０４はフォトダイオードから出力される電流を取り出
す機能を有する。

すなわち、レーザダイオード１０８から発せられたレー
ザ光はフォトダイオード１１０で受光され、その受光さ
れた光量に比例した電流がフォトダイオード１１０から
リード端子１０４に出力される。従って、その電流の値
に基づいてレーザダイオード１０８の発光パワーを自動
制御することが可能となる。なお、リード端子１０６は
、レーザダイオード１０８とフォトダイオード１１０と
を接地接続させる機能を有する。

そして、ステム１０１にはリング状の連結部材１１２が
取り付けられて一体化されており、連結部材１１２には
レーザダイオード１０８等を封入するための一端が間口
された有底円筒状のキャップ１１３が取り付けられてい
る。なお、ステム１０１と連結部材１１２、および連結
部材１１２とキャップ１１３とは、各々抵抗溶接等によ
り一体化される。

また、キャップ１１３の有底面には開口窓】１３Ａが形
成され、開口窓１１３Ａはガラスカバー１１４により閉
塞されているので、レーザダイオード１０８のレーザ光
は、開口窓１１３Ａから外部へ出射される。なお、以上
のように構成されたレーザダイオードユニット１００の
内部には、−般に窒素ガス等の不活性ガスが充填され、
特にレーザダイオード１０Ｂの発光端面の酸化防止が図
られている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記のように従来のレーザダイオードユニットは複雑な
構造のものであり、リード端子、レーザダイオード、フ
ォトダイオードの配設やボンディングワイヤの接続とい
った各工程の作業を複雑に入り組んだ構造の中で行わざ
るを得なかった。そして、従来では個々のレーザダイオ
ードユニット毎にこのような困難な作業工程を多々行う
ことから、多数のレーザダイオードユニットを製造しよ
うとする場合には特に生産能率が悪いという問題があっ
た。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、レーザ
ダイオードユニットを能率良く量産することができるレ
ーザダイオードユニットの製造方法を提供することを目
的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明に係るレーザダイオードユニットの製造方法は、
基板に１つのレーザダイオードユニットを構成する区画
を複数段ける工程と、各区画毎の基板上に第１のリード
部と第２のリード部とを設ける工程と、レーザ光出力を
検出するフォトダイオードを有したサブマウント用基台
を各区画毎の基板上に取り付ける工程と、各サブマウン
ト基台上にレーザダイオードチップをそれぞれ取り付け
る工程と、各レーザダイオードチップを当該区画内にお
いて電流供給用の第１のリード部に接続すると共にフォ
トダイオードの電流検出用の第２のリード部に接続する
工程と、基板を各区画毎に分割する工程とを備えたこと
を特徴とする。

く作用〉 本発明では、１つの基板を複数に区画して各区画毎にレ
ーザダイオードユニットを組み立て、レーザダイオード
が組み上がったところで基板を各区画毎に分割して複数
のレーザーダイオードユニットを製造する。すなわち、
各レーザダイオードユニットを製造工程を１つの基板上
で同時に行い、最終的にレーザダイオードユニットが組
み上がつたところで各レーザダイオードユニットを互い
に切り離す。

〈実施例〉 まず、本発明の一実施例に係る製造方法で製造したレー
ザダイオードユニット（以下、単にユニットと略称する
）を説明する。

第１図には当該ユニット１の全体概略図を、第２図には
第１図におけるＩＩ−ＩＩ線断面図をそれぞれ示す。

図示のように、シリコン等の導電性材料で板状に形成さ
れたサブマウント用導電性基台３が基板９上に取り付は
固定されている。

基板９はいわゆる高熱伝導タイプのプリント基板であっ
て、アルミニウム等の板状部材９Ａに絶縁膜９Ｃを介し
てそれぞれ銅膜９Ｂから成るリード部（レーザダイオー
ドへ電流を供給する機能を有する第１のリード部）１１
、リード部（フォトダイオードから出力される電流を検
出する機能を有する第２のリード部）１３、リード部（
レーザダイオードとフォトダイオードとを接地接続させ
る機能を有する）１５が形成されている。

一方、基台３上にはレーザダイオード５が取り付は固定
されており、レーザダイオード５と基台３とはワイヤ１
７により接続されている。

また、実施例では、基台３はシリコンＳｉで形成され、
第１図中点線で示された領域２には、基台３をＮ領域と
した場合に、Ｐ領域となるように不純物が拡散されてＰ
Ｎ接合が形成されており、その結果、基台３自体がフォ
トダイオードとしての機能を有している。なお、別途フ
ォトダイオードを形成し、そのフォトダイオードの受光
面を露呈させた状態で基台３の領域２に埋設してもよい
。

そして、レーザダイオードチップ５が設けられている基
台３の一側面３Ａは二酸化シリコン５ｉ０２で被覆され
ており、また、レーザダイオードチップ５へ電流を供給
するアルミニウム配線４と、基台３に生じた電流を取り
出すアルミニウム配線６とが段けられている。

アルミニウム配線４の一端部にはレーザダイオードチッ
プＳが接続されているとともに、アルミニウム配線４の
他端部にはワイヤエ９の一端部が接続され、さらにワイ
ヤ１９の他端部はリード部１１に接続されている。

アルミニウム配線６の一端部は領域２部分と接合されて
いるとともに、アルミニウム配線６の他端部はワイヤ２
１の一端部に接続され、さらにワイヤ２１の他端部はリ
ード部１３に接続されている。

そして、各リード部１１．１３．１５が他の電気回路（
図示しない）と接続される部分を除き、レーザダイオー
ド５、フォトダイオード７、基台３、ワイヤ１７．１９
．２１、各リード部１１．１３．１５の一部は、誘電性
を有する酸化アルミニウムＡｌ２Ｏ３等の保護膜２６で
被覆されており、特にレーザダイオードδの発光端面や
リード部１１．１３．１５等の酸化防止と、ユニット１
の耐湿性向上等が図られている。

さらに、基板９にはレーザダイオード５の機械的破壊等
を防止する保護カバー２３が設けられており、この保護
カバー２３は断面略コ字状に形成されて、レーザダイオ
ード５の発光端面を残してユニッ）１の主要な機能部分
が保護されるように設定されている。なお、保護カバー
２３の両端面側をガラス等レーザ光が通過可能な部材で
閉塞するとともに、保護カバー２３内に窒素ガス等の不
活性ガスを封入して、レーザダイオード５の端面等の酸
化防止をさらに向上させることもユニット１の構成とし
ては好適である。

そして、保護カバー２３は、適宜な透明樹脂にルチル等
の反射率の高い金属を含有させた高反射樹脂で形成され
るとともに、その裏面側には、フォトダイオード７の位
置に対応させた位置に、テーバ面２５Ａを有する反射部
２５が一体に形成されている。この反射部２５のテーバ
面２５Ａの傾きは、レーザダイオード５のレーザ光が、
効率良くフォトダイオード７の受光面方向へ反射される
ように設定されている。

従って、上記構成のレーザダイオードユニットｌによれ
ば、リード部１１．１５を電源（図示せず）に接続して
レーザダイオード５に電流を供給することによりレーザ
ダイオードＳの一方の発光端面（第２図中の左端面）か
らレーザ光を発振させることができる。そして、これと
共にレーザダイオード５の他方の発光端面（第２図中の
右端面）からもレーザ光が発信されて反射ｆ！Ｂ２５を
介してフォトダイオード７で受光され、このフォトダイ
オード７の出力をリード部１３から検出してレーザダイ
オード５への供給電流を制御することにより、レーザダ
イオード５から発振されるレーザ光強度を安定させてい
る。

次に、上記構成のレーザダイオードユニット１を製造す
る本発明の一実施例に係る方法を各工程を順次示す第３
図〜第１０図を参照しながら説明する。

まず、第３図に示すように、基板９に仕切ｔｆＩＩ９Ｅ
を等間隔に形成してこの基板９を複数の区画に仕切ると
共に、溝９Ｅで仕切られた区画のそれぞれにリード部１
１．１３．１５を設ける。これらリード部１１．１３．
１５は、第２図に示したように、板状部材９Ａの上面に
絶縁膜９Ｃを形成し、更にその上に導電性薄膜９Ｂを形
成し、エツチング等の公知の手段により余分な導電性薄
膜９Ｂを除去することにより、形成されている。なお、
各リード部１１．１３．１５は電気的短絡を防止するた
めに、互いに適宜な間隔をもって形成されている。

次いで、各区画毎のリード部１５の先端部１５Ａを接合
材（インジウム等）３０でコーティングした後、第４図
に示すように、それぞれの接合材３０の上にサブマウン
ト用基台３を載せる。そして、サブマウント用基台３を
基板９側へ押圧しながら接合材３０の融点（インジウム
では約１６３℃）まで−旦加熱し、サブマウント用基台
３をリード部１５に接続した状態で基板９上に取り付け
る。なお、サブマウント用基台３には予めフォトダイオ
ード２を設けであると共に、サブマウント用基台３の上
面３Ａは予め二酸化シリコンＳｉＯ２で被覆されている
。更にまた、５ｉ０２膜上にはレーザダイオードへの電
流供給用の配線４と領域２に接続した配線６とが予め設
けられていると共に、基台３の先端部には配線６に接続
した接合材（金と錫の合金等）３２が予めコーティング
されている。なお、５ｉ０２膜の一部は後のワイヤボン
ディング用に剥離されている。

次いで、第５図に示すように、レーザダイオードチップ
５を公知のバキュウム搬送機等を用いて各区画毎の接合
材３２上に載せる。そして、レーザダイオードチップ５
を基台３（１１１１へ押圧しながら接合材３２の融点（
金と錫の合金では約２３０℃）まで−旦加熱し、レーザ
ダイオードチップ５を配線６に接続した状態でサブマウ
ント用基台３上に取り付ける。

次いで、第６図に示すように、加熱条件下（例えば１２
０℃）で各区画毎にワイヤ１７．１９．２１によるボン
ディングを行う。すなわち、レーザダイオードチップ５
の上面とＳ　ｉ　０２膜の剥離部で露呈した基台３とを
ワイヤ１７で接続し、リード部１１と配線４とをワイヤ
１９で接続し、リード部１３と配線６とをワイヤ２Ｉで
接続する。

次いて、第７図に示すように、各区画のリード部１１．
１３．１５の後端部をテープ３６で覆う。

次いで、第８図に示すように、保護膜２６をスパッタリ
ングにより形成した後、テープ３６を取り除いて他の電
気回路との接続用にリード部１１．１３．１５の一部を
保護膜２６から露呈させる。

次いで、第９図に示すように、各区画において基板９に
貫通孔９Ｄを形成した後、保護カバー２３に突設したエ
ンボス２３Ａをそれぞれ貫通孔９Ｄに挿通させてエンボ
ス２３Ａの先端を基板９の裏面から突出させ、この突出
したエンボス２３Ａの先端をカシメることにより保護カ
バー２３を各区画毎に取り付ける。

上記一連の工程により基板９上には溝９Ｅで仕切られた
複数のレーザダイオードユニット１が形成される。そし
て、この状態で各区画の素子に例えば７０℃で２０時間
５ｍＷの電流を供給してその動作試験を行うと共に光学
的特性の試験を行い、安定且つ良質な素子を選別する。

次いて、第１０図に示すように、基板９を仕切溝９Ｅで
分割し、各レーザダイオードユニット１を切り離して製
造工程を完了する。

く効果〉 本発明に係るレーザダイオードユニットの製造方法によ
れば、簡単な作業の工程により１つの基板上で複数のユ
ニットを同時に製造することができるため、多数のレー
ザダイオードユニットを能率良く製造することができ、
大幅なコスト低減をも実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るレーザダイオードユニ
ットの全体概略構成図、第２図は第１図における■−■
矢視断面図、第３図〜第１０図はそれぞれ本発明の一実
施例に係る製造方法を各工程毎に示す概念図、第１１図
は従来のレーザダイオードユニットの概略構成図である
。 １はレーザダイオードユニット、 ２は領域（フォトダイオード）、 ３はサブマウント用基台、 ５はレーザダイオードチップ、 ９は基板、 ９Ｅは仕切溝、 １１は第１のリード部、 １３は第２のリード部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板に１つのレーザダイオードユニットを構成する区画
   を複数設ける工程と、各区画毎の基板上に第１のリード
   部と第２のリード部とを設ける工程と、レーザ光出力を
   検出するフォトダイオードを有したサブマウント用基台
   を各区画毎の基板上に取り付ける工程と、各サブマウン
   ト基台上にレーザダイオードチップをそれぞれ取り付け
   る工程と、各レーザダイオードチップを当該区画内にお
   いて電流供給用の第１のリード部に接続すると共にフォ
   トダイオードの電流検出用の第２のリード部に接続する
   工程と、基板を各区画毎に分割する工程とを備えたこと
   を特徴とするレーザダイオードユニットの製造方法。