JPH02174179A - 光電子装置およびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、光電子装置およびその製造方法、特に透明な
ガラス板を取り付けた透明窓を有するパッケージ構造の
半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。

〔従来の技術］ 半導体レーザ装置のパッケージ構造の一つとして、たと
えば、特願昭６１−１９５３６９号公報に記載されてい
るように、キャンタイプのものが知られている。キャン
タイプの半導体レーザ装置は、概略的には、リードを取
り付けたステムと、このステムの主面に取り付けられた
ヒートシンクと、このヒートシンクの主側面にサブマウ
ントを介して固定された半導体レーザ素子（レーザダイ
オードチップ）と、前記半導体レーザ素子およびヒート
シンク等を被いかつ天井部の孔に透明ガラス板を取り付
けて透明窓としたキャップとからなっている。前記キャ
ップはステム主面に気密的に固定されている。また、前
記ステムは円板状のものあるいは矩形体のものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように、キャンタイプの半導体レーザ装置にあっ
ては、キャップの透明窓から発光されるレーザ光の位置
は、−Ｊ’Ｇ的にはステムの外周等が目安として用いら
れている。たとえば、前記ステムが円板状のものである
場合、円形のステムの中心からレーザ光が発光されるよ
うにすることが、この半導体レーザ装置を組み込む機器
との関係からして便利である。このため、レーザ光を発
光する半導体レーザ素子は、その発光部がステムの中心
に位置するようにパンケージ内に配設される必要がある
。

ところで、半導体レーザ素子はその寸法が縦。

横、高さのいずれをとっても０．４μｍ以下と小さく、
そのままで取り扱うには不便である。そこで、−船釣に
は、この微小な半導体レーザ素子はサブマウントと呼称
される支持体に固定されて取り扱われ、サブマウントを
ヒートシンクに固定することによって半導体レーザ素子
をヒートシンクに固定している。

ヒートシンクは一般的には前記ステムに銀源等によって
固定される。この銀源による固定は、その取付位置精度
が低く、そのままヒートシンクの所定の側面（サブマウ
ントが固定されるこの側面を以下主側面と称し、この反
対面を裏側面と称する。）にサブマウントを固定しただ
けでは、半導体レーザ素子の位置精度が大きくばらつき
、規格内に入る歩留りは低くなる。

本発明の目的はステムに対するヒートシンクの固定面を
寸法精度良く製造する技術を提供することにある。

本発明の他の目的は所定の位置からレーザ光等の光を発
光する光電子装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、熱特性の優れた光電子装置を提供
することにある。

本発明の他の目的は品質が優れかつ組立歩留りが高い光
電子装置の製造方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の半導体レーザ装置はその製造におい
て、ステムの主面にヒートシンクを固定した後、ヒート
シンクのサブマウントを固定する主側面の部分に対面し
てプレスのダイを基準位置に設定するとともに、前記ヒ
ートシンクの主側面の裏側面をポンチでグイ側にプレス
して叩き出し、ヒートシンクを変形させて主側面上部に
位置設定がなされた固定面（基準面）を形成し、その後
前記固定面に半導体レーザ素子を上面に固定したサブマ
ウントをソルダで固定する。

また、他の技術としては、前記叩き出し前において前記
ヒートシンクの上面は主側面上端が高（裏側面に向かう
につれて徐々に上端が低くなる傾斜面としておくととも
に、叩き出し後もヒートシンクの上面が主側面上端が高
くなり裏側面側が低くなるような傾斜面に形成する。

〔作用］ 上記のように、本発明の半導体レーザ装置は、その製造
において前記ヒートシンクをステムに銀源付けした後、
ヒートシンクの裏側面をポンチで叩き出しヒートシンク
の主側面部分をプレスのグイで受けるようにすることに
より、前記ステムに対する主側面の固定面の位置を正確
に設定できるため、この固定面に半導体レーザ素子を固
定したサブマウントをソルダで固定すれば、常にステム
に対して一定の位置からレーザ光を発光するようになり
、外部光学系との接合も容易になる。

また、前記ヒートシンクの叩き出し前にヒートシンクの
上面を主側面側に比較して裏側面側が低くなるようにし
かつ前記叩き出し後も裏側面側が低く形成される技術に
あっては、前記サブマウントを固定面にソルダで固定し
た際、仮にソルダがヒートシンク上面に流出しても、ソ
ルダは傾斜したヒートシンク上面に沿ってより低い後方
に流れだすことから、ソルダ流出塊が高く盛り上がるこ
とがなくこのソルダの盛り上がりが上方のガラス板に接
触してガラス板を割ったりしなくなる。また、当初はガ
ラスが割れなくても、前記ソルダ流出塊がガラス仮に接
触していると半導体レーザ装置の動作時の熱ストレスに
よってガラス板が割れることもあり、信鎖度が低くなる
が、本発明によればこのような不良は回避できる。

また、このガラス板の割れは、ヒートシンクの後方があ
らかじめ低く抑えられていて叩き出しによってもヒート
シンクが上部に大きく突出しないことから発生しなくな
る。

さらに、本発明によれば、ヒートシンクの高さは、サブ
マウントが固定される固定面が一番高くなるため、キャ
ップのガラス板との関係で許される高さまで主側面上端
を高くすることができることになり、サブマウントの固
定面面積を十分に確保できる結果、半導体レーザ装置の
温度特性が良好となるとともに組立作業の余裕度が大き
くなる。

〔実施例］ （第１実施例） 以下図面を参照して本発明の第１実施例について説明す
る。

第１図は本発明の第１実施例による半導体レーザ装置の
要部を示す断面図、第２図は同しく第１実施例の半導体
レーザ装置の製造におけるヒートシンクの固定面設定状
態を示す断面図、第３図は第１実施例でときとして生じ
る不良現象を示す断面図である。

この第１実施例の半導体レーザ装置１は第１図に示され
るような構造となっている。

この半導体レーザ装置１は、第１図に示されるように、
パッケージ２は、それぞれアセンブリの主体部品となる
数ｍｍ厚さの金属円板からなるステム３と、このステム
３の主面側に気密固定されたキャップ４とからなってい
る。前記ステム３はその主面（上面）の中心かられずか
に外れた位置に熱伝導性の良好な金属からなる厚さ数ｍ
ｍのヒートシンク５が鑞付けで固定されている。このヒ
ートシンク５のステム３の中心寄りの側面上部、すなわ
ち、主側面６の上部には、鉛（ｐｂ）−錫（Ｓｎ）から
なるソルダ７によってサブマウント８が固定されている
。このサブマウント８の上にも図示しないソルダによっ
て半導体レーザ素子（レーザダイオードチップ）９が固
定されている。

前記ヒートシンク５はサブマウント８を固定するための
主側面６の位置が設定されている。この主側面６の設定
、すなわち主側面６の上部の固定面（基準面）１１の設
定は、第２図に示されるような方法で行われる。ステム
３の主面にヒートシンク５を固定する。この固定時ヒー
トシンク５の主側面６は、固定面１１のステム３に対す
るｖｉ車位置（基準面）１２よりも円の外側にｅだけ外
れるように固定される。そして、プレスのダイ１３の受
は面１４を前記基準面１２に設定した後、プレスのポン
チ１５をヒートシンク５の主側面６の裏となる裏側面１
６から前記ダイ１３に向かってプレスしてヒートシンク
５を叩き出し、ヒートシンク５の上部を段付状に変形さ
せて主側面６の固定面１１を張り出し、ステム３に対す
る基準位置１２に固定面１１を設定する。この叩き出し
加工による位置精度は、要求される±３０μｍを充分満
足する。

この結果、前記ソルダ７で固定されたサブマウント８に
載る半導体レーザ素子９から発光されるレーザ光１７は
、前記ステム３の中心位置から発光されるようになる。

一方、前記ステム３の主面には半導体レーザ素子９の下
端から発光されるレーザ光１７を受光し、レーザ光１７
の光出力をモニターする受光素子２０が固定されている
。この受光素子２０はステム３の主面に設けられた傾斜
面２１にソルダ１８を介して固定されている。これは、
半導体レーザ素子９から発光されたレーザ光１７の受光
素子２０の受光面における反射光が、後述する前記キャ
ップ４の透明窓２２内に入らないようにすることによっ
て、遠視野像の乱れを生じさせな（するためである。

他方、前記ステム３には３木のり一ド２３が固定されて
いる。１本のリード２３はステム３の裏面に電気的およ
び機械的に固定され、他の２本のり一ド２３（図では１
本が記載されている。）はステム３を貫通し、かつ絶縁
的にステム３に固定されている。前記ステム３の主面に
突出する２本のり−ド２３は、それぞれ半導体レーザ素
子９および受光素子２０の電極とワイヤ２４を介して接
続されている。

また、前記ステム３の主面には透明窓２２を有する金属
製のキャップ４が気密的に固定され、半導体レーザ素子
９およびヒートシンク５等を封止している。前記透明窓
２２はキャップ４の天井部に設けた円形孔を透明なガラ
ス板２５で気密的に塞ぐことによって形成されている。

また、前記ガラス板２５はフリットガラスのような接合
材２６によってキャップ４に固定されている。したがっ
て、半導体レーザ素子９の上端から出射したレーザ光１
７は、この透明なガラス板２５を透過してパッケージ２
の外に放射される。

このような半導体レーザ装置１は、半導体レーザ素子９
を上面に固定したサブマウント８が、ステム３に対して
規定された位置、すなわち、基準位置１２に正確に設定
された固定面１１にソルダ７で固定される結果、レーザ
光１７の発光位置がステム３に対して常に一定となると
いう効果が得られる。

また、本発明によれば、ステム３に対する固定面１１の
位置はプレスで設定されることから、再現性が良くかつ
作業性が良好であるため、生産性も高くなり、半導体レ
ーザ装置の製造コストの低酸が達成できる。

ところで、このような第１実施例による半導体レーザ装
置１は、ときとして、第３図に示されるような現象を起
こし、熱抵抗が増大したり、前記透明窓２２のガラス板
２５が割れる等の不良を生じることが本発明者によって
あきらかにされた。

すなわち、半導体レーザ装置１のステム３の主面に設け
られるヒートシンク５の高さおよび位置は、所望の光学
的特性を得るために半導体レーザ素子９の位置に起因し
て決まる。前記ガラス板２５と半導体レーザ素子９との
高さ関係の寸法は、外部の光学系とのマツチングのため
に厳しく管理される。たとえば、第１図に示されるよう
に、ステム３からの半導体レーザ素子９の上端の高さＨ
、は、たとえば、１．２７ｍｍ、ヒートシンク５のステ
ム３からの高さＨ８は、たとえば、１．３４ｍｍ、キャ
ップ４のステム３からの高さＨｏは１．４２ｍｍとなっ
ている。そして、前記半導体レーザ素子９とガラス板２
５との間隔ａは加工・組立ばらつきを無視した場合、０
．１５ｍｍとなり、ガラス板２５とヒートシンク５との
間隔すも０．０８ｍｍと極めて狭くなっている。

また、前記ヒートシンク５をプレスで叩きだした場合、
ヒートシンク５は第１図に示されるような段付状態に主
側面６側に張り出すだけでなく、その上面３０も第３図
に示されるように、叩き出し前の上面１０とは異なり、
叩き出しによって変形して傾斜面になる。すなわち、前
記叩き出しによって、主側面６ではその高さＨＦが、叩
き出し前のヒートシンク原形３１の高さＨに比較してＣ
またとえば約０．０４ｍｍと低くなり、逆に裏側面１６
ではその高さＨ８がヒートシンク原形３１の高さＨにｄ
、たとえば約０．０４ｍｍと追加される現象が生じるこ
とが分かった。この結果、叩き出し後は、ヒートシンク
５の上面３０は主側面６側が低くなる傾斜面となる。

このように前記主側面６の高さＨ，が低くなりすぎると
、前記サブマウント８の設計上の上端の高さＨ８よりも
主側面６の高さＨ，はｇ、たとえば約０．０４ｍｍと低
くなり、サブマウント８の上端は固定面１１に対面しな
くなり、実効的接合面積は減少する。この結果、サブマ
ウント８の上端での接合部分では加工、ｔＵ立ばらつき
を考えるとヒートシンク５からサブマウント８が飛び出
して、半導体レーザ素子９の放熱を最も必要とするサブ
マウント８の上端での放熱は、他の領域に比較して放熱
が悪くなるため熱抵抗が大きくなり、高出力用の半導体
レーザ装置１の場合では熱特性の悪化が懸念される。

また、ヒートシンク５の上方に流れ出したソルダ７は、
前記ヒートシンク５の上面３０が主側面６側が低くなる
ためソルダ７は、第３図に示されるように溜まり易くな
る。ソルダ７によるソルダ流出塊３２が高い盛り上がり
部３３となった場合、たとえば、この高い盛り上がり部
３３は５０μｍをも越える場合もある。このような高い
盛り上がり部３３は、前記ヒートシンク５とガラス板２
５との間隔すが、設計上では０．０８ｍｍ程度と狭いこ
とから、ヒートシンク５．キャップ４．ガラス板２５の
加工誤差、さらにはそれらの組立誤差によっては、この
高い盛り上がり部３３は、前記ガラス板２５に接触しガ
ラス板２５を割る原因となる。また、初期は高い盛り上
がり部３３が単にガラス板２５に接触しているだけの状
態であっても、半導体レーザ装置の動作時の熱ストレス
によってガラス板２５が破損するおそれもあり、信転度
的にもこの高い盛り上がり部３３の存在は好ましいもの
ではない。

また、前記ヒートシンク５の裏側面１６が叩き出しによ
って高くなった場合、すなわち、第３図に示されるよう
に、ガラス板２５に接触する状態となった場合には、前
記高い盛り上がり部３３の存在と同様にガラス板２５の
割れの原因となる。

また、この裏側面１６の先端がガラス板２５に接触しな
いように、ヒートシンク５の全体を低くすれば、サブマ
ウント８との固定面１１との接触面積はさらに減少し、
放熱性が悪くなる。

（第２実施例） この第２実施例は前記第１実施例においてガラス板を損
傷させたり、あるいは放熱特性を低下させることがない
ように配慮されたものである。

この第２実施例の半導体レーザ装置１は、第４図の断面
図および第５図の一部を切り欠いた斜視図に示されるよ
うな構造となっているとともに、第６図〜第１０図に示
されるような組立加工によって製造される。図面につい
て簡単に説明してお（と、第４図は半導体レーザ装置の
要部を示す断面図、第５図は同じく斜視図、第６図は半
導体レーザ装置製造におけるヒートシンクの固定面形成
状態を示す断面図、第７図は同じくヒートシンクの固定
面形成のためのグイ設定状態を示す平面図、第８図は同
じくヒートシンクを叩き出した状態を示す断面図、第９
図は同じく平面図、第１０図は同じく半導体レーザ素子
および受光素子が固定されかつワイヤボンディングが行
われたステムを示す断面図である。

この実施例ではコンパクトディスク用光源となる半導体
レーザ装置に本発明を適用した例を示す。

この実施例の半導体レーザ装置１は、第４図および第５
図に示されるような構造となっている。半導体レーザ装
置は、それぞれアセンブリの主体部品となる板状のステ
ム３およびこのステム３の主面側に気密固定されたキャ
ップ４とからなっている。前記ステム３は数ｍｍの厚さ
の円形の金属板となっていて、その主面（上面）の中央
部には厚さ数ｍｍの銅製のヒートシンク５が銀源等で固
定されている。このヒートシンク５の主側面６の上端に
はソルダ７によってサブマウント８が固定されている。

また、このサブマウント８の上には半導体レーザ素子（
レーザダイオードチップ）９が固定されている。この半
導体レーザ素子９は、たとえば、幅が３００μｍ、長さ
が２５０．ｕｍ、高さが１００μｍとなっていて、レー
ザ光１７は半導体レーザ素子９の上下面から発光される
ようになっている。

前記ヒートシンク５のサブマウント８を固定する固定面
（基準面）１１は、前記第１実施例と同様に第４図に示
されるように、円形のステム３の中心方向にプレスによ
る叩き出しによって張り出している。この叩き出し等に
ついては後述する。

また、このヒートシンク５の上面３０は、前記主側面６
の上端は最も高く、主側面６の反対の面となる裏側面１
６の上端は最も低くなる傾斜面となっている。この傾斜
角度βは前記サブマウント８を固定するソルダ７がヒー
トシンク５の上面３０側に流出した場合、裏側面１６に
流れるような角度、たとえば、１０〜１５°程度となっ
ている。

したがって、第４図でもわかるように、ヒートシンク５
の上面３０に溢れ出たソルダ流出塊３２は、上面３０が
裏側面１６側（後方）に下り坂となっていることから流
れだし、主側面６側で高く盛り上がらなくなり、ガラス
板２５には接触しなくなる。

一方、前記ステム３の主面には半導体レーザ素子９の下
端から発光されるレーザ光１７を受光し、レーザ光１７
の光出力をモニターする受光素子２０が固定されている
。この受光素子２０はステム３の主面に設けられた傾斜
面２１にソルダ１８を介して固定されている。このよう
に受光素子２０を傾斜させることは、前記半導体レーザ
素子９から発行されたレーザ光１７が受光素子２０の表
面で反射して、再びキャップ４の透明窓２２から放出さ
れないようにして、レーザ光の遠視野像の乱れを生じさ
せな（するためである。

他方、前記ステム３には３本のリード２３が固定されて
いる。１本のリード２３はステム３の裏面に電気的およ
び機械的に固定され、他の２本のリード２３はステム３
を貫通し、かつガラスのような絶縁体３４を介してステ
ム３に対し電気的に絶縁されて固定されている。前記ス
テム３の主面に突出する２本のリード２３の上端は、そ
れぞれワイヤ２４を介して半導体レーザ素子９および受
光素子２０の各電極に接続されている。

また、前記ステム３の主面には透明窓２２を有する金属
製のキャップ４が気密的に固定され、半導体レーザ素子
９およびヒートシンク５を封止している。前記透明窓２
２はキャップ４の天井部に設けた円形孔を透明なガラス
板２５で気密的に塞ぐことによって形成されている。し
たがって、半導体レーザ素子９の上端から出射したレー
ザ光１７は、この透明なガラス板２５を透過してステム
３とキャップ４とによって形成されたパッケージ２外に
放射される。

なお、前記ステム３の外周部分には、相互に対峙して設
けられる一対のｖ字状切欠部３５と、矩形状切欠部３６
が設けられ、組立時の位置決めに使用されるようになっ
ている。

つぎに、このような半導体レーザ装置ｌの製造（組立）
について説明する。

最初に、第６図および第７図に示されるように、円形の
ステム３が用意される。このステム３は鉄−ニッケル系
合金からなるとともに、数ｍｍの厚さとなっている。ま
た、ステム３の直径は５〜９ｍｍ程度となっている。ま
た、ステム３の主面の略中夫には、受光素子２０を取り
付けるための傾斜面２１が設けられている。また、この
ステム３には３本のリード２３が取り付けられている。

１本のリード２３はステム３の下面に溶接され、電気的
ににもステム３に接続されている。また、他の２本のリ
ード２３はステム３を貫通し、絶縁体３４を介して絶縁
的にステム３に固定されている。

また、ステム３の主面には熱伝導性の良好な金属、たと
えば、銅で形成されたヒートシンク５が銀源によって固
定されている。このヒートシンク５はその高さが１．３
４ｍｍとなっているとともに、断面形状は一辺の長さが
１．１ｍｍ前後となる正方形となっている。また、これ
が本発明の特徴の一つであるが、このヒートシンク５は
サブマウント８が固定される主側面６側が、ステム３の
中心３７からやや外れた位置になるように固定されてい
るとともに、前記ヒートシンク５の上面３０は裏側面１
６が低くなる傾斜面となっている。

前記傾斜角αは、たとえば、１０−１５°程度となって
いる。

つぎに、前記ステム３は、第７図に示されるように、ス
テム３の１８０＠間隔に設けられているｖ字状切欠部３
５に対して、それぞれ位置決め爪３８が前進して食い込
み、ステム３を固定する。

前記位置決め爪３８は前記Ｖ字状切欠部３５に食い込む
■爪３９以外にこの■爪３９の両翼に拡がる広い■窪み
４０を有している。そして、前記−対の位置決め爪３８
のＶ窪み４０がステム３の外周をクランプするようにな
っている。また、位置決め爪３８によって固定されたス
テム３のヒートシンク５に対して、プレスのダイ１３と
ポンチ１５で叩き出しが行われる。前記ダイ１３とポン
チ１５は同時に水平移動してヒートシンク５を挟みこむ
が、実際には、前記ダイ１３が停止した後にポンチ１５
が前進してヒートシンク５を押圧してヒートシンク５の
主側面６をダイ１３の受は面１４に押し付けて固定面１
１を形成（設定）する時間差のある動作となる。すなわ
ち、第７図において、前記ダイ１３は前進して、その先
端の受は面１４を中心３７から右にｆだけ外れた位置ま
で前進する。この位置が基準位置（基準面）１２となる
。この際、前記ダイ１３の受は面１４とヒートシンク５
の主側面６との間には、ｅなる隙間が生じている。この
ｅの長さが叩き出し長さとなる。

つぎに、第８図および第９図に示されるように、前記ポ
ンチ１５が前進してヒートシンク５を左方向に押し、ダ
イ１３の受は面１４に押し付けて成形し、基準位置１２
に一致する平坦な固定面１１を形成（設定）する。

この叩き出し加工によって、ヒートシンク５はその高さ
方向に変形するが、あらかじめ前記ヒートシンク５の上
面３０は傾斜角度αと大きくしであることから、叩き出
し加工後も、第８図に示されるように、裏側面１６が主
側面６よりも低い傾斜面（傾斜角度β）を維持するよう
になる。したがって、ヒートシンク５において、固定面
１１が設けられた主側面６の上端が最も高くなる。この
ことから、叩き出し加工の高さ方向の伸びあるいは縮を
考慮してヒートシンク５の大きさ（高さ）を選択してお
けば、固定面１１を有する主側面６の上端をガラス板２
５に許容範囲内で高くできる。

これは、つぎに説明するサブマウント８の接合作業がよ
り容易になることであり、かつサブマウント８が固定面
１１に確実に対面して接合されることにより、放熱特性
を良好とすることができることに繋がる。

つぎに、第１０図に示されるように、ステム３の傾斜面
２１に受光素子２０をソルダ１８によって固定するとと
もに、前記ヒートシンク５の固定面１１に半導体レーザ
素子９を上面に固定したサブマウント８をソルダ７で固
定する。このサブマウント８の固定時、主側面６の上端
が可能な限り高く形成されていることから、サブマウン
ト８を設計通りの高さに固定した場合、サブマウント８
の上端は固定面１１の上端から立と低い位置に位置する
ようになる。したがって、半導体レーザ素子９で発生し
た熱の伝導性も良くなり、半導体レーザ装置の温度特性
の向上が達成できる。

また、サブマウント８を固定面１１に確実に密着させよ
うとした場合であっても、前記立の存在によって、その
取り付は余裕度があり、作業性が向上する。

また、前記ヒートシンク５はその上面３０が後方が低く
なる傾斜面となっていることから、サブマウント８を固
定面１１に固定する際使用されたソルダ７がヒートシン
ク５の上面３ｏに溢れだしても、ソルダ流出塊３２は高
い盛り上がり部３３を作ることなく、上面３０の傾斜面
に沿って流れるため、ヒートシンク５の最も高い位置で
ある主側面６の上端より大幅に高く突出することもなく
なり、ガラス板２５とソルダ流出塊３２が接触しなくな
る。これにより、ガラス板２５の破を貝不良は発生し難
くなる。

さらに、この本発明では、ヒートシンク５の叩き出し加
工に先立って、ヒートシンク５の裏側面１６を低（形成
していることから、叩き出し加工によって裏側面１６の
上端が高くなってガラス板２５を突いたり、接触したり
することもなくなる。

つぎに、前記受光素子２０および半導体レーザ素子９の
電極と、前記ステム３の主面に突出したリード２３とは
ワイヤ２４で電気的に接続される。

つぎに、ガラス板２５を取り付けたキャップ４がステム
３の主面にヒートシンク５．半導体レーザ素子９．受光
素子２０等を被うようにして重ねられ、リングウェルド
で気密的に封止され、第４図および第５図に示されるよ
うな半導体レーザ装置１が製造される。

この実施例では、前記ヒートシンク５の上面３０は単に
傾斜面としたが、たとえば、第１１図に示されるように
、傾斜面の中央を低くしてソルダ４４１を設け、溢れ出
したソルダ７を溜めるようにしても良い。また、ソルダ
溜４１としては、第１１図に示されるように、傾斜面の
途中にＵ字状の溝、あるいは窪みとして設けても、ソル
ダの流出分を収容できるため、ヒートシンクの上面から
高く盛り上がるソルダ流出塊３２を作らなくてすみ、ガ
ラス板破損防止が図れる。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明によれば、ステムに固定したヒートシンク
をプレスの叩き出し加工によって基準面を設定するため
、再現性良く基準面が形成できるという効果が得られる
。

（２）上記（１）により、本発明によれば、半導体レー
ザ素子を固定したサブマウントを固定する基準面がステ
ムに対して高精度（±３０１Ｉｍ以下）に形成できるた
め、組立後、レーザ光の発光位置はステムの所定通りの
位置から正確に発光されるという効果が得られる。

（３）上記（１）により、本発明によれば、ステムに対
するレーザ光発光位置が正確となるため、外部光学系と
の光軸合わせも高精度かつ容易に行なえるという効果が
得られる。

（４）本発明によれば、ステムの主面に固定したヒート
シンクを水平方向に叩き出してサブマウントを固定する
固定面を形成する場合、叩き出し加工によってヒートシ
ンクが高さ方向に伸びあるいは伸縮することを考慮して
、ポンチを当てる側のヒートシンク面、すなわち、裏側
面を主側面よりも低（形成しておくため、叩き出し加工
後も裏側面は主側面よりも高くならない。したがって、
裏側面の上端がキャップのガラス板を突いて破損させる
ようなこともなくなるとともに、ガラス尋反に接触する
こともなく熱膨張に伴なうガラス板の１負傷も防止でき
、半導体レーザ装置の信顛性が向上するという効果が得
られる。

（５）上記（４）により、本発明によれば、ヒートシン
クにおいて最も背の高い部分はサブマウントが固定され
る固定面を有する主側面側である。

したがって、一定の高さに取り付けられる必要のあるサ
ブマウント（半導体レーザ素子）は、固定面が高い位置
にまで延在していることから、取付作業の余裕度が高く
なり、作業能率が向上するという効果が得られる。

（６）上記（４）により、本発明によれば、ヒートシン
クにおいて最も背の高い部分はサブマウントが固定され
る固定面を有する主側面側である。

したがって、一定の高さに取り付けられる必要のあるサ
ブマウント（半導体レーザ素子）は、固定面が高い位置
にまで延在していることから、サブマウントはその上端
までが確実に熱放散性の高いヒートシンクに対面して固
定されるため、半導体レーザ装置の温度特性が良好とな
るという効果が得られる。

（７）本発明によれば、ヒートシンクの上面は裏側面が
低くなる傾斜面あるいは傾斜面の途中にソルダ溜が設け
られていることから、ヒートシンクにソルダでサブマウ
ントを固定した際、ソルダがヒートシンクの上面に溢れ
出しても、ソルダはそこで固まって高い盛り上がり部を
形成することなく、傾斜面に沿って低い位置に流れ去っ
たり、あるいはソルダの溜に流入することから、ソルダ
がキャップのガラスに接触したり、当接したりすること
もなくなり、ガラス板の破ｌＲ不良も発生しなくなると
いう効果が得られる。

（８）上記（１）〜（７）により、本発明によれば、ス
テムに対する発光位置の精度が高くかつ温度特性が優れ
信頬性が高い半導体レーザ装置を高歩留りで製造できる
という相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、端面発光型の
発光ダイオードをキャンパッケージで組み立てる場合に
も同様に適用でき同様な効果を得ることができる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である単体の半導体レーザ
装置の製造技術に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではなく、制ｉ１１回路系を組み込
んだ光集積回路装置等にも同様に適用できる。

本発明は少なくとも基準面設定技術およびその基準面に
ソルダで他の物品を固定する技術等には適用できる。

Ｃ発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明の半導体レーザ装置は、ステムの主面に固定した
ヒートシンクのサブマウント（半導体レーザ素子）の固
定位置を設定するために、プレスによる叩き出し加工に
よって行っていることから、たとえば、±３０μｍ以下
の精度に位置決めできる。前記叩き出し加工においては
、ヒートシンクは叩き出し加工によって変形してポンチ
が当接する裏側面では高くなり、キャップのガラス板を
破損させる不良を起こすとともに、前記サブマウントを
固定する固定面が設けられる主側面側では縮んで背が低
くなり、これによって、サブマウントの上端がヒートシ
ンクに接着されず放熱効果が低下する。さらに、叩き出
し加工では主側面が縮み、裏側面側が高くなるためヒー
トシンクの上面にサブマウントを固定するソルダが高く
溜まり易くなり、これもガラス板破損の原因となる。そ
こで、本発明では、叩き出し加工前後において、ヒート
シンクの上面は主側面側が高く裏側面側が低くなる傾斜
面に形成していることから、前述のようなソルダ流出塊
による高い盛り上がりおよびヒートシンクの伸びによる
ガラス板破損を防止できかつサブマウントのヒートシン
クへの全面での接触によって温度特性の向上も図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による半導体レーザ装置の
要部を示す断面図、 第２図は同じく第１実施例の半導体レーザ装置の製造に
おけるヒートシンクの固定面設定状態を示す断面図、 第３図は第１実施例でときとして生じる不良現象を示す
断面図、 第４図は本発明の第２実施例による半導体レーザ装置の
要部を示す断面図、 第５図は同じく半導体レーザ装置の全体を示す一部を切
り欠いた斜視図、 第６図は同じ（半導体レーザ装置の製造においてステム
にヒートシンク、を形成した状態を示す断面図、 第７図は同じくヒートシンクの位置設定におけるダイの
位置設定状態を示す平面図、 第８図は同じくヒートシンクの主側面の位置設定加工状
態を示す断面図、 第９図は同じくヒートシンクの主側面の位置設定加工状
態を示す平面図、 第１０図は同じく半導体レーザ素子および受光素子が固
定されかつワイヤボンディングが行われたステムを示す
断面図、 第１１図は本発明の他の実施例によるヒートシンクを示
す一部の断面図、 第１２図は本発明の他の実施例によるヒートシンクを示
す一部の断面図である。 １・・・半導体レーザ装置、２・・・パッケージ、３・
・・ステム、４・・・キャップ、５・・・ヒートシンク
、６・・・主側面、７・・・ソルダ、８・・・サブマウ
ント、９・・・半導体レーザ素子、ｌＯ・・・上面、１
１・・・固定面、１２・・・基準位置、１３・・・グイ
、１４・・・受は面、１５・・・ポンチ、１６・・・裏
側面、１７・・・レーザ光、１８・・・ソルダ、２０・
・・受光素子、２１・・・傾斜面、２２・・・透明窓、
２３・・・リード、２４・・・ワイヤ、２５・・・ガラ
ス板、２６・・・接合材、３０・・・上面、３１・・・
ヒートシンク原形、３２・・・ソルダ流出塊、３３・・
・高い盛り上がり部、３４・・・絶縁体、３５・・・Ｖ
字状切欠部、３６・・・矩形状切欠部、３７・・・中心
、３８・・・位置決め爪、３９・・・Ｖ爪、４ｏ・・・
Ｖ窪み、４Ｉ・・・ソルダ溜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステムと、このステムの主面に固定されたヒートシ
   ンクと、このヒートシンクの主側面上部の固定面に直接
   またはサブマウントを介してソルダで固定された光素子
   と、前記ステムの主面に気密的に取り付けられるととも
   に前記光素子やヒートシンクを被いかつ一部に透明なガ
   ラス板を取り付けた透明窓を有するキャップとからなる
   光電子装置であって、前記ヒートシンクはその上部が前
   記固定面側に段付き状に張り出していることを特徴とす
   る光電子装置。 ２、ステムと、このステムの主面に固定されたヒートシ
   ンクと、このヒートシンクの主側面上部の固定面に直接
   またはサブマウントを介してソルダで固定された光素子
   と、前記ステムの主面に気密的に取り付けられるととも
   に前記光素子やヒートシンクを被いかつ一部に透明なガ
   ラス板を取り付けた透明窓を有するキャップとからなる
   光電子装置であって、前記ヒートシンクの主側面上端が
   最も高くなっていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光電子装置。 ３、前記ヒートシンクの上面は前記固定面上端から固定
   面の裏面の上面に向かって徐々に低くなっていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の光
   電子装置。 ４、前記ヒートシンクの上面には前記固定面にサブマウ
   ントを接着するソルダの流出分を収容する窪んだ溜が設
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第３項いずれか記載の光電子装置。 ５、ステムの主面にヒートシンクを設ける工程と、前記
   ヒートシンクの固定面に光素子を直接または光素子を上
   面に固定したサブマウントをソルダで固定する工程と、
   光を透過する透明板を取り付けた透明窓を有するキャッ
   プを前記光素子やヒートシンクを被うように前記ステム
   主面に気密的に固定する工程とを有する光電子装置の製
   造方法であって、前記ステムの主面にヒートシンクを形
   成した後、前記ステムを位置決め保持する工程と、前記
   主側面の少なくとも固定面に対面した設定位置に基準ダ
   イを設定するとともに前記ヒートシンクの主側面の裏面
   からポンチでプレスして叩き出し前記主側面の固定面の
   位置を設定形成する工程と、前記固定面に光素子を直接
   または光素子を上面に固定したサブマウントをソルダで
   固定する工程とを有することを特徴とする光電子装置の
   製造方法。 ６、前記ステムの主面に設けられたヒートシンクの上面
   は前記主側面の上端が最も高くなり主側面の裏面の上端
   側が低くなるように、前記叩き出し前のヒートシンク形
   状は主側面上面が高く主側面の裏面側が低くなる構造が
   選択されることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   の光電子装置の製造方法。