JPH02209785A - 光半導体装置 - 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】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ１発明の概要 Ｃ０従来技術 り１発明が解決しようとする問題点 Ｅ１問題点を解決するための手段 Ｆ１作用 Ｇ、実施例［第１図乃至第１１図］ ａ、第１の実施例［第１図乃至第４図］ｂ、第２の実施
例［第５図、第６図］ Ｃ８第３の実施例［第７図］ ｄ、第４の実施例［第８図、第９図］ ｅ、第５の実施例［第１０図］ ｆ、第６の実施例［第１１図］ Ｈ１発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は光半導体装置、特に光透過性樹脂を用いて封止
した光半導体装置に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、上記の光半導体装置において、光透過性樹脂
で型枠、金型の類（たぐい）を用いることなく封止でき
るようにするため、基板の一部に筒状部を形成し、該筒
状部内に光半導体素子をマウントし、該光半導体素子を
光透過性樹脂を用いて封止したものである。

（Ｃ１従来技術） 光半導体装置例えば半導体レーザ装置として例えば特開
昭６０−６３９７７号公報に紹介されたように光半導体
素子、例えば半導体レーザチップを光透過性樹脂により
封止したものがある。このような光半導体装置は、金属
キャップで封止したハーメチックタイプの光半導体装置
に比較して部品数が少な（、組立工数が少ないので低価
格化し易いという利点を有している。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、光透
過性樹脂により封止した光半導体装置に対してもより一
層の低価格化が要求され、その要求に応えるための努力
が為されているが、従来においてはその低価格化には光
透過性樹脂で封止するために型枠（あるいは金型）を用
いなければならないが故の限界があった。すなわち、樹
脂封止は封止用の樹脂の外形を型により規定する注型法
により行なわれ、注型法には当然のことながら型枠が必
要である。そして、型枠は非常に高価であり、この型枠
を用いた樹脂封止装置は機構が必然的に非常に複雑とな
るので高価となる。しかも、メンテナンスも必要であり
、メンテナンスによるコストも無視できない程大きい。

従って、型枠を用いた注型法により樹脂封止した光半導
体装置はハーメチックタイプの光半導体装置に比較して
低価格化し易いが、より一層の低価格という要請に応え
ることが難しいという問題に直面している。

尤も、浸漬法、滴下法によれば型枠、金型の類は必要な
いが、単なる浸漬法、滴下法により樹脂封止した場合に
は封止用光透過性樹脂の外形が規定できない。そして、
光透過性樹脂の外形は光路に大きな影響を及ぼすので、
封止用の光透過性樹脂の外形が規定できないということ
は光半導体装置の光学的特性を規定できないということ
になる。従って、単なる浸漬法、滴下法も採り得ない。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、型枠、金型の類を用いなくても光学的特性にバラ
ツキな（光透過性樹脂を用いて封止することのできる新
規な光半導体装置を提供することを目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明光半導体装置は上記問題点を解決するため、基板
の一部に筒状部を形成し、該筒状部内に光半導体素子を
マウントし、該光半導体素子を光透過性樹脂を用いて封
止したことを特徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明光半導体装置によれば、筒状部により光透過性樹
脂自身の表面張力を利用して封止用光透過性樹脂の外形
を規定することができる。従って、型枠、金型の類を用
いなくても光半導体素子を光透過性樹脂を用いて封止す
ることができ、延いては封止のための設備費、メンテナ
ンスコストの低減を図ることができる。

（Ｇ、実施例）［第１図乃至第１１図］以下、本発明光
半導体装置を図示実施例に従って詳細に説明する。

（ａ、第１の実施例）［第１図乃至第４図］第１図（Ａ
）、（Ｂ）は本発明を半導体レーザ装置に適用した第１
の実施例を示すもので、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ
）は断面図である。

図面において、１は一対の翼部２．２を有した基板であ
り、金属板の表面に絶縁層を介して配線膜３．３を形成
してなる。４はシリコンサブマウントで、表面部の一部
領域にモニター用フォトダイオードが形成されている。

該サブマウント４は基板１の翼部２．２が形成された前
端部の翼部２・２間の表面にボンディングされている。

５はレーザチップで、サブマウント４のフォトダイオー
ドが形成されていない領域上にチップボンディングされ
ている。６．６はコネクトワイヤで、レーザチップ５、
フォトダイオードの一方の電極と、配線膜３．３との間
を接続している。

７は基板１の一対の翼部２．２を上側そして内側へＬ字
状を成すように折り曲げることにより形成された筒状部
で、この内部に上記サブマウント４及びレーザチップ５
が位置されている。８は該筒状部７内に充填された光透
過性樹脂で、例えばエポキシ樹脂からなり、サブマウン
ト４及びレーザチップ５を封止する。尚、レーザチップ
５、特にその光出射端面を覆う部分をシリコーンあるい
はエポキシ樹脂等の耐熱性樹脂でコーティングしたうえ
でエポキシ樹脂で封止するようにしても良い。また、光
透過性樹脂８の全部を耐熱性を有するシリコーン等で構
成するようにしても良い。

第２図（Ａ）乃至（Ｃ）は第１図（Ａ）、（Ｂ）に示し
た第１図の半導体レーザ装置の製造方法を工程順に示す
もので、同図（Ａ）はサブマウント４、レーザチップ５
のボンディング及びワイヤ６．６のボンディングの終了
後における斜視図、同図（Ｂ）は筒状部７形成後におけ
る斜視図、同図（Ｃ）は封止時における断面図である。

先ず、同図（Ａ）に示すように翼部２．２を折り曲げな
い状態の基板１に対してサブマウント４、レーザチップ
５及びコネクトワイヤ６．６をボンディングする。９．
９．９．９は基板ｌの折り曲げられるべきラインである
。

次に、同図（Ｂ）に示すように、基板ｌの翼部２．２を
上記ライン９．９．９．９にて折り曲げて筒状部７を形
成する。

その後、基板１を同図（Ｃ）に示すように垂直に立てて
筒状部７の空間部に滴下具１０により光透過性樹脂を滴
下して光透過性樹脂８を筒状部７内の空間部に充填する
。筒状部７は小さ（光透過性樹脂８は適度な粘性を有す
るので光透過性樹脂８を筒状部７上方から滴下しても光
透過性樹脂８は表面張力により筒状部７の空間部に留ま
り筒状部７から下へ落ちることはない。しかも、光透過
性樹脂８の外形は筒状部７と樹脂自身の表面張力により
規定されるので光透過性樹脂８の外形にはばらつきが生
じない。即ち、光透過性樹脂８の外形のうち最も重要な
のは光学的特性を左右する前端面［第１図（Ｃ）におけ
る下端面］の形状であるが、前端面ば筒状部７の前端面
と路面−（ツライチ）の平面にあり、筒状部７の形状、
大きさが均一であれば光透過性樹脂８の外形、特に前端
面の外形は略均−になる。従って、半導体レーザ装置の
光学的特性にはバラツキが生じない。

このような半導体レーザ装置は基板ｌの翼部２．２を折
り曲げることによって形成した筒状部７が型枠として機
能するので、型枠を用いた注型法による封止を行なわな
くても光透過性樹脂８で封止することができる。従って
、型枠を有した複雑で高価格でしかもメンテナンスコス
トも高い樹脂封止装置を用いなくても簡単に光透過性樹
脂による封止を行なうことができ、半導体レーザ装置の
低価格化をより一層促進することができる。

また、基板ｌの翼部２，２からなる筒状部７自身が金属
からなるのでヒートシンクとして機能することができ、
また筒状部７内面とレーザチップ５との間に光透過性樹
脂８が充填されているのでその間の放熱抵抗がハーメチ
ックタイプのものに比較して小さい。従って、半導体レ
ーザ装置の放熱性が高い。

また、レーザチップ５及びサブマウント４を滴下法で滴
下する程度の量の光透過性樹脂８で封止できるような小
型の半導体レーザ装置を簡単に製造することができるの
で、従来難しかった小型の半導体レーザ装置の量産も容
易にできる。

なお、比較的大きな半導体レーザ装置を製造する必要の
ある場合には必然的に筒状部７の大きさが大きくなり、
滴下した樹脂８が筒状部７内を通って落下する可能性が
ある。このような場合には、第３図に示すように先端面
が平坦な治具１１を筒状部７の下側にあてて樹脂を滴下
し、該治具１１と基板ｌとの間に表面張力が働いて光透
過性樹脂８の前端（第３図においては下端）における形
状が規定されるようにすると良い。したがって、本発明
によれば、小さい半導体レーザ装置だけでなく治具１１
を用いることにより大きな半導体レーザ装置でも大量に
低価格化で提供することができるのである。

第４図（Ａ）乃至（Ｃ）は基板１の筒状部を形成するた
めの折り曲げをし易くした各別の変形例を示す斜視図で
ある。同図（Ａ）に示す基板１ａは折り曲げ部に７字状
の溝９ａ、９ａ、９ａ、９ａをつけて翼部２．２を折り
曲げ易くしたものである。また、基板１ａの翼部２．２
の付は根部付分１２にはアール（Ｒ）がつけられている
ので内側の一対の溝９ａ、９ａにおける折り曲げが容易
に為し得る。

第４図（Ｂ）に示す基板１ｂは７字状の溝９ａ、９ａ、
９ａ、９ａの両端部にシリンドリカルな切欠１３．１３
、・・・を形成したものである。

すなわち、翼部２．２を７字状の溝９ａ、９ａ、９ａ、
９ａにて折り曲げた場合に溝９ａ、９ａ、９ａ、９ａの
底の部分が膨らもうとしその結果基板ｔｂの側面部がや
や変形して膨らもうとするので、その分子め切欠いてお
くことにより変形を防止するようにしたのである。この
ようにすれば、光透過性樹脂８の外形が基板１ｂの形状
によって微妙に悪影響を受けることを回避することがで
きる。第４図（Ｃ）に示す基板ＩＣは切欠１３ａ、１３
ａ、・・・の面の形状をシリンドリカルな形状ではなく
逆円錐形にしたものである。

このように基板の形状について工夫することにより基板
を折り曲げて筒状部を形成する作業がし易くなる。

（ｂ、第２の実施例）［第５図、第６図］第５図（Ａ）
、（Ｂ）は本発明を半導体レーザ装置に適用した第２の
実施例を示すもので、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）
は断面図である。本実施例は筒状部７内部に充填する光
透過性樹脂８の量を多めにして光透過性樹脂８の前面を
凸曲面状のレンズ素子８ａとしたものであり、該レンズ
素子８ａによりレーザチップ５からのレーザビームを集
光することができる。従って、半導体レーザ装置のレー
ザビームを集光する為に別個にレンズを設けることを必
要としない。依って、半導体レーザ装置を用いた例えば
コンパクトデイクスプレイヤーあるいはビデオディスク
プレイヤーの光ピツクアップ等の部品点数の減少、小型
化、低価格化を図ることができる。

尚、レンズ素子８ａの曲率は筒状部７内に充填する樹脂
８の量により調整することができるが、第６図に示すよ
うな補助具１４を用いて筒状部７の上部を押えることに
よっても調整することができる。この補助具１４は次の
ようにして用いる。基板ｌの筒状部７に一定量の光透過
性樹脂８を滴下して筒状部７内部に光透過性樹脂８を充
填した後光透過性樹脂８が硬化する前に補助具１４で筒
状部７を上側から押さえる。すると、光透過性樹脂８の
前面および後面は第６図に示すように凸曲し、レンズ素
子８ａを得ることができる。そして、補助具１４により
筒状部７の高さを低くする程レンズ素子８ａの曲率半径
を小さくすることができる。従って、筒状部７の高さに
よってレンズ素子８ａの焦点距離を調整することができ
るのである。

（ｃ、第３の実施例）［第７図］ 第７図は本発明を半導体レーザ装置に適用した第３の実
施例を示すものである。

本実施例は基板ｌに上向きの筒状部７を形成し、該筒状
部７を上側から滴下した光透過性樹脂８で満たすように
したものである。１５は筒状部７の前面で、該前面１５
の中央部にはレーザチップ５のレーザビームを通す窓１
６が形成されている。そして、レーザビームは光透過性
樹脂８の該窓１６を閉塞する部分を通って外部に出射さ
れることになるが、その閉塞部分における光透過性樹脂
８の外形は光透過性樹脂８の自身の表面張力によって規
定される。

（ｄ、第４の実施例）［第８図、第９図Ｊ第８図は本発
明を半導体レーザ装置に適用した第４の実施例を示す斜
視図であり、筒状部７の前側開口を閉塞片１５によって
閉塞したもので、レーザチップ５から出射されたレーザ
ビームは閉塞片１５の中央部に形成された窓１６を通し
て出射されるようになっている。そして、光透過性樹脂
８は筒状部７の後側開口から筒状部８内に充填され、光
透過性樹脂８の窓１６を閉塞する部分における外形は窓
１６及び光透過性樹脂８自身の表面張力によって規定さ
れる。このように窓１６を有する閉塞片１５で筒状部７
の前側開口を閉塞しておけば筒状部７が太き（でも滴下
された光透過性樹脂８の落下をその窓１６にて阻止し更
に外形を規定することができる。したがって、このよう
な構造は大型の半導体レーザ装置に適する。

第９図（Ａ）及び（Ｂ）は第８図に示した半導体レーザ
装置の各別の変形例であり、第９図（Ａ）の半導体レー
ザ装置は閉塞片１５がメツシュ状のものであり、第９図
（Ｂ）の半導体レーザ装置は閉塞片１５が多数の貫通孔
１７．１７、・・・、１７ａを有し、中央の貫通孔１７
ａがレーザビームを通す窓を成しているものである。

尚、第８図、第９図（Ａ）、（Ｂ）に示した半導体レー
ザ装置は筒状部７内部を光透過性樹脂８で満たしたもの
であったが、筒状部７の前端部の窓１６、メッシェある
いは貫通孔１７．１７、・・・１７ａと、筒状部７の後
端部のみを光透過性樹脂８で閉塞し、筒状部７のレーザ
チップ５等が収納された部分には光透過性樹脂８が詰っ
てない謂わば中空式のものにしても良い。

（ｅ、第５の実施例）［第１０図］ 第１０図は本発明を半導体レーザ装置に適用した第５の
実施例を示す斜視図であり、本実施例は筒状部７を金属
基板１とは別体の例えば透明なプラスチックあるいはガ
ラス等により形成し、透明なＵ■樹脂８で筒状部７内部
を満たし、ＵＶランプでＵ■樹脂８をキュアすることに
より封止をしたものである。

（ｆ、第６の実施例）［第１１図］ 第１１図は本発明光半導体装置を半導体レーザ４百に適
用した第６の実施例を示す断面図である。本実施例は、
筒状部７の断面形状を三角形にし、そして、放熱板１８
に取り付けたものであり、１９は筒状部７を放熱板１８
に押える押え片、２０は該押え片１９を放熱板１８に固
定するねじである。

尚、上記各実施例は本発明を半導体レーザ装置に適用し
たものであったが、本発明は半導体レーザ装置に限らず
、半導体発光ダイオード装置、半導体受光装置等光半導
体装置一般に適用することができる。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明光半導体装置は、基板の一
部に筒状部を形成し、該筒状部内に光半導体素子をマウ
ントし、該光半導体素子を光透過性樹脂を用いて封止し
てなることを特徴とするものである。

従って、本発明光半導体装置によれば、筒状部により光
透過性樹脂自身の表面張力を利用して封止用光透過性樹
脂の外形を規定することができるや従って、型枠、金型
の類を用いなくても光半導体素子を光透過性樹脂によっ
て封止することができ、延いては封止のための設備費、
メンテナンスコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明を半導体レーザ装置に適
用した第１の実施例を示し、同図（Ａ）は斜視図、同図
（Ｂ）は断面図、第２図（Ａ）乃至（Ｃ）は第１の実施
例の半導体レーザ装置の製造方法を工程順に示すもので
、同図（Ａ）はボンディング終了後における状態を示す
斜視図、同図（Ｂ）は筒状部形成後における状態を示す
斜視図、同図（Ｃ）は封止時における状態を示す断面図
、第３図は封止時に用いる補助具を示す断面図、第４図
（Ａ）乃至（Ｃ）は基板の各別の変形例を示す斜視図、
第５図（Ａ）、（Ｂ）は本発明を半導体レーザ装置に適
用した第２の実施例を示すもので、同図（Ａ）は斜視図
、同図（Ｂ）は断面図、第６図は封止時に用いる補助具
を示す断面図、第７図は本発明を半導体レーザ装置に適
用した第３の実施例を示す斜視図、第８図は本発明を半
導体レーザ装置に適用した第４の実施例を示す斜視図、
第９図（Ａ）、（Ｂ）は第８図に示した半導体レーザ装
置の各別の変形例を示す斜視図、第１０図は本発明を半
導体レーザ装置に適用した第５の実施例を示す斜視図、
第１１図は本発明を半導体レーザ装置に適用した第６の
実施例を示す断面図である。 符号の説明 １・・・基板、５・・・光半導体素子、７・・・筒状部
、８・・・光透過性樹脂。 出 願 人 ソニ 株 式 基板の各別の変形伊」芝示ず鉋予見図 第４図 （Ａ） ＣＢ”） 各別の変形例を示す鈎現図 第９図 基板 尤千ｌＪ１本秦子 節状部 ｔ！過性樹涌 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の一部に筒状部を形成し、上記筒状部内に光
   半導体素子をマウントし、上記光半導体素子を光透過性
   樹脂を用いて封止してなることを特徴とする光半導体装
   置