JPH04364791A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH04364791A JPH04364791A JP3139308A JP13930891A JPH04364791A JP H04364791 A JPH04364791 A JP H04364791A JP 3139308 A JP3139308 A JP 3139308A JP 13930891 A JP13930891 A JP 13930891A JP H04364791 A JPH04364791 A JP H04364791A
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザダイオードチップ
を樹脂でモールドした半導体レーザ装置に関する。
を樹脂でモールドした半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ装置は、レーザディスクプ
レイヤーやコンパクトディスクプレイヤー等の光ピック
アップの光源として用いられることから、低価格である
ことが強く要求されている。しかし、従来の半導体レー
ザ装置は、金属キャップ，ステム，ベース等を主たる構
成要素とするハーメチックシールタイプであり、これら
部材を組み立てる際には、例えば、リードはベースに絶
縁ガラスを介して貫通させて固定し、レーザダイオード
素子とサブマウントをボンディングしたステムにベース
を固着し、さらに透明板で形成した光透過孔を有する金
属キャップをステムに電気溶接しなければならないなど
、面倒な工程を避けることができず、製造工数も非常に
多くなり、このような半導体レーザ装置を低価格とする
のは非常に困難である。
レイヤーやコンパクトディスクプレイヤー等の光ピック
アップの光源として用いられることから、低価格である
ことが強く要求されている。しかし、従来の半導体レー
ザ装置は、金属キャップ，ステム，ベース等を主たる構
成要素とするハーメチックシールタイプであり、これら
部材を組み立てる際には、例えば、リードはベースに絶
縁ガラスを介して貫通させて固定し、レーザダイオード
素子とサブマウントをボンディングしたステムにベース
を固着し、さらに透明板で形成した光透過孔を有する金
属キャップをステムに電気溶接しなければならないなど
、面倒な工程を避けることができず、製造工数も非常に
多くなり、このような半導体レーザ装置を低価格とする
のは非常に困難である。
【０００３】これに対して、例えば特開平２−１２５６
８７号公報に、レーザダイオード素子およびその接続導
体の一部を透光性樹脂により封止した構造とすることに
より、金属キャップ，ステム，ベース等が不要となり、
これら部材を組み立てる面倒な工程も不要となるので、
半導体レーザ装置の著しい低価格化が図れることが記載
されている。
８７号公報に、レーザダイオード素子およびその接続導
体の一部を透光性樹脂により封止した構造とすることに
より、金属キャップ，ステム，ベース等が不要となり、
これら部材を組み立てる面倒な工程も不要となるので、
半導体レーザ装置の著しい低価格化が図れることが記載
されている。
【０００４】図２にリードフレーム樹脂モールドタイブ
の半導体レーザ装置のモールド部透視模式図を示す。図
２において、レーザダイオード素子（以下ＬＤと称する
）は、ＬＤチップ１がサブマウント２上に半田付けされ
、サブマウント２にはＬＤチップ１の他に、ＬＤチップ
１の出力パワーをモニターするためのフォトダイオード
３が取り付けられており、このサブマウント２はＬＤチ
ップ１とフォトダイオード３が設けられている面の裏面
でリードフレーム４ａに半田付けされている。ＬＤチッ
プ１とフォトダイオード３は、いずれも表面に形成され
ている電極がリード線５により、それぞれリードフレー
ム４ｂと４ｃに接続されている。そして、これらＬＤチ
ップ１，サブマウント２，フォトダイオード３，リード
フレーム４ａおよびリード線５が、図２には図示を省略
した厚さの薄い光透過性のバッファ樹脂で被覆され、さ
らに光透過性のモールド樹脂６により一体にモールドさ
れており、さらにリードフレーム４ｂと４ｃを含む一部
の領域で、モールド樹脂６には鍔状部７が形成される。
の半導体レーザ装置のモールド部透視模式図を示す。図
２において、レーザダイオード素子（以下ＬＤと称する
）は、ＬＤチップ１がサブマウント２上に半田付けされ
、サブマウント２にはＬＤチップ１の他に、ＬＤチップ
１の出力パワーをモニターするためのフォトダイオード
３が取り付けられており、このサブマウント２はＬＤチ
ップ１とフォトダイオード３が設けられている面の裏面
でリードフレーム４ａに半田付けされている。ＬＤチッ
プ１とフォトダイオード３は、いずれも表面に形成され
ている電極がリード線５により、それぞれリードフレー
ム４ｂと４ｃに接続されている。そして、これらＬＤチ
ップ１，サブマウント２，フォトダイオード３，リード
フレーム４ａおよびリード線５が、図２には図示を省略
した厚さの薄い光透過性のバッファ樹脂で被覆され、さ
らに光透過性のモールド樹脂６により一体にモールドさ
れており、さらにリードフレーム４ｂと４ｃを含む一部
の領域で、モールド樹脂６には鍔状部７が形成される。
【０００５】図３に図２を上からみた部分的な模式図を
示し、上記のバッファ樹脂８の領域を点線で記入してあ
る。バッファ樹脂８はモールド樹脂６がエネルギー密度
の高いレーザ光により変質するのを防ぐためのものであ
る。このように構成された半導体レーザ装置は、図２の
光出射面１ａから出射するレーザ光を、モールド樹脂６
の円形面６ａのほぼ中央から外部へ放射することができ
る。
示し、上記のバッファ樹脂８の領域を点線で記入してあ
る。バッファ樹脂８はモールド樹脂６がエネルギー密度
の高いレーザ光により変質するのを防ぐためのものであ
る。このように構成された半導体レーザ装置は、図２の
光出射面１ａから出射するレーザ光を、モールド樹脂６
の円形面６ａのほぼ中央から外部へ放射することができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】問題は、上記のように
樹脂が二重層となっている場合には、これらモールド樹
脂６とバッファ樹脂８の熱膨張係数が異なっていると、
半導体レーザ素子が温度変化を受けたとき、膨張差が生
ずるために、ＬＤチップ１とバッファ樹脂８との界面、
もしくはバッファ樹脂８とモールド樹脂６との界面に剥
離を起こすことである。
樹脂が二重層となっている場合には、これらモールド樹
脂６とバッファ樹脂８の熱膨張係数が異なっていると、
半導体レーザ素子が温度変化を受けたとき、膨張差が生
ずるために、ＬＤチップ１とバッファ樹脂８との界面、
もしくはバッファ樹脂８とモールド樹脂６との界面に剥
離を起こすことである。
【０００７】透光性樹脂６は金属リードフレーム４ａ〜
４ｃとの接着力は強いので、温度変化に対してモールド
樹脂６はリードフレーム４ａ〜４ｃの熱膨張と同じだけ
しか変化しない。したがって、バッファ樹脂８とモール
ド樹脂６のレーザ光の通過する部分の熱膨張差は、
４ｃとの接着力は強いので、温度変化に対してモールド
樹脂６はリードフレーム４ａ〜４ｃの熱膨張と同じだけ
しか変化しない。したがって、バッファ樹脂８とモール
ド樹脂６のレーザ光の通過する部分の熱膨張差は、
【０
００８】 ΔＴ・Ｄ（αＢ −αＭ ）
（１）
００８】 ΔＴ・Ｄ（αＢ −αＭ ）
（１）
【０００９】となる。但し、α
Ｂ はバッファ樹脂８の熱膨張率，αＭ はモールド樹
脂６の熱膨張率，Ｄはバッファ樹脂８のレーザ光透過領
域の厚さ，ΔＴはバッファ樹脂８とモールド樹脂６との
力学的平衡温度である。また、金属の熱膨張率は樹脂の
熱膨張率より約１桁小さいので、これを無視してある。
Ｂ はバッファ樹脂８の熱膨張率，αＭ はモールド樹
脂６の熱膨張率，Ｄはバッファ樹脂８のレーザ光透過領
域の厚さ，ΔＴはバッファ樹脂８とモールド樹脂６との
力学的平衡温度である。また、金属の熱膨張率は樹脂の
熱膨張率より約１桁小さいので、これを無視してある。
【００１０】ここで、バッファ樹脂８の熱膨張率のほう
が、モールド樹脂６の熱膨張率より大きければ、ΔＴが
負のとき即ち温度が下がるとき、バッファ樹脂８はモー
ルド樹脂６により引っ張り力を受け、それが剥離の原因
となる。特にこの剥離がレーザ光の光路にある場合には
、レーザ光はこの剥離の両面で多重反射され、レーザ光
は点光源でなくなり、レンズ系により点像を結像させる
ことができなくなる。このことは、レーザ光の点光源で
あることを利用している光ピックアップ等の装置には適
用出来ないことを意味する。
が、モールド樹脂６の熱膨張率より大きければ、ΔＴが
負のとき即ち温度が下がるとき、バッファ樹脂８はモー
ルド樹脂６により引っ張り力を受け、それが剥離の原因
となる。特にこの剥離がレーザ光の光路にある場合には
、レーザ光はこの剥離の両面で多重反射され、レーザ光
は点光源でなくなり、レンズ系により点像を結像させる
ことができなくなる。このことは、レーザ光の点光源で
あることを利用している光ピックアップ等の装置には適
用出来ないことを意味する。
【００１１】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、ＬＤ素子を被覆する２種類の光透過
性樹脂、即ちモールド樹脂とバッファ樹脂の熱膨張係数
の相違に起因するこれら樹脂同士間、またはＬＤチップ
とバッファ樹脂間の剥離を生ずることなく、健全な点光
源を保つことができる半導体レーザ装置を提供すること
にある。
あり、その目的は、ＬＤ素子を被覆する２種類の光透過
性樹脂、即ちモールド樹脂とバッファ樹脂の熱膨張係数
の相違に起因するこれら樹脂同士間、またはＬＤチップ
とバッファ樹脂間の剥離を生ずることなく、健全な点光
源を保つことができる半導体レーザ装置を提供すること
にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、リードフレームの主平面上に取り付けた
レーザダイオード素子とこのレーザダイオード素子に接
続したリード線とを直接被覆する第一の透光性樹脂（バ
ッファ樹脂）と、さらに外側を被覆する第二の透光性樹
脂（モールド樹脂）を用いて二重にモールドした樹脂モ
ールド型の半導体レーザ装置において、第一の樹脂のリ
ードフレーム先端からのリードフレーム被覆深さ（ＺＭ
）を、次式を満足するように定めたものである。
めに本発明は、リードフレームの主平面上に取り付けた
レーザダイオード素子とこのレーザダイオード素子に接
続したリード線とを直接被覆する第一の透光性樹脂（バ
ッファ樹脂）と、さらに外側を被覆する第二の透光性樹
脂（モールド樹脂）を用いて二重にモールドした樹脂モ
ールド型の半導体レーザ装置において、第一の樹脂のリ
ードフレーム先端からのリードフレーム被覆深さ（ＺＭ
）を、次式を満足するように定めたものである。
【００１３】ＺＭ ＝Ｄ（αＢ ／αＭ ）但し、Ｄ
：第一の透光性樹脂のレーザ光透過領域の厚さ αＢ ：第一の透光性樹脂の熱膨張率 αＭ ：第二の透光性樹脂の熱膨張率
：第一の透光性樹脂のレーザ光透過領域の厚さ αＢ ：第一の透光性樹脂の熱膨張率 αＭ ：第二の透光性樹脂の熱膨張率
【００１４】
【作用】本発明は上記のようにバッファ樹脂を被覆して
、熱膨張差の基準点を設定したため、バッファ樹脂とモ
ールド樹脂とのレーザ光透過領域における界面では熱膨
張差を生じなくなり、二つの樹脂同士間またはバッファ
樹脂とレーザダイオード素子間の剥離を起こすことがな
い。
、熱膨張差の基準点を設定したため、バッファ樹脂とモ
ールド樹脂とのレーザ光透過領域における界面では熱膨
張差を生じなくなり、二つの樹脂同士間またはバッファ
樹脂とレーザダイオード素子間の剥離を起こすことがな
い。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を図面を参照して実施例に基づ
き説明する。図１は本発明の構成を、図３に倣ってＬＤ
素子周辺を部分的に示した模式図であり、図２と共通部
分を同一符号で表わしてある。図１において、第一の樹
脂であるバッファ樹脂８は、リードフレーム４ａをカバ
ーする縁９がリードフレーム４ａ表面でＺ方向（レーザ
光出射方向）と垂直となるように定めると、バッファ樹
脂８のレーザ光通過部での熱膨張差、即ち（１）式は、
き説明する。図１は本発明の構成を、図３に倣ってＬＤ
素子周辺を部分的に示した模式図であり、図２と共通部
分を同一符号で表わしてある。図１において、第一の樹
脂であるバッファ樹脂８は、リードフレーム４ａをカバ
ーする縁９がリードフレーム４ａ表面でＺ方向（レーザ
光出射方向）と垂直となるように定めると、バッファ樹
脂８のレーザ光通過部での熱膨張差、即ち（１）式は、
【００１６】
ΔＴ・（αＢ ・Ｄ−αＭ ・ＺＭ ）
（２）
（２）
【００１７】のように表わされる。但
しＺＭ はバッファ樹脂８のＺ方向の全長である。ＺＭ
は第二の樹脂であるモールド樹脂６との熱膨張差を測
る原点でもある。したがって、（２）式が常に０になり
、
しＺＭ はバッファ樹脂８のＺ方向の全長である。ＺＭ
は第二の樹脂であるモールド樹脂６との熱膨張差を測
る原点でもある。したがって、（２）式が常に０になり
、
【００１８】
ＺＭ ＝Ｄ（αＢ ／αＭ ）
（３）
（３）
【００１９】を満たすように
バッファ樹脂８により、リードフレーム４ａをカバーす
れば、熱膨張差を生ずることはない。
バッファ樹脂８により、リードフレーム４ａをカバーす
れば、熱膨張差を生ずることはない。
【００２０】即ち、図１が図３と異なる点は、従来熱膨
張差を測る基準点を光出射面１ａとしていたのに対し、
本発明では基準点をバッファ樹脂８がリードフレーム４
ａをカバーする縁９の位置にあるようにバッファ樹脂８
の寸法を定めたことである。
張差を測る基準点を光出射面１ａとしていたのに対し、
本発明では基準点をバッファ樹脂８がリードフレーム４
ａをカバーする縁９の位置にあるようにバッファ樹脂８
の寸法を定めたことである。
【００２１】次に具体的な例について述べる。バッファ
樹脂８として熱硬化性シリコンゴム，モールド樹脂６と
してエポキシ樹脂を用いる。このとき、αＢ＝４×１０
−４ｄｅｇ−１，αＭ ＝６×１０−５ｄｅｇ−１であ
るから、Ｄ＝３０μｍとすると、ＺＭ ＝２００μｍが
得られる。Ｄ＝３０μｍ，ＺＭ ＝２００μｍとしたと
き、得られた半導体レーザ装置に、−４０℃〜＋８８℃
のヒートサイクルを１００回加えたのに対して、バッフ
ァ樹脂８とＬＤチップ１間、およびバッファ樹脂８とモ
ールド樹脂６間に剥離は生じなかった。
樹脂８として熱硬化性シリコンゴム，モールド樹脂６と
してエポキシ樹脂を用いる。このとき、αＢ＝４×１０
−４ｄｅｇ−１，αＭ ＝６×１０−５ｄｅｇ−１であ
るから、Ｄ＝３０μｍとすると、ＺＭ ＝２００μｍが
得られる。Ｄ＝３０μｍ，ＺＭ ＝２００μｍとしたと
き、得られた半導体レーザ装置に、−４０℃〜＋８８℃
のヒートサイクルを１００回加えたのに対して、バッフ
ァ樹脂８とＬＤチップ１間、およびバッファ樹脂８とモ
ールド樹脂６間に剥離は生じなかった。
【００２２】
【発明の効果】バッファ樹脂とモールド樹脂の２種類の
光透過性の樹脂を用いてレーザダイオード素子を被覆す
る樹脂モールド型の半導体レーザ装置は、これら樹脂の
熱膨張差に起因する樹脂の剥離を起こし、レーザ光を散
乱させる原因となっていたが、本発明では実施例で述べ
た如く、バッファ樹脂のリードフレーム先端からのリー
ドフレーム被覆深さ（ＺＭ ）を、次式を満足するよう
に定めたために、バッファ樹脂とモールド樹脂との熱膨
張差を生じなくなり、二つの樹脂同士間またはバッファ
樹脂とレーザダイオード素子間の剥離を起こすこともな
く、したがってレーザ光は常に点光源として正常な発光
状態を維持することができる。 ＺＭ ＝Ｄ（αＢ ／αＭ ） 但し、Ｄ ：バッファ樹脂のレーザ光透過領域の厚さ
αＢ ：バッファ樹脂の熱膨張率 αＭ ：モールド樹脂の熱膨張率
光透過性の樹脂を用いてレーザダイオード素子を被覆す
る樹脂モールド型の半導体レーザ装置は、これら樹脂の
熱膨張差に起因する樹脂の剥離を起こし、レーザ光を散
乱させる原因となっていたが、本発明では実施例で述べ
た如く、バッファ樹脂のリードフレーム先端からのリー
ドフレーム被覆深さ（ＺＭ ）を、次式を満足するよう
に定めたために、バッファ樹脂とモールド樹脂との熱膨
張差を生じなくなり、二つの樹脂同士間またはバッファ
樹脂とレーザダイオード素子間の剥離を起こすこともな
く、したがってレーザ光は常に点光源として正常な発光
状態を維持することができる。 ＺＭ ＝Ｄ（αＢ ／αＭ ） 但し、Ｄ ：バッファ樹脂のレーザ光透過領域の厚さ
αＢ ：バッファ樹脂の熱膨張率 αＭ ：モールド樹脂の熱膨張率
【図１】本発明の半導体レーザ装置におけるバッファ樹
脂の被覆位置関係を示す模式図
脂の被覆位置関係を示す模式図
【図２】従来の樹脂モールド型の半導体レーザ装置の模
式図
式図
【図３】従来の半導体レーザ装置におけるバッファ樹脂
の被覆位置関係を示す模式図
の被覆位置関係を示す模式図
１ ＬＤチップ
２ サブマウント
３ フォトダイオード
４ａ リードフレーム
４ｂ リードフレーム
４ｃ リードフレーム
５ リード線
６ モールド樹脂
６ａ 円形面
７ 鍔状部
８ バッファ樹脂
９ バッファ樹脂の縁
Claims (2)
- 【請求項１】リードフレームの主平面上に取り付けたレ
ーザダイオード素子とこのレーザダイオード素子に接続
したリード線とを直接被覆する第一の透光性樹脂（バッ
ファ樹脂）と、さらに外側を被覆する第二の透光性樹脂
（モールド樹脂）を用いてに二重にモールドした半導体
レーザ装置であって、第一の樹脂のリードフレーム先端
からのリードフレーム被覆深さ（ＺＭ ）を、次式によ
り定めることを特徴とする半導体レーザ装置。 ＺＭ ＝Ｄ（αＢ ／αＭ ） 但し、Ｄ ：第一の透光性樹脂のレーザ光透過領域の
厚さ αＢ ：第一の透光性樹脂の熱膨張率 αＭ ：第二の透光性樹脂の熱膨張率 - 【請求項２】請求項１記載の半導体レーザ装置において
、レーザ光出射方向に対して、レーザダイオード素子を
被覆する第一の透光性樹脂の縁が垂直であることを特徴
とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139308A JPH04364791A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139308A JPH04364791A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04364791A true JPH04364791A (ja) | 1992-12-17 |
Family
ID=15242276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3139308A Pending JPH04364791A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04364791A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2713828A1 (fr) * | 1993-12-14 | 1995-06-16 | Fuji Electric Co Ltd | Laser à semiconducteurs. |
| JP2013187331A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置、磁気記録ヘッド装置、およびハードディスク装置 |
-
1991
- 1991-06-12 JP JP3139308A patent/JPH04364791A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2713828A1 (fr) * | 1993-12-14 | 1995-06-16 | Fuji Electric Co Ltd | Laser à semiconducteurs. |
| JP2013187331A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置、磁気記録ヘッド装置、およびハードディスク装置 |
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