JPH0448671A - Semiconductor laser device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザの発光素子として半導体レーザチップ
を使用した半導体レーザ装置のうち、前記半導体レーザ
チップの部分を、透明板付きキャップ体にて密封して成
るいわゆるカンシール型の半導体レーザ装置の改良に関
するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a semiconductor laser device using a semiconductor laser chip as a light emitting element of a laser, in which a portion of the semiconductor laser chip is covered with a cap body with a transparent plate. This invention relates to an improvement in a so-called can-seal type semiconductor laser device that is sealed.
この種のカンシール型の半導体レーザ装置において、そ
の半導体レーザチップの部分を、透明板付きキャップ体
によって密封するのは、前記半導体レーザチップが、大
気中の湿度や塵埃によって劣化することを防止すると共
に、前記半導体レーザチップを、外部からの接触及び衝
撃等に対して保護するためにある。In this type of can-seal type semiconductor laser device, the semiconductor laser chip is sealed with a cap body with a transparent plate to prevent the semiconductor laser chip from deteriorating due to atmospheric humidity and dust. , to protect the semiconductor laser chip from external contact and impact.
そこで、従来、この種のカンシール型の半導体レーザ装
置においては、良く知られているように、半導体レーザ
チップをダイボンディングしたステムと、この半導体レ
ーザチップに対するキャップ体とを、炭素鋼製にして、
このキャップ体における下端の全周を、前記ステムに対
して抵抗溶接にして固着する一方、前記キャップ体に対
してガラス製の透明板を、ガラス半田を使用して固着す
ることによって、キャップ体内における気密性を確保す
るようにしている。Conventionally, in this type of can-seal type semiconductor laser device, as is well known, the stem to which the semiconductor laser chip is die-bonded and the cap body for the semiconductor laser chip are made of carbon steel.
The entire circumference of the lower end of the cap body is fixed to the stem by resistance welding, and a transparent plate made of glass is fixed to the cap body using glass solder. We are trying to ensure airtightness.
そして、キャップ体に対してガラス製の透明板をガラス
半田にて固着するに際しては、例えば、実開昭62−5
8066号公報に詳しく説明されているように、先づ、
ガラス粉末をリング状にプレス成形したのち仮焼成する
ことによってリング状のガラス半田を製作し、このリン
グ状ガラス半田とガラス製の透明体とをキャップ体に装
填し、この状態で全体を500〜600℃の高い温度で
焼成して前記ガラス半田を溶融することによって、前記
透明板をガラス半田にてキャップ体に固着するようにし
ている。When fixing a glass transparent plate to the cap body with glass solder, for example,
As explained in detail in Publication No. 8066, first,
A ring-shaped glass solder is produced by press-molding glass powder into a ring shape and pre-sintering it, and this ring-shaped glass solder and a glass transparent body are loaded into a cap body, and in this state, the whole is heated to a By firing at a high temperature of 600° C. and melting the glass solder, the transparent plate is fixed to the cap body with the glass solder.
しかし、このように、透明板をキャップ体に対してガラ
ス半田にて固着する方法は、その固着が強固にできると
共に、キャップ内を高い気密性に維持できる利点を有す
る反面、リング状のガラス半田を製作する工程、及び、
高温で焼成する工程を必要とするばかりか、この高温で
の焼成によって変色したキャップ体に対して、酸洗いし
たのちニッケルメッキを施すと言う後処理工程を必要と
するのであり、しかも、前記ガラス製の透明板には、前
記後処理工程の酸洗い及びメツキに際して当該透明板の
表面を損傷することがないようにするための保護膜を予
め形成しておく必要があるから、キャップ体に対して透
明板を、完全シール状態で固着することに多大のコスト
が嵩み、半導体レーザ装置の価格が大幅にアップすると
言う問題があった。However, this method of fixing the transparent plate to the cap body with glass solder has the advantage of making the fixation strong and maintaining a high degree of airtightness inside the cap. The process of manufacturing, and
Not only does it require a process of firing at a high temperature, but it also requires a post-treatment process of pickling and nickel plating the cap body, which has become discolored due to firing at this high temperature. It is necessary to form a protective film in advance on the transparent plate made of aluminum to prevent damage to the surface of the transparent plate during pickling and plating in the post-processing process. There is a problem in that it costs a lot of money to fix the transparent plate in a completely sealed state, and the price of the semiconductor laser device increases significantly.
本発明は、この問題、つまり、半導体レーザチップに対
する密封性の確保のために、製造コストが大幅にアップ
すると言う問題を、解消することを技術的課題とする。The technical object of the present invention is to solve this problem, that is, the problem that the manufacturing cost increases significantly in order to ensure the sealing performance for the semiconductor laser chip.
この技術的課題を達成するため本発明は、半導体レーザ
チップを固着したステムと、該ステムに前記半導体レー
ザチップを覆うように固着したキャップ体と、該キャッ
プ体に設けた透明板とから成る半導体レーザ装置におい
て、前記半導体レーザチップと、前記透明板との間に、
透明樹脂を、当該透明樹脂にて半導体レーザチップの全
体を覆うように充填する構成にした。In order to achieve this technical problem, the present invention provides a semiconductor comprising a stem to which a semiconductor laser chip is fixed, a cap body fixed to the stem so as to cover the semiconductor laser chip, and a transparent plate provided on the cap body. In the laser device, between the semiconductor laser chip and the transparent plate,
The structure was such that the transparent resin was filled so as to cover the entire semiconductor laser chip.
このように構成すると、半導体レーザチップにおける先
端における前方襞間面から発射するレーザ光は、当該半
導体レーザチップと透明板との間に充填した透明樹脂内
を通って、透明板の表面から大気中に出射される。With this configuration, the laser light emitted from the front interfold surface at the tip of the semiconductor laser chip passes through the transparent resin filled between the semiconductor laser chip and the transparent plate, and enters the atmosphere from the surface of the transparent plate. It is emitted to
一方、前記半導体レーザチップの全体は、前記透明樹脂
によって覆われていることにより、当該半導体体レーザ
チップに対する湿度及び塵埃の接触を前記透明樹脂によ
って阻止することができるから、透明板を備えたキャッ
プ体としては、その内部における密封性を従来のように
高いものにする必要がなく、換言すると、キャップ体内
における気密性を低いものにすることができるのである
。On the other hand, since the entire semiconductor laser chip is covered with the transparent resin, the transparent resin can prevent humidity and dust from coming into contact with the semiconductor laser chip. As for the body, it is not necessary to have a high sealing performance inside the cap body as in the past, and in other words, the airtightness inside the cap body can be made low.
このように本発明によると、キャップ体に透明板を設け
るに際して、当該透明板をキャップ体に対して高い気密
性を保つようにして固着する必要がなく、キャップ体に
対して透明板を接着剤にて接着するだけで良いから、場
合によっては、透明板をキャップ体に対して固着するこ
とを省略することができ、従って、前記従来のように、
リング状のガラス半田を製作する工程、高温で焼成する
工程、及び高温での焼成の後処理としての酸洗い・メツ
キ工程を必要しないばかりか、透明板に予め保護膜を形
成することをも必要としないから、製造コストを大幅に
低減できて、耐久性の高い半導体レーザ装置を、安価に
提供できる効果を有する。According to the present invention, when providing a transparent plate on a cap body, it is not necessary to fix the transparent plate to the cap body in a manner that maintains high airtightness, and it is not necessary to attach the transparent plate to the cap body using an adhesive. Since it is only necessary to adhere the transparent plate to the cap body, in some cases, it is possible to omit fixing the transparent plate to the cap body.
Not only does it not require the process of manufacturing ring-shaped glass solder, the process of firing at high temperatures, and the pickling and plating processes as post-processing after firing at high temperatures, it also requires the formation of a protective film on the transparent plate in advance. This has the effect that manufacturing costs can be significantly reduced and a highly durable semiconductor laser device can be provided at low cost.
しかも、透明体と半導体レーザチップとの間に透明樹脂
を充填したことにより、半導体レーザチップからのレー
ザ光は、前記透明樹脂内を通って透明板の表面から大気
中に出射することになり、前記透明板の表面か、レーザ
光の出射面になるから、前記半導体レーサチップにおけ
る前方襞間面を高い精度の平坦面にしなくても、レーザ
光のビーム特性を向上することかできる効果をも有する
。Moreover, by filling the space between the transparent body and the semiconductor laser chip with a transparent resin, the laser light from the semiconductor laser chip passes through the transparent resin and is emitted from the surface of the transparent plate into the atmosphere. Since the surface of the transparent plate becomes the exit surface of the laser beam, it also has the effect of improving the beam characteristics of the laser beam without having to make the front interfold surface of the semiconductor laser chip a highly accurate flat surface. .
以下、本発明の実施例を図面(第1図〜第3図)につい
て説明するに、図において符号1は、炭素鋼等の金属に
て円盤型に形成したステム2と、ガラス等の透明板3を
備えた炭素鋼等の金属製のキャップ体4とによって構成
された半導体レーザ装置を示す。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings (Figs. 1 to 3). In the drawings, reference numeral 1 indicates a stem 2 formed into a disk shape of metal such as carbon steel, and a transparent plate such as glass. 3 and a cap body 4 made of metal such as carbon steel.
前記ステム2の上面に一体的に造形したブロック体5の
側面には、モニター用ホオトダイオード7を備えたサブ
マウント6が固着され、このサブマウント6の表面に、
半導体レーサチツプ8が、当該半導体レーザチップ8に
おける前方臂開面8aが前記透明板3の方向に向かい、
後方剪開面8bが前記ホオトダイオード7の方向に向か
うようにダイボンディングされている。また、前記半導
体レーザチップ8における後方努開面8bと前記ホオト
ダイオード7との間には、後方臂開面8bから発射され
るレーザ光をホオトダイオード7に導くための透明性又
は半透明性の導波体9が塗着形成されている。A submount 6 equipped with a monitor photodiode 7 is fixed to the side surface of the block body 5 integrally formed on the upper surface of the stem 2, and on the surface of this submount 6,
The semiconductor laser chip 8 has a front arm opening 8a facing the transparent plate 3,
Die bonding is performed so that the rear sheared surface 8b faces toward the photodiode 7. Further, a transparent or semi-transparent layer is provided between the rear opening surface 8b of the semiconductor laser chip 8 and the photodiode 7 for guiding the laser light emitted from the rear opening surface 8b to the photodiode 7. A magnetic waveguide 9 is formed by coating.
符号10a、10b、10cは、前記半導体レーザチッ
プ8及び前記ホオトダイオード7に対するリード端子を
示し、この各リード端子10a。Reference numerals 10a, 10b, and 10c indicate lead terminals for the semiconductor laser chip 8 and the photodiode 7, and each lead terminal 10a.
10b、10cのうち一本のリード端子10aは、前記
ステム2の下面に溶接にて固着され、他の二本のリード
端子10b、10cは、ステム2に穿設した孔2a、2
b内に、ガラス等の絶縁シール材11にて絶縁シール状
態で固着されている。One of the lead terminals 10b and 10c is fixed to the lower surface of the stem 2 by welding, and the other two lead terminals 10b and 10c are connected to holes 2a and 2 formed in the stem 2.
b, and is fixed in an insulating seal state with an insulating sealing material 11 such as glass.
また、前記キャップ体4は、前記半導体レーザチップ8
付きブロック体5に被嵌したのち、その下端における外
向きフランジ部4aを前記ステム2に対して溶接するこ
とによって固着されている。Further, the cap body 4 includes the semiconductor laser chip 8.
After being fitted into the mounting block body 5, the outward flange portion 4a at the lower end thereof is fixed to the stem 2 by welding.
なお、このキャップ体4のステム2に対する固着は、ス
テム2に各リード端子10a、10b、10cを固着し
、ブロック体5にサブマウント6及び半導体レーザチッ
プ8をダイボンディングし、且つ、半導体レーサチップ
8とサブマウント6との間、及びサブマウント6と両リ
ード端子10b。The cap body 4 is fixed to the stem 2 by fixing each lead terminal 10a, 10b, 10c to the stem 2, by die-bonding the submount 6 and the semiconductor laser chip 8 to the block body 5, and by die-bonding the semiconductor laser chip 8 to the block body 5. and the submount 6, and between the submount 6 and both lead terminals 10b.
10cとの間にワイヤーボンディングを施した後におい
て行なわれる。This is carried out after wire bonding is performed between the terminal and the terminal 10c.
そして、前記透明板3と前記半導体レーザチップ8との
間に、シリコン樹脂等のように比較的軟質の透明樹脂1
2を、当該透明樹脂12にて前記半導体レーザチップ8
及び前記導波体9の全体を覆うように充填する。A relatively soft transparent resin 1 such as silicone resin is placed between the transparent plate 3 and the semiconductor laser chip 8.
2 to the semiconductor laser chip 8 using the transparent resin 12.
Then, the waveguide 9 is filled so as to cover the entirety thereof.
このように構成すると、半導体レーザチップ8の先端に
おける前方襞間面8aから発射するレーザ光は、当該半
導体レーザチップ8と透明板3との間に充填した透明樹
脂12内を通って、透明板3の表面から大気中に出射さ
れる一方、前記半導体レーサチップ8の全体は、前記透
明樹脂12によって覆われていることにより、当該半導
体レーサチップ8に対する湿度及び塵埃の接触を、前記
透明樹脂12によって阻止することができる。With this configuration, the laser light emitted from the front interfold surface 8a at the tip of the semiconductor laser chip 8 passes through the transparent resin 12 filled between the semiconductor laser chip 8 and the transparent plate 3, and passes through the transparent resin 12 filled between the semiconductor laser chip 8 and the transparent plate 3. The semiconductor laser chip 8 is entirely covered with the transparent resin 12 to prevent humidity and dust from coming into contact with the semiconductor laser chip 8. can do.
なお、前記透明樹脂12の充填に際しては、キャップ体
4をステム2に対して固着する前の状態において、第4
図に示すように、ステム2における半導体レーサチップ
8の部分に、透明樹脂液12aを塗着する一方、キャッ
プ体4内に適宜量の透明樹脂液1.2 bを注入してお
き、このキャップ体4内に、ステム2における半導体レ
ーザチ、ツブ8の部分を挿入したのち、キャップ体4を
ステム2に対して固着することにより、前記量透明樹脂
液]、2a、、1.2bは一体化して透明樹脂12を形
成することになるから、透明樹脂12の充填を、気泡の
発生か少ない状態で行うことができる。In addition, when filling the transparent resin 12, in a state before the cap body 4 is fixed to the stem 2,
As shown in the figure, a transparent resin liquid 12a is applied to the portion of the semiconductor laser chip 8 in the stem 2, and an appropriate amount of transparent resin liquid 1.2b is injected into the cap body 4. After inserting the semiconductor laser chip and the knob 8 portion of the stem 2 into the stem 2, the cap body 4 is fixed to the stem 2, so that the amount of transparent resin liquid], 2a, 1.2b is integrated. Since the transparent resin 12 is formed, the transparent resin 12 can be filled with less air bubbles.
また、前記キャップ体4内に、前記透明樹脂12の充填
した後において、第5図に示すように、エポキシ樹脂等
の熱硬化性の合成樹脂13を、ステム2に穿設した孔]
4から充填するようにしても良いのであり、更にまた、
前記導波体9を、前記透明樹脂12にて兼用することも
できる。Further, after filling the cap body 4 with the transparent resin 12, as shown in FIG.
It is also possible to fill from 4, and furthermore,
The transparent resin 12 can also serve as the waveguide 9.
図面は本発明の実施例を示し、第1図は第1実施例の縦
断正面図、第2図は第1図の■−■視断面断面図3図は
第2図の要部拡大図、第4図は透明樹脂を充填している
状態を示す断面図、第5図は第2実施例の縦断正面図で
ある。
1・・・・半導体レーザ装置、2・・・・ステム、3・
・・・透明板、4・・・・キャップ体、5・・・・ブロ
ック体、6・・・・サブマウント、7・・・・モニター
用ホオトダイオード、8・・・・半導体レーザチップ、
8a・・・・半導体レーザチップの前方臂開面、8b・
・・・半導体レーザチップの後方臂開面、9・・・・導
波体、lOa、 1ob、10c・・・・リード端子
、12・・・・透明樹脂、13・・・・熱硬化性合成樹
脂。The drawings show embodiments of the present invention, and FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of the first embodiment, FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the main part of FIG. 2. FIG. 4 is a sectional view showing a state in which transparent resin is filled, and FIG. 5 is a longitudinal sectional front view of the second embodiment. 1... Semiconductor laser device, 2... Stem, 3...
...Transparent plate, 4...Cap body, 5...Block body, 6...Submount, 7...Monitor photodiode, 8...Semiconductor laser chip,
8a... Front arm opening of semiconductor laser chip, 8b...
... Rear arm opening of semiconductor laser chip, 9... Waveguide, IOa, 1ob, 10c... Lead terminal, 12... Transparent resin, 13... Thermosetting composition resin.
Claims (1)
テムに前記半導体レーザチップを覆うように固着したキ
ャップ体と、該キャップ体に設けた透明板とから成る半
導体レーザ装置において、前記半導体レーザチップと、
前記透明板との間に、透明樹脂を、当該透明樹脂にて半
導体レーザチップの全体を覆うように充填したことを特
徴とする半導体レーザ装置。(1) In a semiconductor laser device comprising a stem to which a semiconductor laser chip is fixed, a cap body fixed to the stem so as to cover the semiconductor laser chip, and a transparent plate provided on the cap body, the semiconductor laser chip and,
A semiconductor laser device characterized in that a transparent resin is filled between the transparent plate and the semiconductor laser chip so as to cover the entire semiconductor laser chip.
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