JPH06196817A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JPH06196817A
JPH06196817A JP34297992A JP34297992A JPH06196817A JP H06196817 A JPH06196817 A JP H06196817A JP 34297992 A JP34297992 A JP 34297992A JP 34297992 A JP34297992 A JP 34297992A JP H06196817 A JPH06196817 A JP H06196817A
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JP
Japan
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diode chip
laser diode
laser
photodiode
lead frame
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JP34297992A
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English (en)
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Katsushige Masui
克栄 増井
Nobuyuki Miyauchi
伸幸 宮内
Yoshihei Tani
善平 谷
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

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  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高信頼性の半導体レーザ装置を提供するとと
もに、生産性の向上を図ることを目的とする。 【構成】 リードフレームピン3において、レーザダイ
オード1をマウントする面をレーザダイオード1裏面よ
り出射されるレーザを受光するためのフォトダイオード
2の受光面より高くするとともに、フォトダイオード2
の受光面とレーザダイオードチップ1の裏面出射端面と
を互いに垂直な位置関係になるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ装置に関す
るもので、主に光ディスクピックアップや光通信用の光
源に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体レーザ装置1は、いわゆる
ユニットタイプのものであり、図8は、その中央縦断面
図、図9は、保護樹脂層を除いて示す外観斜視図であ
る。
【0003】基板2は、アルミニウム板の表面にニッケ
ルメッキ及び金メッキを施したものである。基板2の前
方中央部には、サブマウント3がインジウム等の接続材
料により載置固定される。サブマウント3は、シリコン
製の矩形板材により基本的に構成され、その表面には二
酸化シリコン皮膜4を介して、レーザダイオードチップ
9に電力を供給するためのアルミニウム配線5、後述す
るモニタ素子7の作動によりサブマウント3に生じた電
流を取り出すためのアルミニウム配線6が形成される。
【0004】前記サブマウント3上における前方中央部
には、前記アルミニウム配線5が延びてボンディング面
を形成しており、このボンディング面上に、レーザダイ
オードチップ9が導電性ロウ材10によってボンディン
グされる。この時、レーザダイオードチップ9の二つの
レーザ光出射端面9a,9bは、それぞれサブマウント
3の前後方向を向くようにされる。
【0005】一方、前記サブマウント3の表面中央部、
すなわちレーザダイオードチップ9の後方レーザ光出射
端面9bと隣接する領域には、サブマウント3表面から
P型不純物を拡散させてPN接合を形成した、ホトダイ
オード素子が一体に作り込まれており、これがモニタ素
子7として機能する。このモニタ素子7には、前記アル
ミニウム配線6が連結されている。
【0006】アルミニウム配線5,6は、それぞれ基板
2上接続するフレキシブル回路14上に対応するリード
14a,14bにワイヤW1,W2によりワイヤボンデ
ィングされている。また、レーザダイオードチップ9の
負極は、サブマウント3上の二酸化シリコン皮膜4を窓
開けして内部導通させられたパッド8に、ワイヤW4で
ワイヤボンディングすることにより基板2に電気的に接
続される。さらに基板2は、ワイヤW3により、フレキ
シブル回路14のリード14cとワイヤW3によりワイ
ヤボンディングされる。
【0007】レーザダイオードチップ9は、透明樹脂1
2で被覆される。この透明樹脂12は、前方レーザ光出
射端面9aを被覆するだけでなく、レーザダイオードチ
ップ9の後方にも拡がり、後方レーザ光出射端面9bと
モニタ素子7を結ぶ固体導波路12aを構成する。
【0008】この透明樹脂12には、エポキシ樹脂、シ
リコン樹脂等が使用され、これらの樹脂を液状とし、レ
ーザダイオードチップ9に付着する。この液状の樹脂
は、前方レーザ光出射端面9aにおいてその表面張力に
より平坦な表面を形成する。
【0009】この状態で樹脂が硬化すると、前方レーザ
光出射端面9aでは、樹脂表面の平坦さが保持されたま
ま硬化し、平坦な出射面12bが形成される。また、レ
ーザダイオードチップ9の全体が透明樹脂12で封止さ
れる。
【0010】基板2上には、さらに保護樹脂層13が形
成され、サブマウント3、ワイヤW1〜W4等が被覆保
護される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の半導体レー
ザ装置において、モニタ素子7が後方レーザ光出射端面
9aに対し垂直にかつレーザダイボンド面に対し垂直で
ダイボンド面に対し同じ高さに配置されているので、モ
ニタ素子7へのレーザ光受光効率が悪い。特にレーザ後
方レーザ光出射端面9aの反射率が低く後方出射出力光
の低い高出力レーザでは十分なモニタ光が得られなく、
そのため小型化が図れない欠点があった。
【0012】また基板にはダイボンド用の基準位置の指
標がなかったので、生産工程において、レーザダイオー
ドチップ9を正確な位置にダイボンドすることは出来な
かった。
【0013】さらに、レーザダイオードチップ9を被覆
する樹脂の厚みは特に規定されていないが、特に厚みが
薄いと周囲の湿度により端面腐食が発生し、そのためレ
ーザの動作電流に大きな変動が生じレーザの信頼性に問
題があった。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、基台上にレーザダイオードチップをボン
ディングしてなる半導体レーザ装置において、 (1)前記レーザダイオードチップが載置されるマウン
ト面を、該レーザダイオードチップ裏面より出射される
レーザを受光モニタするためのモニタ用フォトダイオー
ドの受光面より高く設け、かつ該受光面とレーザダイオ
ードチップの裏面出射端面より出射されるレーザ光の光
射方向とが互いに垂直の位置関係になるようにレーザダ
イオードチップとモニタ用フォトダイオードとを基台上
に載置する。
【0015】(2)前記レーザダイオードチップを所定
の位置にダイボンドするために指標を設ける。
【0016】(3)さらに、レーザダイオードチップを
防湿するためにレーザダイオードチップを被覆する樹脂
の厚みを10μm以上とする。
【0017】
【作用】上記のように構成された半導体レーザ装置で
は、 (1)モニタ用フォトダイオードへのレーザ光の入射光
率が向上するとともにレーザユニットの小型化が図れ
る。
【0018】(2)基台等にダイボンド用の位置決めを
する指標を設けることによって生産性が向上するととも
にダイボンドの精度の向上が図れる。
【0019】(3)レーザダイオードチップを被覆する
樹脂の厚みを10μmとすることによって、周囲の湿度
の影響を防止することができる。
【0020】
【実施例】本発明の実施例について図面に基づいて説明
すると、図1は本発明のリードフレームタイプの半導体
レーザ装置の外観斜視図、図2は図1の中央縦断面図で
ある。
【0021】レーザダイオードチップ21およびフォト
ダイオード22はリードフレームピン23にマウントさ
れ、透明樹脂24にて封止されている。レーザダイオー
ドチップ21がマウントされたリードフレームピン23
部は、フォトダイオード22がマウントされた部分より
高くなっている。
【0022】また、フォトダイオード22は、リードフ
レームピン23の面上に載置してある。そして、レーザ
ダイオードチップ21の裏面出射端面とフォトダイオー
ド22の受光面とは垂直位置関係になるようにそれぞれ
載置してある。
【0023】そしてレーザダイオードチップ21はワイ
ヤW1によってリードフレームピン25と、フォトダイ
オード22はワイヤW2によってリードフレームピン2
6とそれぞれ配線されている。
【0024】なお、本発明の半導体レーザ装置は、数個
のパターンが連結されたリードフレームピン23,2
5,26を樹脂製の固定具27で固定され(図3)、各
リードフレームピン23,25,26にレーザダイオー
ドチップ21、フォトダイオード22をマウントし、ワ
イヤW1,W2をボンディングした後、レーザダイオー
ドチップ21およびフォトダイオード22を透明樹脂2
4で封止した後、ダイバー28をカットして組立が完了
するものである。
【0025】図4は本発明の第二実施例の半導体レーザ
装置の外観斜視図、図5はリードフレーム組品の平面図
である。前記第一実施例と異なるところは、リードフレ
ームピン23,25,26及び固定具28、ダイバー2
9にそれぞれ位置決め用穴30と位置決め用溝31が設
けられているものである。
【0026】これらの位置決め用穴30と溝31によっ
て、リードフレームピン組品32を位置決めすることに
よって、レーザダイオードチップ21、フォトダイオー
ド22が、リードフレームピン23の正確な位置にマウ
ントされる。
【0027】図6は本発明の半導体レーザ装置において
レーザダイオードチップ31およびフォトダイオード3
2を封止する透明樹脂34の膜厚と半導体レーザ装置の
劣化現象の関係を示した図表である。図6のデータは、
樹脂膜厚の異なった半導体レーザ装置を7種類作り、そ
れらを温度65℃、絶対湿度95%の雰囲気中に放置し
て、レーザの動作電流変動について50H毎に調べたも
のである。図7は膜厚0.1μmの場合の放置時間Tと
動作電流変動ΔIopとの関係を表わしたグラフであ
る。
【0028】上記図6、図7からわかるように膜厚が1
0μm未満の場合は劣化が観察されているが、10μm
以上になると劣化は観察されていない。その結果樹脂の
膜厚を10μm以上にすることが望ましいことがわか
る。
【0029】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、以下のような効果を奏する。請求項1においては、
モニタ用フォトダイオードへのレーザ光の入射光率が向
上するとともにレーザユニットの小型化が図れる。
【0030】請求項2においては、リードフレームの位
置決めが確実になされるので、レーザダイオードチップ
およびフォトダイオードの載置位置を正確に決めること
ができ生産性が向上するとともに半導体レーザ装置の精
度が向上する。
【0031】請求項3においては、樹脂膜厚を10μm
以上にすることによって周囲の湿度の影響による劣化を
防止でき、耐環境性のすぐれた半導体レーザ装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体レーザ装置の第一実施例外観斜
視図である。
【図2】同じく図1の中央縦断面図である。
【図3】同じくリードフレーム組品の平面図である。
【図4】本発明の半導体レーザ装置の第二実施例外観斜
視図である。
【図5】同じくリードフレーム組品の平面図である。
【図6】本発明の第三実施例で、半導体レーザ装置の樹
脂膜厚と劣化時間の関係を表わす図表である。
【図7】同じく半導体レーザ装置の放置時間と動作電流
変化率の関係を表わすグラフである。
【図8】従来の半導体レーザ装置の中央縦断面図であ
る。
【図9】同じく図8において保護樹脂層を除いた外観斜
視図である。
【符号の説明】
21 レーザダイオードチップ 22 フォトダイオード 23,25,26 リードフレームピン 24 透明樹脂 27 固定具 28 ダイバー 30 位置決め用穴 31 位置決め用溝 32 リードフレーム組品

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザダイオードチップを樹脂でモール
    ドしてなる半導体レーザ装置において、前記レーザダイ
    オードチップが載置されるマウント面を、該レーザダイ
    オードチップ裏面より出射されるレーザを受光するため
    のモニタ用フォトダイオードの受光面より高く設け、か
    つ該受光面とレーザダイオードチップの裏面出射端面よ
    り出射されるレーザ光の光射方向とが互いに垂直の位置
    関係になるように前記レーザダイオードチップとモニタ
    用フォトダイオードとを基台に載置することを特徴とす
    る半導体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 前記レーザダイオードチップを所定の位
    置にダイボンドするための指標を基台に設けたことを特
    徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。
  3. 【請求項3】 前記レーザダイオードチップをモールド
    する樹脂の厚さを10μm以上としたことを特徴とする
    請求項1または2記載の半導体レーザ装置。
JP34297992A 1992-12-24 1992-12-24 半導体レーザ装置 Pending JPH06196817A (ja)

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US08/178,399 US5557116A (en) 1992-12-24 1993-12-22 Semiconductor laser device and resin layer
TW082110900A TW289872B (ja) 1992-12-24 1993-12-22
CA002112343A CA2112343C (en) 1992-12-24 1993-12-23 Semiconductor laser device
CN93119979A CN1065672C (zh) 1992-12-24 1993-12-24 半导体激光器件
KR1019930029606A KR940017021A (ko) 1992-12-24 1993-12-24 반도체 레이저장치
EP93310535A EP0607700B1 (en) 1992-12-24 1993-12-24 Semiconductor laser device
DE69326136T DE69326136T2 (de) 1992-12-24 1993-12-24 Halbleiterlaservorrichtung

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1313184A1 (en) * 2000-07-17 2003-05-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device
WO2014054085A1 (ja) * 2012-10-05 2014-04-10 パイオニア株式会社 半導体デバイス、これを備えた近接センサーおよび半導体デバイスの製造方法

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