JPS63136684A - 光電子装置およびその製造方法ならびにその方法に用いるリ−ドフレ−ム - 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の製造技術、たとえば、レーザダイ
オードチップを組み込んだ光電子装置の製造技術に関す
る。

〔従来の技術〕

光通信用光源あるいはディジタルオーディオディスク、
ビデオディスク等の情報処理装置用光源として、各種構
造の半導体レーザ素子が開発されている。また、これら
半導体レーザ素子（レーザダイオードチップとも称する
。）は、たとえば、オプトロニクス社発行「オプトロニ
クス」１９８６年１月号、１月１０日発行、＃２０（広
告頁）、および日立評論社発行「日立評論Ｊ　１９８３
年第１０号、昭和５８年１０月２５日発行、Ｐｄ２に記
載されているように、ステムとキャップとからなるＴＯ
型パッケージあるいは箱型パフケージに組み込まれて使
用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように、レーザチップは、Ｔｏ型パッケージある
いは箱型パッケージに組み込まれて使用されている。

しかし、従来のこの種パッケージ構造では、以下に記す
ような点において問題があることが本発明者によってあ
きらかにされた。すなわち、前記パッケージは金属性の
ステムにキャンプを気密封止する構造となっていること
から、パッケージの高さが高くなり、パッケージの薄型
化が図り難い。

また、これらのパッケージを構成するステムおよびキャ
ップは、金属で構成されていることから加工コストが高
くなるとともに、ステムとキャップを気密溶接するため
、量産性になじみ難く、パッケージコストが高くなる。

本発明の目的は製造コストの安価な光電子装置を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、量産性に適した光電子装置の製造
方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、光電子装置の製造コストを低減で
きる製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、量産性に適したリードフレームを
提供することにある。

本発明の他の目的は、光電子装置の組立の自動化が図り
易い製造技術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。

〔問題点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、本発明にあっては、光電子装置の組立におい
て、ＬＤＣを主面先端に固定するフレームと、このフレ
ームの両側に配設されかつ先端部分にガラス板を支持可
能な一対のリードとを有するリードフレームが用意され
た後、前記フレーム先端の主面にレーザダイオードチッ
プが固定されるとともに、このレーザダイオードチップ
の出射面に対面するようにフレーム面に受光素子が固定
される。その後、レーザダイオードチンツブおよび受光
素子の所定電極とリードとはワイヤで電気的に接続され
る。つぎに前記レーザダイオードチップの出射面に対面
するように透明なガラス板を前記一対のリードの先端部
分間に挟むようにして取り付ける。その後、前記ガラス
板の外面が露出するようにして部分的にレジンモールド
を行ない、レーザダイオードチップ、受光素子、リード
内端等をレジンからなるパッケージで被う。ついで、不
要リードフレーム部分を切断除去し、パフケージからガ
ラス板の外面が露出し、かつパッケージがち一対のリー
ドおよびフレームが突出する半導体レーザ装置を得る。

〔作用〕

上記した手段によれば、本発明の半導体レーザ装置は、
リードフレームを用い、その後、レーザダイオードチッ
プおよび受光素子の取付、ワイヤボンディング、ガラス
板取り付け、レジンモールド、不要リード切断除去なる
各工程を経て製造されるため、半導体装置製造の確立さ
れた製造技術が利用でき生産性が高い。また、この半導
体レーザ装置は、封止がレジンモールドによって行なわ
れる結果、封止コストが高い。また、この半導体レーザ
装置は、レーザダイオードチップから発光されたレーザ
光がガラス板面から発光される構造となっているため、
レーザ光の特性が損なわれない。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置を示
す平面図、第２図は同じく拡大断面図、第３図は同じく
光電子装置の製造に用いられるリードフレームの平面図
、第４図は同じくレーザダイオードチップおよび受光素
子ならびにガラス板が取り付けられたリードフレームを
示す平面図、第５図は同じくレーザダイオードチップお
よび受光素子が固定されたリードフレームの一部拡大断
面図である。

この実施例の半導体レーザ装置は、第１図および第２図
に示されるように、透明なレジンからなる矩形体のパッ
ケージｌの一端面からレーザ光２を発光する構造となっ
ている。このレーザ光２はパッケージｌの一面側に取り
付けられた透明なガラス板３を透過して発光する。この
ガラス板３の露出する外面と、前記パッケージ１の内面
とは相互に平行な面となりかつ相互に鏡面となっている
。

また、前記ガラス板３は外面の中央部を除いてパフケー
ジ１に被われている。

一方、前記パッケージ１の他端には、一対のリード４．
５と、このリード４．５間に延在するフレーム６が突出
している。これらはいずれも外部端子となる。中央のフ
レーム６には取付孔７が設けられ、この半導体レーザ装
置を各種電子装置に取り付ける際利用されるようになっ
ている。また、前記フレーム６は両側のり−ド４，５よ
りも幅広となり、機械的強度が大きくなっていて、前記
半導体レーザ装置の固定時、パッケージ１等を確実に支
持できるようになっている。

他方、前記フレーム６のパッケージ１内に延在する部分
は途中から細くなるとともに、その先端（内端）の主面
にレーザダイオードチップ８がソルダー９を介して固定
されている。前記レーザダイオードチップ８は、たとえ
ば、幅が４００μｍ。

長さが３００μｍ１高さが１００μｍとなっていて、レ
ーザ光２を発光する共振器は、レーザダイオードチップ
８の表面から３〜５μｍ程度の深さに位置している。ま
た、前記レーザダイオードチップ８の先端はフレーム６
の先端から十μｍ前後突出し、ソルダー９がレーザダイ
オードチップ８から発光されるレーザ光２を遮らないよ
うになっている。また、レーザダイオードチップ８の他
端側のフレーム６の主面には、前記レーザダイオードチ
ップ８の他端（後端）から発光されるレーザ光２を受光
し、レーザ光２の光出力をモニターする受光素子１０が
固定されている。前記受光素子１０は、レーザダイオー
ドチップ８の後端から発光するレーザ光２を受光するた
めに、フレーム６に設けられた傾斜面１１にソルダー１
２を介して固定されている。さらに、前記レーザダイオ
ードチップ８の上部電極と一方のり−ド４とは、ワイヤ
１３を介して電気的に接続されているとともに、前記受
光素子１０の上部電極と他方のリード５とは、ワイヤ１
４を介して電気的に接続されている。

また、前記レーザダイオードチップ８の下部電極および
受光素子１０の下部電極は、フレーム６にソルダー９，
１２を介して電気的に接続されている。

このような半導体レーケ装置にあっては、フレーム６と
一方のリード４間に所定の電圧が印加されることによっ
て、レーザダイオードチップ８からレーザ光２を発光す
る。レーザ光２は透明なパッケージ１内を透過しかつ透
明なガラス板３からパッケージ１外にコーヒレントな光
の状態で発光される。また、レーザ光２の光強度は受光
素子ｌＯでモニタされる。この光強度情報は電気１ｎ報
に変換され、外部端子となるリード５とフレーム６を介
して各種機器の制御系に伝えられる。

つぎに、このような半導体レーザ装置の製造方法につい
て説明する。この半導体レーザ装置（組立）においては
、第３図に示されるようなリードフレーム１５が用いら
れる。このリードフレーム１５は、厚さ０．５〜１ｍｍ
と薄い金属板を精密プレスによって打ち抜くことによっ
て形成される。

このリードフレーム１５は、長尺状態となっていて、単
位リードフレームバクーンをその長手方向に繰り返し配
列する構造となっている。第３図は、その単位リードフ
レームパターンを示すものである。リードフレーム１５
は長手方向に延在する枠１６と、この枠１６の一側から
平行に突出する細長い一対のリード４．５と、一対のり
一ド４．５間に延在しかつ前記枠１６から突出するフレ
ーム６とからなっている。

前記枠１６には円形および長孔からなるガイド孔１７．
１８が設けられ、長尺状のリードフレーム１５の移送２
位置決めに利用されるようになっている。

また、リードフレーム１５は、前記枠１６と平行に延在
しかつ前記フレーム６およびリード４゜５を介して順次
連結する細いダム１９を有している。このダム１９は、
トランスファモールド等におけるレジンモールド時、溶
けたレジンが枠１６側に流れ込まないような作用をする
とともに、リードフレーム１５の補強部材の役割を果た
している。

前記フレーム６は両側のリード４，５よりも幅広に形成
されているとともに、枠１６側に取付孔７を有している
。また、フレーム６は、ダム１９よりも先端側では、強
度を必要としないことから、途中から細くなっていて、
先端主面にレーザダイオードチップ８を取り付けるよう
になっている。

また、このフレーム６の先端主面の受光素子１０の搭載
部分は、第５図に示されるように、プレス成形によって
コイニングされ、低い傾斜面１１となっている。これは
、この傾斜面ｌｌ上にソルダー１２を介して固定された
際、レーザダイオードチップ８の後端面から発光された
レーザ光２を受光するためである。

フレーム６の両側のリード４．５は、その先端は幅が狭
（なったフレーム６の先端部分に近接するために、−膜
内側に折れ曲がっている。また、リード４．５の先端は
、前記フレーム６の先端よりも突出しているとともに、
第１図に示されるように、ガラス板３を取り付けるＬ形
切欠きからなる受は部２０を有している。この受は部２
０はリード４，５で対面し、リード４．５間にガラス板
３を弾力的に挟持するようになっている。この際、ガラ
ス板３とフレーム６に固定されたレーザダイオ−トチ・
ノブ８とは平行に配置するようになっている。

つぎに、このようなリードフレーム１５を用いて半導体
レーザ装置を組み立てる方法について説明する。

最初に、第４図に示されるように、フレーム６の先端主
面にソルダー９を介してレーザダイオードチップ８を固
定するとともに、傾斜面１１にソルダー１２を介して受
光素子１０を固定する。この際、第５図に示されるよう
に、前記レーザダイオードチップ８の先端は、フレーム
６の先端よりも十数μｍ程度突出させ、ソルダー９がレ
ーザダイオードチップ８の先端面に付着しないようにし
、レーザダイオードチップ８の先端から発光されるレー
ザ光２を遮らないようにする。

つぎに、一対のリード４．５の受は部２０に表裏面が鏡
面となった透明なガラス板３を一対のリード４．５の弾
力性を利用して挟ませる。ガラス板３のレーザダイオー
ドチップ８に対する位置は、受は部２０へのガラス板３
の密着によって決まる。

つぎに、第４図の二点鎖線で示される領域をトランスフ
ァモールド装置によってモールドし、二点鎖線で示され
るレジンからなるパッケージ１でレーザ光２が透過する
ガラス板３の外面中央部を除くガラス板３部分、レーザ
ダイオードチップ８゜受光素子１０．リード４．５先端
部分等を封止する。

つぎに、リードフレーム１５の枠１６およびダム１９等
の不要部分が切断除去され、第１図に示されるような半
導体レーザ装置が製造される。なお、前記枠１６を除去
するために、第４図の一点鎖線で示されるように、リー
ド４．５およびフレーム６は枠１６の付は根で切断され
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）本発明の半導体レーザ装置は、レーザダイオード
チップ、受光素子等を封止するバ・２ケージはレジンで
形成されていることから製造コストが安くなるという効
果が得られる。

（２）上記（１）により、本発明の半導体レーザ装置は
、パッケージがレジンで形成されているため、薄型化も
可能となるという効果が得られる。

（３）本発明の半導体レーザ装置にあっては、パフケー
ジはレジンであるが、レーザ光が出射するパッケージ表
面部分は露出面が鏡面となるガラス板となっていること
から、レーザ光の単一性は損なわれないという効果が得
られる。

（４）本発明によれば、半導体レーザ装置の製造におい
て、レーザダイオードチップ、受光素子。

ガラス板を取り付ける部分を有するリードフレームが用
いられていることから、組立作業が容易となるという効
果が得られる。すなわち、リードフレームを用い、レジ
ンモールドでパフケーシスる組立技術は確立されている
ことから、本発明によれば半導体レーザ装置の組立の自
動化も達成できることになる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、半
導体レーザ装置の組立の量産化、封止コストの低減化か
ら、半導体レーザ装置の生産コストの低減も達成できる
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、パッケージ１
のレーザ光２が出射する部分には、表面が鏡面となった
プラスチック等の透明体等を埋め込んでも前記実施例同
様な効果が得られる。また、第６図に示されるように、
パッケージｌはガラス板を用いることなく透明なレジン
でのみ構成してもよい。この場合、レーザ光２が出射す
るパッケージ１面を鏡面化することが望ましい。この半
導体レーザ装置は、パッケージ１のレーザ光２が出射す
る部分が鏡面でない場合は、光の単一性があまり重要で
ない分野において使用できる。たとえば、レーザ測距儀
、厚さ等を測定する計測機器の光源として使用できる。

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、本発明は
それに限定されるものではない。

少なくとも本発明はレーザダイオードチップ等を組み込
む光電子装置の製造技術には適用できる。

〔発明の効果〕

木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、リードフレームを用い、
その後、レーザダイオードチップおよび受光素子の取付
、ワイヤボンディング、ガラス板取り付け、レジンモー
ルド、不要リード切断除去なる各工程を経て製造される
ため、半導体装置製造の確立された製造技術が利用でき
生産性が高い。

また、この半導体レーザ装置は、封止がレジンモールド
によって行なわれる結果、封止コストが高い。また、こ
の半導体レーザ装置は、レーザダイオードチップから発
光されたレーザ光がガラス板面から発光される構造とな
っているため、レーザ光の特性が損なわれない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置を示
す平面図、 第２図は同じく拡大断面図、 第３図は同じく光電子装置の製造に用いられるリードフ
レームの平面図、 第４図は同じくレーザダイオードチップおよび受光素子
ならびにガラス板が取り付けられたリードフレームを示
す平面図、 第５図は同じ（レーザダイオードチップおよび受光素子
が固定されたリードフレームの一部拡大断面図、 第６図は本発明の他の実施例による半導体レーザ装置の
平面図である。 １・・・パッケージ、２・・・レーザ光、３・・・ガラ
ス板、４．５・・・リード、６・・・フレーム、７・・
・取付孔、８・・・レーザダイオードチップ、９・・・
ソルダー、１０・・・受光素子、１１・・・傾斜面、１
２・・・ソルダー、１３．１４・・・ワイヤ、１５・・
・リードフレーム、１６・・・枠、１７．１８・・・ガ
イド孔、１９・・・ダム、２０・・・受は部。 代理人　弁理士　小川勝馬　　−゛ 第　　１　　図 第　　２　　図 ／−ノｚ’−、ｊ−シ゛ ４．５−リ−）′。 第　　３　　図 第　　５　　図 第　　４　　図 第　　６　　図 １４人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザダイオードチップをレジンからなるパッケー
   ジで封止したことを特徴とする光電子装置。 ２、前記レーザダイオードチップの出射面に対面するパ
   ッケージ表面は鏡面と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、前記レーザダイオードチップの出射面に対面するパ
   ッケージ表面部分には露出する面が鏡面となる透明体が
   埋め込まれていることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の光電子装置。 ４、前記透明体はレーザ光透過方向の厚さが一定の厚さ
   となっていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の光電子装置。 ５、レーザダイオードチップを主面先端に載置するフレ
   ームと、前記フレームの先端に先端を臨ませるリードと
   、前記リードの先端に設けられた透明体支持部とを有す
   るリードフレームを用意する工程と、前記フレームの主
   面先端にレーザダイオードチップを固定する工程と、前
   記レーザダイオードチップの電極とリード先端をワイヤ
   で電気的に接続する工程と、前記レーザダイオードチッ
   プの出射面に対面するようにリードの先端部分に透明体
   を支持させる工程と、前記透明体の外面が露出するよう
   にしてレジンモールドを行い前記レーザダイオードチッ
   プ、リード先端等をレジンからなるパッケージで封止す
   る工程と、前記リードフレームの不要部分を除去する工
   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、レーザダイオードチップを主面先端に載置するフレ
   ームと、前記フレームの先端に先端を臨ませるリードと
   、前記リードの先端に設けられた透明体支持部と、を有
   することを特徴とするリードフレーム。 ７、前記リードは前記フレームの両側に設けられ、一対
   のリード先端で透明体を挟み支持することを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載のリードフレーム。