WO2003081735A1

WO2003081735A1 - Semiconductor laser beam device

Info

Publication number: WO2003081735A1
Application number: PCT/JP2003/003554
Authority: WO
Inventors: Shoji Honda
Original assignee: Sanyo Electric Co., Ltd.; Tottori Sanyo Electric Co., Ltd.
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2003-10-02
Also published as: US20080013576A1; US7889770B2; KR100965946B1; CN1327581C; CN1643751A; KR20040093486A; US20050089070A1; US7280572B2

Description

明細書半導体レーザ装置

技術分野

本発明は、 CD, C D - R/RW, DVD, D VD - R/RW, D V D—プル一レイディスク等の光ディスク用光源に使用することができる半導体レーザ装置に関する。特に、光ディスク用のスリム（薄型）なピックアップ用に適した小型パッケージを備える半導体レーザ装置、あるいはそのパッケージに関する。背景技術

現行のハーフハイトピックアップには、 φ 5. 6 mmステムを有する半導体レ一ザ装置が使用されている。スリムピックアップには φ 5. 6 mmステムの一部を力ットした D型ステム、両方を力ットした I型ステムのパッケージなどが提案されている。また、 φ 3. 5 mmステム、 φ 3. 3 m mステムのパッケージも提案されている（図 1 3に示す外観参照）。この φ 3. 5 mmステム、 ^ 3. 3 m mステムは、図 1 3に外観を示すように φ 5. 6 mmステムパッケージを全体的に縮小した形であるため、レーザ素子配置用のヒートシンク部が小さくなるという問題がある。またヒートシンク部の体積を大きくした内容で特許文献 1などが知られているが、これは半円状で体積的には不充分である。

CD— R、 DVD— R用等の高出力タイプの半導体レーザ装置の場合、電流値 , 電圧ともに大きくなり、それに伴い発熱が増加し φ 3. 3 mmステムのような放熱体積の小さいステムでは 7 0°C以上の高温保証が困難になるという問題点があった。したがって、如何に放熱体積を稼ぐかが重要になってくる。発明の開示

本発明の課題は、以下の内の 1つ、あるいはそれらを組み合わせたものである。すなわち、放熱性を改善すること。パッケージの小型化を図ること。素子の保護を図ること。リードピン数の削減を図ること。上記目的を達成するために、本発明は、円柱状のヒートシンク部の軸方向にそつて溝を形成し、この溝の内壁面に半導体レーザ素子を配置したことを特徴とする。

これにより、ヒートシンク部の体積を大きくして半導体レーザ装置の放熱性を高めることができる。

本発明は、円状のベース部とヒートシンク部からなるパッケージの前記ヒートシンク部に半導体レーザ素子を配置した半導体レーザ装置において、前記ヒートシンク部を前記ベース部と同心円状の円柱形状とし、このヒートシンク部の軸方向にそって溝を形成し、この溝の内壁面に前記半導体レーザ素子を配置したことを特徴とする。

この構成では、従来のキャップによる気密構造は採用していないので部品点数、組立て工数を削減することができる。また、ヒートシンク部が外気と触れる面積も増加させることができる。

本発明は、前記溝は、前記円柱状ヒートシンク部の中心軸を含むような深さにされていることを特徴とする。

これにより、ヒートシンク部の中心軸に半導体レーザ素子の光軸を合わせて配設することが可能となり、ピックアツプ装置等に組み込む際の回転による光軸ずれをなくすことができる。

本発明は、前記溝は、前記半導体レーザ素子を完全に収納する形状に形成されていることを特徴とする。

このように、半導体レーザ素子はその高さよりも十分に深い溝に収納されているので、この壁部が素子の保護機能を果たす。

本発明は、前記溝は、前記半導体レーザ素子とそれに対するワイヤボンド線を完全に収納する形状に形成されていることを特徴とする。

これにより、半導体レーザ素子とワイヤボンド線は、側壁による保護を受けることができる。

本発明は、前記溝は、その両側に位置する壁部が前記半導体レーザ素子よりも高い位置まで延びていることを特徴とする。

このように、半導体レーザ素子の高さよりも十分に高い壁部に挟まれた形態で配置されているので、この壁部が素子の保護機能を果たす。

本発明は、前記溝は、前記ヒートシンク部の円弧面を中心角度に換算して 1 8 0度以下の範囲で切り取った形状で形成されていることを特徴とする。

この構成により、溝の底に位置する面は、円柱の中心軸と平行な平坦面とされ、この平坦面に半導体レーザ素子を配置することができる。

本発明は、一端が前記ベース部を貫通するリードピンを備え、このリードピンの一端を前記溝内に配置したことを特徴とする。

この構成によると、溝の中でワイヤボンド配線をすることができるので、配線をヒートシンク部によって確実に保護することができる。

本発明は、一端が前記ベース部を貫通する 2本のリードピンを備え、これら 2 本のリードピンの一端を前記溝内に配置したことを特徴とする。

この構成によると、受光素子内蔵型の半導体レーザ装置であっても、ベース部を貫通するリ一ドビンの先端を溝内に配置し、溝の中でワイヤボンド配線をすることができるので、受光素子に対する配線をヒートシンク部によって確実に保護することができる。また、パッケージの小型化を図ることができる。

本発明は、前記ヒートシンク部の先端外周部にテーパー面を形成したことを特徴とする。

このようなテーパー面を形成することにより、通常アルミニウムなどで構成される光ピックアップ側のレーザ装置の受け入れ部分がエッジによって削られることを未然に防止することができる。

本発明は、前記ヒートシンク部の先端を球状面に形成したことを特徴とする。これにより、半導体レーザ装置の先端がボールペンの先端と同様の形態となり、ピックアップ装置等に組み込む際のあおり調整が行ないやすくなる。すなわち、レーザ装置の先端をピックアップ装置の半球状のくぼみに配置し、光軸が最適位置に来るようにリードビン側を X— Y方向に移動しながら調整する、あおり調整と呼ばれる調整を容易にすることができる。

本発明は、前記ヒートシンク部の底面を平坦面としたことを特徴とする。

このような平坦な底面とすることにより、半導体レーザ素子等へのワイヤボンド作業時にパッケージを安定して支えることができるようになる。本発明は、前記ヒートシンク部の前端面に平板状の光学素子を付加したことを特徴とする。

このように、半導体レーザ装置とは別個に設けていた光学素子を一体に設けることにより、光ピックアップや光通信用の送信機などにおける光学的な調整が簡素化できる。

本発明は、前記ヒートシンク部の前端面に球状の光学素子を付加したことを特徴とする。

このように、半導体レーザ装置とは別個に設けていた光学素子を光学的な調整を行なって一体に設けたので、光ピックアップや光通信用の送信機、光ファイバ一モジュールなどに適用する場合に、その光学的な調整が簡素化できる。

本発明は、前記ベース部と前記ヒートシンク部を同一の金属によって構成したことを特徴とする。

これにより、ベース部とヒートシンク部を一体に形成することができる。その方法としては、両者を板材のプレス加工によって、あるいは、柱材の切削加工によつて同時に形成する方法がある。

本発明は、柱状のヒートシンク部に半導体レーザ素子を完全に収容する深さを有する溝を形成し、この溝の底部に半導体レーザ素子を配置したことを特徴とする。

この構成によると、溝によって素子の保護を図ることができる。

本発明は、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の光軸と平行で前記半導体レーザ素子を配置するための平坦面を有する柱状のヒートシンク部とを備え

、前記ヒートシンク部は、前記平坦面の前記光軸に対して左右方向の一方の側に壁部を一体に設け、この壁部の頂上部を前記半導体レーザ素子及びこの半導体レ一ザ素子に対するワイヤボンド線よりも高い位置としたことを特徴とする。

このように、壁部の存在によって、放熱のための体積、あるいは表面積を増加させることができ、放熱性を良好にすることができる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1の実施形態を示し、（a ) は斜視図、（b ) は正面図、（c ) は平面図である。

図 2は本発明の第 2の実施形態を示し、（a ) は斜視図、（b ) は正面図、（c ) は平面図である。

図 3は本発明の第 3の実施形態を示し、（a ) は斜視図、（b ) は正面図、（c ) は平面図である。

図 4は本発明の第 4の実施形態を示し、（a ) は一部切り欠き側面図、（b ) は正面図である。

図 5は本発明の第 5の実施形態を示し、（a ) は平面図、（b ) は正面図である図 6は本発明の第 6の実施形態を示す平面図である。

図 7は本発明の第 7の実施形態を示す正面図である。

図 8は本発明の第 8の実施形態を示す斜視図である。

図 9は本発明の第 9の実施形態を示し、（a ) は斜視図、（b ) は正面図、（c ) は平面図である。

図 1 0は本発明の第 1 0の実施形態を示し、（a ) は斜視図、（b ) は正面図、 ( c ) は平面図である。

図 1 1は本発明の第 1 1の実施形態を示し、（a ) は斜視図、（b ) は正面図、 ( c ) は平面図である。

図 1 2は信頼性試験のデータを示す特性図である。

図 1 3は従来例を示す一部切り欠き斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図 1は、本発明の半導体レーザ装置の第 1の実施形態を示し、同図（a ) は斜視図、同図（b ) は正面図、同図（c ) は平面図である。

半導体レーザ装置 1は、ステムタイプのパッケージ 2を備えている。このパッケージ 2は、ベース部 3とヒートシンク部 4によって構成している。

ベース部 3は、直径が 3. 3 mm, 厚さが 1 mmの円盤を基本形態とした円盤状の金属で構成している。ヒートシンク部 4は、直径が 2. 9 mm, 長さが 2. 5 m mの円柱を基本形態としてその一部を切り欠いてくぼみを形成した柱状の金属で構成している。ベース部 3とヒートシンク部 4は、正面から見てその中心が一致するように同心円状に配置している。ベース部 3とヒートシンク部 4の中心 Xは、後述する半導体素子の光軸 Xと一致するように設定される。

ヒートシンク部 4は、円柱の中心軸方向に延びる溝 5を、円柱の上平坦面と下平坦面を横切ように形成することによって、正面 U字形状をしている。溝 5は、その上端の幅が 1 . 5 m m、下端の幅が 1 . 0 m mと上広がりの形態で形成されている。溝 5は、この溝 5によって切り取られた円柱の円弧部分（溝 5の上端が弦と見なされる円弧部分）力円柱の中心軸に対する中心角度に換算して 1 8 0 度よりも小さな角度 0になるように形成されている。この角度 0は、 9 0度よりも小さい角度に設定しているが、 1 8 0度以下であれば、 9 0度よりも大きな角度に設定しても良い。溝 5は、その底面が円柱の中心軸 Xよりも深い位置になる様に形成されている。溝 5の底に位置する面 6は、円柱の中心軸 Xと平行な平坦面とされ、この平坦面 6が後述する半導体レーザ素子を配置する面となる。

ヒートシンク部 4は、平坦面 6の両側（前記軸 Xに対して左右方向の側）に壁部 7を一体に設けている。すなわち、溝 5の左右に、溝 5の底部の平坦面 6よりも高い左右の壁部 7 A , 7 Bを有している。この壁部 7 A , 7 Bの間に後述する素子 9が配置される。

ヒートシク部 4は、その基端がベース部 3に一体化されている。ベース部 3 とヒートシンク部 4は、それぞれを別部材とし、半田などの接続材料によって両者を一体に接合してパッケージ 2とすることもできるし、それぞれを同一部材とし一体成形してパッケージ 2とすることもできる。ベース部 3とヒートシンク部 4をそれぞれを別部材とする場合は、ベース部 3を熱抵抗が小さな銅あるいは銅系の合金、あるいは鉄あるいは鉄系の合金で構成するのが好ましく、ヒートシンク部 4を熱抵抗が小さな銅あるいは銅系の合金で構成するのが好ましい。また、ベース部 3とヒートシンク部 4を一体に形成する場合は、ベース部 3とヒートシンク部 4を熱抵抗が小さな銅あるいは銅系の合金で構成するのが好ましい。ベース部 3とヒートシンク部 4を一体に形成する場合は、両者を板材のプレス加工によって、あるいは、柱材の切削加工によって同時に形成することができる。ヒートシンク部 4は、その先端が先細りになるように、先端部の外周部にテーパー面 8を形成している。このようなテーパー面 8を形成することにより、通常アルミニウムなどで構成される光ピックアツプ側のレーザ装置の受け入れ部分がエッジによって削られることを未然に防止することができる。

また、ヒートシンク部 4の外周部は、左右の壁部 7 A， 7 Bを含めて軸 Xを中心とした円弧からなる曲面としているので、光ピックアップ側のレーザ装置の受け入れ部分の中で軸 Xを中心に回転して位置調整する際、この外周曲面をガイドとすることによって調整時の動きをスムーズにすることができる。

半導体レーザ装置 1は、パッケージ部 2に、半導体素子としての半導体レーザ素子 9を配置している。半導体レーザ素子 9は、ヒートシンク部 4の取付面、この例では溝 5の内壁面を構成する平坦面 6にサブマウント 1 0を介して配置している。半導体レーザ素子 9は、その発光点がサブマウント 1 0側に偏った配置、すなわちジャンクションダウンの形態で配置するのが、放熱性を高める上で好ましい。

半導体レーザ装置 1は、半導体レーザ素子 9として赤外タイプから紫外タイプまで種々のものを用いることができる。特に、赤外タイプに比べて放熱特性が悪く、良好な放熱環境が要求される赤色タイプや青色タイプの半導体レーザ素子を用いるのが、その放熱特性を改善することができる点で好ましい。

サブマウント 1 0は、放熱性の良い部材で構成され、例えばシリコンや窒化ァルミニゥムなどの半導体材料を用いることができる。半導体レーザ素子 9の放熱性をより高める場合などには、半導体レーザ素子 9をサブマウント 1 0を介在せずに直接ヒートシンク部 4の取り付け面に取り付けることもできる。

半導体レーザ素子 9は溝 5内に配置され、半導体レーザ素子 9の高さよりも十分に高い壁部 7 A , 7 Bに挟まれた形態で配置されているので、この壁部が素子の保護機能を果たす。

半導体レーザ装置 1は、複数のリードピン 1 1 A、 1 I Bをパッケージ 2に固定して備えている。この実施形態では、 2本のリードピン 1 1 A， 1 I Bをべ一ス部 3の中心 Xを挟む様にして配置している。一方のリードピン 1 1 Aは、その一端がベース部 3に溶接等によって接合されて、ベース部 3に電気的に導通した状態で固定されている。他方のリ一ドビン 1 1 Bはその一端がベース部 3の貫通孔 1 2に揷入され、この貫通孔 1 2に配置した絶縁材 1 3によってベース部 3と絶縁された状態で固定されている。このリードピン 1 1 Bの一端は、ベース部 3 を貫通して溝 5の中に位置している。

一方のリードピン 1 1 Aは、ベース部 3、ヒートシンク部 4、ワイヤボンド線 1 4等を介して半導体レーザ素子 9の一方の電極に接続される。他方のリ一ドピン 1 1 Bは、その一端に接続したワイヤボンド線 1 5、サプマウント 1 0上の配線等を介して半導体レーザ素子 9の他方の電極に接続される。このリードピン 1 1 A, 1 1 B間に半導体レーザ素子 9の駆動に必要な電圧を与えると、半導体レ一ザ素子 9が動作してレーザ光が軸 X方向に出力される。

各ワイヤボンド線 1 4, 1 5は、側壁 7 A, 7 Bによる保護を受けるために、溝 5の上縁からはみ出さない様に、溝 5内に配置するのが好ましい。すなわち、溝 5は、半導体レーザ素子 9、サブマウント 1 0、各ワイヤボンド線 1 4, 1 5 を完全に収納するような形状に形成されている。

半導体レーザ装置 1は、従来と同様に、位置決め用の一対の三角形状の切り欠き 1 6 A, 1 6 Bと、方向表示用の四角形状の切り欠き 1 7をベース部 3に備えている。

この半導体レーザ装置 1は、図 1に示す状態が完成状態であり、光ピックアツプ装置等にその光源として組み込まれて使用される。このとき、ヒートシンク部

4の先端がテーパー面 8となっているので、このレーザ装置 1を装着個所にスムーズに差し込むことができる。また、テーパー面 8を先端に形成することにより - 通常アルミニゥムなどで構成される光ピックアツプ側のレーザ装置の受け入れ部分がエッジによって削られることを防止することができる。したがって、エッジによって削られて発生する金属粉が光学系に与える悪影響を未然に防止することができる。光ピックアップ装置等に組み込まれて使用されるとき、ベース部 3のヒートシンク部 4側の平坦面が、位置決め用の基準面として機能する。

図 1に示す実施形態において、ヒートシンク部 4の体積は 1 1. 1 mm³であり、図 1 0に示す従来タイプ（ φ 3. 5 mm) の 1. 1 mm³の約 1 0倍に増加することができた。パッケージ 2の全体体積（ベース部 3とヒートシンク部 4の合計体積）は、 2 0. 7 mm ³であり、図 1 3に示す従来タイプの 1 0. 7 mm ³の約 2倍に増加することができた。ヒートシンク部 4のパッケージ 2の全体積に占める体積割合は約 5 3 % ( 1 1. 1 / 2 0. 7) で、図 1 3に示す従来タイプの約 1 0% ( 1. 1 / 1 0. 7) に比べて約 5倍に増加することができた。したがって、半導体レーザ素子 9から発生する熱を効果的に放熱することができる _c 図 1 2は、赤色半導体レーザ素子を有する DVD— R用の半導体レーザ装置において、 7 0°Cの環境下で 1 0 0 mWのパルス試験を行なった場合の信頼性試験の結果を示す。横軸は時間、縦軸は A P C (オートパワーコントロール）下での動作電流を示す。この図から明らかなように、図 1 3に示す従来構造では 1 0 0 時間前後で素子が動作不能な状態になるのに対して、本発明の実施形態では、 5 00時間以上安定して動作することを確認できた。

上記実施形態においては、従来のキャップによる気密構造は採用していないので部品点数、組立て工数を削減することができる。また、ヒートシンク部 4が外気と触れる面積も増加させることができる。

尚、図 1に示す構造に加えて、従来のように窓付きのキャップを密閉状態で装着して半導体レーザ装置を構成することも可能である。

図 1に示す半導体レーザ装置 1は、受光素子を内臓していないので、半導体レ一ザ素子 9の出力をモニターするためには、フロントモ-ター用の受光素子をレ一ザ装置 1とは別個に配置することが好ましい。

次に、本発明の第 2の実施形態を図 2を参照して説明する。図 1に示す実施形態と同一構成要素については同一の符号を示してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。第 1の実施形態と大きく相違するのは、サブマウント 1 0として受光素子 1 8を内臓したタイプのものを用いた点、その出力を取り出すために、リードビンを 1本増加して 3本とした点である。

ベース部 3には、 2本のリードピン 1 1 B, 1 1 Cを貫通配置するに十分な大きさを有する横方向に長い 1つの貫通孔 1 2が形成されている。この孔 1 2に 2 本のリードピン 1 1 B, 1 1 Cをそれらの一端が溝 5内に位置するように、互いに離間して配置している。この 2本のリードピン 1 1 B, 1 1 Cは、絶縁材 1 3 によって互いに絶縁され、さらにベース部 3とも絶縁されて固定されている。リ一ドビン 1 1 Bの一端は、先の実施形態と同様に、半導体レーザ素子 9に対する配線に利用され、もう 1つのリードビン 1 1 Cは、サブマウント 1 0に内臓の受光素子 1 8に対する配線に利用される。受光素子 1 8は、 P I N型の受光素子で 2端子構造とされ、一方の端子に接続した電極（この例では裏面電極）力 S、ヒートシンク部 4に電気的に接続され、他方の電極（この例では表電極）力リードピン 1 1 Cにワイヤボンド線 1 9を介して接続される。

第 2の実施形態においても、第 1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、受光素子内蔵型の半導体レーザ装置であっても、ベース部 3を貫通するリードビン 1 1 B、 1 1 Cの先端を溝 5内に配置し、溝 5の中でワイヤボンド配線をすることができるので、受光素子 1 8に対する配線をヒートシンク部 4によって確実に保護することができる。また、パッケージ 2の小型化を図ることができる。

次に、本発明の第 3の実施形態を図 3を参照して説明する。図 1に示す実施形態と同一構成要素については同一の符号を示してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。第 1の実施形態と大きく相違するのは、ヒートシンク部 4の先端をテーパー面 8から半球状の曲面 2 0にした点である。半導体レーザ素子 9ゃサプマウント 1 0は、この曲面 2 0よりも前方に出ないように配置されている。このように曲面 2 0を形成することによって、半導体レーザ装置 1の先端がボールペンの先端と同様の形態となり、ピックアツプ装置等に組み込む際のあおり調整が行ないやすくなる。すなわち、レーザ装置の先端をピックアップ装置の半球状のくぼみに配置し、光軸が最適位置に来るようにリードビン側を X— Y方向に移動しながら調整する、あおり調整と呼ばれる調整を容易にすることができる。この第 3の実施形態において、半導体レーザ素子 9の位置を図 3に示す状態から軸 X方向に沿って前後（例えばベース部 3側）に若干移動した状態に変更することもできる。例えば、半導体レーザ素子 9をその光出射点が曲面 2 0から等距離になる様に配置することができる。すなわち、曲面 2 0を 1つの球の一部とみなした時、その球の中心に半導体レーザ素子 9の光出射点が位置するように、半導体レーザ素子 9を配置する。このように配置することにより、前記あおり調整の際に、半導体レーザ素子 9の光出射点が移動しなくなる。その結果、調整作業が容易になる。

この第 3の実施形態は、第 2の実施形態や後述するその他の実施形態に適用することができる。

次に、本発明の第 4の実施形態を図 4を参照して説明する。図 1に示す実施形態と同一構成要素については同一の符号を示してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。第 1の実施形態と大きく相違するのは、ヒートシンク部 4の形状を変更した点である。第 1の変更点は、溝 5の平坦面 6先端に下向きに傾斜したテーパー面 2 1を形成した点である。このようなテーパー面 2 1を形成することにより、半導体レーザ素子 9から出力される光が溝 5の平坦面 6によって遮られるのを防止することができる。テーパー面 2 1の角度は、半導体レーザ素子 9の光の上下方向への広がり角度の半分よりも大きな角度に設定する。半導体レーザ素子 9の光の上下方向への広がり角度は、通常 3 0度程度であるので、テーパー面 2 1の傾斜角度は、 1 5度以上に設定でき、例えば 1 5度から 2 0度の範囲の角度に設定される。

素子 9の位置を同じに保ったまま、ヒートシンク部 4の長さを長くする場合などにおいて、素子の前方にテーパー面 2 1を形成しておくことにより、ヒートシンク部 4の長さを長く設定し易くなる。したがって、ヒートシンク部 4の体積を増加することができ、放熱面積を広くすることができる。

第 2の変更点は、ヒートシンク部 5の円弧面であった底面を平坦な底面 2 2とした点である。この底面 2 2は、溝 5の平坦面 6と平行な平坦面で、平坦面 6よりも大きな面積としている。このような平坦な底面 2 2としたことにより、半導体レーザ素子 9等へのワイヤボンド作業時にパッケージ 2を安定して支えることができるようになる。

上記第 1、第 2の変更点は各々別々に行なっても良いし、同時に行なっても良い。

この第 4の実施形態は、第 2、第 3の実施形態や後述するその他の実施形態に適用することができる。

次に、本発明の第 5の実施形態を図 5を参照して説明する。図 1に示す実施形態と同一構成要素については同一の符号を示してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。第 1の実施形態と大きく相違するのは、ヒートシンク部 4の形状を変更した点と、その先端に光学素子 2 3を付加した点である。

第 1の変更点は、ヒ一トシンク部 4の先端に設けていたテーパー面 8の形成を行なわないで、円柱状のままとした点、すなわち、ヒートシンク部 4の先端面と後端面とを同一平面形状とした点である。このようにヒートシンク部 4の先端形状を設定することにより、ヒートシンク部 4の先端面 2 4の面積を広く確保することができる。したがって、ヒートシンク部 4の先端面 2 4に光学素子 2 3を付加する際の取り付け代を広くすることができる。

第 2の変更点は、ヒートシンク部 4の先端部に光学素子 2 3を付加した点である。この光学素子 2 3は、平板状をしているが、少なくともヒートシンク部 4側の面が平坦な形状をしていればよい。例えば、光学素子 2 3のヒートシンク部 4 側の面と反対側の面に、前記テーパー面 8に相当するようなテーパー面を形成しても良い。光学素子 2 3としては、ホログラム素子、 1 / 4波長板、偏光板、板状レンズなどの中から選択した 1つを用いることができる。半導体レーザ装置とは別個に設けていた光学素子 2 3を一体に設けたので、光ピックアップや光通信用の送信機などにおける光学的な調整が簡素化できる。

上記の第 1、第 2の変更点は各々別々に行なっても良いし、同時に行なっても良い。

この第 5の実施形態は、第 2、第 4の実施形態や後述するその他の実施形態に適用することができる。

次に、本発明の第 6の実施形態を図 6を参照して説明する。図 2に示す実施形態と同一構成素子については同一の符号を示してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。第 2の実施形態と大きく相違するのは、ヒートシンク部 4の形状を変更した点と、その先端に光学素子 2 5を付加した点である。

第 1の変更点は、ヒートシンク部 4の先端にその外側に設けていたテーパー面 8の形成を行なわないで、円柱状のままとし、溝 5の先端に光学素子 2 5を受け入れるくぼみを設けた点である。このようにヒートシンク部 4の先端形状を設定することにより、球状の光学素子 2 5を確実に取り付けることができる。

第 2の変更点は、ヒートシンク部 4の先端部に球状の光学素子 2 5を付加した点である。この光学素子 2 5は、半導体レーザ素子 9の発する光をコリメートし、あるいは集光するために用いられる。そして素子 2 5はヒートシンク部 4の先端部に設けたくぼみに保持され、接着剤などによって固定される。半導体レーザ装置とは別個に設けていた光学素子 2 5を光学的な調整を行なって一体に設けたので、光ピックアップや光通信用の送信機、光ファイバ一モジュールなどに適用する場合に、その光学的な調整が簡素化できる。

この第 6の実施形態は、第 1、第 4の実施形態やその他の実施形態に適用することができる。

次に、本発明の第 7の実施形態を図 7を参照して説明する。図 1に示す実施形態と同一構成要素については同一の符号を示してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。第 1の実施形態と大きく相違するのは、ヒートシンク部 4の円弧状側面形状を多面形状に変更した点である。正面から見て、円弧部分を備えていたヒートシンク部 4の外周部を、正面から見て多角形状に変更した。多角形に変更することによって、チヤッキングが容易に行なえるようになる。ヒートシンク部 4の円弧面であった底面は、第 4の実施形態と同様に平坦な底面 2 2としている。この底面 2 2は、溝 5の平坦面 6と平行な平坦面で、平坦面 6よりも大きな面積としている。このような平坦な底面 2 2としたことにより、半導体レーザ素子 9等へのワイヤボンド作業時にパッケージ 2を安定して支えることができるようになる。

ヒートシンク部 4は、それを円筒状を成すくぼみの中に挿入した際、その取り付け安定性を高めるために、周囲の面の複数の角部分が仮想の円筒（図 7に一点鎖線 Cで示す）に内接するように形成している。この時、仮想の円筒 Cの中心軸は前記軸 Xと一致する。

この第 7の実施形態は、第 2の実施形態やその他の実施形態に適用することができる。

次に、本発明の第 8の実施形態を図 8を参照して説明する。図 1に示す実施形態と同一構成要素については同一の符号を示してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。第 1の実施形態と大きく相違するのは、ベース部 3とヒートシンク部 4の形状を変更した点である。

第 1の変更点は、ベース部 3とヒートシンク部 4との外形寸法の相違によって形成され、位置決め基準面として用いられていた段差、すなわち、ヒートシンク部 4の周囲からはみ出しているベース部 3の外周部をなくした点である。このようにベース部 3とヒートシンク部 4を一体の円柱形状とし、その間の段差を無くしたことにより、半導体レーザ装置を軸 X方向に移動させて取り付け調整する際、前記段差によって受ける規制が無くなり、調整作業が容易になる。

第 2の変更点は、ワイヤボンドの作業性を高めるために、ヒートシンク部 4の壁部 7 Bの一部を除去し、平坦面 6 Bを設けた点である。平坦面 6 Bは、溝 5の平坦面 6と同一平面としているが、溝 5の平坦面 6と段差を持った平坦面としても良い。このような平坦面 6 Bを形成することにより、素子 9あるいはサブマウント 1 0に対してワイヤボンドを行なうためのキヤビラリの形状が制約を受けにくくなり、製造時の作業性を良好にすることができる。

この第 8の実施形態は、第 2から第 7の何れかの実施形態やその他の実施形態に適用することができる。

次に、本発明の第 9の実施形態を図 9を参照して説明する。図 1に示す実施形態と同一構成要素については同一の符号を示してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。第 1の実施形態と大きく相違するのは、ダミーのリードピン 1 1 Dを設けて、一般的な 3ピンの装置とピンコンパチプルにした点、溝 5の左右に形成していた左右の壁部 7 A , 7 Bの一方を削除して平坦な面 6の左右の一方のみに壁部 7 Bを形成した点である。

ヒートシンク部 4は、壁部 7 A , 7 Bの一方を削除することによって、正面から見て L字形状としている。先の実施例では、溝 5の底面を構成する平坦面 6に半導体レーザ素子 9を配置するとしたが、この実施例のように溝 5の形状を扇型 ( V字状）と見なすことができる場合は、溝 5の一方の内壁面に半導体レーザ素子 9が配置されていると見なすこともできる。 'リードピン 1 1 Bは、溝 5に完全に収容されるのではなく、一部が溝 5からはみ出した状態でベース部 3に絶縁されて固定されている。ダミーのリ一ドビン 1 1 Dは、リードピン 1 1 Aと同様に、その一端がベース部 3に溶接などによって接合されて、ベース部 3に電気的に導通した状態で固定されている。リードピン 1 1 Dは、リードピン 1 1 Aと同様に軸 X方向から見てヒートシンク部 4と平面的に重なる位置に配置される。リードピン 1 1 Dは、一般的な 3ピンの装置において、モニター信号出力用の'リ一ドビンが配置される位置と同じ位置に配置される。したがって、一般的な 3ピンの装置とピン配置がコンパチプルになり、共通の製造装置を利用して製造することが可能になる。

モニター機能内蔵型の装置は、モニター信号出力用のリードピンを、リードピン 1 1 Bと同様に、ヒートシンク部 4との平面的な重なりを避けて配置する必要があるので、ヒートシンク部 4の設置個所が限定される。しかしながら、この実施例の場合は、リードピン 1 1 Dがベース部 3から突出しないダミーリ一ドであるため、ヒートシンク部 4の設置可能範囲を広く確保することができる。すなわち、本来ならモニター信号出力用のリ一ドビンが位置する範囲にヒートシンク部 4、この例では壁部 7 Bを突出して配置することができる。

その結果、通常は面 6と同じ位置であるヒートシンク部 4の上端位置を、半導体レーザ素子 9の発光点もしくは上面よりも上の位置まで突出して配置することができる。このように発光点もしくは上面よりも上の位置まで突出する壁部 7 B の存在によって、放熱のための体積、あるいは表面積を増加させることができ、放熱性を良好にすることができる。

この第 9の実施形態は、第 2から第 8の何れかの実施形態やその他の実施形態に適用することができる。

次に、本発明の第 1 0の実施形態を図 1 0を参照して説明する。図 9に示す実施形態と同一構成要素については同一の符号を示してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。第 9の実施形態との相違点は、ヒートシンク部 4の壁部 7の形状を変更した点である。すなわち、鋭角であった壁部 7の頂上部を面取りして平坦面 7 Cとした。このような構成によって、第 9の実施形態よりも放熱性の点で若干劣るが、第 9の実施形態と同様の効果を奏することができる。次に、本発明の第 1 1の実施形態を図 1 1を参照して説明する。この実施形態は、図 8に示す実施形態をベースとして、図 9、 1 0に示す実施形態を付加したものである。したがって、図 8 ~ 1 0に示す実施形態と同一構成要素については同一の符号を示している。

ベース部 3 とヒートシンク部 4は、両者の間に段差が生じないように同一の直径とされている。円柱形状の一部が切り欠かれてヒートシンク部 4とされ、切り欠かれなかった部分がベース部 3とされている。このようにベース部 3とヒートシンク部 4を一体の円柱形状とし、その間の段差を無くしたことにより、半導体レーザ装置を軸 X方向に移動させて取り付け調整する際、前記段差によって受ける規制が無くなり、調整作業が容易になる。

絶縁材 1 3によってベース部 3に固定されたリードピン 1 1 Bの一端は、ベース部 3を貫通して平坦面 6 Bの上方まで延びている。リードピン 1 1 Dは、リードビン 1 1 Aと同様に、その一端がベース部 3に溶接などによって接合されて、ベース部 3に電気的に導通した状態で固定されている。リードピン 1 1 Dは、リ一ドビン 1 1 Aと同様に軸 X方向から見てヒートシンク部 4と平面的に重なる位置に配置される。リードピン 1 1 Dは、一般的な 3ピンの装置において、モニタ一信号出力用のリードビンが配置される位置と同じ位置に配置される。したがつて、一般的な 3ピンの装置とピン配置がコンパチブルになり、共通の製造装置を利用して製造することが可能になる。壁部 7 Aは、頂上部を面取りして平坦面 7 Cを形成している。

この第 1 1の実施形態によれば、第 8〜 1 0の実施形態における効果と同様の効果を奏することができる。

上記実施形態において、半導体レーザ素子 9に代わる半導体発光素子として発光ダイオードを用いることもできる。それ以外にも、本発明の趣旨を変更しない範囲であれば、上記実施形態以外の変更を行なっても良い。産業上の利用可能性

本発明の半導体レーザ装置は、 CD, CD-R/RW, DVD, DVD-R/ RW, DVD—プル一レイディスク等の光ディスク用光源に使用することができ、特に、光ディスク用のスリム（薄型）なピックアップ用に適した小型パッケジを備える半導体レ一ザ装置に利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 円柱状のヒートシンク部の軸方向にそって溝を形成し、この溝の内壁面に半導体レーザ素子を配置したことを特徴とする半導体レーザ装置。

2 . 円状のベース部とヒ一トシンク部からなるパッケージの前記ヒートシンク部に半導体レーザ素子を配置した半導体レーザ装置において、前記ヒートシンク部を前記ベース部と同心円状の円柱形状とし、このヒートシンク部の軸方向にそつて溝を形成し、この溝の内壁面に前記半導体レーザ素子を配置したことを特徴とする半導体レーザ装置。

3 . 請求項 1あるいは請求項 2において、前記溝は、前記円柱状ヒートシンク部の中心軸を含むような深さにされていることを特徴とする半導体レーザ装置。

4 . 請求項 1あるいは請求項 2において、前記溝は、前記半導体レーザ素子を完全に収納する形状に形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。

5 . 請求項 1あるいは請求項 2において、前記溝は、前記半導体レーザ素子とそれに対するワイヤボンド線を完全に収納する形状に形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。

6 . 請求項 1あるいは請求項 2において、前記溝は、その両側に位置する壁部が前記半導体レーザ素子よりも高い位置まで延びていることを特徴とする半導体レ一ザ装置。

7 . 請求項 1あるいは請求項 2において、前記溝は、前記ヒートシンク部の円弧面を中心角度に換算して 1 8 0度以下の範囲で切り取った形状で形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。

8 . 請求項 2において、一端が前記ベース部を貫通するリードピンを備え、このリ一ドビンの一端を前記溝内に配置したことを特徴とする半導体レーザ装置。

9 . 請求項 2において、一端が前記ベース部を貫通する 2本のリードピンを備え、これら 2本のリ一ドビンの一端を前記溝内に配置したことを特徴とする半導体レ一ザ装置。

1 0 . 請求項 1記載あるいは請求項 2において、前記ヒートシンク部の先端外周部にテーパー面を形成したことを特徴とする半導体レーザ装置。

1 1 . 請求項 1記載あるいは請求項 2において、前記ヒートシンク部の先端を球状面に形成したことを特徴とする半導体レーザ装置。

1 2 . 請求項 1記載あるいは請求項 2において、前記ヒートシンク部の底面を平坦面としたことを特徴とする半導体レーザ装置。

1 3 . 請求項 1記載あるいは請求項 2において、前記ヒートシンク部の前端面に平板状の光学素子を付加したことを特徴とする半導体レーザ装置。

1 4 . 請求項 1記載あるいは請求項 2において、前記ヒートシンク部の前端面に球状の光学素子を付加したことを特徴とする半導体レーザ装置。

1 5 . 請求項 2において、前記ベース部と前記ヒートシンク部を同一の金属によつて構成したことを特徴とする半導体レーザ装置。

1 6 . 柱状のヒートシンク部に半導体レーザ素子を完全に収容する深さを有する溝を形成し、この溝の底部に半導体レーザ素子を配置したことを特徴とする半導体レーザ装置。

1 7 . 半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の光軸と平行で前記半導体レ一ザ素子を配置するための平坦面を有する柱状のヒートシンク部とを備え、前記ヒートシンク部は、前記平坦面の前記光軸に対して左右方向の一方の側に壁部を一体に設け、この壁部の頂上部を前記半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子に対するワイヤボンド線よりも高い位置としたことを特徴とする半導体レーザ