JPH01169986A - 半導体レーザ - 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】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ１発明の概要 Ｃ１従来技術 り８発明が解決しようとする問題点 Ｅ１問題点を解決するための手段 Ｆ１作用 Ｇ、実施例［第１図乃至第７図］ Ｈ１発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は半導体レーザ、特にヒートシンクにボンディン
グされた半導体レーザ素子を、レーザビームが透過する
光透過窓を備え電極取出し用リードが貫設された遮断体
によって外気から遮断した半導体レーザに関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、上記の半導体レーザにおいて、半導体レーザ
素子とリードとの間を接続するコネクトワイヤの垂れ、
撓みによって短絡事故が生じるのを防止するため、 ヒートシンクに、半導体レーザ素子の電極と電極取出リ
ードとの間を中継する配線基板を固着したものである。

（Ｃ，従来技術） 半導体レーザには、特開昭６２−１５０７９３号公報に
記載されたようにシリコン半導体基板からなるサブマン
トにレーザチップをボンディングし、該サブマウントを
銅環良熱伝導体からなるヒートシンクにボンディングし
、該ヒートシンクをベルチェ素子上にボンディングした
もの、あるいは特開昭５８−１１９６９０号公報、特開
昭５９−２００４８１号公報、特開昭５５−１１１９号
公報に記載されたようにレーザチップをサブマントを介
することなく直接にヒートシンクにボンディングし、該
ヒートシンクをベルチェ素子上にボンディングしたもの
がある。これ等の半導体レーザは例えばＩＷあるいはそ
れ以上の非常にハイパワーのレーザビームを得るための
ものである。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、旧述
したハイパワーの半導体レーザはコンパクトディスクプ
レイヤーの光ピツクアップに光源として用いられる小出
力の半導体レーザに比較して大きなケースに収納され、
その結果、必然的にレーザチップとケースに貫設された
リードとの距離が長くなる。にも拘らず、従来において
は特開昭５９−２００４８１号公報に示すようにリード
とレーザチップの電極とかコネクトワイヤのみによって
電気的に接続されていた。従って、レーザチップとリー
ドとの距離が長くなることに伴ってその間を繋ぐコネク
トワイヤの長さが必然的に長くなり、延いてはコネクト
ワイヤが垂れ、撓みによって他のコネクトワイヤ、ヒー
トシンク等と接触し短絡事故を起す虞れが大きくなる。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、半導体レーザ素子とリードとの間を接続するコネ
クトワイヤの垂れ、撓みによって短絡事故が生じるのを
防止することを目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明半導体レーザは上記問題点を解決するため、ヒー
トシンクに、半導体レーザ素子の電極と電極取出リード
との間を中継する配線基板を固着したことを特徴とする
。

（Ｆ、作用） 本発明半導体レーザによれば、中継用の配線基板がある
ので、半導体レーザ素子の電極と電極取出リードとの間
を、半導体レーザ素子の電極と配線基板との間を接続す
るコネクトワイヤ、配線基板、そして該配線基板と電極
取出リードとの間を接続するコネクトワイヤによって電
気的に接続することができ、用いるコネクトワイヤの本
数は増えるがコネクトワイヤの長さは従来よりも短くす
ることができる。従って、コネクトワイヤの垂れ、撓み
による他の部材への接触をなくし短絡事故を防止するこ
とができる。

（Ｇ、実施例）［第１図乃至第７図］ 以下、本発明半導体レーザを図示実施例に従って詳細に
説明する。

第１図及び第２図は本発明半導体レーザの第１の実施例
を示すもので、第１図は半導体レーザ全体を一部を切り
欠いて示す斜視図、第２図は第１図の２−２線に沿うヒ
ートシンクの断面図である。

図面において、１は菱形状のステム、２はキャップ、３
はキャップ２の中心部に形成された光透過窓、４は該光
透過窓３を内側から閉塞するガラス板、５．５、・・・
はステム１のキャップ２周面より内側の部分にガラス等
の絶縁体６．６・・・を介してｄ設されたリードで、該
リード５．５、・・・が貫設された部分の内側において
ステム１上にベルチェ素子７の放熱面が固着されている
。８は該ベルチェ素子７の吸熱向上に固着されたＬ字状
の銅製ヒートシンクで、該ヒートシンク８の垂直片の水
平片側の而８ａに半導体レーザ素子９がボンディングさ
れている。該半導体レーザ素子９はそのレーザビーム出
射端面が上向きにされ該端面かヒートシンク８の垂直片
の端面と同一平面上に位置するようにボンディングされ
ており、該半導体レーザ素子９が上記光透過窓３の真下
に位置するようになっている。

１０はヒートシンク８の垂直片の上記面８ａに固着され
た配線基板で、セラミック基板の表面にメタライズ配Ｍ
７Ａｙを形成してなり、該メタライズ配線膜の上端部と
半導体レーザ素子９の表面電極との間がコネクトワイヤ
１１によって接続されている。１２はヒートシンク８の
水平片の上面８ｂ上に固着された配線基板で、セラミッ
ク基板上に３つのメタライズ配線膜が形成されており、
そのうちの一つのメタライズ配線膜にはモニター用フォ
トダイオードチップ１３がボンディングされている。該
フォトダイオードチップ１３は半導体レーザ素子９の略
真下に位置されている。そして、該フォトダイオードチ
ップ１３がボンディングされたメタライズ配線膜の一端
と１つの電極取出リード５（図面に現れない）との間は
コネクトワイヤ１１によって接続されている。他のメタ
ライズ配線膜はフォトダイオードチップ１３の電極とそ
れと対応した電極取出リード５との中編配線とされてい
る。残りのメタライズ配線膜には１字状金属片１４の−
・片がロウ付けされ、他方の片が上記配線基板１０のメ
ライズ配線膜にロウ付けされている。そして、註金属片
１４のト記−片の端部と、半導体レーザ素子９の表面電
極に対応した電極取出リード５との間がコネクトワイヤ
１１によって接続されている。１５はサーミスタで、ヒ
ートシンク８に形成されたサーミスタ収納孔１６内に収
納されており、その孔１６への樹脂の充填によってサー
ミスタ１６の位置が固定されている。

そして、半導体レーザ素７−９の他方の電極（表面電極
と反対側の電ＶｉＡ）が接続されたヒートシンク８、サ
ーミスタ１５、ベルチェ素子７もそれぞれ自己と対応し
た型棒取出リード５．５、・・・と接続されている。

このような半導体レーザにおいては、半導体レーザ素子
９の電極とそれに対応した型棒取出リード５との間に配
線基板１０と１字状金属片１４か中継手段として介在せ
しめられており、また、モニター用フォトダイオード１
３の各電極とそれに対応した電極取出リード５．５との
間に配線基板１２が中継手段として介在せしめられてい
る。従って、半導体レーザ素子９及びモニター用フォト
ダイオード１３の電極と、電極取出リード５．５．５と
の間を接続するコネクトワイヤ１１．１１．１１の長さ
が短くて済み、延いてはコネクトワイヤの垂れ、撓みに
よる他の部材との接触により短絡事故が発生する虞れを
なくすことができる。

また、配線基板１２をベルチェ素子７の吸熱板に直接固
着するのではなく、Ｌ字状に形成されたヒートシンク８
の水平片の表面８ｂ上に固着することより配線基板１２
の高さを高くしてリード５．５、・・・の上端面との高
低差を小さくしたので、その点からも配線基板１２のメ
タライズ配線膜と型棒取出リード５．５、・・・どの間
を接続するコネクトワイヤ１１．１１、・・・の撓みが
より小さくなるようにすることができ、コネクトワイヤ
１１．１１、・・・どうしあるいはこれ等と他の部材と
の接触事故をより起きにくくすることかできる。

第３図は本半導体レーザの第２の実施例を示す一部切欠
斜視図である。

本実施例はＬ字状ではない直方体形状の銅をヒートシン
ク８′として用いており、そして、２つのメタライズ配
線膜を有する配線基板１２ａをヒートシンク８′と共に
ベルチェ素子７の吸熱板−Ｆに固着するようにし、半導
体レーザ素子９０表面電極と、それに対応する電極取出
リード５との間は、半導体レーザ素子９の表面電極と配
線基板１０のメタライズ配線膜との間を接続するコネク
トワイヤ１１、そして配線基板１０のメタライズ配線膜
、そして該メタライズ配線膜と′電極取出リード５との
間を接続するコネクトワイヤ１１によって接続されてい
る。第１の実施例のようにＬ字状の金属片をも中継に用
いることはしていない。そして、配線基板１２ａはペル
チェ素子７の吸熱板に直接固着され、その高さは第１の
実施例における場合に比較して低いので、その分電極取
出リード５．５、・・・のト端面が低くされて配線基板
１２ａのメタライズ配線膜と電極取出リード５．５、・
・・との間を接続するコネクトワイヤ１１．１１　、−
・・の両端の高低差が徒らに大きくならないようにされ
ている。

本実施例においても半導体レーザ素子９の表面電極、モ
ニター用フォトダイオード１３の電極と、電極取出リー
ド５．５．５との間に配線基板１０．１２ａが中継手段
として介在せしめられているので、電極と電極取出リー
ド５との間を接続するコネクトワイヤ１１．１１、・・
・の長さを徒らに長くしなくて済み、コネクトワイヤ１
１．１１、・・・どうしあるいは他の部材との接触によ
る短絡事故を防止することができ得る。

第４図及び第５図は本発明半導体レーザの第３の実施例
を示すものである。

本実施例において長方形状のステム１ａの上面に升状の
キャップ２ａが開口を下向きに固着され、該キャップ２
ａの一側壁に電極取出リード５ａ、５ａ、・・・が絶縁
体６．６、・・・を介して貫設されており、その点で第
１及び第２の実施例と異なっている。

尚、ヒートシンク８はＬ字状に形成され、該ヒートシン
ク８の水平板上面８ｂに３つのメタライズ配線膜を有す
る配線基板１２が固着されており、そのうちの一つのメ
タライズ配線膜上の一端部にモニター用フォトダイオー
ド１３がボンディングされ、他端部がコネクトワイヤ１
１を介して電極取出リード５ａに接続されている。また
、別のメタライズ配線膜はモニター用フォトダイオード
１３の表面電極の中継に用いられており、そして、残り
の一つのメタライズ配線膜とヒートシンク８に固着され
た配線基板ＩＯのメタライズ配線膜にＬ字状の金属片１
４が固着されている。これ等の点で第１の実施例と共通
している。しかし、配線基板１２のメタライズ配線膜及
び電極取出リード５ａ、５ａ、・・・と、コネクトワイ
ヤ１１．１１、・・・どの接続か半田付けにより行われ
るで点でワイヤボンデインクによる接続か為されている
第１及び第２の実施例と異なっている。

本実施例においてもコネクトワイヤ１１．１１・・・を
短くすることができるという効果を奏する。

尚、半田付けにはフラックスが不可欠であり、フラック
スがガスを発生して半導体レーザ素子に劣化をもたらす
虞れがある。そこで、半田付けにより接続に代えて第６
図及び第７図に示すようにカシメによる接続を行うよう
にしても良い。即ち、第６図（Ａ）、第７図（Ａ）に示
すように電極取出リード５の内端部をリング状あるいは
Ｙ字状に形成しておき、そのリング内にあるいはＹ字状
部分の股部にコネクトワイヤを通し、その後、第６図（
Ｂ）、第７図（Ｂ）に示すように電極取出リード５の内
端部をカシメて電極取出リート５．５とコネクトワイヤ
の接続を行うようにするのである。このようにすると、
フラックスを使用する必要かなくなる。

このように、本発明は種々の態様で実施することができ
、種々のバリエーションがあり得る。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明半導体レーザは、ヒートシ
ンクにボンディングされた半導体レーザ素子を、レーザ
ビームか透過する光透過窓を備え電極取出し用リードが
貫設された遮断体によって外気から遮断した半導体レー
ザにおいて、上記ヒートシンクに上記半導体レーザ素子
の電極と上記電極取出リードとの間を中継する配線基板
を固着してなることを特徴とするものである。

従って、本発明半導体レーザによれば、中継用の配線基
板があるので、半導体レーザ素子と電極取出リードとの
間を、半導体レーザ素子と配線基板との間を接続するコ
ネクトワイヤ、蘭線基板、そして該配線基板と電極取出
リードとの間を接続するコネクトワイヤによって電気的
に接続することができ、コネクトワイヤの長さを従来よ
りも短くすることができる。従って、コネクトワイヤの
垂狛による他の部材への接触をなくし短絡事故を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明半導体レーザの第１の実施例
を示すもので、第１図は半導体レーザを全体的に示す一
部切欠斜視図、第２図はヒートシンクを示すところの第
１図の２−２線に沿う断面図、第３図は本発明半導体レ
ーザの第２の実施例を示す一部切欠斜視図、第４図及び
第５図は本発明半導体レーザの第３の実施例を示すもの
で、第４図は半導体レーザを全体的に示す一部切欠斜視
図、第５図はヒートシンクを示すところの第４図の５−
５線に沿う断面図、第６図（Ａ）、（Ｂ）はメタライズ
配線膜とコネクトワイヤの〜つの接続例を示す斜視図で
、同図（Ａ）はカシメ前の状態を、同図（Ｂ）はカシメ
後の状態を示し、第７図（Ａ）、（Ｂ）はメタライズ配
線膜とコネクトワイヤの別の接続例を示す斜視図で、同
図（Ａ）はカシメ前の状態を、同図（Ｂ）はカシメ後の
状態を示す。 符号の説明 １．１ａ５２．２ａ・・・遮断体、 ３・・・光透過窓、 ５・・　・電極取出リード、 ８．８′・・・ヒートシンク、 １０・・・配線基板、 １１・・・コネクトワイヤ。 Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒートシンクにボンディングされた半導体レーザ
   素子を、レーザビームが透過する光透過窓を備え電極取
   出し用リードが貫設された遮断体によって外気から遮断
   した半導体レーザにおいて、上記ヒートシンクに上記半
   導体レーザ素子の電極と上記電極取出リードとの間を中
   継する配線基板を固着してなることを特徴とする半導体
   レーザ