JPH025495A - 光電子装置およびリードフレーム - 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、たとえば、レーザダイオードチッ
プおよびこのレーザダイオ−・トチツブから発光される
レーザ光を受光する受光素子を組み込んだ光電子装置お
よびその製造に用いられるリードフレームに関する。

〔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、ステムとキャップとからなるＴｏ型パラケージ
あるいは箱型パラケージに組み込まれて使用されている
。

一方、本出願人は、組立にリードフレームを用いかつレ
ーザダイオードチップおよび受光素子等を透明レジンで
封止することによって、パラケージの薄形化を図りかつ
量産性向上、製造コスト低減を達成できる光電子装置製
造技術を提案（特廓昭６１−２８１７４８号、特願昭６
２−１８３３０６号）している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように、従来の光電子装置（半導体レーザ装置）
にあっては、レーザダイオードチップは、Ｔｏ型パラケ
ージあるいは箱型パラケージに組み込まれて使用されて
いる。すなわち、従来のこの種パラ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、パラケージの高さが高くなり、パラケージの薄型化
が図り難い、また、これらのパラ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、パラケージコスト
が高くなる。また、この構造の半導体レーザ装置は、単
品で取り扱われることから、組立および特性測定時の移
し替えや治具詰めに時間を要し、生産性向上が図り難い
。

そこで、前述のように、パラケージの薄形化。

量産化、低コスト化が可能な構造として、リードフレー
ムを用いかつレジンでレーザダイオードチップ等を封止
した構造が提案されている。

本発明は前記同様にリードフレームを用いて生産性を向
上させるべくなされたものである。

本発明の目的は、量産性に適した光電子装置を提供する
ことにある。

本発明の他の目的は小型でかつ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、光電子装置の組立の自動化が図り
易いリードフレーム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。

〔課題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、本発明の半導体レーザ装置は、レーザダイオ
ード用リードの先端の端面（側面）にレーザダイオード
チップが固定されているとともに、前記レーザダイオー
ド用リードの先端近傍に段違い状に先端を延在させた受
光素子取付用リードの先端に受光素子が固定され、かつ
レーザダイオードチップや受光素子等は透明なレジンに
よって封止されている。そして、その組立にあっては、
レーザダイオード用リード、このレーザダイオード用リ
ードの途中から分岐しかつ折れ曲がり先端を前記レーザ
ダイオード用リードの先端近傍に段違い状に延在させる
受光素子取付用リードと、レーザダイオード用および受
光素子用の電極端子となる２本のリードとからなるリー
ドフレームが使用され、パラケージはレジンモールドに
よって行われている。

〔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、
レーデダイオード用リードの先端の端面（側面）にレー
ザダイオードチップが固定されているとともに、前記レ
ーザダイオード用リードの先端近傍に段違い状に先端を
延在させた受光素子取付用リードの先端に受光素子が固
定され、かつレーザダイオードチップや受光素子等は透
明なレジンによって封止されている。そして、その組立
にあっては、レーザダイオード用リード、このレーザダ
イオード用リードの途中から分岐しかつ折れ曲がり先端
を前記レーザダイオード用リードの先端近傍に段違い状
に延在させる受光素子取付用リードと、レーザダイオー
ド用および受光素子用の電極端子となる２本のリードと
からなるリードフレームが使用され、パラケージはレジ
ンモールドによって行われている。したがって、リード
フレーム使用によって組立性やハンドリング性が向上す
るため、生産性が向上しコストの低減が可能となる。ま
た、レジンモールドによることから、パラケージの薄型
化、小型化が達成できるとともに、材料費低減、生産性
向上が達成できる。

〔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の外
観を示す斜視図、第２図は同じく断面図、第３図は本発
明の一実施例によるリードフレームを示す斜視図、第４
図は同じく半導体レーザ装置製造においてチップボンデ
ィングおよびワイヤボンディングがなされたリードフレ
ームを示す斜視図、第５図は同じくモールド状態を示す
断面図である。

この実施例の光電子装置、すなわち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
からなる略矩形状のパラケージ１と、このパンケージ１
の一側から３本のリード２を突出させた構造となってい
る。前記パラケージ１の主面（上面）には、半球部３が
設けられ、この半球部３からレーザ光４が発光されるよ
うになっている。前記中央のり一ド２は、幅広のレーザ
ダイオード用リード５となっている。また、このレーザ
ダイオード用リード５は、前記パラケージ１内にあって
は分岐し、その分岐したリード部分は受光素子取付用リ
ード６となっている。前記レーザダイオード用リード５
のパラケージｌ内に延在する内端部分には、端面発光型
のレーザダイオードチップ７が固定されている。このレ
ーザダイオードチップ７はレーザダイオード用リード５
の先端の一側面である端面８にサブマウント９を介して
固定され、レーザ光４をレーザダイオード用リード５の
主面に垂直となる上方向および下方向に発光するように
なっている。

一方、前記レーザダイオード用リード５から分岐して延
在する受光素子取付用リード６はその分岐箇所で斜め下
方に折れ曲がっている。したがって、この受光素子取付
用リード６の先端部分は、前記レーザダイオード用リー
ド５の先端の主面に対して一段低くなり、段違い状に延
在している。

また、この受光素子取付用リード６の先端部分は、レー
ザダイオード用リード５の先端部側に突出して延在し、
受光素子取付部１０を有している。そして、この受光素
子取付部１０のやや傾斜した面となる受光素子取付部ｌ
Ｏに受光素子１１が固定されている。この受光素子１１
は、受光素子取付部１０がレーザダイオード用リード５
の先端部に段違い状に位置していることから、前記レー
ザダイオードチップ７から発光される後方のレーザ光４
を受光できるようになっている。また、前記受光素子取
付用リード６と並んで延在する独立したリード２の先端
と、前記受光素子１１の上部電極とは導電性のワイヤ１
２で電気的に接続されている。また、同様に、前記レー
ザダイオード用リード５と並んで延在する独立したり−
ド２の先端と、前記レーザダイオードチップ７の上部電
極とは導電性のワイヤ１３で電気的に接続されている。

そして、前述のように前記レーザダイオードチップ７、
受光素子１１．ワイヤ１２．１３．各リード２の内端部
分は透明なパラケージ１で被われている。

このような半導体レーザ装置は、前記一対のリード２に
所定の電圧を印加することによって、前記レーザダイオ
ードチップ７からレーザ光４を発光させる。レーザ光４
の前方光はパラケージ１の半球部３から集光状態でパラ
ケージ１の外に発光される。また、後方光は受光素子１
１で検出され、一対のり一ド２に流れる電流でレーザ光
４の発光強度をモニターされる。

つぎに、このような半導体レーザ装置の製造（、ＩＩＩ
立）方法について説明する。この半導体レーザ装置の組
立においては、第３図に示されるようなリードフレーム
１７が用いられる。

このリードフレーム１７は、たとえば、厚さ１ｍｍ程度
の金属板を精密プレスによって打ち抜（ことによって形
成される。このリードフレーム１７は、長尺状態となっ
ていて、単位リードフレームパタ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１７は長手方向に延在する枠１８と、この枠１８
の一側から平行に突出する３本のり一ド２とからなって
いる。中央のリード２は幅が広くなっていてレーザダイ
オード用リード５を構成している。

また、両側のリード２は細いリードとなり、前記レーザ
ダイオードチップ７および受光素子１１の上部電極の引
出用端子となる。これらリード２は前記枠１８に平行に
延在する細いダム１９によって連結されている。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１８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１７の補強部材の
役割を果たしている。

一方、前記ダム１９よりも先のレーザダイオード用リー
ド５はその途中から分岐し、細い受光素子取付用リード
６を構成している。この受光素子取付用リード６はその
分岐箇所で斜め下方に折れ曲がり、その先端部分を前記
レーザダイオード用リード５の先端よりも一段低くさせ
ている。また、この受光素子取付用リード６の先端部分
は前記レーザダイオード用リード５の先端側に突出する
受光素子取付部ＩＯを有している。この受光素子取付部
１０はレーザダイオード用リード５の先端近傍に段違い
状に臨み、その主面に受光素子を固定するようになって
いる。また、この受光素子取付用リード６と並んで延在
するリード２も、その途中から受光素子取付用リード６
と同様に折れ曲がっている。これは、前記受光素子取付
用リード６の受光素子取付部１０に受光素子１１が固定
されかつこの受光素子１１の上部電極との間に張られる
ワイヤの接続面を同じにするためである。

つぎに、このようなリードフレーム１７に対して、第４
図に示されるように、レーザダイオードチップ７および
受光素子１１の固定（チップポンディング）が行われる
。すなわち、最初に前記受光素子取付用リード６の受光
素子取付部１０に図示しないソルダー等を介して受光素
子１１が固定される。また、レーザダイオード用リード
５の先端の一側面である端面８にレーザダイオードチッ
プ７を搭載したサブマウント９が図示しないソルダーを
介して固定される。レーザダイオードチップ７はあらか
じめ一辺が０．７ｍｍ程度のサブマウント９に固定され
ている。そして、厚さ１ｍｍのレーザダイオード用リー
ド５の端面８に固定される。この端面８は、単にプレス
で形成しただけでは、その縁が丸み（ダレ）が生じてい
るおそれがあることから、必要に応じて端面８の加工処
理を行う、その後、前記受光素子１１の上部電極と受光
素子取付用リード６と並んで延在するリード２の先端を
導電性のワイヤ１２で電気的に接続するとともに、レー
ザダイオードチップ７の上部電極とレーザダイオード用
リード５と並んで延在するリード２の先端面を導電性の
ワイヤ１３で電気的に接続する。このワイヤボンディン
グにあっては、前記レーザダイオードチップ７の上部電
極とり−ド２の先端面の面方向性は同じであり、受光素
子１１の上部電極とリード２の先端主面の面方向性は同
じであることから、確実なワイヤボンディングが行え、
かつボンディング面の一度の変更で連続してワイヤボン
ディングが行える。

つぎに、第５図に示されるように、このようなリードフ
レーム１７はトランスファモールド装置の下型２０上に
載置され、かつ上型２１によって型締めされる。その後
、前記下型２０と上型２１によって形成されたキャビテ
ィ２２内にレジン２３が注入される。レジン２３は図示
しないカル部分からプランジャによる圧力によってラン
ナー２４内を流れ、かつゲート２５から前記キャビティ
２２内に圧入される。また、前記上型２１にあっては、
半球状窪み２６が設けられている。この結果、前記レジ
ン２３が硬化した後のパンケージ１において、第１図に
示されるように、パラケージｌの主面に半球部３が形成
されることになる。また、前記半球状窪み２６が上型２
１のキャビティの底に設けられる構造となることから、
半球状窪み２６の加工も容易であり、かつその形状、す
なわち、曲率も正確に形成できることになる。換言する
ならば、第２図および第５図で示す二点鎖線部分２７で
示されるレジンモールド時のパーティング面部分に半球
状富みを形成する場合は、下型２０および上型２１にそ
れぞれ半球状窪みのための部分された窪みを設けなけれ
ばならず、合わせ目を一致させることが難しくかつ連続
した曲面を形成するのが難しいが、この実施例のように
、モールド型の一方に半球状窪みを設けることは比較的
容易である。なお、前記レーザダイオードチップ７や受
光素子１１等を直接レジンモールドすることによって、
パラケージの薄型化、小型化も図れる。

つぎに、前記リードフレーム１７は下型２０および上型
２１からなるモールド型から取り外された後、不要リー
ドフレーム部分が切断除去されて、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。

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。

（］）本発明の半導体レーザ装置は、リードフレームが
用いられかつパンケージングはレジンモールドと確立し
た量産製造技術で製造されることから、組立コストおよ
びパラケージコストが安価となるという効果が得られる
。

（２）上記（１）により、本発明による半導体レーザ装
置は、パラケージがレジンモールドによるため、小型化
、薄形化が達成できるという効果が得られる。

（３）本発明の半導体レーザ装置は、その製造時、リー
ドフレームを略９０度近く傾けるだけでレーザダイオー
ドチップおよび受光素子を固定するそれぞれの固定面を
選ぶことができることから、チップボンディングやワイ
ヤボンディングを同一の組立ラインで作業ポジションを
替えて連続的に行えるという効果が得られる。

（４）本発明の半導体レーザ装置は、透明なレジンで構
成されるパラケージの主面にレーザ光を集光できる半球
部を有していることから、レーザ光を集光させてパラケ
ージ外に発光させることができ、外部光学系との光軸合
わせが容易になるという効果が得られる。

（５）本発明の半導体レーザ装置の組立において用いら
れるリードフレームにあっては、レーザダイオードチッ
プの出射面に対峙する受光素子を固定する受光素子取付
部は、先端部の形状が変わった１本のリードをその途中
で折り曲げることによって形成できるため、安価に製造
できるという効果が得られる。

（６）本発明によれば、組立ラインに組み込むことがで
きる量産性に適した半導体レーザ装置組立用リードフレ
ームを提供することができるという効果が得られる。

（７）上記（１）〜（６）により、本発明によれば、リ
ードフレームを使用しかつレジン封止によって半導体レ
ーザ装置を製造できるため、生産性の向上、封止コスト
の低減から、小型の半導体レーザ装置を安価に提供する
ことが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、第６図に示さ
れるように、リードフレーム１７を部分的に厚さの異な
る異形材で形成しても前記実施例同様な効果が得られる
。この例では、異形材の厚肉部３０の端面８を利用して
レーザダイオードチップ７を搭載したサブマウント９を
固定し、異形材の薄肉部３１に受光素子１１を固定しか
つワイヤ１２．１３をボンディングするようにしている
。

第７図は前記実施例と同様に異形材で形成されたリード
フレーム１７の例である。この実施例は、異形材の厚肉
部３０の端面８をレーザダイオードチップ７の固定に利
用した点では前記実施例同様であるが、異形材の薄肉部
３１を受光素子１１の受光素子取付部１０を形成するた
めに、途中で階段状に一段折り曲げた点で異なる。効果
については前記実施例と同様である。

また、前記実施例では、レーザダイオード用リード５の
先端の一側面である端面８に、レーザダイオードチップ
７を固定しているが、レーザダイオード用リード５の両
側面のいずれかにレーザダイオードチップ７を固定する
構造でもよい。

また、前記リードフレームはクラ７ド材を用いたり、あ
るいは厚い金属板をバターニングした後、部分的に薄い
金属を溶接してリードフレームを製造してもよい。

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端面発光型の半導体
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く、たとえば
、面発光型半導体レーザ装置にも適用できる。

少なくとも本発明は光素子およびこの光素子から発光さ
れる光を受光する受光素子を組み込んだ光電子装置の製
造技術には適用できる。

（発明の効果〕 本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ムこ説明すれば、Ｆ記のとおりで
ある。

本発明の半導体レーザ装置は、リードフし・−ムを用い
て組み立てられかつレジンモールドによって封止される
ことから量産性に適し２、生産コストの低減が達成でき
る。また、レジンモールドによってパラケージが形成さ
れることから、パラケージの小型化、薄型化が閲れる。

また、パンケージ面には半球部が設けられていることか
ら、レーザ光の集光も可能となり、外部光学系との光学
的結合もし易くなる。

【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の外
観を示す斜視図、 第２図は同じく断面図、 第３図は本発明の一実施例によるリードフレームを示す
斜視図、 第４図は同じく半導体レーザ装置型ｉ青恭こおいてチッ
プポンディングおよびワイヤポン・ディングがなされた
リードフレームを示す斜視図、第５図は同じ（モールド
状態を示す断面図、第６図は本発明の他の実施例にょろ
り−・ドフレーム等を示す斜視図、 第７図は本発明の他の実施例によるリードフレーム等を
示す斜視図である。 １・・　・パラケージ、２・　・　・リード、３・　・
・半球部、４・・・レーザ光、５・・・レーザダイオー
ド用リード、６・・・受光素子取付用リード、７・・・
レーザダイオードチップ、８・・・端面、９・・・サブ
マウント、１０・・・受光素子取付部、１１・・・受光
素子、１２．１３・・・ワイヤ、１７・・・リードフレ
ーム、１８・・・枠、１９・・・ダム、２０・・・下型
、２１・・・上型、２２・・・キャビティ、２３・・・
レジン、２４・・・ランナー、２５・・・ゲート、２６
・・・半球状窪み、３０・・・厚肉部、３１第１図 第　　２　　図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザダイオードチップと、このレーザダイオード
   チップから発光されたレーザ光を受光する受光素子と、
   を有する光電子装置であって、前記レーザダイオードチ
   ップはレーザダイオード用リードの先端側面に固定され
   かつ前記受光素子は前記レーザダイオード用リードの先
   端近傍に段違い状に先端を臨ませるリードに固定されて
   いる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および受光素子は、透
   明レジンからなるパラケージによって封止されているこ
   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、レーザダイオードチップを先端側面に固定するレー
   ザダイオード用リードと、このレーザダイオード用リー
   ドの先端近傍に段違い状に先端を臨ませる受光素子固定
   用リードとを有することを特徴とするリードフレーム。