JPH0424978A - 光半導体素子 - 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 本発明は光ヘツド装置などに使用される、発光素子や受
光素子を内蔵した光半導体素子に関する。

従来の技術 近年、光デイスク装置の主要部品としての光ヘッドの開
発には目ざましい進歩があるが、記録または再生の基本
性能の向上のほかに光ヘッドの小型化が重要になってき
ている。小型化のための技術には様々な提案があるが、
その中でも光学素子としてホログラム素子を用いること
により、光源と光検出器とを一体に構成した光半導体素
子が最も有力視されている。

第３図（（ａ）および（ｂ））は、特開平ｌ−１１３９
３３号公報に見られる従来の光半導体素子の縦断面図、
平面図である。

同図において、１は半導体レーザ、１６は半導体レーザ
１から後述する窓ガラス１２を介して図示しない光記録
媒体に出射される前面出射光束、１７は図示しない光記
録媒体からの戻り光から分離された分離光束、１８は半
導体レーザ１の前面出射光束１６が出射される面とは反
対の面から出射される後面出射光束、２は半導体レーザ
１をマウントするためのシリコン基板、３は分離光束１
７を受光するために複数の光検出部を有する光検出器、
４は光検出器３をマウントするための絶縁板、５はシリ
コン基板２を介して半導体レーザ１を保持するとともに
絶縁板４を介して光検出器３を保持し、半導体レーザ１
からの発熱を放出すべく放熱のよい材料で構成された放
熱ブロック、６はリード線、７は光検出器３上に配置さ
れたポンディングパッド、８は後述するステムに同心円
上の位置にマウントされリード線６と接続される接続端
子、９は前述の後面出射光束１８が入射するように後述
するステム上で半導体レーザ１の下方に設置されたモニ
タ用光検出器、１０は放熱ブロック５およびモニタ用光
検出器９を保持するとともに接続端子８を外部に導出し
て保持するステム、１１はステム１０上に設置された各
部品を収納し外界から密閉するためのキャップ、１２は
キャップ１１の上面に開けられた窓に取り付けられる窓
ガラス、１５は従来の光半導体素子本体である。

また、第３図（ｂ）は、キャップ１２を取り外したとき
の図である。

以上のように構成された光半導体素子について、以下そ
の動作を説明する。半導体レーザ１から射出された前面
出射光束１６は窓ガラスエ２を介して図示しない光記録
媒体上に集光され、この光記録媒体に記録された情報お
よび焦点位置誤差やトラック位置誤差の情報を持って反
射される。光記録媒体からの戻り光は出射光軸から分離
光束１８に分離され、再び窓ガラス１２を介して光検出
器３で受光され、光記録媒体上に記録された情報信号お
よび焦点位置誤差やトラック位置誤差の信号が、ポンデ
ィングパッド７、　リード線６．接続端子８を通じて出
力される。モニタ用光検出器９は、半導体レーザ１の後
面出射光束１８を受光し、半導体レーザ１の前面出射光
束１６の光量が間接的にモニタされる。また半導体レー
ザ１は発光中は多量の熱を発生するが、発生した熱は薄
いシリコン基板２および放熱ブロック５を介してステム
１Ｏへ伝えられ外部に放出される。

第４図は以上のような動作を可能にするために上記の光
半導体素子を用いた光ヘツド装置の概略図である。同図
において、１５は上述の光半導体素子、１６は光半導体
装置１５から射出される前面出射光束、２０は前面出射
光束１６を反射して方向を変え後述する対物レンズ２１
へ導くミラーであり、対物レンズ２１は前面出射光束１
６を後述する光記録媒体２５上の情報面に集光し、ある
いは情報面からの戻り光を集光しミラー２０に導く。そ
して、対物レンズ２１は図示しないアクチュエータを介
して後述する基台２３に取り付けられている。２２は対
物レンズ２１とミラー２０の間に設置され、前述の戻り
光を出射光軸から分離するためのホログラム素子、１７
は前述の戻り光からホログラム素子２２によって分離さ
れた分離光束、２３は光半導体装置１５、ミラー２０お
よびホログラム素子２２を保持する基台であり、図示し
ないアクチュエータを介して対物レンズ２工をも固定し
ている。２４は従来の光半導体素子１５を用いた光ヘツ
ド装置本体であり、２５は光記録媒体である。

ホログラム素子２２は戻り光を出射光軸から分離する機
能だけでなく、前述の誤差信号を得るためにいろいろな
方式が提案されているが、例えば非点収差を発生させ焦
点位置誤差信号を得ることが考えられる。

このような構成において、光半導体素子１５に内蔵され
た半導体レーザ１から放射された前面出射光束１６はミ
ラー２０．ホログラム素子２２゜対物レンズ２１を介し
て光記録媒体２５上に集光され、光記録媒体２５に記録
された情報によって強度変調されて反射された戻り光は
再び対物レンズ２１を介してホログラム素子２２に入射
する。

このホログラム素子２２で戻り光は回折効果により出射
光束の光軸から分離され、分離光束１７として光半導体
装置１５に内蔵された光検出器３に入射する。光検出器
３は例えば４分割された検出部を有しており、ホログラ
ム素子２２で生じた分離光束の非点収差を利用して焦点
位置誤差信号を出力し、また、いわゆるプッシュプル法
を用いてトラック位置誤差信号を出力するとともに、分
離光束１７全体の変調強度を検出することによって光記
録媒体２５に記録された情報信号を出力する。

発明が解決しようとする課題 ところで、第４図のような構成の光ヘツド装置において
はその小型化のためには、光半導体素子１５自体の小型
化も必要である。特に光ヘツド装置の厚さは同じ対物レ
ンズを用いた場合基台２３の厚さ（図でＩで示す）に左
右され、基台２３の厚さは光半導体素子１５のステム１
０の幅（図でｒで示す）で決ってしまう。通常ステム１
０は熱伝導性のよい金属で形成される必要があるため、
金属の加工性を考慮すると円盤上のものを用いざるを得
ない。ところが、第４図に示すように前述の構成の光半
導体素子では、放熱ブロック５とモニタ用光検出器９が
並んで配置されており、両者の並ぶ方向（以下ｙ方向と
呼ぶ）の幅（Ｌｌで示す）がこれとは垂直な方向（以下
Ｘ方向と呼ぶ）の幅（Ｌ２で示す）に比べて著しく大き
く、前述のステム１０の幅ｒを小さくできない。すなわ
ち、従来の構成の光半導体素子では光ヘツド装置の小型
化、とりわけ薄型化には限界があるという問題がある。

そこで本発明は、上述のステムの幅ｒを小さくでき、し
たがって従来よりも薄型化された光ヘツド装置を実現で
きる光半導体素子を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の光半導体素子は、半
導体レーザと、半導体レーザを保持するための熱伝導性
材料からなる放熱ブロックと、半導体レーザの出力光量
をモニタするモニタ用光検出器と、半導体レーザに電力
を供給しまたは光検出器の検出電流を外部に出力するた
めの接続端子と、放熱ブロックと光検出器および接続端
子を固定するための一体成形可能な樹脂より成る支持基
板とを備え、しかも放熱ブロックは、支持基板を貫通し
て底面を前記支持基板の底面から露出して固定された構
成を有している。

作用 以上のような構成によれば、本発明の光半導体素子の外
形寸法を決定する支持基板を一体成形可能な樹脂で成形
することにより、支持基板の形状を自由に設計できる。

したがって、放熱ブロック等の形状に合わせて支持基板
の形状を設計することにより、本発明の光半導体素子自
体の小型化を図ることができ、その結果本発明の光半導
体素子を用いた光ヘツド装置の小型化、とりわけ薄型化
が可能となる。

実施例 以下、本発明の第１の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第１図（ａ）、　　（ｂ）および（ｃ）は本発明の第１
の実施例における光半導体素子の縦断面図、平面図。

底面図である。

同図に示す本実施例の光半導体素子は、基本的には第３
図に示した従来の光半導体素子と同じ構成であるので、
同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略す
る。

従来例と異なる部分について説明すると、３０はシリコ
ン基板２を介して半導体レーザ１を保持するとともに絶
縁板４を介して光検出器３を保持し、半導体レーザ１か
らの発熱を放出すべく熱伝導性のよい材料で構成された
放熱ブロック・であり、第１図（Ｃ）に示すように、後
述するステム３１の底面を貫通して設置されている。ま
た、３１は放熱ブロック３０およびモニタ用光検出器９
を保持するとともに、接続端子８を外部に導出するため
のステムであり、放熱ブロック３０と一体成形可能な樹
脂で形成されている。３２はステム３１上に設置された
各部品を収納し外界から密閉するためのキャップであり
、ステム３１と同様の樹脂で形成されている。３３は本
実施例の光半導体素子本体である。

以上のように構成された本実施例の光半導体素子につい
て、その基本的な動作は前述した従来の光半導体素子の
動作と同じであるが、本実施例の光半導体素子では、ス
テム３１が樹脂製であるために自由な形状が設計可能で
ある。しがも放熱ブロック３０はステム３１を貫通して
その底面をステム３１の底面から露出させて固定されて
いる六めに、半導体レーザ１が発生した熱を放熱ブロッ
ク３０を介して直接外部に放熱することができおしたが
って一般に熱伝導性の悪い樹脂を用いてステム３１を形
成しても、熱伝導不良による半導付レーザ１の破損は生
じない。

もちろんキャップ３２も同様な樹脂製であるＣでステム
３１に応じた形状に形成することができる。

また、通常本実施例のような光半導体素子で（謔外部の
電気回路との接続のために、プリント基板をステム３１
の裏面に直接密着させ、プリント遅板上の銅箔に接続端
子８を半田付けするが、このときにプリント基板上の接
地側の銅箔に放熱ブロック３０を接触させれば、放熱を
一層確実にすることができる。

さらに、本実施例の光半導体素子はステム３０およびキ
ャップ３２を樹脂で形成したことにより軽量化でき、こ
れを用いた光ヘツド装置のシークタイムの短縮が期待で
きる。

第２図（ａ）、　　（ｂ）および（ｃ）は本発明の第２
の実施例における光半導体素子の縦断面図、平面図。

底面図である。

同図に示す本実施例の光半導体素子は、第１図に示した
本発明の第１の実施例の光半導体素子と同じ構成である
ので、同一構成部分には同一番号を付してその構成およ
び動作の詳細な説明を省略する。第１の実施例と異なる
のは、第２図に示すように３４はステムであるが、この
ステム３４の形状が、放熱ブロック３０およびモニタ用
光検出器９の設置された部分を残して円周の両側を正弦
状に前述のＸ方向に切取られた形状をしていることと、
接続端子８を放熱ブロック３０およびモニタ用光検出器
９の両側に配したことである。また、キャップ３７はス
テム３４上に設置された各部品を収納し外界から密閉す
るために、ステム３４と同様の樹脂で形成されている。

３６は本実施例の光半導体素子本体である。

このような構成にすることにより、円盤状の形状に比べ
てステム３４のＸ方向の幅ｒを小さくすることができ、
したがってこれを用いた光ヘツド装置の薄型化が可能と
なる。

ステム３４をこのような形状にするには、従来の光半導
体素子のように金属性のステムでは加工が難しく、量産
性およびコストの点で問題がある。

一方、本実施例のように樹脂で一体成形すると鋳型を作
製するだけで低コストで量産が可能である。

なお以上の実施例では、同一パッケージ内に半導体レー
ザ１とモニタ用光検出器９と光記録媒体からの戻り光を
受光する光検出器３とを配した、いわゆるハイブリッド
型の光半導体素子について述べたが、半導体レーザとモ
ニタ用光検出器のみを同一パッケージ内に配した光半導
体素子についても同様の効果がある。

発明の効果 以上のように本発明によれば、放熱ブロックと光検出器
と接続端子とを固定するための支持基板を、一体成形可
能な樹脂で形成することにより支持基板の形状を自由に
設計でき、本光半導体素子の薄型化が可能となり、これ
を用いた光ヘツド装置も薄型化を図ることができる。

しかも、放熱ブロックは支持基板の底面から露出して固
定されているので、半導体レーザが発生する熱は本光半
導体素子の底面から外部へ放出され、発熱による半導体
レーザの破損の問題はない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　　（ｂ）および（ｃ）は本発明の第１
の実施例における光半導体素子の縦断面図、平面図。 底面図、第２図（ａ）、　　（ｂ）および（Ｃ）は本発
明の第２の実施例における光半導体素子の縦断面図。 平面図、底面図、第３図（ａ）および（ｂ）は従来の光
半導体素子の縦断面図、平面図、第４図は従来の光半導
体素子を用いた光ヘツド装置の概略図である。 １・・・半導体レーザ、　　３・・・光検出器、　　８
・・・接続端子、　　９・・・モニタ用光検出器、　　
３ｏ・・・放熱ブロック、　　３１．３４・・・ステム
。 代理人の氏名　弁理士　粟野　重孝　はか１名按車先幅
子 族黙ブロック ステＡ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザと、前記半導体レーザを保持するた
   めの熱伝導性材料からなる放熱ブロックと、前記半導体
   レーザの出力光量をモニタするための光検出器と、前記
   半導体レーザに電力を供給しまたは前記光検出器の検出
   電流を外部に出力するための接続端子と、前記放熱ブロ
   ックと前記光検出器および前記接続端子を固定するため
   の支持基板とを備え、前記支持基板は一体成形可能な樹
   脂より成ることを特徴とする光半導体素子。
2. （２）前記放熱ブロックは、前記支持基板を貫通して底
   面を前記支持基板の底面から露出していることを特徴と
   する請求項１記載の光半導体素子。
3. （３）前記支持基板は、円盤の少なくとも１箇所を正弦
   状に切り取った形状であることを特徴とする請求項１記
   載の光半導体素子。