JPH04315486A

JPH04315486A - 光電子装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH04315486A
Application number: JP8035491A
Authority: JP
Inventors: Hideo Taguchi; 英夫田口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-04-15
Filing date: 1991-04-15
Publication date: 1992-11-06

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光電子装置およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【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（ＤＡＤ），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・チ
ップが開発されている。半導体レーザ（レーザ・ダイオ
ード：ＬＤ）はその動作時、多量の熱を発生する。した
がって、熱の効率的な放散は半導体レーザ・チップを組
み込んだ光電子装置の構造設計においても重要である。また、半導体レーザ・チップは縦，横，高さがいずれも
０．４ｍｍ以下と小さいことから、その取扱性向上のた
めサブマウントと称される支持体上に固定されて取り扱
われる。このような半導体レーザ・チップはサブマウン
トを介して光電子装置のパッケージ内のステム等に固定
される。

【０００３】通信用半導体レーザを安価にマウントする
例として、たとえば、日経ＢＰ社発行「日経エレクトロ
ニクス」１９８４年９月２４日号、Ｐ２６５〜Ｐ２９４
「ＬＳＩ実装への応用が始まったＳｉＣセラミック；Ａ
ｌをしのぐ熱伝導率とＳｉに近い熱膨張率を利用」のＰ
２８５およびＰ２８６に記載されている。この文献には
、Ｃｕ（銅）ステム上にＰｂ／Ｓｎ（鉛／錫）ハンダに
よってＳｉＣ（シリコンカーバイト）のサブマウントを
固定し、ＳｉＣサブマウント上にＰｂ／Ｓｎハンダによ
ってレーザ・チップ（半導体レーザ・チップ）を固定し
た例が示されている。

【０００４】発振波長が７８０ｎｍ帯のＧａＡｌＡｓ（
ガリウム・アルミニウム・砒素）系で構成されるディジ
タル・オーディオ・ディスク用の半導体レーザについて
は、たとえば、日経ＢＰ社発行「日経エレクトロニクス
」１９８１年９月１４日号、Ｐ１３８〜Ｐ１５２に記載
されている。この文献には、「半導体レーザー・チップ
は，せいぜい０．１×０．３×０．２ｍｍと小さいので
，取り扱いを容易にするためと，放熱板を兼ねて，約１
ｍｍ角のサブマウント基板にマウントする。サブマウン
ト基板は，Ｃｕの場合とＳｉの場合がある。…Ｓｉは熱
膨張係数がＧａＡｓと近い。このため硬いＡｕ−Ｓｎ系
やＡｕ−Ｓｉ系の高融点ろう材（ハンダ）が使える。ろう材が硬いのでマウント時に注意を要するが，高温長
期保存に耐えると言われている。」と記載されている。また、同文献には、「半導体レーザー・チップをサブマ
ウント基板にマウントする時，共振器端面とサブマウン
ト基板端との寸法精度は＋３μｍ，−０μｍが工場規格
である。チップがサブマウント基板の端より奥に入って
いると，レーザー光がマウント基板でケラレるからであ
る。」旨記載されている。なお、レーザ・ダイオードと
その製造については、特開昭６１−２９１８７号公報に
記載されている。また、特願昭５８−１２６０４４号公
報には、サブマウント下のソルダの食み出しを防止する
技術が開示されている。

【０００５】他方、特願昭６１−１９５３６９号公報に
は、主面に半導体レーザ・チップが搭載されたサブマウ
ントともなる基部が、角錐コレットで保持されて半導体
レーザ装置のヒートシンク（ステム）に固定される状態
が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】光電子装置の製造にお
いては、図１５に示すように、一般に半導体レーザ・チ
ップ１は、サブマウント２を介してステム等の支持体３
に固定される。この場合、半導体レーザ・チップ１は、
あらかじめサブマウント２の主面にソルダ４を介して固
定される。そして、ボンディングツール５で保持したサ
ブマウント２を支持体３にソルダ６を介して固定するこ
とによって、半導体レーザ・チップ１は支持体３に固定
される。このサブマウント２の固定にあっては、サブマ
ウント２を確実に支持体３に固定するためにサブマウン
ト２を支持体３にこすり付け（スクラブ）ること、半導
体レーザ・チップ１から発光されるレーザ光と外部光学
系との間の光軸合わせのために正確な位置調整が必要な
こと等から、前記文献にも示されているようにサブマウ
ント２は角錐コレットに保持されて固定が行われる。前
記ボンディングツール５の保持部７は、角錐窪みからな
る凹部となり、この凹部に前記サブマウント２を真空吸
着によって保持する。したがって、サブマウント２の上
面（主面）の縁が前記角錐窪み面に接触することになる
。前記サブマウント２の主面には、半導体レーザ・チッ
プ１を固定するためにＡｕ等からなる被膜８が形成され
ている。この結果、サブマウント２を支持体３にスクラ
ブする際、サブマウント２の前記縁には大きな力が加わ
り、前記被膜８に傷が付いたり剥離したりする。また、
場合によっては前記縁が欠けたりして商品として外観上
好ましくない現象が生じる。なお、半導体レーザ・チッ
プ１の一端（前端）は、前記サブマウント２の一端（前
端）に重なるように固定されるため、前記ボンディング
ツール５の保持部７の一部は前記半導体レーザ・チップ
１の前端に接触しないように切り欠かれている。

【０００７】本発明の目的は、サブマウント固定時にサ
ブマウントに傷が付かない光電子装置の製造技術を提供
することにある。

【０００８】一方、光通信用の光電子装置にあっては、
前記文献にも示されているように、Ｐｂ−Ｓｎソルダを
用いて半導体レーザ・チップやサブマウントを固定して
いる。Ｐｂ−Ｓｎソルダは、サブマウントのチップ固定
面に蒸着によって形成できるため薄く形成できる。した
がって、チップボンディング時にチップに加える押圧力
や加熱温度等の作業条件を適正に保てば、チップ下面か
らソルダが食み出すこともない。

【０００９】前記Ｐｂ−Ｓｎソルダは、たとえば、融点
が１８０〜２００数十度となるため、保証温度が８０℃
となる製品群に対しては問題ないが、保証温度が１５０
℃となるような製品に対しては軟化し、光軸の結合ずれ
が生じて好ましくない。そこで、本出願人はこのような
保証温度の高い製品にあっては、前記文献にも記載され
ているように高温長期保持に耐えると言われているＡｕ
−Ｓｎソルダを使用することを検討した。

【００１０】しかし、Ａｕ−Ｓｎソルダの場合は、組立
時にソルダの食み出し現象が発生して下記のような不具
合を生じることがわかった。すなわち、Ａｕ−Ｓｎソル
ダはＰｂ−Ｓｎソルダのように数μｍと薄い蒸着膜を形
成することが難しいため、箔を使用せざるを得ない。Ａ
ｕ−Ｓｎ箔は１５μｍ程度と厚いことと、半導体レーザ
・チップの固定時加圧されることによって、半導体レー
ザ・チップの下面からＡｕ−Ｓｎソルダが外に食み出す
現象が発生する。このソルダの食み出しは小さくなるよ
うに作業条件を設定しても、最小１０〜２０μｍ程度と
なってしまう。ソルダが食み出して高く盛り上がると、
レーザ光の進路の障害物となり発光特性の劣化を生じさ
せる。また、食み出して丸くなったソルダは脱落し易く
なる。脱落したソルダ塊（異物）はショート不良の原因
となる。

【００１１】本発明の他の目的は、半導体レーザ・チッ
プやサブマウントの固定部にソルダの食み出しを生じさ
せない光電子装置およびその製造方法を提供することに
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。

【００１２】

【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、本発明の光電子装置にあ
っては、主面に半導体レーザ・チップが搭載されるサブ
マウントにおいて、サブマウントの主面に半導体レーザ
・チップが固定されるチップ固定面とは面が異なるボン
ディングツール接触面が設けられていて、光電子装置の
製造におけるサブマウントの固定時には、ボンディング
ツールは前記ボンディングツール接触面等に接触してチ
ップ固定面には接触しないようになっている。また、前
記サブマウントの半導体レーザ・チップの前端が重なる
前端の表裏縁には縁に沿って切欠部が設けられていて、
半導体レーザ・チップおよび支持体とサブマウントとの
接合に供されたソルダの食み出し部分が前記切欠部によ
って形成される窪んだ空間に納まるようになっている。

【００１３】

【作用】上記した手段によれば、本発明の光電子装置は
、サブマウントの主面にボンディングツール接触面を有
していることから、光電子装置の製造においては、ボン
ディングツールはサブマウントの主面となるチップ固定
面には接触しないことになり、サブマウントの主面に傷
を付けたり、縁を欠くようなことはなくなり、外観不良
率の低減が図れる。また、本発明の光電子装置はサブマ
ウントの前端の表裏縁に縁に沿って切欠部が設けられて
いることから、半導体レーザ・チップおよび支持体とサ
ブマウントとを接合するソルダが接合領域から食み出し
ても、この食み出したソルダは前記切欠部によって形成
された窪んだ空間に流れ込み、サブマウントの突出によ
るレーザ光を遮る不良や光学部品との接触、さらには突
出ソルダの脱落による異物発生等が防止できる。

【００１４】

【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。図１は本発明の一実施例による光電子装置
の製造におけるサブマウント固定状態を示す断面図、図
２は同じくステムに固定されたサブマウントおよびサブ
マウントに固定された半導体レーザ・チップを示す斜視
図、図３は同じく断面図、図４は本発明による光電子装
置の製造において用いられるサブマウントの製造におけ
るサブマウント素材を示す平面図、図５は前記図４にお
けるＡ−Ａ線に沿う断面図、図６は前記図４におけるＢ
−Ｂ線に沿う断面図、図７は本発明の光電子装置の製造
におけるサブマウント位置決め状態を示す平面図、図８
は同じく光電子装置の製造における半導体レーザ・チッ
プの固定状態を示す側面図、図９は本発明の光電子装置
の要部を示す斜視図である。

【００１５】本発明による光電子装置は、図９に示すよ
うな構造となっている。この光電子装置１０は、それぞ
れアセンブリの主体部品となる板状のステム（支持体）
１１およびこのステム１１の主面側に気密固定されたキ
ャップ１２とからなっている。前記ステム１１は数ｍｍ
の厚さの円形の銅製金属板となっていて、その主面（上
面）の中央部には銅製のヒートシンク（支持体）１３が
ソルダで固定されている。このヒートシンク１３の側面
には銅からなるサブマウント２を介して半導体レーザ・
チップ１が固定されている。図２は半導体レーザ・チッ
プ１（以下図において表裏面の電極は省略）の固定状態
を示す拡大斜視図である。前記半導体レーザ・チップ１
は、たとえば、幅が４００μｍ，長さが３００μｍ，高
さが１００μｍとなっていて、レーザ光１４は図示しな
い共振器の両端の出射面１５から発光される。前記半導
体レーザ・チップ１は、ｐｎ接合が下方となるいわゆる
ジャンクション・ダウンの状態で前記サブマウント２の
チップ固定面１７に、Ａｕ−Ｓｎからなるソルダ４を介
して固定されている。また、前記サブマウント２もソル
ダ６によってヒートシンク１３に固定されている。図２
では、半導体レーザ・チップ１の下面（接合領域）から
食み出したソルダ４およびサブマウント２の下面から食
み出したソルダ６が、点々が付与された領域として示さ
れている。

【００１６】一方、図９に示すように、前記ステム１１
の主面には、半導体レーザ・チップ１の下端から発光さ
れるレーザ光１４を受光し、レーザ光１４の光出力をモ
ニターする受光素子１８が固定されている。この受光素
子１８はステム１１の主面に設けられた傾斜面１９に、
図示しない接合材を介して固定されている。これは、半
導体レーザ・チップ１から発光されたレーザ光１４の受
光素子１８の受光面における反射光が、キャップの窓内
に入らないようにすることによって、遠視野像の乱れを
生じさせなくするためである。

【００１７】他方、前記ステム１１には３本のリード２
０が固定されている。１本のリード２０はステム１１の
裏面に電気的および機械的に固定され、他の２本のリー
ド２０はステム１１を貫通し、かつガラスのような絶縁
体２１を介してステム１１に対し電気的に絶縁されて固
定されている。前記ステム１１の主面に突出する２本の
リード２０の上端は、それぞれワイヤ２２を介して半導
体レーザ・チップ１および受光素子１８の各電極に接続
されている。

【００１８】また、前記ステム１１の主面には窓２５を
有する金属製のキャップ１２が気密的に固定され、半導
体レーザ・チップ１およびヒートシンク１３を封止して
いる。前記窓２５はキャップ１２の天井部に設けた円形
孔を透明なガラス板２６で気密的に塞ぐことによって形
成されている。したがって、半導体レーザ・チップ１の
上端から出射したレーザ光１４は、この透明なガラス板
２６を透過してステム１１とキャップ１２とによって形
成されたパッケージ外に放射される。なお、前記ステム
１１の外周部分には、相互に対峙して設けられる一対の
Ｖ字状切欠部２７と、矩形状切欠部２８が設けられ、組
立時の位置決め等に使用されるようになっている。

【００１９】このような光電子装置１０にあっては、こ
れが本発明の特徴の一つであるが、図２に示されるよう
に、サブマウント２の主面の両側および前端ならびに裏
面（下面）の前端のそれぞれの縁は、その全長に亘って
切り欠かれ、断面が矩形となる切欠部３０が設けられて
いる。すなわち、前記サブマウント２の半導体レーザ・
チップ１が固定される主面の両側縁は、前記切欠部３０
によって一段低くなり、ボンディングツール接触面３１
を構成している。したがって、この切欠部３０よりも一
段高くなった平坦な面がチップ固定面１７となる。この
チップ固定面１７は、サブマウント２の主面に形成され
たチタン，白金，金と順次積層蒸着された被膜８による
面で構成されている。

【００２０】前記サブマウント２はＳｉや熱伝導率が高
いＳｉＣで形成され、寸法は長さが１ｍｍ，幅が０．５
ｍｍ，厚さが０．２ｍｍとなっている。そして、前記ボ
ンディングツール接触面３１を構成する切欠部３０の幅
は５０μｍ，高さは３０μｍとなっている。このボンデ
ィングツール接触面３１には、図１に示すように、サブ
マウント２を保持するボンディングツール３２の押圧面
３３が接触するようになっている。また、前記ボンディ
ングツール３２はその先端部がサブマウント２を保持す
る保持部３４となっている。前記保持部３４と、この押
圧面３３の外周部分に突出する規制部３５とからなり、
保持部３４に真空吸着によってサブマウント２を保持し
た際、サブマウント２の周囲を前記規制部３５で規制し
、サブマウント２の固定時には前記押圧面３３でサブマ
ウント２に押圧力を付与するようになっている。この場
合、前記サブマウント２の端面に規制部３５の内壁面が
接触した際、前記保持部３４はチップ固定面１７の縁に
は接触しないようになっている。したがって、図１に示
すように、半導体レーザ・チップ１をチップ固定面１７
に搭載したサブマウント２をボンディングツール３２で
保持して、ヒートシンク１３上にＡｕ−Ｓｎ箔によるソ
ルダ６で固定した場合、ボンディングツール３２をスク
ラブさせても、前記押圧面３３の内周縁は常時ボンディ
ングツール接触面３１上に位置するため、チップ固定面
１７の被膜８に傷が付いたりあるいは被膜８は剥離した
りしない。また、押圧力は前記ボンディングツール接触
面３１に垂直に加わるため、サブマウント２の縁が欠け
難くなり、外観不良発生頻度が低くなる。

【００２１】なお、前記ボンディングツール３２は、図
３に示されるように、レーザ光１４が発光される面の一
方、すなわちサブマウント２の前端側ではサブマウント
２に接触しない構造となっている。また、前記サブマウ
ント２を平面的に位置制御して、レーザ光１４の発光位
置を便宜的にヒートシンク１３に対して特定するため、
サブマウント２の前後端側において少なくともサブマウ
ント２の前端側ではボンディングツール３２の保持部３
４はレーザ光１４を透過すべくかつ半導体レーザ・チッ
プ１に保持部３４が接触しないようにすべく一部で切り
欠かれている。

【００２２】一方、前記サブマウント２の前端、すなわ
ち半導体レーザ・チップ１のレーザ光１４を発光する出
射面１５を有する一方の端（前端）が重ねられる端の表
裏縁には、前述のように縁に沿って断面が矩形となる切
欠部３０が設けられている。この切欠部３０は、幅が３
０μｍ程度となるとともに、高さは３０μｍとなってい
る。この切欠部３０は、前記半導体レーザ・チップ１の
下面またはヒートシンク１３の上面とによって窪んだ空
間、すなわちソルダ溜り空間３６を作り出し、チップボ
ンディングあるいはサブマウント固定時にソルダ４，６
が接合領域外に食み出そうとする際、この流出ソルダ３
７が入り込み、かつ接合領域内に納まる容積の空間とな
っている。前記ソルダ４，６は、厚さ１５μｍ程度のＡ
ｕ−Ｓｎ箔が使用されるため、前記ソルダ溜り空間３６
は、幅３０μｍ，高さ３０μｍ，長さが１ｍｍ程度とな
っていることから、前記流出ソルダ３７を接合領域から
突出させることなく収容することができる。

【００２３】したがって、従来のような突出ソルダの発
生がなく、突出ソルダの脱落に起因するショート不良が
発生しなくなるばかりでなく、突出ソルダが発生しない
ことから、前記キャップ１２のガラス板２６を半導体レ
ーザ・チップ１に近接配置することができるようになる
。また、このソルダ溜り空間３６内の流出ソルダ３７は
半導体レーザ・チップ１，サブマウント２，ヒートシン
ク１３の前端縁にまで達して濡れることから、半導体レ
ーザ・チップ１の出射面部分で発生した熱をも含めて、
速やかにソルダ４，サブマウント２，ソルダ６，ヒート
シンク１３と伝達させ放熱することができる。なお、前
記サブマウント２の下面にも主面と同一の組成からなる
被膜３８が設けられ、ソルダ６との濡れ性を高めるよう
になっている。

【００２４】つぎに、前記サブマウント２の製造につい
て説明する。サブマウント２の製造においては、図４に
示すように、ＳｉまたはＳｉＣからなる薄い板状のサブ
マウント素材４０が用意される。このサブマウント素材
４０は、たとえば、０．２ｍｍの厚さのものが選択され
る。そして、このサブマウント素材４０には、チタン，
白金，金が順次蒸着され、厚さ１μｍ程度の被膜８が主
面に、厚さ１μｍ程度の被膜３８が裏面にそれぞれ形成
される（図５，図６参照）。その後、前記サブマウント
素材４０の主面および裏面には、エッチングあるいはダ
イシング加工によって溝４１が形成される。サブマウン
ト素材４０の主面の溝４１は、図４に示されるように、
横方向に延在する溝幅が５５μｍ程度の細溝４２と、前
記細溝４２に直交する溝幅が１５０μｍ程度の太溝４３
とからなっている。これらの溝４１の深さは３０μｍと
なっている。また、サブマウント素材４０の裏面の溝４
１は、図６に示されるように、前記細溝４２に対面しか
つ特に限定はされないが同一深さ同一幅となっている。

【００２５】つぎに、前記サブマウント素材４０は、ダ
イシング加工によって切断されてサブマウント２が形成
される。ダインングは、横方向にあっては、図６の二点
鎖線で示されるように、前記細溝４２の一方の縁に沿っ
て行われ、縦方向にあっては、図５の一点鎖線で示され
るように、前記太溝４３の中心に沿って行われる。ダイ
シングの切削幅はおよそ５０μｍとなる。この結果、サ
ブマウント２になった状態では、サブマウント２の両側
上縁には幅が５０μｍとなるボンディングツール接触面
３１が形成されるとともに、サブマウント２の裏面の前
端表裏縁には幅が３０μｍ，高さが３０μｍのソルダ溜
り空間３６が形成されることになる。

【００２６】つぎに、このようなサブマウント２を使用
する光電子装置の製造（組立）につてい説明する。図７
に示されるように、治具４５の支持面４６上にサブマウ
ント２を載置した後、先端がＶ字爪となる位置決め片４
７でサブマウント２の角部をサブマウント２の対角線方
向に押し、サブマウント２を治具４５の直角に延在する
位置決め突条４８に押し当てて位置決めする。この際、
前記サブマウント２の主面、すなわち、チップ固定面１
７の所定位置に、Ａｕ−Ｓｎ箔４９をあらかじめ固定し
ておく。つぎに、図８に示されるように、コレット５０
の下端に半導体レーザ・チップ１を真空吸着保持した後
、このコレット５０を水平方向に移動させて半導体レー
ザ・チップ１の前端を位置決め突条４８の基準面となる
内壁に接触させる。その後、前記コレット５０を下降さ
せて半導体レーザ・チップ１をサブマウント２に押し付
けるとともに、加熱によって前記Ａｕ−Ｓｎ箔４９を溶
かし、半導体レーザ・チップ１をサブマウント２に固定
する。このボンディング時、図３に示されるように、溶
けて流出する流出ソルダ３７は、切欠部３０によって形
成されたソルダ溜り空間３６内に入り込む。この際、前
記流出ソルダ量は多くならないように設定されていると
ともに、前記切欠部３０の寸法も選択されていることか
ら、流出ソルダ３７はソルダ溜り空間３６内から突出し
なくなる。

【００２７】つぎに、図９に示されるように、リード２
０や受光素子１８が取り付けられかつ主面にヒートシン
ク１３が固定されたステム１１が用意される。その後、
前記半導体レーザ・チップ１が搭載されたサブマウント
２は、図１および図３に示されるように、ボンディング
ツール３２によって保持され、支持体である前記ヒート
シンク１３に位置決め固定される。この際、前記半導体
レーザ・チップ１のボンディングと同様に、Ａｕ−Ｓｎ
箔が使用されてサブマウント２の固定が行われる。この
ボンディング時、溶けて流出する流出ソルダ３７は、切
欠部３０によって形成されたソルダ溜り空間３６内に入
り込むとともに、その流出ソルダ量も多くならないよう
に設定されていることから、ソルダ溜り空間３６内から
突出しなくなる。また、このボンディング時、前記ボン
ディングツール３２の保持部３４にあっては、規制部３
５がサブマウント２の周面に接触し、押圧面３３がボン
ディングツール接触面３１に接触するだけであることか
ら、チップ固定面１７には外力が作用しないため、チッ
プ固定面１７に傷が付いたり、被膜８が剥離したりする
ことはない。また、サブマウント２の端となるボンディ
ングツール接触面３１に対して、ボンディングツール３
２の押圧力が垂直に作用するため、サブマウント２の縁
が欠け難くなる。したがって、サブマウントボンディン
グ時のサブマウント２の損傷発生を抑止できることにな
り、外観不良発生率の低減が達成できる。

【００２８】つぎに、前記リード２０の内端と半導体レ
ーザ・チップ１および受光素子１８とはワイヤ２２で電
気的に接続される。また、前記ステム１１の主面には、
透明なガラス板２６が取り付けられたキャップ１２が気
密的に固定される。この結果、ステム１１の主面にそれ
ぞれ配設されたヒートシンク１３，リード２０内端，受
光素子１８，ワイヤ２２，ヒートシンク１３に固定され
た半導体レーザ・チップ１等は、前記キャップ１２に気
密的に封止されることになり、図９に示されるような光
電子装置１０が完成する。

【００２９】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）本発明の光電子装置は、サブマウントの主面にボ
ンディングツール接触面が設けられていることから、光
電子装置の製造におけるサブマウントの固定時、ボンデ
ィングツールは前記ボンディングツール接触面とサブマ
ウントの端面（周面）のみに接触するだけでサブマウン
トを保持できることになり、被膜等が設けられたサブマ
ウントの主面に接触しなくなる。この結果、サブマウン
トの主面に傷が付いたり、被膜が剥離したりすることが
なくなる。また、ボンディングツールによるサブマウン
トに加わる押圧力は、前記ボンディングツール接触面に
垂直に加わるため、サブマウントの縁が欠けたりするこ
ともなくなり、サブマウント固定時のサブマウント破損
率が低下し、外観不良発生率の低減が達成できるという
効果が得られる。

【００３０】（２）本発明の光電子装置は、サブマウン
トの前端表裏縁にソルダ溜り空間となる切欠部が設けら
れていることから、光電子装置の製造における半導体レ
ーザ・チップやサブマウントの固定時、固定に供された
ソルダが多く流出しても、この流出ソルダは前記ソルダ
溜り空間内に納まって接合領域から食み出さない。この
結果、レーザ光の光路を前記流出ソルダが遮るような不
良が発生しなくなり、特性の優れた光電子装置を提供す
ることができるという効果が得られる。

【００３１】（３）上記（２）により、本発明の光電子
装置は、半導体レーザ・チップやサブマウントの固定に
供されたソルダが接合領域から食み出すことがないため
、食み出したソルダ塊が脱落してパッケージ内に残留し
、このソルダ塊に基づいて発生するショート不良が発生
しなくなり、信頼性が高くなるという効果が得られる。

【００３２】（４）上記（２）により、本発明の光電子
装置は、半導体レーザ・チップやサブマウントの固定に
供されたソルダが接合領域から食み出すことがないため
、キャップのガラス板を半導体レーザ・チップに近接す
ることができ、外部光学系をより半導体レーザ・チップ
に近接できるという効果が得られる。

【００３３】（５）上記（１）および（３）により、本
発明によれば光電子装置の製造歩留りが向上するという
効果が得られる。

【００３４】（６）本発明の光電子装置は、半導体レー
ザ・チップの前端表裏縁に切欠部が設けられているが、
半導体レーザ・チップやサブマウントの固定領域の切欠
部部分には、ソルダが充満するため、半導体レーザ・チ
ップの前端の出射面部分で発生した熱も、前記ソルダを
介してサブマウントあるいはヒートシンクに伝達される
ため、光電子装置の温度特性も良好となるという効果が
得られる。

【００３５】（７）上記（１）〜（６）により、本発明
によれば、信頼性の高い光電子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。

【００３６】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、
図１０は開放形の光電子装置６０に本発明を適用したも
のである。この光電子装置６０は、略方形となるＣｕの
本体６１を基にして組み立てられている。前記本体６１
は、その上面が階段状に三段となり、右側の最下段上に
は銀鑞付けによってセラミックからなるリード用ブロッ
ク６２が固定されている。このリード用ブロック６２は
内側が一段低くなり、ワイヤ接続面６３を形成している
。そして、このワイヤ接続面６３とこれより高いリード
接続面６４間に亘って点々で示されるように導電性の被
膜６５が形成されている。また、前記リード接続面６４
の被膜６５上には板状のリード（カソード）６６が固定
されている。

【００３７】一方、前記本体６１の中央中段上には、サ
ブマウント２を介して半導体レーザ・チップ１が固定さ
れている。このサブマウント２は前記実施例と同様な構
造となり、接続に供したソルダの接合領域からの突出を
防止している。この図では、ソルダを始めとする微細な
部分は、前記実施例と同一であることから省略してある
。

【００３８】他方、前記本体６１の左端の最上段６７の
中央には、この本体６１を所定の支持体に固定する際利
用される下方に貫通した取付孔６８が穿れている。また
、この最上段６７の一角は部分的に一段切り欠かれてワ
イヤ接続面６９が設けられている。このワイヤ接続面６
９はその表面に点々で示されるように導電性の被膜７０
が形成されている。そして、この被膜７０と前記半導体
レーザ・チップ１の上部電極は、金からなる２本のワイ
ヤ７１で電気的に接続されている。また、前記半導体レ
ーザ・チップ１のチップ固定面１７とワイヤ接続面６３
の被膜６５も、前記同様に金からなる２本のワイヤ７２
で電気的に接続されている。なお、図示はしないが、前
記本体６１の下面にはニッケルおよび金等を積層した電
極が形成されている。

【００３９】この開放形の光電子装置は、封止されない
状態でユーザに提供されるため、サブマウント２の表面
は簡単に目視できる。本発明による開放形の光電子装置
は、サブマウント２に傷や欠けが発生しないことから、
外観美も良く実質の信頼性が良いこととも相俟って品質
の優れた製品となる。

【００４０】図１１は本発明の他の実施例によるサブマ
ウント等を示す斜視図である。この例ではサブマウント
２に設けるボンディングツール接触面３１を部分的に設
けたものである。この例でも前記実施例同様にサブマウ
ント２を損傷させることなく固定することが可能となる
。しかし、この場合には、サブマウント２を保持するボ
ンディングツールの保持部の形状を、前記ボンディング
ツール接触面３１に対応するような形状にする必要があ
る。

【００４１】図１２は本発明の他の実施例によるサブマ
ウント等を示す断面図である。この実施例では、サブマ
ウント２の主面および裏面の周縁にそれぞれ切欠部３０
を設けたものである。この構造でも前記実施例同様にサ
ブマウント損傷，ソルダ突出を防止できる。

【００４２】図１３は本発明の他の実施例による光電子
装置におけるステムに固定されたサブマウント、および
サブマウントに固定された半導体レーザ・チップを示す
断面図である。この実施例では、サブマウント２とヒー
トシンク１３との固定に供するソルダ６の接合領域外へ
の突出防止を、サブマウント２に切欠部３０を設けるこ
となく、代わりにヒートシンク１３に切欠部８０を設け
ることによって行うようにしたものである。この例でも
、前記実施例同様にサブマウント損傷，ソルダ突出を防
止できる。

【００４３】図１４は本発明の他の実施例による光電子
装置におけるステムに固定されたサブマウント、および
サブマウントに固定された半導体レーザ・チップを示す
断面図である。この実施例では、前記図１３の構造にお
いて、サブマウント２およびヒートシンク１３における
切欠部３０および切欠部８０は、外側に向かうにつれて
その深さが浅くなる構造となり、流出するソルダが切欠
部３０，８０から流れ出ないように配慮されている。す
なわち、前記切欠部３０，８０の底は奥に向かうにつれ
て低くなっているため、最初に流れ込んだ流出ソルダ３
７は、この奥の深い空間部分に溜まることになる。そし
て、流出ソルダ３７の量が多くなるにつれて流出ソルダ
３７は上り坂となる切欠部３０，８０の底を這い上がり
、外側（先端）の縁に到達する。流出ソルダ３７はこの
縁を乗り越えてサブマウント２やヒートシンク１３の側
面側にこぼれ出ようとするが、上縁が半導体レーザ・チ
ップ１やサブマウント２に接着しかつ下縁が切欠部３０
，８０の縁に接着して表面張力が作用することと、切欠
部３０，８０の底が坂となって流出ソルダ３７が流出し
難い構造となっていること、ソルダ溜り空間３６内のソ
ルダ同志がその粘着力によって相互に引き合って離れ難
いこと、さらには使用されるソルダの量および固定条件
（半導体レーザ・チップ１やサブマウント２に加えられ
る押圧力および押圧時間，温度条件等）が適正に設定さ
れていることから、ソルダの突出現象は発生しないこと
になる。このソルダの突出抑止作用は、前記切欠部３０
，８０や接合間隔等の寸法が小さいことから効果的に行
われる。

【００４４】なお、底が坂となる切欠部８０は必ずしも
前記実施例の構造に限定されるものではなく、ソルダが
外側に流出しない窪み底形状となっていればよい。また
、底が坂または窪みとなる切欠部は、半導体レーザ・チ
ップを固定するサブマウントに設けてもよいことは勿論
のことである。さらに、サブマウントとしては、Ｓｉ，
ＳｉＣ以外のものでも良く、たとえば、銅等の金属体で
も前記実施例同様な効果が得られる。

【００４５】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・チップを組み込んだ光電子装置およびその製造
技術に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではない。

【００４６】

【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に説明すれば下記
のとおりである。本発明の光電子装置は、サブマウント
の主面にボンディングツール接触面が設けられ、光電子
装置の製造におけるサブマウントの固定時には、ボンデ
ィングツールが前記ボンディングツール接触面およびサ
ブマウント周縁以外には接触しないようにしてサブマウ
ントの固定を行うようになっているため、サブマウント
の主面の被膜に傷が付いたり縁が欠けるようなことがな
くなり、外観不良の発生を低減できる。また、本発明の
光電子装置にあっては、サブマウントの前端縁に切欠部
が設けられていることから、光電子装置の製造における
半導体レーザ・チップやサブマウントを固定する際、固
定のために使用されるソルダの流出があっても、この流
出ソルダは前記切欠部によって形成される窪んだソルダ
溜り空間に納まるため、流出ソルダが接合領域から外れ
て食み出す現象が発生しなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光電子装置の組立にお
けるサブマウント固定状態を示す断面図である。

【図２】本発明の光電子装置においてステムに固定され
たサブマウントおよびサブマウントに固定された半導体
レーザ・チップを示す斜視図である。

【図３】本発明の光電子装置においてステムに固定され
たサブマウントおよびサブマウントに固定された半導体
レーザ・チップを示す断面図である。

【図４】本発明の光電子装置の製造において使用するサ
ブマウント素材の平面図である。

【図５】図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図６】図４におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図７】本発明の光電子装置の組立におけるサブマウン
ト位置決め状態を示す平面図である。

【図８】本発明の光電子装置の製造における半導体レー
ザ・チップの固定状態を示す側面図である。

【図９】本発明の光電子装置の概要を示す斜視図である
。

【図１０】本発明の他の実施例による開放形の光電子装
置を示す斜視図である。

【図１１】本発明の他の実施例によるサブマウント等を
示す斜視図である。

【図１２】本発明の他の実施例によるサブマウント等を
示す断面図である。

【図１３】本発明の他の実施例による光電子装置におけ
るヒートシンクに固定されたサブマウントおよびサブマ
ウントに固定された半導体レーザ・チップを示す断面図
である。

【図１４】本発明の他の実施例による光電子装置におけ
るヒートシンクに固定されたサブマウント、およびサブ
マウントに固定された半導体レーザ・チップを示す断面
図である。

【図１５】従来の光電子装置の組立におけるサブマウン
トの固定状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…半導体レーザ・チップ、２…サブマウント、３…支
持体、４…ソルダ、５…ボンディングツール、６…ソル
ダ、７…保持部、８…被膜、１０…光電子装置、１１…
ステム、１２…キャップ、１３…ヒートシンク、１４…
レーザ光、１５…出射面、１７…チップ固定面、１８…
受光素子、１９…傾斜面、２０…リード、２１…絶縁体
、２２…ワイヤ、２５…窓、２６…ガラス板、２７…Ｖ
字状切欠部、２８…矩形状切欠部、３０…切欠部、３１
…ボンディングツール接触面、３２…ボンディングツー
ル、３３…押圧面、３４…保持部、３５…規制部、３６
…ソルダ溜り空間、３７…流出ソルダ、３８…被膜、４
０…サブマウント素材、４１…溝、４２…細溝、４３…
太溝、４５…治具、４６…支持面、４７…位置決め片、
４８…位置決め突条、４９…Ａｕ−Ｓｎ箔、５０…コレ
ット、６０…光電子装置、６１…本体、６２…リード用
ブロック、６３…ワイヤ接続面、６４…リード接続面、
６５…被膜、６６…リード、６７…最上段、６８…取付
孔、６９…ワイヤ接続面、７０…被膜、７１，７２…ワ
イヤ、８０…切欠部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　支持体と、この支持体の主面にソルダ
を介して固定されたサブマウントと、前記サブマウント
の主面にソルダを介して固定された半導体レーザ・チッ
プとを有する光電子装置であって、前記サブマウントに
は前記半導体レーザ・チップが固定されるチップ固定面
とは面が異なるボンディングツール接触面を有している
ことを特徴とする光電子装置。
【請求項２】　　前記ボンディングツール接触面は前記
チップ固定面よりも一段低くかつ前記サブマウントの対
面する一対の辺の全長に亘って設けられていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電子装置。
【請求項３】　　前記半導体レーザ・チップの一端部が
重ねられるサブマウント前端の表裏面の縁には、縁に沿
って切欠部が設けられているとともに、前記ソルダは前
記切欠部内に収まっていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第２項記載の光電子装置。
【請求項４】　　サブマウントの主面にソルダを介して
半導体レーザ・チップを固定する工程と、前記半導体レ
ーザ・チップを主面に搭載したサブマウントをボンディ
ングツールの保持部で保持した後，前記サブマウントの
裏面を支持体の主面に押し付け，あらかじめ用意したソ
ルダを一時的に溶融してサブマウントを支持体に固定す
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
法であって、前記サブマウントにあってはサブマウント
の周縁の一部にボンディングツールの保持部が接触する
窪んだボンディングツール接触面を設けておくとともに
、ボンディングツールにあってはその保持部の構造は，
前記ボンディングツール接触面とサブマウントの周面の
みに接触可能に構成し、このボンディングツールで半導
体レーザ・チップを搭載したサブマウントを保持してサ
ブマウントを支持体に固定することを特徴とする光電子
装置の製造方法。