JPH0523563U - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザ装置の製造、組立の簡易化をは
かるようにする。 【構成】 樹脂モールド体１３に半導体レーザＬＤを配
置する凹部１４を設け、この凹部１４内に、リードの半
導体レーザＬＤをマウントするマウント部１１Ｍと、レ
ーザ等の電極との接続部１２Ａを導出させた構成とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は半導体レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体レーザ装置は、光ディスク、光磁気ディスク等に対する記録再生の光源 等、多方面で実用されている。

【０００３】 通常の半導体レーザ装置に於ては、その半導体レーザが、これの発光状態をモ ニターし、これによって半導体レーザを制御して、その光出力を一定にする自動 光出力制御を行うフォトダイオード等の光検出素子と共にキャンパッケージ内に シールされる。

【０００４】 このようなキャンパッケージシールは、その半導体レーザとフォトダイオード にそれぞれの給電端子と共通の端子の例えば３本のリードが導出され、半導体レ ーザ及びフォトダイオードがマウントされるヘッダーと、これを覆って半導体レ ーザからの前方光を導出するガラス板が封止された窓を有するキャンとが互いに 封着（シール）されて構成される。

【０００５】 このようなキャンパッケージによる場合、各部の位置合せ、そのヘッダーとキ ャンとのシール作業など組立作業が煩雑であるという欠点がある。

【０００６】 一方、これに対して、図９に示すように、半導体レーザ光を受光してこれをモ ニターするモニター用光検出素子例えば、フォトダイオードＰＤを有するシリコ ン等のサブマウント基板１上に半導体レーザＬＤをマウントし、このサブマウン ト基板１を、例えば樹脂基板２に貫通して配置した１のリード３上にマウントい わゆるダイボンディングし、同様に樹脂基板２に貫通導出させた他のリード３に 半導体レーザＬＤ及びフォトダイオードＰＤの各電極をリードワイヤー４をもっ て接続し、このリードワイヤーとそのボンディング部、更に半導体レーザＬＤ及 びフォトダイオードＰＤのボンディング部を覆って透明の樹脂モールド体５を被 覆モールドしてシールするようにした半導体レーザ装置の提案もなされている。

【０００７】 然し乍ら、このような樹脂モールド５によってシールを行う場合、半導体レー ザＬＤ及びフォトダイオードＰＤへの樹脂モールド５の硬化時の収縮その他にお けるストレスによる歩留り悪化、更に樹脂の湯流れ、平面度等の良否により、半 導体レーザＬＤからの発光に収差の発生等、特性劣化をもたらすという問題が生 じて来る。

【０００８】 また、使用する樹脂が透明である必要があり、使用できる材料に限定が生じる 。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、上述したように半導体レーザ、更にある場合は、そのモニター用光 検出素子としての例えばフォトダイオード等からのリード導出がなされた半導体 レーザ装置に於て、その組立製造の簡易化従って量産性の向上、更に樹脂モール ドによる半導体素子即ち半導体レーザ及びそのモニター用のフォトダイオード等 の特性の影響を回避するようにした半導体レーザ装置を提供する。

【００１０】 即ち、本考案に於ては、半導体レーザに於て、必ずしもこれを外気と遮断すべ く樹脂モールド或いはキャンシール等によって包囲しない場合に於ても、充分高 い信頼性が得られ、むしろ、この半導体レーザ等に直接的に樹脂モールドが施さ れる場合に比して安定した特性が得られることを見い出し、このことに着目して 、上述した諸問題の解決をはかった半導体レーザ装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、図１にその一例の略線的斜視図を示し、図２にその平面図を示すよ うに、半導体レーザＬＤのマウント部１１Ｍを有するリード１１と、他の端子導 出リード１２とを共通の樹脂モールド体１３によって一体化する。

【００１２】 この樹脂モールド体１３には、半導体レーザＬＤのマウント部１１Ｍと、上述 した他のリード１２の一部とを外部に露出させると共に、半導体レーザＬＤを収 容する凹部１４を設ける。

【００１３】 そして、この凹部１４内に於て、半導体レーザＬＤのリード１１に対するマウ ントと他の端子導出リード１１に対する電気的接続を行う。

【００１４】 そして、また、本考案においては、レーザＬＤと共に、これをモニターする光 検出素子ＰＤ、例えばフォトダイオードを設ける場合に於て、上記凹部１４は、 レーザＬＤと光検出素子ＰＤとを収容し、この凹部１４内においてリード１１に 対する接続を行う。

【００１５】 この場合、その光検出素子ＰＤの、リード１１との接続がなされる外部に露出 するボンディングパッド２０の表面を耐蝕性にすぐれたＡｕ，Ｐｔ等によって被 覆する。

【００１６】

【作用】

上述の本考案によるレーザ装置によれば、キャンシール又は樹脂モードによる 半導体レーザＬＤを直接的に包み込むシールを行うことが回避され、リード１１ 及び１２を保持する樹脂モールド体１３に設けられた凹部１４内に即ち、この樹 脂モールド体１３によって囲まれる空間内に半導体レーザＬＤを配置した構成を とるので、樹脂モールド体によって直接的に半導体レーザＬＤに接触させる場合 のストレスが回避され、これによって半導体レーザＬＤの特性劣化、不安定等を 回避出来る。

【００１７】 また、本考案によれば半導体レーザＬＤを樹脂モールドにより包まないことか ら樹脂モールド材料として任意の材料を使用でき、例えば通常のＩＣパッケージ に用いる黒色レジンを使用すればコスト的にも放熱特性からも有利である。

【００１８】 又、樹脂モールド体１３の表面性等によって半導体レーザＬＤからの発光に対 する収差等の問題が回避される。

【００１９】 しかしながら、本考案に於ては、樹脂モールド体１３の凹部内に半導体レーザ ＬＤ、光検出素子ＰＤを配置したので、これによってこのレーザ装置を、例えば 光ディスク、光磁気ディスク等のドライブ装置に組み込む場合などの取扱いに際 しては、半導体レーザＬＤや、光検出素子ＰＤに直接他物が接触してこれらを破 壊したり、リードとの接続ワイヤの断線等の事故の発生を効果的に回避できる。

【００２０】 また、光検出素子ＰＤのリード１１との接続がなされる外部に露出するボンデ ィングパッド部２０はＡｕ，Ｐｔ等の耐蝕性金属を被覆したので、これらが外部 に露出した構成が採られるにも拘わらず、長期に亘って安定した動作を行うこと ができる。

【００２１】

【実施例】

本考案によるレーザ装置の一例を図１〜図４を参照して詳細に説明する。

【００２２】 この例に於ては、半導体レーザＬＤ即ち、半導体レーザチップと共に、これよ りの発光例えば半導体レーザの共振器の後方端面から発光を受光して、これを検 出するモニター用の光検出素子例えばフォトダイオードＰＤを一体にマウントし た構成をとる場合である。

【００２３】 この場合、例えば図４にその平面図を示すように、Ｓｉ等のフォトダイオード ＰＤが形成されたサブマウント基板１５が設けられ、これの上に半導体レーザＬ Ｄ例えば、ヘテロ接合型半導体レーザ等の各種半導体レーザ素子がマウントされ る。

【００２４】 このサブマウント基板１５上にマウントされた半導体レーザＬＤの一方の電極 は金線等のリードワイヤ１８によってサブマウント基板１５を貫通する電極ピン １７に電気的に連結され、光検出素子即ちフォトダイオードＰＤの一方の電極と 共通にサブマウント基板１５の底面に導出される。また、半導体レーザＬＤとフ ォトダイオードＰＤの各他方の電極が同様に金線等のリードワイヤ１８によって サブマウント基板上に設けられた各ワイヤボンディングパッド部１９に配線層１ ６等によって電気的に連結される。

【００２５】 サブマウント基板１５の表面は、ＳｉＯ₂ ，Ｓｉ₃ Ｎ₄ 等の絶縁層によって覆 われるものであるが、ボンディングパッド部１９を構成する金属層は、外部に露 出される。 これら外部に露出するボンディングパッド部１９は、Ａｕ，Ｐｔ等の耐蝕性に すぐれた金属表面層が被着された構成とされる。この場合、ボンディングパッド 部１９がＡｌである場合などにおいて必要に応じてこのＡｌとの反応を防止する Ｔｉ等のバリアメタルを介在させることができる。

【００２６】 一方、図３に示すように、リードフレーム２１が設けられる。このリードフレ ーム２１は、一枚の金属板から打ち抜き等によって形成され、半導体レーザＬＤ 即ち、これがマウントされた例えばサブマウント基板１５がダイボンドされるマ ウント部１１Ａを先端に有するリード１１と、その両側に他の外部端子導出リー ドを構成する２本のリード１２とを組とする複数の組がそれぞれのリード１１及 び１２の外端に於て連結部２１Ｌによって連結された構成がとられる。

【００２７】 リード１１の半導体レーザＬＤのマウント部即ち、図示の例では半導体レーザ ＬＤがマウントされたサブマウント基板１５をマウントするマウント部１１Ｍに は、図２で示されるように、その両側のリード１２の先端に対向するように広が る翼１１Ｗ₁ 及び１１Ｗ₂ が設けられて、例えばＴ字形パターンに構成される。

【００２８】 そして、又、図３に示すようにリードフレーム２１のリード１１と、その両側 のリード１２を組とし、その先端部にエポキシ樹脂等よりなる樹脂モールド体１ ３をモールドして、リードフレーム２１を各リード１１及び１２から切離した状 態で、図１及び図２に示すように、各リード１１及び１２から所要の位置関係を 持って機械的に連結し、電気的に絶縁されて保持されるようにする。

【００２９】 この樹脂モールド体１３は、全体的な形状が例えば直方体状に形成し得るも、 その成型にあたって、凹部１４が設けられる。

【００３０】 この凹部１４内には、リード１１のマウント部１１Ｍを外部に露出させる。同 時に凹部１４内に両側のリード１２の一部、即ち半導体レーザＬＤ及び光検出素 子ＰＤの各電極が接続されたボンディングパッド部１９と金線等のリードワイヤ １８がボンディングされる電極接続部１２Ａとなる例えば先端部を外部に露出さ せる。

【００３１】 そして、この樹脂モールド体１３の凹部１４内に於て、半導体レーザＬＤがマ ウントされたサブマウント基板１５がダイボンドされて、このリード１１に前述 した電極ピン１７をもってサブマウント基板１５の裏面に電気的に導出された半 導体レーザＬＤと光検出素子のフォトダイオードＰＤの各一方の共通電極を電気 的に接続すると共に機械的に連結する。

【００３２】 樹脂モールド体１３の凹部１４は、その前方部が開放されて、窓１４Ｗが形成 されて、この窓１４Ｗを通じて半導体レーザＬＤの共振器の前方端から導出発光 されるレーザ光Ｌが、直接的に外部に放出されるようになされる。

【００３３】 又、この凹部１４の窓１４Ｗの幅は、上述したように半導体レーザＬＤのレー ザ光Ｌの導出が行われる程度の幅に選定されるも、リード１１のマウント部１１ Ｍの両側の翼部１１Ｗ₁ 及び１１Ｗ₂ の先端が樹脂モールド体１３中に埋め込ま れるようになされて、リード１１の先端部が良好に樹脂モールド体１３によって 安定に保持されるようにする。従って半導体レーザＬＤ及びモニター用の光検出 素子のフォトダイオードＰＤが機械的に従って電気的に安定に保持されるように する。

【００３４】 そしてこのようにリードフレーム２１の、リード１１及び１２の組に対して、 樹脂モールド体１３をいわゆるアウトサートモールドによってモールドし、且つ 、そのリード１１のマウント部１１Ａにサブマウント基板１５をマウントし、又 、リードワイヤー１８をもって各対応する電極と接続されたボンディングパッド 部２０をリード１２に接続して後、各リード１１及び１２の外端部においてリー ドフレーム２１を切断排除する。

【００３５】 このようにして樹脂モールド体１３によって周囲が囲まれて保護された半導体 レーザＬＤ及びそのモニター用光検出素子のフォトダイオードＰＤが保護された 半導体レーザ装置２２を得る。

【００３６】 このような構成による半導体レーザ装置２２は、目的とする使用態様に応じて 、例えば光ディスク、光磁気ディスク等のドライブ装置に於ける光ピックアップ の所定部に組み込まれる。 この場合、その光ピックアップの所定部に、この半導体レーザ装置２２を設定 するに当り、その樹脂モールド体１３にその設定の基準面を形成するようになし 得る。

【００３７】 即ち、この場合、樹脂モールド体１３は、例えばその外形状を直方体状に形成 し、これに形成した凹部１４を挟んで、凹部１４の前方の窓１４Ｗの両側に、半 導体レーザＬＤの出射光の光軸方向Ｙに対して直交する平坦な基準前方面１３Ｆ を形成する。

【００３８】 更に、その両側の少くとも１側に前方面１３Ｆと直交する両側面方向Ｘと直交 する平坦基準側面１３Ｓ₁ ，１３Ｓ₂ を形成する。

【００３９】 又、更に前方面１３Ｆと側面１３Ｓ₁ 及び１３Ｓ₂ とそれぞれ直交する平坦な 基準底面１３Ｄと基準上面１３Ｕの少くとも一方を形成する。 このようにして互いに直交する３方向Ｘ，Ｙ，Ｚに対する基準面を樹脂モール ド体１３の外側面で形成する。

【００４０】 これら基準面は、樹脂モールド体１３によって形成する場合に限らず、例えば 、図５及び図６にその一例の斜視図及び平面図を示すように、リード１１の先端 をマウント部１１Ｍより前方に延長させ、この延長部１１ＭＦの前方端面をＹ方 向と直交する基準前方面１３Ｆとして形成し得る。又、Ｘ方向の基準側面１３Ｓ ₁ 及び１３Ｓ₂ を、リード１１の先端部から両側に延長した延長部の端面によっ て形成することも出来る。

【００４１】 又、凹部１４内には、半導体レーザＬＤ或いは、これをマウントしたサブマウ ント基板１５を配置マウントするものであるが、この場合、このサブマウント基 板１５即ち、半導体レーザＬＤの位置規制を凹部１４によって行うことも出来る 。この場合の一例を図７にその斜視図を示し、図８にその縦断面図をもって示す 。

【００４２】 この場合、凹部１４内に例えばサブマウント基板１５の左右両側面と衝合する 相対向する側壁面２３Ｓ₁ 及び２３Ｓ₂ を有し、少くともその底部に於て、サブ マウント基板１５を嵌合させる位置規制凹部２３を形成する。

【００４３】 又、半導体レーザＬＤの共振器の後方端側からの出射光が更に共振器に戻り光 となって入り込むことを阻止する反射傾斜面を凹部１４の背面或いは位置規制凹 部２３の背面に例えば上方に向って傾くテーパー面２４として形成し得る。

【００４４】 上述したように本案構成によれば、半導体レーザＬＤ、更にある場合は、これ の出力をモニターする光検出素子のフォトダイオードＰＤを樹脂モールドによっ て直接的にシールする構成を回避するが、樹脂モールド体１３の凹部１４内にこ れら半導体レーザＬＤ及びフォトダイオードＰＤと、更にこれらのリード１１及 び１２に対する接続等のリードワイヤし１８のボンディング部を配置したことに よって、これらが樹脂モード体１３によって囲まれて保護された構造が採られる 。

【００４５】

【考案の効果】

上述した本考案構成によれば、半導体レーザＬＤ、更にある場合はこれの出力 モニタを行う光検出素子例えばフォトダイオードＰＤとを、それぞれのリード１ １及び１２を保持する樹脂モールド体１３の凹部１４内に配置して樹脂モールド 体１３によって取り囲まれた構造としたので、これら半導体レーザＬＤ及びフォ トダイオードＰＤ、更にこれらに対するリードワイヤ１８とそのボンディング部 とを樹脂モールド体１３によって保護することが出来る。

【００４６】 そして、その半導体レーザＬＤからの前方出射光Ｌに関しては、直接的に何ら 樹脂モールド体等によって妨げられることなく、これを外部に出射させることが 出来るので、樹脂モールド体１３の形状、表面性、その他光学的特性に係わりな く、確実に半導体レーザＬＤの光導出を行うことが出来るが、例えばカーボンブ ラック等で着色したエポキシ樹脂等、特にモールド材として黒色の樹脂を使用す ると放熱性、コストの面で有利である。

【００４７】 又、このレーザＬＤにおける樹脂モールド体１３によるストレスが回避される ので、安定した特性を有する半導体レーザ装置を得ることが出来る。

【００４８】 又、その組立に当っては、キャンシール等を施す場合等に比してリードフレー ムに対する樹脂モールド体１３を順次各リードの１１及び１２の組に対してモー ルドいわゆる、アウトサートモールドによって、同時に多数組のレーザ装置に関 して成型し得るので量産性にすぐれ、簡易な構成をとることによって、かえって 信頼性の向上を図ることが出来る。

【００４９】 又、樹脂モールド体１３の外面、或いは、これから突出させたリード１１によ る基準面１３Ｆ，１３Ｂ，１３Ｕ，１３Ｓ₁ ，１３Ｓ₂ によってこのレーザダイ オードＬＤの所定部例えば、光ピックアップ部に於ける取付部への位置設定を確 実に行うことが出来るので、半導体レーザＬＤの光軸の軸合せを正確に行うこと ができる。そして、又この突出したリードの部分が放熱に関し良い結果を与える ことはいうまでもない。

【００５０】 更に、樹脂モールド体１３の半導体レーザＬＤが収容配置される凹部１４の背 部に例えばテーパー面２４を形成しておくことによって背部からの不要な出射光 が半導体レーザＬＤに戻り光として導入されて、ノイズの発生を招来するような 不都合が回避される。更に、必要に応じテーパー面２４を黒色に着色したり、モ ールド樹脂として黒色のものを使用した場合、不要な反射をさらにおさえること ができる。

【００５１】 又、上述したように半導体レーザＬＤを樹脂モールド体１３中に埋置すること なく、これを取り囲んで配置するようにした構成を採ることによって、樹脂モー ルド体１３によって種々の機能を持たしめることが出来、実用上多くの利益をも たらすことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による半導体レーザ装置の一例の略線的
拡大斜視図である。

【図２】その拡大平面図である。

【図３】リードフレーム２１の斜視図である。

【図４】半導体レーザが取付けられるサブマウント基板
の一例の平面図である。

【図５】本考案によるレーザ装置の他の例の一例の斜視
図である。

【図６】その略線的平面図である。

【図７】本考案装置の更に他の例の拡大斜視図である。

【図８】その要部の縦断面図である。

【図９】従来の半導体レーザ装置の一例の斜視図であ
る。

【符号の説明】

ＬＤ 半導体レーザ ＰＤ 光検出素子（フォトダイオード） １１ リード １２ リード １１Ｍ マウント部 １３ 樹脂モールド体 １４Ｗ 窓 １５ サブマウント基板 １８ リードワイヤー ２２ 半導体レーザ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 坪井 邦夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)考案者 今井 敏博 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)考案者 小笠原 敦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザのマウント部を有するリー
   ド部と、他の端子導出リードとが共通の樹脂モールド体
   によって一体化され、 上記樹脂モールド体には、上記リードの上記半導体レー
   ザのマウント部と、上記他のリードの一部とを外部に露
   出させると共に、上記半導体レーザを収容する凹部が設
   けられ、 該凹部内に於て、上記半導体レーザの上記リードに対す
   る電気的接続がなされた半導体レーザ装置。
2. 【請求項２】 半導体レーザとその光検出素子のマウン
   ト部を有するリード部と、他の端子導出リードとが共通
   の樹脂モールド体によって一体化され、 上記樹脂モルード体には、上記リードの上記半導体レー
   ザのマウント部と、上記他のリードの一部とを外部に露
   出させると共に、上記半導体レーザとその光検出素子を
   収容する凹部が設けられ、 該凹部内において上記半導体レーザとその光検出素子の
   上記リードに対するマウントと他の端子導出リードに対
   する電気的接続がなされ、 上記光検出素子の上記他の端子導出リードとの接続をな
   す外部に露出するボンディングパッドの表面に耐蝕性金
   属が被着されて成る半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 樹脂モールド材として黒色の材料を用い
   たことを特徴とする上記請求項１または２に記載の半導
   体レーザ装置。