JPH10209551A - 半導体レーザ装置、その製造方法 - Google Patents

半導体レーザ装置、その製造方法

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JPH10209551A
JPH10209551A JP9005489A JP548997A JPH10209551A JP H10209551 A JPH10209551 A JP H10209551A JP 9005489 A JP9005489 A JP 9005489A JP 548997 A JP548997 A JP 548997A JP H10209551 A JPH10209551 A JP H10209551A
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laser device
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resin
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性が良好な樹脂モールドタイプでありな
がら、キャンタイプと互換性があり、レーザチップの放
熱性が良好な半導体レーザ装置を実現する。 【解決手段】 樹脂モールド36をキャンタイプと同様
な外形に形成し、リードフレーム33の裏面に設けた放
熱板39を、樹脂モールド36のフランジ部38の端面
40,41に露出させた。レーザチップ2の発熱を放熱
板39により良好に放熱することができ、それでいて、
放熱板39が樹脂モールド36の外形を阻害しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂モールドタイ
プの半導体レーザ装置と、その製造方法とに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光ディスクプレーヤやレーザプリ
ンタなどの光応用機器に半導体レーザ装置が利用されて
いる。半導体レーザ装置は、例えば、レーザチップをフ
レームに装着したもので、キャンタイプや樹脂モールド
タイプがある。
【0003】キャンタイプの半導体レーザ装置1は、図
13に示すように、レーザ光を出射するレーザチップ2
を具備しており、このレーザチップ2が、その光軸と平
行な角柱状の放熱体3の側面に装着されている。この放
熱体3は、円盤状のステム4の上面に立設されており、
この周囲に円筒形のキャップ5が装着されている。この
キャップ5の上面にはガラス窓6が設けられているの
で、前記レーザチップ2は、前記キャップ5の内部から
前記ガラス窓6に対向している。なお、前記ステム4の
外径は前記キャップ5より大きいので、このキャップ5
より外側に突出した前記ステム4の外周部がフランジ部
7となっている。
【0004】上述のようなキャンタイプの半導体レーザ
装置1は、キャップ5の内部のレーザチップ2がレーザ
光を出射すると、このレーザ光がガラス窓6を透過して
出射される。このとき、レーザチップ2は発熱するが、
キャップ5の内部は中空なので、その熱分はステム4を
放熱板として放熱される。
【0005】なお、上述のような半導体レーザ装置1で
は、構造的にレーザチップ2がステム4に良好な精度で
固定されているので、図14に示すように、一般的にフ
ランジ部7の形状を利用して機器本体8の段付孔9に装
着されることにより、機器本体8に対してレーザ光を正
確に出射する。
【0006】上述のようなキャンタイプの半導体レーザ
装置1は、機器本体8にレーザ光を正確に出射すること
ができるが、部品が多数で構造が複雑である。そこで、
レーザチップを樹脂モールドで封止することにより、構
造を簡略化して生産性を向上させた半導体レーザ装置が
樹脂モールドタイプとして開発された。
【0007】例えば、特開平7−170019号公報に
開示された半導体レーザ装置11は、図15に示すよう
に、レーザチップ2がサブマウント層12を介してリー
ドフレーム13に装着されており、このリードフレーム
13の上部とともにレーザチップ2が透明な樹脂モール
ド14で封止されている。しかも、この樹脂モールド1
4が前述のキャンタイプと同様な外形に形成されている
ので、機器本体8にキャンタイプと同様に装着できるよ
うに互換性を確保している。
【0008】また、実開平2−54263号公報に開示
された半導体レーザ装置21は、図16に示すように、
リードフレーム22の両側に放熱板となる凸部23が形
成されており、これらの凸部23を樹脂モールド24の
外側に突出させることにより、樹脂に封止されたレーザ
チップ2の放熱性を向上させている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したような樹脂モ
ールドタイプの半導体レーザ装置11,21は、構造が
簡単で生産性が良好である。
【0010】しかし、特開平7−170019号公報に
開示された半導体レーザ装置11は、樹脂モールド14
がキャンタイプと同様な外形に形成されているので互換
性が良好であるが、この樹脂モールド14に封止されて
いるレーザチップ2の放熱が困難である。さらに、上述
した半導体レーザ装置11では、レーザチップ2を固定
したリードフレーム13を樹脂モールド14にインサー
トしているが、この樹脂モールド14に対してリードフ
レーム13を正確に位置決めすることが困難である。こ
のため、樹脂モールド14に対してレーザチップ2の位
置精度が低く、半導体レーザ装置11を樹脂モールド1
4の部分で機器本体8に装着しても、レーザ光を正確な
位置に出射することは困難である。
【0011】その点、実開平2−54263号公報に開
示された半導体レーザ装置21は、リードフレーム22
に放熱板となる凸部23を形成しているのでレーザチッ
プ2の発熱を良好に冷却でき、この凸部23によりリー
ドフレーム22を樹脂モールド24に対して正確な位置
にインサートできる。しかし、このリードフレーム22
の凸部23が樹脂モールド24の両側に突出しているの
で、その外形をキャンタイプと同様に形成して互換性を
確保することが困難である。
【0012】また、上述のような樹脂モールドタイプの
半導体レーザ装置11,21では、レーザチップ2もリ
ードフレーム13,22とともに樹脂モールド14,2
4に封入することになるが、これでは樹脂モールド1
4,24の成形時にレーザチップ2が高温高圧となるの
で破損する可能性が高く好ましくない。
【0013】本発明は以上のような課題に鑑みてなされ
たものであり、従来のキャンタイプと互換性を確保しな
がらレーザチップの放熱も良好であり、レーザ光の位置
精度も良好な樹脂モールドタイプの半導体レーザ装置を
提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光を出
射するレーザチップを、その光軸と平行なリードフレー
ムの表面に装着し、該リードフレームの少なくとも一部
を樹脂モールドで封止した半導体レーザ装置において、
前記樹脂モールドを、その本体部の末端外周にフランジ
部が突設された外形に形成し、前記リードフレームの裏
面に放熱板を設け、該放熱板を前記フランジ部の両方の
端面の少なくとも一方に露出させた。
【0015】従って、レーザチップが表面に装着される
リードフレームの裏面に放熱板が設けられており、この
放熱板が樹脂モールドのフランジ部の両方の端面の少な
くとも一方に露出しているので、レーザチップの発熱が
良好に放熱される。樹脂モールドが従来のキャンタイプ
と同等な外形に形成されており、この外形を阻害しない
ように放熱板が形成されているので、従来のキャンタイ
プとの互換性が確保されている。さらに、樹脂モールド
を成形する場合に放熱板によりリードフレームを金型の
キャビティに位置決めできるので、樹脂モールドの外形
とレーザチップの光軸との相対位置の精度が高い。
【0016】また、上述のような半導体レーザ装置にお
ける他の発明では、リードフレームと放熱板とが一体に
形成されている。従って、半導体レーザ装置の部品数が
少なく、レーザチップの発熱が放熱板まで良好に伝導す
る。
【0017】さらに、他の発明の半導体レーザ装置で
は、放熱板が複数の部品からなる。従って、放熱板をL
字型に形成するような場合、これを二個の平板で形成す
るようなことができる。
【0018】さらに、他の発明の半導体レーザ装置で
は、レーザチップが装着されたリードフレームの側方に
配線用のリードフレームが配置されており、樹脂モール
ドの端面の前記リードフレームが突出する位置に凸部が
形成されている。従って、樹脂モールドを機器に装着す
るときにリードフレームの周囲に金属の部品を配置する
場合でも、この金属の部品とリードフレームとが短絡す
ることが樹脂モールドの凸部により防止される。
【0019】さらに、他の発明の半導体レーザ装置で
は、フランジ部の外周面の少なくとも一部がレーザチッ
プの光軸を中心とした円筒形に形成されている。従っ
て、従来のキャンタイプの場合と同様に半導体レーザ装
置をフランジ部で機器に装着すると、レーザチップのレ
ーザ光が従来のキャンタイプと同一の位置に出射され
る。
【0020】さらに、他の発明の半導体レーザ装置で
は、フランジ部の外周面にリードフレームの表面と平行
な平面が形成されている。従って、樹脂モールドを金型
のキャビティで成形する場合に、このキャビティから樹
脂モールドを押し出すスライド自在なピンをフランジ部
の外周面の平面の部分に当接させることができる。
【0021】さらに、他の発明の半導体レーザ装置で
は、フランジ部の外周面にリードフレームの表面と直交
して相互に平行な一対の平面が形成されている。従っ
て、樹脂モールドをフランジ部の一対の平面の部分で保
持するようなことができる。
【0022】さらに、他の発明の半導体レーザ装置で
は、樹脂モールドがレーザチップを露出させる形状に形
成されており、レーザ光が透過する材料からなり前記レ
ーザチップを密閉する樹脂キャップが前記樹脂モールド
に装着されている。従って、樹脂モールドを成形してか
らレーザチップをリードフレームに実装することがで
き、このレーザチップを樹脂キャップにより密閉するこ
とができる。
【0023】さらに、他の発明の半導体レーザ装置で
は、樹脂キャップがL字状に形成されている。従って、
簡単な形状の樹脂キャップでレーザチップを密閉するこ
とができ、樹脂キャップのレーザ光が透過する部分を平
板とすることができる。
【0024】さらに、他の発明の半導体レーザ装置で
は、樹脂キャップがアクリル系かエポキシ系の樹脂で形
成されている。従って、樹脂キャップを一般的な樹脂を
材料として製作することができ、この材料を樹脂モール
ドと同一とするようなこともできる。
【0025】さらに、他の発明の半導体レーザ装置で
は、樹脂キャップの少なくともレーザ光が透過する位置
にレーザ光の透過率が向上する表面処理が施されてい
る。従って、レーザチップから出射されたレーザ光は表
面処理が施された樹脂キャップを高効率に透過する。な
お、本発明で云う表面処理とは、樹脂におけるレーザ光
の透過率を向上させるものであれば良く、例えば、AR
コートなどを許容する。
【0026】また、本発明の半導体レーザ装置の製造方
法は、レーザチップが表面に装着されるリードフレーム
の裏面に放熱板を設け、樹脂モールドを、その本体部の
末端外周にフランジ部が突設された外形に成形するキャ
ビティが形成された金型を用意し、該金型のキャビティ
に前記リードフレームを前記放熱板により位置決めし、
該放熱板が前記フランジ部の両方の端面の少なくとも一
方に露出する状態で前記リードフレームを封止する前記
樹脂モールドを前記金型のキャビティで成形するように
した。
【0027】従って、この製造方法により形成された半
導体レーザ装置は、レーザチップが表面に装着されるリ
ードフレームの裏面に放熱板が設けられており、この放
熱板が樹脂モールドのフランジ部の両方の端面の少なく
とも一方に露出しているので、レーザチップの発熱が良
好に放熱される。また、樹脂モールドが従来のキャンタ
イプと同等な外形に形成されており、この外形を阻害し
ないように放熱板が形成されているので、従来のキャン
タイプとの互換性が確保されている。さらに、樹脂モー
ルドを成形する場合に放熱板によりリードフレームが金
型のキャビティに位置決めされるので、樹脂モールドが
レーザチップの光軸に対して外形の相対位置の精度が高
い状態に成形される。
【0028】上述のような製造方法における他の発明で
は、キャビティから樹脂モールドを押し出すピンを金型
にスライド自在に設け、前記ピンを前記樹脂モールドの
フランジ部の外周面に対向させ、前記樹脂モールドの前
記ピンが当接する位置を平面に形成するようにした。従
って、金型のキャビティで成形された樹脂モールドをピ
ンで押し出すことができ、このピンが樹脂モールドのフ
ランジ部の外周面の平面の部分に当接するので、樹脂モ
ールドをピンで破損することもない。
【0029】さらに、他の発明の製造方法では、樹脂モ
ールドのフランジ部の外周面にリードフレームの表面と
直交して相互に平行な一対の平面を形成し、成形された
樹脂モールドを前記フランジ部の一対の平面で保持する
ようにした。従って、成形された樹脂モールドがフラン
ジ部の一対の平面の部分で保持されるので、樹脂モール
ドに各種部品を組み付けるようなことや、半導体レーザ
装置を機器に装着するようなことが容易に実行される。
【0030】さらに、他の発明の製造方法では、樹脂モ
ールドをレーザチップが露出する形状に形成し、レーザ
光が透過する樹脂キャップを前記樹脂モールドとは別体
に形成し、該樹脂モールドに前記樹脂キャップを装着し
て前記レーザチップを密閉するようにした。従って、樹
脂モールドの成形後にリードフレームにレーザチップを
実装することができ、このレーザチップを樹脂キャップ
により密閉することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1ない
し図10を参照して以下に説明する。なお、本実施の形
態において、前述した従来例の半導体レーザ装置と同一
の部分に関しては、同一の名称および符号を使用して詳
細な説明は省略する。
【0032】図1は本実施の形態の半導体レーザ装置を
示し、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は縦断
側面図である。図2(a)(b)は分解斜視図である。
図3は半導体レーザ装置を機器に装着した状態を示し、
(a)は縦断側面図、(b)は背面図である。図4
(a)は本実施の形態の半導体レーザ装置の出力特性の
グラフ、同図(b)は従来のキャンタイプのグラフであ
る。図5は本実施の形態の半導体レーザ装置の製造方法
を示すフローチャートである。図6は放熱板の製作方法
を示す工程図である。図7は樹脂モールドを成形する射
出成形装置を示す斜視図である。図8は樹脂モールドの
材料となる樹脂粉末を示す模式図である。図9は金型の
構造を示す縦断側面図である。図10は樹脂モールドの
成形工程を示す縦断側面図である。
【0033】まず、本実施の形態の半導体レーザ装置3
1でも、図1に示すように、レーザチップ2が、ヒート
シンク32を介して光軸と平行なリードフレーム33の
表面に装着されており、このリードフレーム33が、配
線用のリードフレーム34,35とともに樹脂モールド
36で封止されている。
【0034】この樹脂モールド36は、本体部37の末
端外周にフランジ部38が突設された外形に形成されて
おり、いわゆるキャンタイプの半導体レーザ装置1と同
様な外形に形成されている。前記リードフレーム33の
裏面には、別体のL字型の放熱板39が一体に装着され
ており、この放熱板39は、前記フランジ部38の両方
の端面40,41に露出する状態で前記樹脂モールド3
6に封止されている。
【0035】この樹脂モールド36は、図2に示すよう
に、ここでは前記レーザチップ2が露出する形状に形成
されており、ここに別体の樹脂キャップ42が一体に装
着されることで前記レーザチップ2は密閉されている。
前記樹脂キャップ42は、レーザ光が良好に透過する無
色透明なアクリル系やエポキシ系の樹脂により、二個の
平板を直角に接合したようなL字型に形成されており、
レーザ光が透過する位置には透過率を向上させる表面処
理としてARコートが被覆されている。
【0036】なお、前記レーザチップ2の光軸方向の後
方にはフォトダイオード43が実装されており、このフ
ォトダイオード43と前記レーザチップ2とは、金製の
ボンディングワイヤ44により前記リードフレーム3
4,35に各々結線されている。前記樹脂モールド36
は、前記端面41に凸部45が形成されており、この凸
部45の位置から前記リードフレーム32〜34が突出
している。上述のように前記樹脂モールド36の内部に
位置する前記リードフレーム32〜34の部分は内部リ
ード部46と呼称され、前記樹脂モールド36から突出
した前記リードフレーム32〜34の部分はタイバー部
47と呼称される。
【0037】前記樹脂モールド36のフランジ部38
は、その外周面48が前記レーザチップ2の光軸を中心
とした円筒形となるように形成されているが、前記リー
ドフレーム33の表面と平行な一つの平面49および直
交する一対の平面50が部分的に形成されている。
【0038】上述のような構成において、本実施の形態
の半導体レーザ装置31は、樹脂モールド36の外形が
従来のキャンタイプと同等なので、図3に示すように、
従来のキャンタイプと同様に機器本体8に装着すること
が可能である。
【0039】そして、本実施の形態の半導体レーザ装置
31は、レーザチップ2が表面に実装されたリードフレ
ーム33の裏面に放熱板39が設けられており、この放
熱板39が樹脂モールド36のフランジ部38の両方の
端面に露出しているので、レーザチップ2の発熱を良好
に放熱してレーザ光を安定に出射することができる。特
に、フランジ部38の端面40,41に金属製の機器本
体8や保持具51等が当接する場合、これらに放熱板3
9を当接させてレーザチップ2の発熱を良好に放熱する
ことが可能である。
【0040】そこで、上述のような半導体レーザ装置3
1を実際に試作して従来のキャンタイプの半導体レーザ
装置1とともに放熱性の試験を実施したところ、図4に
示すように、本実施の形態の半導体レーザ装置31は樹
脂モールドタイプであるのに従来のキャンタイプと同等
の放熱性を実現していることが確認された。
【0041】以下に試験の内容を説明する。まず、半導
体レーザ装置1,31をアルミブロックに装着し、この
アルミブロックをホットプレート上に載置した(図示せ
ず)。このとき、半導体レーザ装置31では、放熱板3
9をアルミブロックに密着させた。
【0042】そして、ホットプレートによりアルミブロ
ックを25℃,50℃,60℃,70℃,77℃に加熱
し、各々の状態で半導体レーザ装置1,31に電流を印
加し、そのレーザ光の出力が所定の約30mWとなるま
で電流を上昇させた。すると、何れの半導体レーザ装置
1,31でも高温では所定の光出力を発生するために必
要な電流が大きくなり、少ない電流でレーザ光を高効率
に出力するためには放熱性が高い必要があることが確認
された。そして、各温度での半導体レーザ装置1,31
の電流値と光出力との関係の特性曲線を比較したとこ
ろ、図4(a)(b)に示すように、これらは同等であ
ることが確認された。
【0043】つまり、本実施の形態の半導体レーザ装置
31は樹脂モールドタイプであるにも係わらず従来のキ
ャンタイプの半導体レーザ装置1と同等な放熱性を実現
していることになり、これはレーザチップ2の発熱が放
熱板39によりアルミブロックまで良好に伝達されてい
ることになる。
【0044】さらに、本実施の形態の半導体レーザ装置
31は、前述のように機器本体8の段付孔9に樹脂モー
ルド36のフランジ部38で装着することになるが、こ
のフランジ部38の外形とレーザチップ2との相対位置
の精度が高いので機器本体8に対してレーザ光を正確に
出射することができる。つまり、詳細には後述するが、
樹脂モールド36を成形するとき、レーザチップ2が表
面に実装されるリードフレーム33を裏面の放熱板39
により位置決めすることができるので、樹脂モールド3
6の外形に対してレーザチップ2を正確な位置に配置す
ることができる。
【0045】特に、フランジ部38の外周面48がレー
ザチップ2の光軸を中心とした円筒形に形成されている
ので、従来のキャンタイプの場合と同様に半導体レーザ
装置31をフランジ部38で機器本体8に装着すれば、
レーザチップ2のレーザ光を従来のキャンタイプと同一
の位置に出射することができ、装着時の角度を限定する
必要がない。
【0046】それでいて、樹脂モールド36のフランジ
部38の外周面48には相互に平行な一対の平面50が
形成されているので、例えば、組立用のマニピュレータ
(図示せず)が樹脂モールド36を平面50の位置で容
易に保持することができ、樹脂モールド36に樹脂キャ
ップ42を組み付ける作業や、半導体レーザ装置31を
機器本体8に組み付けるような作業を、高効率に実行す
ることができる。しかも、このような平面50はリード
フレーム33の表面と直交する方向に形成されているの
で、詳細には後述するが、射出成形した樹脂モールド3
6を金型から取り出すことが容易である。
【0047】また、図示するように、本実施の形態の半
導体レーザ装置31を円環状の保持具51で機器本体8
に固定する場合、樹脂モールド36の端面41にはリー
ドフレーム33〜35が突出する位置に凸部45が形成
されているので、保持具51が金属製でもリードフレー
ム33〜35に短絡することがない。さらに、本実施の
形態の半導体レーザ装置31では、放熱板39が樹脂モ
ールド36のフランジ部38の両面に露出しているの
で、上述のような構造では放熱板39を機器本体8と保
持具51との両方に当接させることができ、極めて良好
な放熱性を実現することができる。
【0048】ここで、本実施の形態の半導体レーザ装置
1の製造方法を図5ないし図10を参照して以下に説明
する。まず、図5に示すように、本実施の形態の製造方
法では、リードフレーム33〜35と放熱板39とを別
個に製作する。例えば、リードフレーム33〜35は、
金属の薄板のエッチング加工やプレス加工により、最初
は三個のリードフレーム33〜35がタイバー部47の
位置で一体に連結された状態に形成される。
【0049】また、放熱板39は、板厚があるために金
属板のエッチング加工やプレス加工での製作は困難なの
で、例えば、引き抜き加工により製作する。その場合、
図6(a)に示すように、放熱板39に対応したL字型
の開口孔52が形成された引き抜き用の金型53を用意
しておき、同図(b)に示すように、この金型53で断
面形状がL字型の部材54を引き抜き加工により形成
し、同図(c)に示すように、この部材54を1.0m
m等の板厚に切断すれば多数の放熱板39が容易に製作
される。
【0050】上述のように製作された放熱板39を、リ
ードフレーム34,35が一体化されたリードフレーム
33の裏面にAgペースト等の熱伝導性が良好な接着剤
で固定し、これを樹脂モールド36で封止する。その場
合、図7に示すように、樹脂モールド36に対応した固
定金型55と可動金型56とを用意し、これらを射出成
形装置57にセットする。つぎに、図8に示すように、
例えば、エポキシ系の樹脂粉末58を用意し、これを射
出成形装置57に供給する。
【0051】図9に示すように、金型55,56には樹
脂モールド36に対応した形状のキャビティ60を形成
するよう凹部61,62が形成されており、特に固定金
型55は凹部62を閉止する位置にスライド部63が形
成されている。固定金型55の凹部62はスライド部6
3で閉止される位置が放熱板39を保持するように形成
されているので、図10(a)(b)に示すように、こ
こで固定金型55の凹部61にリードフレーム33〜3
5を放熱板39で位置決めする。
【0052】同図(c)に示すように、この状態で可動
金型56を固定金型55に接合させ、同図(d)(e)
に示すように、これらの金型55,56の凹部61,6
2で形成されたキャビティ60に溶融した樹脂64を射
出する。これで放熱板39が固定されたリードフレーム
33が両側のリードフレーム34,35とともに樹脂モ
ールド36にインサート成形されるので、後は可動金型
56を固定金型55から離反させて樹脂モールド36を
取り出すことになる。
【0053】このとき、樹脂モールド36は可動金型5
6に設けられたスライドピン65により凹部61から押
し出されるが、このスライドピン65は樹脂モールド3
6のフランジ部38の平面49に当接するので、樹脂モ
ールド36の外形をスライドピンが損傷することがな
い。また、樹脂モールド36のフランジ部38の両側に
も相互に平行な一対の平面50が形成されているが、こ
れらの平面50は金型55,56が接離する方向と平行
に形成されているので、樹脂モールド36を金型55,
56から容易に取り外すことができる。さらに、上述の
ようにリードフレーム33〜35は放熱板39により金
型55,56のキャビティ60の内部に正確に位置決め
されるので、樹脂モールド36はリードフレーム33の
表面の位置に対して正確な外形に成形される。
【0054】上述のようにしてリードフレーム33〜3
5が樹脂モールド36に封止されたものが形成されるの
で、この状態で理想的には樹脂モールド36の内部にリ
ードフレーム33〜35の内部リード部46が露出して
いることになる。ただし、この表面に樹脂のバリが発生
することもあるので、図5に示すように、その場合には
バリを除去する。つぎに、樹脂モールド36から突出し
たリードフレーム33〜35のタイバー部47を切断し
て分離し、リードフレーム33〜35の内部リード部4
6とタイバー部47とに金等のメッキ膜を被覆する。
【0055】また、別個に用意したレーザチップ2とフ
ォトダイオード43とを金属製のヒートシンク32に実
装しておき、このヒートシンク32を上述のリードフレ
ーム33の内部リード部46にAgペースト等の熱伝導
性と導電性とが良好な接着剤で固定する。つぎに、金製
のボンディングワイヤ44の熱圧着や超音波溶着によ
り、レーザチップ2をリードフレーム34の内部リード
部46に結線するとともに、フォトダイオード43をリ
ードフレーム35の内部リード部46に結線する。
【0056】また、やはりアクリル系やエポキシ系の樹
脂の射出成形などにより、樹脂キャップ42を別個に製
作しておき、この樹脂キャップ42に表面処理としてA
Rコートを被覆する。この樹脂キャップ42を上述の樹
脂モールド36に光硬化性接着剤などで固定し、リード
フレーム33〜35のタイバー部47を必要な長さに切
断すれば、半導体レーザ装置31は完成する。
【0057】上述のような製造方法によれば、レーザチ
ップ2やフォトダイオード43は樹脂モールド36を射
出成形してからリードフレーム33に実装するので、レ
ーザチップ2等に射出成形時の高温高圧が作用すること
がなく、その劣化や破損を防止することができる。それ
でいて、樹脂モールド36に別体の樹脂キャップ42を
装着することでレーザチップ2やフォトダイオード43
は密閉されるので、レーザチップ2等を外界の湿度など
から良好に保護することができる。
【0058】また、この樹脂キャップ42は、単純なL
字型に形成されているので容易に製作することができ、
樹脂モールド36に正確に固定することができるのでレ
ーザチップ2等を良好に密閉することができ、レーザチ
ップ2に対向する部分が平板状なのでレーザ光の透過を
阻害することがない。しかも、このような樹脂キャップ
42を、レーザ光の透過率を向上させるARコートで表
面処理しているので、半導体レーザ装置31はレーザ光
を高い効率で出射することができる。さらに、上述のよ
うな樹脂キャップ42は、アクリル系やエポキシ系の樹
脂で形成されるので、一般的な樹脂を材料として容易に
製作することができ、この材料を樹脂モールド36と同
一として熱膨張の格差による剥離を防止するようなこと
もできる。
【0059】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許
容する。例えば、上記形態では金型53により所定の断
面形状に引き抜いた部材54を切断して放熱板39を製
作することを例示したが、図11に示すように、所定の
板厚の金属板66からワイヤカッタやレーザカッタによ
り放熱板39を切り出すことも可能である。
【0060】また、上記形態では放熱板39を一個の部
品として製作することを例示したが、このような放熱板
39を複数の部品で製作することも可能である。例え
ば、上述のように断面形状がL字型の放熱板39であれ
ば、長短の平板を接合することでも製作可能である。放
熱板39を一個の部品として製作した場合と、複数の部
品で製作した場合では、生産性や熱伝導性などが各々相
反するので、必要な性能やコストを考慮して選択するこ
とが好ましい。
【0061】さらに、上記形態ではリードフレーム33
と放熱板39とを別体に形成して一体に接合することを
例示したが、リードフレームと放熱板とを最初から一体
に形成することも可能である。このような一体の部品
は、別体の場合ほど製作が容易でないが熱伝導性を向上
させることができ、これらの構造も性能やコストを考慮
して選択することが好ましい。
【0062】また、上記形態の半導体レーザ装置31で
は、樹脂キャップ42を単純なL字型に形成して樹脂モ
ールド36のボックス状の部分に接合することを例示し
たが、図12に示す半導体レーザ装置71のように、上
述のボックス状の部分を斜めに切断したような形状に樹
脂キャップ72と樹脂モールド73とを形成しておき、
これらを斜面の位置で一体に接合することも可能であ
る。この場合、樹脂キャップ72の形状が複雑となり生
産性は低下するが、例えば、経時変化による樹脂キャッ
プ72の変形を防止することができ、半導体レーザ装置
71の耐久性や信頼性を向上させることができる。
【0063】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【0064】請求項1記載の発明は、レーザ光を出射す
るレーザチップを、その光軸と平行なリードフレームの
表面に装着し、該リードフレームの少なくとも一部を樹
脂モールドで封止した半導体レーザ装置において、前記
樹脂モールドを、その本体部の末端外周にフランジ部が
突設された外形に形成し、前記リードフレームの裏面に
放熱板を設け、該放熱板を前記フランジ部の両方の端面
の少なくとも一方に露出させたことにより、レーザチッ
プの発熱を放熱板により良好に放熱することができるの
で、レーザチップを少ない電力で高効率に発光させるこ
とができ、樹脂モールドが従来のキャンタイプと同等な
外形に形成されており、この外形を阻害しないように放
熱板が形成されているので、従来のキャンタイプとの互
換性が確保されており、さらに、樹脂モールドを成形す
る場合に放熱板によりリードフレームを金型のキャビテ
ィに位置決めできるので、樹脂モールドの外形とレーザ
チップの光軸との相対位置の精度が高く、レーザ光を正
確な位置に出射することができる。
【0065】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体レーザ装置であって、リードフレームと放熱板とが
一体に形成されていることにより、半導体レーザ装置の
部品数を削減することができ、レーザチップの発熱を放
熱板まで良好に伝導させることできるので、レーザチッ
プの放熱性を向上させることができる。
【0066】請求項3記載の発明は、請求項1記載の半
導体レーザ装置であって、放熱板が複数の部品からなる
ことにより、放熱板をL字型に形成するような場合、こ
れを二個の平板で形成するようなことができ、放熱板の
生産性を向上させるようなことができる。
【0067】請求項4記載の発明は、請求項1記載の半
導体レーザ装置であって、レーザチップが装着されたリ
ードフレームの側方に配線用のリードフレームが配置さ
れており、樹脂モールドの端面の前記リードフレームが
突出する位置に凸部が形成されていることにより、樹脂
モールドを機器に装着するときにリードフレームの周囲
に金属の部品を配置する場合でも、この金属の部品とリ
ードフレームとが短絡することを樹脂モールドの凸部に
より防止することができる。
【0068】請求項5記載の発明は、請求項1記載の半
導体レーザ装置であって、フランジ部の外周面の少なく
とも一部がレーザチップの光軸を中心とした円筒形に形
成されていることにより、従来のキャンタイプの場合と
同様に半導体レーザ装置をフランジ部で機器に装着すれ
ば、レーザチップのレーザ光を従来のキャンタイプと同
一の位置に正確に出射することができる。
【0069】請求項6記載の発明は、請求項1記載の半
導体レーザ装置であって、フランジ部の外周面にリード
フレームの表面と平行な平面が形成されていることによ
り、樹脂モールドを金型のキャビティで成形する場合
に、このキャビティから樹脂モールドを押し出すスライ
ド自在なピンをフランジ部の外周面の平面の部分に当接
させることができるので、樹脂モールドの破損を防止す
るようなことができる。
【0070】請求項7記載の発明は、請求項5記載の半
導体レーザ装置であって、フランジ部の外周面にリード
フレームの表面と直交して相互に平行な一対の平面が形
成されていることにより、樹脂モールドをフランジ部の
一対の平面の部分で保持できるので、半導体レーザ装置
の組立性を向上させることができる。請求項8記載の発
明は、請求項1記載の半導体レーザ装置であって、樹脂
モールドがレーザチップを露出させる形状に形成されて
おり、レーザ光が透過する材料からなり前記レーザチッ
プを密閉する樹脂キャップが前記樹脂モールドに装着さ
れていることにより、樹脂モールドを成形してからレー
ザチップをリードフレームに実装することができるの
で、樹脂モールドの成形時の高温や高圧によるレーザチ
ップの破損や劣化を防止することができ、それでいて、
このレーザチップを樹脂キャップにより密閉することが
できるので、レーザチップを外界の湿度などから良好に
保護することができる。
【0071】請求項9記載の発明は、請求項8記載の半
導体レーザ装置であって、樹脂キャップがL字状に形成
されていることにより、簡単な形状の樹脂キャップでレ
ーザチップを良好に密閉することができ、樹脂キャップ
のレーザチップが対向する部分を平板とすることができ
るので、レーザ光を良好に透過させることができる。
【0072】請求項10記載の発明は、請求項8記載の
半導体レーザ装置であって、樹脂キャップがアクリル系
かエポキシ系の樹脂で形成されていることにより、樹脂
キャップを一般的な樹脂を材料として製作することがで
き、この材料を樹脂モールドと同一として熱膨張率の相
違による剥離を防止するようなこともできる。
【0073】請求項11記載の発明は、請求項8記載の
半導体レーザ装置であって、樹脂キャップの少なくとも
レーザ光が透過する位置にレーザ光の透過率が向上する
表面処理が施されていることにより、レーザチップから
出射されたレーザ光を高効率に透過させることができ
る。
【0074】請求項12記載の発明の半導体レーザ装置
の製造方法は、レーザチップが表面に装着されるリード
フレームの裏面に放熱板を設け、樹脂モールドを、その
本体部の末端外周にフランジ部が突設された外形に成形
するキャビティが形成された金型を用意し、該金型のキ
ャビティに前記リードフレームを前記放熱板により位置
決めし、該放熱板が前記フランジ部の両方の端面の少な
くとも一方に露出する状態で前記リードフレームを封止
する前記樹脂モールドを前記金型のキャビティで成形す
るようにしたことにより、生産性が良好な樹脂モールド
タイプでありながら、レーザチップの放熱性が高く、従
来のキャンタイプと互換性があり、レーザ光を正確な位
置に出射できる半導体レーザ装置を製造することができ
る。
【0075】請求項13記載の発明は、請求項12記載
の製造方法であって、キャビティから樹脂モールドを押
し出すピンを金型にスライド自在に設け、前記ピンを前
記樹脂モールドのフランジ部の外周面に対向させ、前記
樹脂モールドの前記ピンが当接する位置を平面に形成す
るようにしたことにより、金型のキャビティで成形され
た樹脂モールドをピンで押し出すことができ、このピン
が樹脂モールドのフランジ部の外周面の平面の部分に当
接するので、樹脂モールドを金型から容易に取り出すこ
とができ、その場合に樹脂モールドをピンで破損するこ
とを防止できる。
【0076】請求項14記載の発明は、請求項12記載
の製造方法であって、樹脂モールドのフランジ部の外周
面にリードフレームの表面と直交して相互に平行な一対
の平面を形成し、成形された樹脂モールドを前記フラン
ジ部の一対の平面で保持するようにしたことにより、成
形された樹脂モールドをフランジ部の一対の平面の部分
で保持することができるので、半導体レーザ装置の組立
性を向上させることができる。
【0077】請求項15記載の発明は、請求項12記載
の製造方法であって、樹脂モールドをレーザチップが露
出する形状に形成し、レーザ光が透過する樹脂キャップ
を前記樹脂モールドとは別体に形成し、該樹脂モールド
に前記樹脂キャップを装着して前記レーザチップを密閉
するようにしたことにより、樹脂モールドの成形後にリ
ードフレームにレーザチップを実装することができるの
で、樹脂モールドの成形時の高温や高圧によるレーザチ
ップの破損や劣化を防止することができ、それでいて、
このレーザチップを樹脂キャップにより密閉することが
できるので、レーザチップを外界の湿度などから良好に
保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の半導体レーザ装置を示
す三面図である。
【図2】半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図3】半導体レーザ装置を機器本体に組み付けた状態
を示す二面図である。
【図4】(a)は本実施の形態の半導体レーザ装置の出
力特性を示すグラフ、(b)は従来のキャンタイプの出
力特性を示すグラフである。
【図5】本発明の製造方法を示すフローチャートであ
る。
【図6】放熱板の製造方法を示す工程図である。
【図7】射出成形装置を示す斜視図である。
【図8】樹脂モールドの材料となる樹脂粉末を示す模式
図である。
【図9】金型の構造を示す縦断側面図である。
【図10】樹脂モールドの製造方法の後半部を示す工程
図である。
【図11】放熱板の製造方法の一変形例を示す工程図で
ある。
【図12】一変形例の半導体レーザ装置を示す斜視図で
ある。
【図13】第一の従来例の半導体レーザ装置を示す斜視
図である。
【図14】半導体レーザ装置を機器本体に組み付けた状
態を示す断面図である。
【図15】第二の従来例の半導体レーザ装置を示す二面
図である。
【図16】第三の従来例の半導体レーザ装置を示す斜視
図である。
【符号の説明】
2 レーザチップ 31,71 半導体レーザ装置 32 ヒートシンク 33 リードフレーム 34,35 リードフレーム 36,73 樹脂モールド 37 本体部 38 フランジ部 39 放熱板 40,41 端面 42,72 樹脂キャップ 43 フォトダイオード 44 ボンディングワイヤ 45 凸部 46 内部リード部 47 タイバー部 48 外周面 49 平面 50 平面 51 保持具 52 開口孔 53 金型 54 部材 55 固定金型 56 可動金型 57 射出成形装置 58 樹脂粉末 60 キャビティ 61,62 凹部 63 スライド部 64 樹脂 65 スライドピン 66 金属板

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を出射するレーザチップを、そ
    の光軸と平行なリードフレームの表面に装着し、該リー
    ドフレームの少なくとも一部を樹脂モールドで封止した
    半導体レーザ装置において、 前記樹脂モールドを、その本体部の末端外周にフランジ
    部が突設された外形に形成し、 前記リードフレームの裏面に放熱板を設け、 該放熱板を前記フランジ部の両方の端面の少なくとも一
    方に露出させたことを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 リードフレームと放熱板とが一体に形成
    されていることを特徴とする請求項1記載の半導体レー
    ザ装置。
  3. 【請求項3】 放熱板が複数の部品からなることを特徴
    とする請求項1記載の半導体レーザ装置。
  4. 【請求項4】 レーザチップが装着されたリードフレー
    ムの側方に配線用のリードフレームを配置し、樹脂モー
    ルドの端面の前記リードフレームが突出する位置に凸部
    を形成したことを特徴とする請求項1記載の半導体レー
    ザ装置。
  5. 【請求項5】 フランジ部の外周面の少なくとも一部が
    レーザチップの光軸を中心とした円筒形に形成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。
  6. 【請求項6】 フランジ部の外周面にリードフレームの
    表面と平行な平面が形成されていることを特徴とする請
    求項5記載の半導体レーザ装置。
  7. 【請求項7】 フランジ部の外周面にリードフレームの
    表面と直交して相互に平行な一対の平面が形成されてい
    ることを特徴とする請求項5記載の半導体レーザ装置。
  8. 【請求項8】 樹脂モールドがレーザチップを露出させ
    る形状に形成されており、レーザ光が透過する材料から
    なり前記レーザチップを密閉する樹脂キャップが前記樹
    脂モールドに装着されていることを特徴とする請求項1
    記載の半導体レーザ装置。
  9. 【請求項9】 樹脂キャップがL字状に形成されている
    ことを特徴とする請求項8記載の半導体レーザ装置。
  10. 【請求項10】 樹脂キャップがアクリル系かエポキシ
    系の樹脂で形成されていることを特徴とする請求項8記
    載の半導体レーザ装置。
  11. 【請求項11】 樹脂キャップの少なくともレーザ光が
    透過する位置にレーザ光の透過率が向上する表面処理が
    施されていることを特徴とする請求項8記載の半導体レ
    ーザ装置。
  12. 【請求項12】 レーザチップが表面に装着されるリー
    ドフレームの裏面に放熱板を設け、 樹脂モールドを、その本体部の末端外周にフランジ部が
    突設された外形に成形するキャビティが形成された金型
    を用意し、 該金型のキャビティに前記リードフレームを前記放熱板
    により位置決めし、 該放熱板が前記フランジ部の両方の端面の少なくとも一
    方に露出する状態で前記リードフレームを封止する前記
    樹脂モールドを前記金型のキャビティで成形するように
    したことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
  13. 【請求項13】 キャビティから樹脂モールドを押し出
    すピンを金型にスライド自在に設け、前記ピンを前記樹
    脂モールドのフランジ部の外周面に対向させ、前記樹脂
    モールドの前記ピンが当接する位置を平面に形成するよ
    うにしたことを特徴とする請求項12記載の半導体レー
    ザ装置の製造方法。
  14. 【請求項14】 樹脂モールドのフランジ部の外周面に
    リードフレームの表面と直交して相互に平行な一対の平
    面を形成し、成形された樹脂モールドを前記フランジ部
    の一対の平面で保持するようにしたことを特徴とする請
    求項12記載の半導体レーザ装置の製造方法。
  15. 【請求項15】 樹脂モールドをレーザチップが露出す
    る形状に形成し、レーザ光が透過する樹脂キャップを前
    記樹脂モールドとは別体に形成し、該樹脂モールドに前
    記樹脂キャップを装着して前記レーザチップを密閉する
    ようにしたことを特徴とする請求項12記載の半導体レ
    ーザ装置の製造方法。
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