(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１リードと、前記第１リードに積層される第１導電接着材と、サブマウントと、第２導電接着材と、レーザ素子と、第３導電接着材を介して前記レーザ素子の表面に固定される第２リードと、略コ字状に形成され、一面が前記第２リードに固定され、他面が第４接着材を介して前記第１リードに固定される樹脂枠とを具備した事を特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記樹脂枠は、前記レーザ素子の主出射方向を開放し、かつ前記レーザ素子の前記表面および側面を覆う様に形成されている事を特徴とする請求項１のレーザ装置。
【請求項３】
前記第１導電接着材と前記第２導電接着材は共に、高熱伝導率の材質から成り、前記第３導電接着材は低熱伝導率の材質から成る事を特徴とする請求項１のレーザ装置。
【請求項４】
前記第１導電接着材と前記第２導電接着材は共に高温で接着する材質から成り、前記第３導電接着材と前記第４接着材は共に低温で接着する材質から成る事を特徴とする請求項１のレーザ装置。
【請求項５】
前記第１リードの取付け基準となる第１基準部と、前記第２リードの取付け基準となる第２基準部が部分的又は全体的に同一に形成されている事を特徴とする請求項１のレーザ装置。
【請求項６】
前記第２リードに第１透孔を設け、前記樹脂枠に第２透孔を設け、前記第３導電接着材は、前記第１透孔の上部と、前記第１透孔および前記第２透孔と、前記第２透孔の下部に設けられた事を特徴とする請求項１のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置は例えば特開平６−４５７０３号公報に示されている。この公報によると、第１リードと、その上に積層される第１導電接着材と、サブマウントと、第２導電接着材と、レーザ素子が設けられている。そして、樹脂枠が第１リードと一体的に形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記装置では、温度特性が悪い第１の欠点が有る。即ち、所定の光出力を得るのに、必要なレーザ素子駆動用電流が大きい。本発明者がその原因を究明したところ、第１リードは樹脂枠と一体形成されており、第１、第２導電接着材として低融点の銀ペースト等を使わざるを得ない。しかし、銀ペーストは、樹脂中に銀粉を混ぜたものであり、熱伝導率が小さいので、放熱性が悪く、レーザ素子が高温になり、温度特性が悪化する。
【０００４】
また上記装置では、レーザ素子と他のリードを配線するために、レーザ素子の表面の上方が開放する様に、樹脂枠に開口が設けられている。しかし、ユーザがこのレーザ装置を取扱う（ハンドリング）時、ユーザの指がレーザ素子や配線に触れる第２の欠点が有る。
【０００５】
更に、上記装置では、第１リードの外形を取付け基準としているが、平面的な位置合せは出来るが、厚さ方向（高さ方向）に位置合せできない第３の欠点が有る。そこで、本発明はこの様な従来の欠点を考慮し、温度特性が良い、取扱い易い、正確な位置合せができる、レーザ装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の本発明では、第１リードと、前記第１リードに積層される第１導電接着材と、サブマウントと、第２導電接着材と、レーザ素子と、第３導電接着材を介して前記レーザ素子の表面に固定される第２リードと、略コ字状に形成され、一面が前記第２リードに固定され、他面が第４接着材を介して前記第１リードに固定される樹脂枠とを具備する。
【０００７】
請求項２の本発明では、前記樹脂枠は、前記レーザ素子の主出射方向を開放しかつ前記レーザ素子の前記表面および側面を覆う様に形成されている。
【０００８】
請求項３の本発明では、前記第１導電接着材と前記第２導電接着材は共に、高熱伝導率の材質から成り、前記第３導電接着材は低熱伝導率の材質から成るものである。
【０００９】
請求項４の本発明では、前記第１導電接着材と前記第２導電接着材は共に高温で接着する材質から成り、前記第３導電接着材と前記第４接着材は共に低温で接着する材質から成るものである。
【００１０】
請求項５の本発明では、前記第１リードの取付け基準となる第１基準部と、前記第２リードの取付け基準となる第２基準部が部分的又は全体的に同一に形成されている。
【００１１】
請求項６の本発明では、前記第２リードに第１透孔を設け、前記樹脂枠に第２透孔を設け、前記第３導電接着材は、前記第１透孔の上部と、前記第１透孔および前記第２透孔と、前記第２透孔の下部に設けられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図１ないし図５に従い、本発明の実施の形態１に係るレーザ装置１を説明する。図１、図２は、このレーザ装置１の製造工程を示す断面図、図３はレーザ装置１の断面図、図４は図３のＡ１Ａ２断面図、図５は図３のＢ１Ｂ２断面図である。
【００１３】
これらの図に於て、第１リード２は例えば電気伝導度の良い金属板（例えば、りん青銅等）から成り、厚さは０．２〜１．０ｍｍである。
【００１４】
第１リード２は平面から見れば（図４参照）、略Ｔ字状に形成されている。第１リード２は、端子部３と、基部４と、突出部５等により、構成されている。
【００１５】
端子部３は平面から見れば、略長方形状のものである。基部４は端子部３につながって形成され、平面から見れば、略Ｌ字状に形成されている。
【００１６】
基部４の外形に於て、縦方向に沿って、第１基準部６、７が形成され、横方向に沿って、第１基準部８、９が形成されている。レーザ装置１が取付けられる相手側部品（図示せず）の内面に、この第１基準部６、７、８、９が当接する事により、レーザ装置１は相手側部品に、正確な位置にて位置決めされる。上記理由により、第１基準部６、７、８、９は、第１リード２の取付基準となる。
【００１７】
また、第１リード２の基部４の適所には、金層１０が形成されている。金層１０は金から成り、蒸着法により形成されている。
【００１８】
第３リード１１は例えば電気伝導度の良い金属板（例えば、りん青銅等）から成り、厚さは０．２〜１．０ｍｍである。第３リード１１は平面から見れば（図４参照）、略Ｔ字状に形成されている。第３リード１１は、端子部１２と、基部１３等により構成されている。
【００１９】
端子部１２は平面から見れば、略長方形状のものである。基部１３は端子部１２につながって形成され、平面から見れば、略長方形状のものである。基部１３は、基部４に近接して、配置されている。
【００２０】
第１導電接着材１４は例えば、金と錫の合金等から成る。即ち、第１リード２の金層１０上に、金が８０％と錫が２０％から成る共晶半田が配置され、約４００度Ｃにて加熱され、金層１０に固着したものが第１導電接着材１４である。
【００２１】
サブマウント１５は、半導体層１６と、金層１７と、合金層１８と、金層１９と、合金層２０等から構成されている。半導体層１６は例えばシリコン系結晶等から成る。金層１７は金から成り、半導体層１６の裏面全体に形成されている。合金層１８は例えば金と錫の合金から成り、金層１７の裏面に形成されている。
【００２２】
金層１９は金から成り、半導体層１６の表面の一部に形成されている。合金層２０は例えば金と錫の合金から成り、金層１９の表面に形成されている（図１と図４を参照）。これらの金層１７、１９と、合金層１８、２０は例えば蒸着法等により、形成されている。
【００２３】
受光部２１は、半導体層１６の表面およびその近傍に形成されたＰ型拡散領域である。このＰ型拡散領域と半導体層１６とにより、Ｐ−Ｉ−Ｎ構造が構成されている。表面電極２２はこの受光部２１とオーミック接触して形成されている。
【００２４】
第２導電接着材２３は例えば、金と錫の合金等から成る。即ち、サブマウント１５の合金層２０上に、金が８０％と錫が２０％から成る半田が配置され、約４００度Ｃにて加熱され、合金層２０に固着したものが、第２導電接着材２３である。
【００２５】
レーザ素子２４は例えば、半導体層２５と、裏面電極２６と、表面電極２７等により、構成されている。半導体層２５は例えば、活性層とそれを挟むクラッド層から成るＧａＡｌＡｓ層からできている。裏面電極２６は、半導体層２５の裏面に形成され、表面電極２７は、半導体層２５の表面に形成されている。レーザ素子２４の裏面電極２６は、第２導電接着材２３に固定されている。
【００２６】
図１に於て、第１リード２の金層１０上に、第１導電接着材１４が載置され、その上にサブマウント１５が載置され、その上に第２導電接着材２３が載置されその上にサブマウント１５が載置される。そして、上記部品のセット品は、加熱炉（図示せず）の中に収容され、約４００℃の雰囲気に、所定時間、置かれる。
【００２７】
その結果、第１導電接着材１４と、第２導電接着材２３は固着し、金層１０と第１導電接着材１４と、サブマウント１５と、第２導電接着材２３と、レーザ素子２４は固定される。
【００２８】
即ち、第１リード２上に、第１導電接着材１４と、サブマウント１５と、第２導電接着材２３と、レーザ素子２４は積層されている。また、サブマウント１５に設けられた表面電極２２と、第３リード１１に設けられた基部１３との間に、金属細線２２ａが配線されている（図４参照）。これらの部品がセット（固定）されたものを、組立品２８と呼ぶ。
【００２９】
この様に、第１導電接着材１４と第２導電接着材２３は例えば、金が８０％と錫が２０％から成る合金であり、従来の銀ペーストに比べ高熱伝導率を有する。また、この第１導電接着材１４と、第２導電接着材２３は、高い融点（例えば約２８０度Ｃ）を持つ、即ち、高温で接着する材質から成る。
【００３０】
第２リード２９は例えば電気伝導度の良い金属板（例えば、りん青銅等）から成り、厚さは０．２〜１．０ｍｍである。第２リード２９は、平面から見れば（図５参照）、略Ｔ字状に形成されている。第２リード２９は、端子部３０と、基部３１と、突出部３１ａ等により、構成されている。
【００３１】
端子部３０は平面から見れば、略長方形状のものである。基部３１は端子部３０につながって形成され、平面から見れば、略長方形状のものである。
【００３２】
基部３１の外形に於て、縦方向に沿って、第２基準部３２、３３が形成され、横方向に沿って、第２基準部３４、３５が形成されている。
【００３３】
図４と図５から分かる様に、第１基準部８と第２基準部３４は同一に、第１基準部９と第２基準部３５は同一に、第１基準部７と第２基準部３３は同一になる様に、形成されている。また、第１基準部６と第２基準部３２は部分的に同一に形成されている。この様に、第１基準部８、９、７、６と、第２基準部３４、３５、３３、３２は各々、部分的又は全体的に同一になる様に、形成されている。
【００３４】
樹脂枠３６は、一面３７と他面３８、３９を有する様に、断面形状が略コ字状に形成されている（図２参照）。樹脂枠３６の一面３７が第２リード２９の表面に当接している。
【００３５】
第２リード２９の左端近傍は、樹脂枠３６に設けられた側部４１と底部４０とに挟まれ、第２リード２９の右端近傍は側部４２と底部４０とに挟まれている。即ち、一面３７が第２リード２９に固定される様にして、第２リード２９と樹脂枠３６とは、一体的に形成されている。
【００３６】
第３導電接着材４３は例えば銀ペースト等から成り、低熱伝導率で、低温で接着する（即ち、例えば約１５０度Ｃの様な、比較的低い温度で硬化する）材質から選択される。この様に、第２リード２９と、第３導電接着材４３により、組立品４４が構成されている。
【００３７】
図２に於て、第４接着材４５、４６は例えばエポキシ樹脂等から成り、低温で接着する（即ち、比較的低い温度で硬化する）材質から選択される。第４接着材４５、４６は第１リード２の所定の位置に、縦方向に沿って、塗布されている。
【００３８】
スペーサ４７、４８は例えばシリコン等から成り、略直方体状のものであり、各々、第１リード２の左端近傍と、右端近傍に固定されている。これらの第４接着材４５、４６と、スペーサ４７、４８と、組立品４９が構成されている。
【００３９】
次に、作業者は、例えば、組立品４４を平坦な台（図示せず）の上に置く。そして、作業者は、組立品４９を下方（Ｃ方向）に移動し（図２参照）、スペーサ４７、４８の先端が第２リード２９の表面に当接させる。次に、作業者は、第１リード２の上面と、樹脂枠３６の底面を治具（図示せず）にて挟み、固定する。
【００４０】
そして、作業者は、治具に挟まれた組立品４４、４９を加熱炉（図示せず）の中に入れ、約１７０度Ｃの雰囲気中に、所定時間、収容する。
【００４１】
その後、作業者は治具に挟まれた組立品４４、４９を加熱炉から取出し、治具を外し、スペーサ４７、４８を外すと、レーザ装置１が完成する（図３参照）。
【００４２】
上記加熱により、第３接着材４３は固着される。即ち、第２リード２９は第３導電接着材４３を介して、レーザ素子２４の表面に固定されている。また上記加熱により、第４接着材４５、４６は固着される。即ち、樹脂枠３６の他面３８、３９は、第４接着材４５、４６を介して、第１リード２に固定されている（図３参照）。
【００４３】
また、上述した様に、スペーサ４７、４８を設ける事により、第１リード２と第２リード２９が所定の間隔を維持される。その結果、第３導電接着材４３は第２リード２９とレーザ素子２４の表面とを確実に固定し、かつ確実に電気的接続する。更に、第４接着材４５、４６は、樹脂枠３６に形成された側部４１、４２と、 第１リード２を確実に固定する。
【００４４】
また、図３と図４に示す様に、レーザ素子２４の主出射方向Ｄを開放し、かつレーザ素子２４の表面および側面を覆う様に、樹脂枠３６は略コ字状に形成されている。以上の部品により、このレーザ装置１は構成されている。
【００４５】
次に、図６と図７に従い、本発明の実施の形態２に係るレーザ装置５０を説明する。図６は、このレーザ装置５０の製造工程を示す断面図、図７はレーザ装置５０の断面図である。
【００４６】
これらの図に於て、組立品４９は、図２に示した組立品４９と同一である。即ち、組立品４９は第１リード２と、その上に積層される第１導電接着材１４と、サブマウント１５と、第２導電接着材２３と、レーザ素子２４と、第４接着材４５、４６と、スペーサ４７、４８等により構成されている。
【００４７】
第２リード２９ａは、適所に第１透孔５１が形成されている。第２リード２９ａのその他の形状は、第２リード２９と同一である。樹脂枠３６ａは、上記第１透孔５１の下方に位置する様に、第２透孔５２が形成されている。樹脂枠３６ａのその他の形状は、樹脂枠３６ａと同一である。
【００４８】
第３導電接着材５３は銀ペースト等から成り、第２透孔５２と第１透孔５１内に注入される（図６参照）。これらの第２リード２９ａと、樹脂枠３６ａと、第３導電接着材５３等により、組立品５４が構成されている。
【００４９】
次に、作業者は、例えば、組立品５４を平坦な台（図示せず）の上に置く。そして、作業者は、組立品４９を下方（Ｅ方向）に移動し（図６参照）、スペーサ４７、４８の先端が第２リード２９ａの表面に当接させる。次に、作業者は、第１リード２の上面と、樹脂枠３６の底面を治具（図示せず）にて挟み、固定する。この時、第３導電接着材５３の上面は、レーザ素子２４の表面に当接し、押しつぶされ、過剰となった分は、第１透孔５１および第２透孔５２内を流れ、第２透孔５２の下部および、その近傍に溜る。故に、上記過剰分がレーザ素子２４に、はい上がり、悪影響を及ぼす事がない。
【００５０】
そして、作業者は、治具に挟まれた組立品４９、５４を加熱炉（図示せず）の中に入れ、約１７０度Ｃの雰囲気中に、所定時間、収容する。
【００５１】
その後に、作業者は、治具に挟まれた組立品４９、５４を加熱炉から取出し、治具を外し、スペーサ４７、４８を外すと、レーザ装置５０が完成する（図７参照）。
【００５２】
上記加熱により、第３導電接着材５３ａは固着される。即ち、第２リード２９ａは第３導電接着材５３ａを介して、レーザ素子２４の表面に固定されている。また上記加熱により、第４接着材４５、４６は、固着される。即ち、樹脂枠３６ａの他面３８、３９は、第４接着材４５、４６を介して、第１リード２に固定されている（図７参照）。
【００５３】
また、上述した様に、スペーサ４７、４８を設ける事により、第１リード２と第２リード２９ａが所定の間隔を維持される。その結果、第３導電接着材５３ａは、第２リード２９ａとレーザ素子２４の表面とを確実に固定し、かつ確実に電気的接続する。更に、第４接着材４５、４６は、樹脂枠３６に形成された側部４１、４２と、第１リード２を確実に固定する。
【００５４】
また、上述した様に、第３導電接着材５３ａは、過剰分が下方に溜る。その結果、第３導電接着材５３ａは、第１透孔５１の上部と、第１透孔５１の内部と、第２透孔５２の内部と、第２透孔５２の下部およびその近傍に設けられている（図７参照）。以上の部品により、レーザ装置５０が構成されている。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１の本発明では、第１リードと、前記第１リードに積層される第１導電接着材と、サブマウントと、第２導電接着材と、レーザ素子と、第３導電接着材を介して前記レーザ素子の表面に固定される第２リードと、略コ字状に形成され、一面が前記第２リードに固定され、他面が第４接着材を介して前記第１リードに固定される樹脂枠とを具備する構成とする。この様に、第２リードに固定された樹脂枠は、第４接着材により、第１リードに固定される。その結果、第１リードと、第１導電接着材と、サブマウントと、第２導電接着材と、レーザ素子は、樹脂枠に関係なく、高温の雰囲気に置くことができる。故に、第１、第２導電接着材は、高融点、高熱伝導率の材質のものを使うことができる。
【００５６】
請求項２の本発明では、前記樹脂枠は、前記レーザ素子の主出射方向を開放しかつ、前記レーザ素子の前記表面および側面を覆う様に形成されているものとする。この様に、樹脂枠は、レーザ素子の表面および側面を覆っているので、ユーザがこのレーザ装置を取扱う（ハンドリング）時、ユーザの指が、レーザ素子や配線に触れる事を防止できる。
【００５７】
請求項３の本発明では、前記第１導電接着材と前記第２導電接着材は共に、高熱伝導率の材質から成り、前記第３導電接着材は低熱伝導率の材質から成るものとする。この構成により、動作時に高温となったレーザ素子の熱は、高熱伝導率の第２導電接着材と、サブマウントと、高熱伝導率の第１導電接着材と、第１リードを介して、大気中に放熱される。その結果、レーザ素子の温度上昇は抑制され、温度特性が良くなる（即ち、所定の光出力を得るのに、必要なレーザ素子駆動用電流が小さい）。また、第２リードに固着される第３導電接着材は低熱伝導率の材質であるので、レーザ素子と、第３導電接着材と、第２リードと、樹脂枠を流れる熱量は少なく、樹脂枠の熱変形を防止する事ができる。
【００５８】
請求項４の本発明では、前記第１導電接着材と前記第２導電接着材は共に高温で接着する材質から成り、前記第３導電接着材と前記第４接着材は共に低温で接着する材質から成るものとする。この構成により、第１リードと、第１導電接着材と、サブマウントと、第２導電接着材と、レーザ素子から成る組立品は、高温の雰囲気に収容する事ができる。その結果、第１、第２導電接着材は高熱伝導率の材質を用いる事ができ、高温のレーザ素子からの熱を放熱し易い。また、第３と第４接着材は共に低温で接着する材質で構成する事により、第３、第４接着材に直接又は間接に固定される樹脂枠は、低温の雰囲気に収容する事ができる。その結果、樹脂枠の熱変形を防止する事ができる。
【００５９】
請求項５の本発明では、前記第１リードの取付け基準となる第１基準部と、前記第２リードの取付け基準となる第２基準部が部分的又は全体的に同一に形成されているものとする。この構成により、第１リードと第２リードの厚さ方向（高さ方向）に、取付け基準ができるため、このレーザ装置は、立体的に位置合せができる。
【００６０】
請求項６の本発明では、前記第２リードに第１透孔を設け、前記樹脂枠に第２透孔を設け、前記第３導電接着材は、前記第１透孔の上部と、前記第１透孔および前記第２透孔と、前記第２透孔の下部に設けられる構成とする。この構成により、第１透孔と第２透孔内から注入され、レーザ素子の表面に当接し、過剰となった第３導電接着材は、第２透孔の下部およびその近傍に溜る。その結果、上記過剰分がレーザ素子の上部まで、はい上がり、レーザ素子の動作に悪影響を及ぼす事を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ装置１の製造工程を示す断面図である。
【図２】上記レーザ装置１の製造工程を示す断面図である。
【図３】上記レーザ装置１の断面図である。
【図４】図３のＡ１Ａ２断面図である。
【図５】図３のＢ１Ｂ２断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るレーザ装置５０の製造工程を示す断面図である。
【図７】上記レーザ装置５０の断面図である。
【符号の説明】
２  第１リード
１４  第１導電接着材
１５  サブマウント
２３  第２導電接着材
２４  レーザ素子
２９  第２リード
３６  樹脂枠
４３  第３導電接着材
４６  第４接着材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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