(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームに所定の傾斜角を有する傾斜面によって表面に連なる凹部を設け、上記凹部の底面に半導体レーザチップを載置し、上記半導体レーザチップからの出射光を上記傾斜面で反射させる半導体レーザ装置において、
上記傾斜面は、上記半導体レーザチップの実装面に対して４５度の傾斜角を有すると共に、上記半導体チップの発光点を通る上記実装面に平行な面上において上記発光点を中心とする円弧状を成して形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記半導体レーザチップから出射されて上記傾斜面で反射されたレーザ光の光軸上に配置されたホログラムと、
上記ホログラムからの高次光を受光する受光素子を
備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体レーザ装置において、
上記受光素子は、上記リードフレーム上に搭載されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体レーザ装置の製造方法であって、
上記半導体レーザチップからの出射光を反射すると共に、４５度の傾斜角を有する円弧状の上記傾斜面を、上記リードフレームを金型で押圧することによって形成することを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主として光ディスク装置等に用いられる半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体レーザ装置において、半導体レーザチップをサブマウントする際に、半導体レーザチップを、この半導体レーザチップの出射光の向きが受光素子の受光面に対して垂直になるようなレイアウトで配置しているものがある。図４は、このようなサブマウントのレイアウト構造を取る半導体レーザ装置(特公平７‐１０９９２１号公報)の構造を示す概略図である。
【０００３】
図４において、半導体レーザチップ２から出射面(受光素子４の搭載面)に対して垂直に出射されたレーザ光は、光ディスク９で反射されて受光素子４に入射される。尚、１はレーザダイオード、３はモニター用受光素子、５はキャップ、６はホログラム素子、７はコリメータレンズ、８は集光レンズである。
【０００４】
ところが、図４に示すように、上記半導体レーザチップ２の出射光の向きが受光素子４の受光面に対して垂直になるようなレイアウトを取っている場合には、半導体レーザチップ２の取付け位置が何れの方向にずれてもその分だけ光ディスク９で反射位置もずれることになり、その分だけ受光素子４の取付け位置もずらす必要が生ずる。したがって、半導体レーザチップ２と受光素子４との光軸合せが非常に難しく、高精度の設備が必要となったり加工工数が掛るという欠点がある。
【０００５】
そこで、そのような欠点に対処するために、シリコン基板上に受光素子と半導体レーザチップとを搭載した半導体レーザ装置が提案されている。このような構造に適用可能な半導体レーザ装置として、図５に示すようなものがある(特開平５‐３２７１３１号公報)。この半導体レーザ装置においては、シリコン基板１１上に(１１１)斜面１２を持つ段差１３を形成し、この斜面１２に対向する位置に半導体レーザチップ１４をその出射面の延在方向が斜面１２の延在方向に平行になるように配置している。そして、上記出射面から出射されたレーザ光を斜面１２で反射させて、半導体レーザチップ１４の搭載面１５に対して垂直方向に導くようにしている。この場合、光ディスク等で反射されたレーザ光を受光する受光素子は、シリコン基板１１上における半導体レーザチップ１４の搭載面１５や段差１３の上段面１６に搭載される。
【０００６】
図５に示す半導体レーザ装置の場合には、上記半導体レーザチップ１４の取付け位置が矢印(Ａ)方向にずれても斜面１２での反射光の位置は変わらないため、半導体レーザチップ１４の矢印(Ａ)方向への取付け公差が緩和されるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシリコン基板上に受光素子と半導体レーザチップとを搭載した半導体レーザ装置においては、以下のような問題がある。すなわち、斜面１２で反射されたレーザ光を、半導体レーザチップ１４の搭載面１５に対して正確に垂直方向に導くためには、レーザ光の出射方向が斜面１２の延在方向に正しく垂直になるように半導体レーザチップ４を配置する必要がある。斜面１２の傾斜角は４５度であるから、半導体レーザチップ１４の水平面内での向きが僅かでもずれると、斜面１２での反射の際に上記ずれ角が増幅されて反射光の方向が垂直方向から大きくずれることになる。すなわち、半導体レーザチップ１４の水平面内での取付け角度の精度が要求され、やはり組み立て加工工数が大きいと言う問題がある。
【０００８】
また、同一シリコン基板１１上に半導体レーザチップ１４と受光素子とを搭載する場合には、受光素子の搭載位置を半導体レーザチップ１４からある程度離しておかないと、ホログラム等の光学素子からの不要な反射も入射して雑音が発生する。したがって、高価なシリコン基板１１の面積が大きくなって材料コストが高くなるという問題もある。尚、シリコン基板１１を小さくするためにホログラムの回折角を小さくしようとすると、ホログラムのピッチが大きくなるため作成が困難である。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、組み立て加工工数が少なく、組み立て加工が容易で、安価な半導体レーザ装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の半導体レーザ装置は、リードフレームに所定の傾斜角を有する傾斜面によって表面に連なる凹部を設け,上記凹部の底面に半導体レーザチップを載置し,上記半導体レーザチップからの出射光を上記傾斜面で反射させる半導体レーザ装置において、上記傾斜面は、上記半導体レーザチップの実装面に対して４５度の傾斜角を有すると共に、上記半導体チップの発光点を通る上記実装面に平行な面上において上記発光点を中心とする円弧状を成して形成されていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、リードフレームの凹部底面に載置された半導体レーザチップから、傾斜面に向ってレーザ光が出射される。そうすると、上記レーザ光は、上記傾斜面によって上記凹部底面(実装面)に対して垂直方向(上方)に反射される。その際に、上記傾斜面は、上記半導体チップの実装面に対して４５度の傾斜角を有すると共に、上記発光点を通る上記実装面に平行な面上において上記発光点を中心とする円弧状に形成されている。したがって、上記半導体レーザチップを実装する際に、上記半導体レーザチップが上記傾斜面に対して前進後退する方向や水平面内での回転方向にずれても、出射光は上記凹部の底面に対して垂直方向に出射される。その結果、上記レーザ光の上記凹部の底面に対して垂直方向への光軸は、半導体レーザチップの実装時の位置や方向ずれに対して非常に安定している。したがって、半導体レーザチップの実装が非常に容易になる。
【００１２】
また、この発明の半導体レーザ装置は、上記半導体レーザチップから出射されて上記傾斜面で反射されたレーザ光の光軸上に配置されたホログラムと、上記ホログラムからの高次光を受光する受光素子を備えることが望ましい。
【００１３】
上記構成によれば、上記半導体レーザチップから出射されたレーザ光は上記リードフレームの傾斜面によって上記凹部の底面に対して垂直方向に反射されてホログラムに至る。そして、上記ホログラムから出射されて対象物で反射したレーザ光が再びホログラムに戻ってきた際に、光軸から一定角度曲がった高次光が発生され、その高次光の出力特性が受光素子によって検出されて、対象物の状態が検出される。
【００１４】
また、この発明の半導体レーザ装置は、上記受光素子を上記リードフレーム上に搭載することが望ましい。
【００１５】
上記構成によれば、半導体レーザ装置と受光素子とが一体に形成されて、コンパクトな光ピックアップを形成することが可能になる。
【００１６】
また、この発明の半導体レーザ装置の製造方法は、上記半導体レーザ装置の製造方法であって、上記半導体レーザチップからの出射光を反射すると共に、４５度の傾斜角を有する円弧状の上記傾斜面を、上記リードフレームを金型で押圧することによって形成することを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、上記リードフレームの反射面を、金型の押圧によって簡単に形成することができる。したがって、上記傾斜面を高価なシリコン基板上に形成する場合に比して、安価に半導体レーザ装置を提供できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の半導体レーザ装置における断面図である。また、図２は、当該半導体レーザ装置の平面図である。尚、図１は、図２におけるＢ‐Ｂ'矢視断面図である。
【００１９】
図１および図２において、リードフレーム２１には、一端側に開いた凹部２２が形成されている。そして、凹部２２の底面２３は平坦になっており、底面２３と凹部２２の周囲２４との境界部には、底面２３に対して４５度の傾斜角を有する傾斜面２５が形成されている。ここで、凹部２２における奥側の端部に形成された傾斜面２５aは、底面２３上に載置されたレーザダイオードチップ２６のレーザ発光点２６aを中心とする円弧状に形成されている。
【００２０】
上記レーザダイオード２６の下側の電極(図示せず)は、リードフレーム２１に直接電気的に接続されている。一方、上側の電極(図示せず)は、リードフレーム２１とは電気的に分離されたリードフレーム２７にＡu(金)線２８で電気的に接続されている。
【００２１】
上記構成において、上記レーザダイオードチップ２６のレーザ発光点２６aに対向する位置には、４５度の傾斜を有する傾斜面２５aが形成されている。そして、レーザ発光点２６aから図中水平方向に出射されたレーザ光は、傾斜面２５aで反射されて、実装面である底面２３に対して垂直方向に出射されるようになっている。したがって、レーザダイオードチップ２６のレーザ発光点２６aのＢ‐Ｂ'方向への位置がずれたとしても、傾斜面２５aによる反射光の位置は殆ど変わらない。
【００２２】
さらに、本実施の形態においては、上記レーザ発光点２６aに対向する傾斜面２５aの平面形状は、レーザ発光点２６aを中心とする円弧状に形成されている。したがって、レーザ発光点２６aの水平面内での取付け角度がずれたとしても、レーザ発光点２６aからの出射光の方向は反射点における傾斜面２５aへの接線に対して垂直になるため、レーザダイオードチップ２６の搭載面２３に対して垂直方向に反射されることになる。したがって、図５に示すように傾斜面が直線状である場合のように、反射方向が中心線から外方向に広がることはないのである。
【００２３】
すなわち、本実施の形態によれば、レーザダイオードチップ２６の搭載面２３に対して垂直方向へのレーザの光軸を、レーザダイオードチップ２６の実装時におけるＢ‐Ｂ'方向へのずれや回転方向へのずれに対して非常に安定した構造にできるため、レーザダイオードチップ２６の実装が非常に容易になる。したがって、本実施の形態によれば、組み立て加工を容易にでき、組み立て加工工数を少なくできるのである。
【００２４】
また、本実施の形態においては、上記レーザダイオードチップ２６から水平方向に出射されたレーザ光を垂直方向に反射する４５度の傾斜面２５を、リードフレーム２１に金型で押圧することによって形成している。したがって、上記傾斜面を高価なシリコン基板上に形成する場合に比して、安価に半導体レーザ装置を提供できるのである。
【００２５】
さらに、上述のように上記実装面２３に対して垂直方向に出射されたレーザ光が対象物で反射された場合には、反射光は上記実装面２３に対して垂直に向って戻ることになる。そこで、図３に示すように、リードフレーム２１における凹部２２の周囲２４の高段面に受光素子チップ２９を搭載することによって、上記構成の半導体レーザ装置とホログラム３０および受光素子チップ２９とを一体化したユニットを容易に構成することができ、光ピックアップをコンパクトに形成することができるのである。
【００２６】
その場合に、上述したように、上記レーザダイオードチップ２６のＢ‐Ｂ'方向(図２参照)及び水平面内での回転方向に対する取付け公差が緩和されるため、レーザダイオードチップ２６の光軸と受光素子チップ２９およびホログラム３０の光軸との位置合わせを容易に行うことができるのである。
【００２７】
図３においては、上記レーザダイオードチップ２６から出射されたレーザ光はリードフレーム２１の傾斜面２５aで反射されて垂直方向へ進んでホログラム３０に至る。そして、ホログラム３０から出射されて光ディスク等の対象物で反射したレーザ光が再びホログラム３０に戻ってきた際に、垂直方向への光軸から一定角度曲がった高次光が発生される。そして、その高次光の出力特性を受光素子チップ２９によって検出することによって、トラッキングエラーや読み出し情報等を含む対象物の状態が検出されるのである。
【００２８】
尚、上記実施の形態においては、図２における破線で示す「Ｃ」の位置に受光素子チップ２９を搭載しているが、破線で示す「Ｄ」の位置に搭載しても構わない。上述したように、傾斜面２５aはレーザ発光点２６aを中心とする円弧状に形成されている。したがって、傾斜面２５a上のレーザスポットは、垂直方向よりも水平方向に収束されている。そのために、受光素子チップ２９を「Ｄ」の位置に搭載する方が、ホログラム３０等による反射等で発生する迷光の影響を受けにくいのである。
【００２９】
さらに、上記各実施の形態における半導体レーザ装置においては、上記傾斜面２５の傾斜角を４５度に設定しているが、他の角度であっても一向に差し支えない。
【００３０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体レーザ装置は、リードフレームに所定の傾斜角の傾斜面を有する凹部を設け、上記凹部の底面に半導体レーザチップを載置し、上記半導体レーザチップからの出射光を上記傾斜面で反射させるに際して、上記傾斜面を上記半導体レーザチップの実装面に対して４５度の傾斜角を有すると共に、上記半導体チップの発光点を通る上記実装面に平行な面上において上記発光点を中心とする円弧状を成して形成したので、上記半導体レーザチップが上記傾斜面に対して前進後退する方向や水平面内での回転方向にずれても、出射光を上記凹部の底面に対して垂直方向に出射させることができる。したがって、上記レーザ光の上記凹部の底面に対して垂直方向への光軸を、上記半導体レーザチップの実装時の位置や方向ずれに対して安定させることができる。
【００３１】
すなわち、この発明によれば、上記半導体レーザチップの実装が非常に容易になり、組み立て加工が容易で、組み立て加工工数が少ない半導体レーザ装置を提供できる。
【００３２】
また、上記リードフレームの反射面は金型の押圧によって簡単に形成できる。したがって、シリコン基板に反射面を形成した半導体レーザ装置よりも安価な半導体レーザ装置を提供できる。
【００３３】
また、この発明の半導体レーザ装置は、上記半導体レーザチップから出射されて上記傾斜面で反射されたレーザ光の光軸上に配置されたホログラムと、上記ホログラムからの高次光を受光する受光素子を備えれば、上記レーザ光の光軸が上記半導体レーザチップの実装時の位置や方向ずれに対して安定しているため、上記半導体レーザチップの光軸と上記ホログラムや受光素子の光軸との位置合せを簡単にできる。
【００３４】
また、この発明の半導体レーザ装置は、上記受光素子を上記リードフレーム上に搭載すれば、半導体レーザ装置と受光素子とを一体に形成して、コンパクトな光ピックアップを形成することができる。
【００３５】
また、この発明の半導体レーザ装置の製造方法は、上記半導体レーザチップからの出射光を反射すると共に、４５度の傾斜角を有する円弧状の上記傾斜面を、上記リードフレームを金型で押圧することによって形成するので、上記反射面を簡単に形成することができる。したがって、上記傾斜面を高価なシリコン基板上に形成する場合に比して、安価に半導体レーザ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の半導体レーザ装置における断面図である。
【図２】  図１に示す半導体レーザ装置の平面図である。
【図３】  図１に示す半導体レーザ装置とホログラムおよび受光素子チップとを一体化したユニットの構成図である。
【図４】  半導体レーザの出射光の向きが受光素子の受光面に対して垂直なレイアウトレイアウト構造の半導体レーザ装置の概略図である。
【図５】  シリコン基板上に受光素子と半導体レーザチップとを搭載する構造に適用可能な半導体レーザ装置の外観図である。
【符号の説明】
２１,２７…リードフレーム、
２２…凹部、
２３…底面、
２５,２５a…傾斜面、
２６…レーザダイオードチップ、
２６a…レーザ発光点、
２８…Ａu線、
２９…受光素子チップ、
３０…ホログラム。
【図１】
0003704459.tif 000002
【図２】
0003704459.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003704459.tif 000005
【図５】
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