(57)【要約】【課題】  薄型で低コスト、かつ光ケラレの影響を避けるためのマージンを拡大した半導体レーザパッケージの提供。【解決手段】  半導体レーザパッケージ１は、ステム２、キャップ３、ＬＤ４、サブマウント用の直方体形状の基板５、アノード用リード６、カソード用リード７、ワイヤ１１を有している。基板５を熱処理して、ＬＤ４を基板上に固着する。基板５の３面メタライズを形成し、ＬＤ４の両面電極と導電接続する。ＬＤ４の出射光の長軸方向は、キャップ３の有効径３ｘの長軸方向Ｐに形成されている。このため、キャップ３の有効径３ｘの短軸方向Ｑ縁部と、出射光４ｘの短軸方向の縁部間の長さＷｂは拡大されており、光ケラレの影響を避けることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カバーガラスを付設したキャップと、半導体レーザ（ＬＤ）と、前記ＬＤが固着されるサブマウント用の基板と、前記サブマウント用の基板が固着されるステムと、前記ステムに設ける複数のリードとを備え、前記キャップを前記ステムに固着して気密封止し、前記ＬＤの出力光を前記カバーガラスから出射する半導体レーザパッケージであって、前記キャップの有効径の長軸方向と、前記ＬＤの出射光の長軸方向を同じ方向とすることを特徴とする、半導体レーザパッケージ。
【請求項２】
前記基板の３面に第１のメタライズと第２のメタライズを施し、前記ＬＤを実装する面に施された第１のメタライズと第２のメタライズを絶縁して分離したことを特徴とする、請求項１に記載の半導体レーザパッケージ。
【請求項３】
前記ＬＤは両面電極として、前記ＬＤの一方の電極を前記第１のメタライズおよび第２のメタライズの一方と接続して前記リードの一方とワイヤで接続し、前記ＬＤの他方の電極を前記第１のメタライズおよび第２のメタライズの他方と接続してステムに形成される導電パターンを介して前記リードの他方に接続することを特徴とする、請求項２に記載の半導体レーザパッケージ。
【請求項４】
前記基板の２面に第１のメタライズと第２のメタライズを施し、前記ＬＤを実装する面に施された第１のメタライズと第２のメタライズ、および他面に施された第１のメタライズと第２のメタライズを絶縁して分離したことを特徴とする、請求項１に記載の半導体レーザパッケージ。
【請求項５】
前記ＬＤは両面電極として、前記ＬＤの一方の電極を前記第１のメタライズおよび第２のメタライズの一方と接続して前記リードの一方と第１のワイヤで接続し、前記ＬＤの他方の電極を前記第１のメタライズおよび第２のメタライズの他方と接続して前記リードの他方と第２のワイヤで接続することを特徴とする、請求項４に記載の半導体レーザパッケージ。
【請求項６】
前記基板のＬＤを実装する面のみを研磨した面で構成することを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の半導体レーザパッケージ。
【請求項７】
前記サブマウント用の基板がＡｌＮ、またはＳｉＣからなる焼結材であることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の半導体レーザパッケージ。
【請求項８】
前記ＬＤは、前記サブマウント用の基板の側面に半田材料Ａで固着され、前記サブマウント用の基板は半田材料Ｂで前記ステムに固着されており、前記半田材料Ａの融点は、半田材料Ｂの融点よりも所定温度以上高いことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の半導体レーザパッケージ。
【請求項９】
バー状に形成された前記サブマウント用の基板に複数のＬＤを実装し、ダイシングによりチップ化した各基板にＬＤが実装されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の半導体レーザパッケージ。
【請求項１０】
前記バー状の基板の前記ＬＤを実装する側とは反対側の裏面にダイシング用の細溝を予め形成しておくことを特徴とする、請求項９に記載の半導体レーザパッケージ。
【請求項１１】
前記ＬＤが窒化物半導体であることを特徴とする、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の半導体レーザパッケージ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノートＰＣ、小型情報機器システムなどに使用される薄型の半導体レーザパッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノートＰＣ、小型情報機器システムなどに使用される半導体レーザパッケージは、省スペースの観点から薄型であることが要求されている。ここで、薄型化の要求とは、半導体レーザ（ＬＤ）の光軸方向に対して、垂直である面（幅方向と厚さ方向）のどちらか一軸方向の寸法が小さいことの要求である。このような要求に対処するために、Ｉカットパッケージが用いられている。半導体レーザパッケージは、信頼性を高めるために気密封止構造のパッケージを採用されている。このような気密封止は、キャップをステムに溶接することにより行われており、この形態のパッケージは最も量産性があり、気密性にも優れている。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載されているこのような半導体レーザパッケージの例を示す図で、（ａ）は半導体レーザ実装の状態を示す平面図、（ｂ）は概略の断面図である。図７において、２はステム、３はキャップ、４は半導体レーザ、６、７はリード、１０ステムのブロック、１３はキャップ３に付設されるカバーガラス、１４はリード封止用ガラスである。また、３０はワイヤボンディング用のキャピラリィである。
【０００４】
図７（ｂ）は、半導体レーザ４をステムのブロック１０に実装した後の状態を示している。半導体レーザ４をステムのブロック１０に実装する際には、図７（ｂ）の状態からステム２を９０度反転させる。そして、正負一対のリード６、７間の間隔Ｗｘを通して、矢視Ｐ方向から半導体レーザ４をステムのブロック１０に配置して実装していた。図８は、図７に示された半導体レーザパッケージの製造過程の例を示す説明図である。図８（ａ）はステム２の初期状態、図８（ｂ）はステム２を９０度回転させて、ＬＤ４をコレット３１によりステムのブロック１０にダイボンドする状態、図８（ｃ）はキャピラリィ３０によりワイヤ１１をＬＤ４の電極とリード７をワイヤボンディングする状態、をそれぞれ示している。
【０００５】
半導体レーザパッケージの小型化に伴い、正負の一対のリード６、７間の間隔Ｗｘが狭く設定されてきている。このため、半導体レーザ４をこの間隔Ｗｘからステムのブロック１０に挿入することが困難になり、半導体レーザ４をステムのブロック１０に実装することができなくなった。図９は、このような問題に対処する例を示す説明図である。図７と同じところには同一の符号を付しており、重複を避けるため説明を省略する。
【０００６】
図９の例では、ＬＤ４をステムのブロック１０に実装する際に、ＬＤ４が一対の正負のリード６，７に当たらないようにステムのブロック１０ａの高さを高くしている。ステムのブロックの高さは通常１．４ｍｍであるが、図９の例では２ｍｍとしている。図８のように、ステムのブロック１０の高さが高くなると、ＬＤ４の放熱経路が長くなるので、熱抵抗が高くなる（悪くなる）。
【０００７】
また、リード６、７の高さは、あまり短いとワイヤの実装ができなくなるので、一般に０．６ｍｍ以上必要とされている。通常の半導体レーザパッケージでは、ブロックの高さは１．４ｍｍ、熱抵抗２５℃／Ｗである。また、小型の半導体レーザパッケージでは、ブロック高さは前記のように２ｍｍ、熱抵抗は３０℃／Ｗである。なお、特許文献２には、ミラーによりＬＤの出射光の向きを立ち上げるミラーを用いた平面実装型半導体レーザパッケージが記載されている。
【０００８】
図１０は、気密封止構造のパッケージを採用した半導体レーザパッケージ２１の例を示す説明図、図１１は、図１０の構成の断面形状を示す説明図である。図１０、図１１において、２２はステム、２３はキャップ、２４はステムのブロック、２５はステムのフランジ、２６はキャップ２３に付設されるカバーガラス、２７はＬＤ、２８はリード、２９はワイヤである。光軸はＬ方向であるものとする。キャップ２３はステムのフランジ２５に溶接により固定される。この場合には、半導体レーザパッケージ２１の薄型化の要求は、光軸方向に対して垂直である一軸のＸ方向の寸法（幅方向の寸法）が小さいことの要求となる。
【０００９】
図１１（ａ）には、半導体レーザパッケージの各部間の寸法Ａ〜Ｆが示されている。半導体レーザパッケージにおいて、前記薄型であることが要求されるＸ軸方向の各部材間の寸法Ａ〜Ｆは、表１のようになる（単位はｍｍ）。ここに、Ａはステムのフランジ２５の外周とキャップ２３の鍔部２３ａの端部間の寸法（０．１５）、Ｂはキャップ２３の鍔部２３ａとキャップ２３の円筒状部の外周間の寸法（０．３）、Ｃはキャップ２３の円筒状部の外周とキャップ２３の円筒状部の内周間の寸法（０．１５）、Ｄはキャップ２３の円筒状部の内周とステムのブロック２４の外側との間の寸法（０．１５）、Ｅはステムのブロック２４の外側と内側との間の寸法（０．６）、ＦはＬＤ２７の厚さの寸法（０．１５）である。
【００１０】
【表１】
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【００１１】
表１に示されているように、半導体レーザパッケージ２１において、Ａ〜Ｆの寸法は、放熱特性を良好にしなければならない、などの要因で小さくすることには一定の制約を受けており、合計で１．５ｍｍである。したがって、図１０、図１１に示された半導体レーザパッケージのＸ方向寸法は、その２倍の３ｍｍが限界となっており、それよりも小さい寸法にはできない。
【００１２】
図１１（ａ）において、ＬＤ２７の出射光２７ｘの長軸方向は、図１１（ｂ）に示されるようにキャップ２３の有効径２３ｘの短軸方向（カバーガラス２６の幅方向）と同じ方向に形成される。図１１（ａ）のＬｂ、Ｌｃは、ＬＤ２７の出射光がキャップ２３で反射し、パッケージ内に迷光として散乱する外縁の部分を示している。
【００１３】
図１１（ｂ）に示されているように、ＬＤ２７の出射光２７ｘの長軸方向は、キャップ２３の有効径２３ｘの短軸方向Ｑに形成されており、キャップ２３の有効径２３ｘの短軸方向縁部と、出射光２７ｘの長軸方向の縁部間の長さＷａは小さな値になっている。ここで、図１１（ａ）に示されているような反射光Ｌｂ、Ｌｃは、出射光２７ｘ対して光干渉などの影響を及ぼす、光ケラレという現象が生じる。具体的には、反射光Ｌｂ、ＬｃがＬＤ２７に戻って、ＬＤのノイズを高めたり、利用するレーザ光内に迷光が混入することにより、半導体レーザの光学特性が劣化してしまうことである。
【００１４】
このため、キャップ２３の有効径２３ｘの短軸方向縁部と、出射光２７ｘの縁部間の長さＷａは可能な限り大きいことが望ましい。すなわち、Ｌｂ、Ｌｃの反射光は、キャップ２３の有効径２３ｘの短軸Ｑ方向縁部で反射するので、出射光２７ｘの縁部は、可能な限り有効径２３ｘの長軸Ｐ方向の軸心に近い方が光ケラレの影響を避けることができる。
【００１５】
このように、半導体レーザパッケージにおいては、ユーザから（ａ）低熱抵抗、（ｂ）パッケージのコストダウン、すなわちミラーレスパッケージ、（ｃ）小型化、（ｄ）気密封止、（ｅ）光ケラレの発生防止が要求されている。
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−３１９００号公報
【特許文献２】特開２００２−３２９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
最近のノートＰＣのような情報機器の小型化に伴い、半導体レーザパッケージに対して一層の薄型化の要請がなされてきている。その寸法の具体例として、幅方向で２ｍｍ程度のものが要求されている。このため、幅方向の寸法が最小でも３ｍｍである、特許文献１のようなＩカットパッケージでは対応できないという問題があった。
【００１８】
なお、図８のように、ＬＤを実装するステムのブロックを高くすると、熱抵抗が増大してＬＤの動作特性が低下するという問題があった。さらに、特許文献２のようなミラーを用いる構成では、ミラー部品のコストが高くなるという問題があった。
【００１９】
また、図１０、図１１の構成では、ＬＤ２７の出射光２７ｘの長軸方向は、キャップ２３の有効径２３ｘの短軸方向（カバーガラス２６の幅方向）と同じ方向に形成されている。このため、出射光２７ｘの長軸方向の縁部がキャップ２３の短軸方向の縁部に近接し、前記光ケラレの影響を避けるための短軸方向の有効径のマージン（Ｗａ）が限られているという問題があった。
【００２０】
なお、出射光２７ｘの長軸方向の大きさを小さくすれば光ケラレの影響を避けることができるが、ＬＤの量産性が悪くなるという問題が生じる。このように、従来の半導体レーザパッケージの構成では、前記（ａ）低熱抵抗、（ｂ）ミラーレスパッケージ、（ｃ）小型化、（ｄ）気密封止、（ｅ）光ケラレの影響防止、というユーザの要求に対応できないという問題があった。
【００２１】
本発明は上記のような問題に鑑み、薄型で低コスト、かつ光ケラレの影響を避けるためのマージンを拡大して、前記（ａ）〜（ｅ）の要求に対応できる半導体レーザパッケージの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
（１）上記目的を達成するために、本発明の半導体レーザパッケージは、カバーガラスを付設したキャップと、半導体レーザ（ＬＤ）と、前記ＬＤが固着されるサブマウント用の基板と、前記サブマウント用の基板が固着されるステムと、前記ステムに設ける複数のリードとを備え、前記キャップを前記ステムに固着して気密封止し、前記ＬＤの出力光を前記カバーガラスから出射する半導体レーザパッケージであって、前記キャップの有効径の長軸方向と、前記ＬＤの出射光の長軸方向を同じ方向とすることを特徴とする。この発明の半導体レーザパッケージは、図１、図３、図５の実施形態が対応する。この構成によれば、ユーザからの半導体レーザパッケージに対する（ａ）低熱抵抗、（ｂ）ミラーレスパッケージ、（ｃ）小型化、（ｄ）気密封止、の要求に対処することができる。さらに、キャップの有効径に対する光ケラレのマージンが拡大されるので、（ｅ）光ケラレの影響を除去し、半導体レーザの光学特性の劣化を防止することができる。
【００２３】
（２）また、本発明の半導体レーザパッケージは、前記基板の３面に第１のメタライズと第２のメタライズを施し、前記ＬＤを実装する面に施された第１のメタライズと第２のメタライズを絶縁して分離したことを特徴とする。この発明は、図２の実施形態が対応する。この構成によれば、カソードコモン用あるいはアノードコモン用の半導体レーザパッケージにおいて、前記（ａ）〜（ｅ）を実現することができる。
【００２４】
（３）また、本発明の半導体レーザパッケージは、前記ＬＤは両面電極として、前記ＬＤの一方の電極を前記第１のメタライズおよび第２のメタライズの一方と接続して前記リードの一方とワイヤで接続し、前記ＬＤの他方の電極を前記第１のメタライズおよび第２のメタライズの他方と接続してステムに形成される導電パターンを介して前記リードの他方に接続することを特徴とする。この発明は、図１の実施形態が対応する。この構成によれば、半導体レーザの出射光の光路に導電部材が存在しないので、導電部材による光ケラレの発生を防止することができる。
【００２５】
（４）また、本発明の半導体レーザパッケージは、前記基板の２面に第１のメタライズと第２のメタライズを施し、前記ＬＤを実装する面に施された第１のメタライズと第２のメタライズ、および他面に施された第１のメタライズと第２のメタライズを絶縁して分離したことを特徴とする。この発明は、図４の実施形態が対応する。この構成によれば、フローティング用の半導体レーザパッケージにおいて、前記（ａ）〜（ｅ）を実現することができる。
【００２６】
（５）また、本発明の半導体レーザパッケージは、前記ＬＤは両面電極として、前記ＬＤの一方の電極を前記第１のメタライズおよび第２のメタライズの一方と接続して前記リードの一方と第１のワイヤで接続し、前記ＬＤの他方の電極を前記第１のメタライズおよび第２のメタライズの他方と接続して前記リードの他方と第２のワイヤで接続することを特徴とする。この発明は、図３の実施形態が対応する。この構成によれば、半導体レーザの出射光の光路に導電部材が存在しないので、導電部材による光ケラレの発生を防止することができる。
【００２７】
（６）また、本発明の半導体レーザパッケージは、前記基板のＬＤを実装する面のみを研磨した面で構成することを特徴とする。この発明は、図１、図３、図６の実施形態が対応する。この構成によれば、ＬＤの実装面のみを研磨することによりＬＤの放熱特性を向上させると共に、それ以外の面は切断面を利用することにより、コストの低減を図ることができる。
【００２８】
（７）また、本発明の半導体レーザパッケージは、前記サブマウント用の基板がＡｌＮ、またはＳｉＣからなる焼結材であることを特徴とする。この発明は、図１、図３、図６の実施形態が対応する。この構成によれば、基板の熱伝導率が高くなるので、放熱特性を向上させることができる。
【００２９】
（８）また、本発明の半導体レーザパッケージは、前記ＬＤは、前記サブマウント用の基板の側面に半田材料Ａで固着され、前記サブマウント用の基板は半田材料Ｂで前記ステムに固着されており、前記半田材料Ａの融点は、半田材料Ｂの融点よりも所定温度以上高いことを特徴とする。この発明は、図１、図３、図６の実施形態が対応する。この構成によれば、半導体レーザパッケージの熱処理が２回となる場合に、ＬＤの位置ずれを防止することができる。
【００３０】
（９）また、本発明の半導体レーザパッケージは、バー状に形成された前記サブマウント用の基板に複数のＬＤを実装し、ダイシングによりチップ化した各基板にＬＤが実装されていることを特徴とする。この発明は、図６の実施形態が対応する。この構成によれば、パッケージをウエハレベルで処理するため、材料費、加工費を低減することができる。
【００３１】
（１０）また、本発明の半導体レーザパッケージは、前記バー状の基板の前記ＬＤを実装する側とは反対側の裏面にダイシング用の細溝を予め形成しておくことを特徴とする。この発明は、図６の実施形態が対応する。この構成によれば、基板に対するダイシングの処理を円滑に行うことができる。
【００３２】
（１１）また、本発明の半導体レーザパッケージは、前記ＬＤが窒化物半導体であることを特徴とする。この発明は、図１、図３、図６の実施形態が対応する。窒化物半導体レーザは、気密封止を行わないと寿命が短くなる特性がある。本発明の半導体レーザパッケージは、気密性が高いので、窒化物半導体レーザの寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の半導体レーザパッケージは、（ａ）低熱抵抗、（ｂ）ミラーレスパッケージ、（ｃ）小型化、（ｄ）気密封止、を実現することができる。また、（ｅ）光ケラレに起因する半導体レーザの光学特性の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下図に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる構成を示す説明図である。図１（ａ）において、半導体レーザパッケージ１は、ステム２、キャップ３、ＬＤ４、ＬＤ４を実装するサブマウント用の基板５、正負一対のリード、この例では、アノード用リード６、カソード用リード７、ワイヤ１１を有している。ＬＤ４は基板５に半田材料Ａ、例えば融点が２８３℃の金錫で固着される。基板５のステム２に対する載置面には、図２で説明するような適宜の導電パターンのメタライズ、例えば金パターンが施されている。ここで、基板５は、図２に示すようにほぼ直方体状のさいころ形状としている。図１（ａ）の例では、ステム２に形成された貫通孔を通るカソード用リードと、ステム２に溶接されるアノード用リード６との２本のリードが、ステム２に設けられている。
【００３５】
また、ステム２の上には、半田材料Ａよりも融点が低い適宜の半田材料Ｂ、例えば融点が２２１℃の銀錫を塗布する。ＬＤ４は両面電極として、一方の電極は、基板５、ステム２に形成された導電パターンを通り、一方のアノード用リード６に導電接続される。また、ＬＤ４の他方の電極は、基板５の上面に形成された導電パターン、ワイヤ１１を通り、他方のカソード用リード７に導電接続される。このように、図１（ａ）はアノードコモン用の半導体レーザパッケージの構成としている。
【００３６】
図１（ｂ）は、ＬＤ４の出射光４ｘとキャップ３の有効径３ｘとの関係を示す説明図である。図１（ｂ）に示されているように、ＬＤ４の出射光の長軸方向は、キャップ３の有効径３ｘの長軸方向Ｐに形成されている。このため、キャップ３の有効径３ｘの短軸方向Ｑ縁部と、出射光４ｘの短軸方向の縁部間の長さＷｂは、図１１（ｂ）の例よりも拡大されている。すなわち、前記光ケラレの影響を避けるために、キャップ３の有効径３ｘに対するマージンを大きくできる。したがって、ＬＤ４の出射光に対する光干渉などの発生が防止できるので、ＬＤ４の動作特性を向上させることができる。
【００３７】
ＬＤ４を実装する基板５は、コストダウンを図るために、次の順序で製造している。（１）基板の焼成。（２）ＬＤ実装面を研磨する。この処理ではＬＤ実装面を表面粗さＲａ０．２ｕｍ以下／Ｒｙ１．５ｕｍ以下とする。この粗さは研磨しないと形成できない。このように、精密な研磨を行うのは、ＬＤの実装面が荒れていると半田付けが良好に行えず、放熱性が悪くなるためである。なお、基板のＬＤ実装面以外では、研磨を行わず基板の切断面をそのまま用いることでコストダウンを図っている。（３）ＬＤ実装面のメタライズ処理。（４）ＬＤ実装面以外の２面のメタライズ処理。（３）、（４）の処理は、図２で説明する。
【００３８】
図２は、基板５のメタライズの例を示す説明図である。基板５の材料は、ＳｉＣ（炭化珪素）、あるいはＡｌＮ（窒化アルミニウム）のような絶縁性があり、熱伝導率が高いものが用いられている。このような焼結材は、熱伝導が良好な絶縁物なので放熱特性が向上し、ＬＤ４の温度上昇に起因する特性劣化を防止することができる。このように、図１で説明した例では、熱抵抗が小さく気密性の高い半導体レーザパッケージを得ることができる。図２（ａ）は基板５の平面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は底面図である。１５はメタライズＡ、１６はメタライズＢ、１７はメタライズＡとメタライズＢとを分離する絶縁帯である。図２の例では、メタライズは基板の上面、下面、側面の３面に施されている。
【００３９】
ＬＤ４の一方電極は、導電部材４ａにより基板側面に形成されたメタライズＢ（１６）と接続される。メタライズＢ（１６）は、基板５の側面と上面に連続して形成されている。このため、基板５の上面に形成されたメタライズＢ（１６）にワイヤ１１をワイヤボンディングすることにより、図１（ａ）で示したようにＬＤ４の一方電極は、一対のリードの一方のカソード用リード７に導電接続される。また、ＬＤ４の他方電極は、基板５の側面と底面に連続して形成されているメタライズＡ（１５）に接続される。基板５の底面に形成されたメタライズＡ（１５）は、ステム２の上面に形成されアノード用リード６と導電接続される適宜の導電パターンと接続される。このような導電経路を介してＬＤ４の他方電極は、一対のリードの他方のアノード用リード６と導電接続される。
【００４０】
次に、図１の構成の半導体レーザパッケージの製造方法について説明する。最初に基板５にメタライズ処理を施し、半田材料Ａを塗布する。基板５に半導体レーザ４を配置して基板５を熱処理し、前記半田材料ＡによりＬＤ４を基板５に固着する。次に、基板５の上面に形成されているメタライズＢ（１６）に、ワイヤ１１をワイヤボンディングで接続する。
【００４１】
ステム２に、融点が半田材料Ａよりも低い半田材料Ｂ、例えば、融点が２２１℃の銀錫を塗布して基板５を載置する。この状態で熱処理することにより、ステム２に基板５を固着する。銀錫のような半田材料Ｂに代えて、熱硬化接着剤やＵＶ硬化接着剤でも良い。発光点の位置精度が特別に必要である場合は、メタライズＢ（１６）のワイヤボンディング位置にプローブをあてて、ＬＤ４を発光させ、直接発光点を観察しながら、配置することも可能である。
【００４２】
この例では、先に融点の高い半田材料Ａの金錫によりＬＤ４を基板５に半田付する。次に、半田材料Ａの金錫よりも融点が５０℃以上低い半田材料Ｂの銀錫で基板５をステム２に半田付する。この際に、半田材料Ｂの銀錫の融点は、半田材料Ａの金錫の融点よりも５０℃以上低いので、先に半田付したＬＤ４の半田が溶融することはない。このため、ＬＤ４の位置ずれによる精度低下を防止することができる。また、この例では、熱処理は２回だけになっているので、ＬＤ４に加わる熱負荷が少なく信頼性を向上させることができる。
【００４３】
図１の例では、ＬＤ４の一方電極のカソードは、ＬＤ４の出射光の光路と直交する方向にワイヤ１１でカソード用リード７に接続されている。また、ＬＤ４の他方電極のアノードは、ＬＤ４の出射光の光路の下側に形成される導電パターンを通してアノード用リード６に導電接続されている。したがって、図１の半導体レーザパッケージにおいては、ＬＤ４の両面電極の導電部材はＬＤ４の出射光の光路の妨げとならないように配置されるので、導電部材による光ケラレの発生を防止できる利点がある。また、図１の構成は、ＬＤ４の出射光の向きを立ち上げるミラーが不要なのでミラーレスの構成であり、半導体レーザパッケージのコストを低減することができる。
【００４４】
なお、図１において、カバーガラス１３が付設されたキャップ３により、ＬＤ４をパッケージ化する際に、必要であれば、キャップ３およびＬＤ４が実装されたステム２を洗浄する。これは、半田材料、熱硬化接着剤、ＵＶ硬化接着剤などでステム２に基板１２を固着する際に発生した不純物を除去するためである。また、カバーガラスをキャップ内面に接着材などで付設する際に付着した不純物も除去する。その後、キャップ３をステム２上面に溶接する。このような処理により、高い精度でＬＤ４を気密封止する半導体レーザパッケージを得ることができる。図１の例では、基板５を立方体形状（さいころ形状）として、ステム２に固着しているので、ＬＤ４の実装部材の高さが高くならず、熱抵抗を低減させることができる。
【００４５】
図３は、本発明の異なる実施形態を分解して示す説明図である。図１と同じところには同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図３の例では、カソード用リード７もステム２に形成された封止穴に挿入されており、図示を省略したリード封止用ガラス１４で固定される。８は接地用リードである。半導体レーザパッケージ１ａは、ＬＤ４をサブマウント用の基板５に実装している。ＬＤ４は両面電極として、ＬＤ４のアノードはワイヤ１２とワイヤボンディングで接続されており、ＬＤ４のカソードはワイヤ１１とワイヤボンディングで接続されている。なお、図３の例でも、アノード用リード６、カソード用リード７は例示であり、６、７は正負一対のリードであれば良い。
【００４６】
図４は、図３に示した例の基板５のメタライズの例を示す説明図である。図４（ａ）は基板５の平面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は底面図である。１８はメタライズＣ、１９はメタライズＤ、２０はメタライズＥ，１７はメタライズＡとメタライズＢとを分離する絶縁帯である。ＬＤ４の一方電極は、導電部材４ｂにより基板側面に形成されたメタライズＤ（１９）と接続される。図４の例では、メタライズは基板の上面と側面の２面に形成される。
【００４７】
メタライズＤ（１９）は、基板５の側面と上面に連続して形成されている。このため、基板５の上面に形成されたメタライズＤ（１９）にワイヤ１１をワイヤボンディングすることにより、図３で示したようにＬＤ４の一方電極は、一対のリードの一方のアノード用リード６に導電接続される。また、ＬＤ４の他方電極は、基板５の側面と上面に連続して形成されているメタライズＣ（１８）に接続される。基板５の上面に形成されたメタライズＣ（１８）にワイヤ１２をワイヤボンディングすることにより、図３で示したようにＬＤ４の他方電極は、一対のリードの他方のカソード用リード７に導電接続される。
【００４８】
基板５の底面に形成されたメタライズＥ（２０）は、基板５をステム２に固定するためにのみ機能し、ステム２とは導電接続されない。したがって、図３の例では基板５がステム２に対してフローティングされた状態でパッケージされる。図３の例も、基板５へのＬＤ４の実装、および基板５のステム２への実装は、図１で説明したと同様に、半田材料Ａ、半田材料Ａよりも融点が低い半田材料Ｂにより２回の熱処理により半導体レーザパッケージが製造される。このため、ＬＤ４に対する熱負荷が少なくなり、ＬＤ４の動作特性の劣化を防止することができる。なお、サブマウント用の基板５にメタライズされる導電材料は、金（Ａｕ）の外に、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）などを用いることができる。
【００４９】
図３の構成においても、ＬＤ４の両面電極と接続されるワイヤ１１、１２は光路と直交する面にワイヤボンディングされるので、ワイヤ１１、１２の導電部材はＬＤ４の出射光の光路の妨げにならない。このため、サブマウント用の基板５にＬＤ４を実装したフローティング用パッケージを構成した際に、光ケラレの発生を防止することができる。また、図３の構成においても、図１と同様にＬＤ４の出射光の長軸方向は、キャップ３の有効径３ｘの長軸方向Ｐに形成されている。このため、キャップの有効径に対する光ケラレのマージンを拡大することができる。
【００５０】
図５は、図３の例の半導体レーザパッケージの断面を示す説明図である。図８において、図３と同じところには同一の符号を付している。ここで、Ａ〜Ｅの各部間の寸法（ｍｍ）が表２に示されている。Ａはステムのフランジ２ａの外周とキャップ３の鍔部３ａの端部間の寸法（０．１５）、Ｂはキャップ３の鍔部３ａとキャップ３の円筒状部の外周間の寸法（０．３）、Ｃはキャップ３の円筒状部の外周とキャップ３の円筒状部の内周間の寸法（０．１５）、Ｄはキャップ３の円筒状部の内周とサブマウント用の基板５の外周間の寸法（０．１５）、Ｅはサブマウント用の基板５の外周とＬＤ４の中心間の寸法（０．６５）である。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
表２に示されているように、Ａ〜Ｅの合計寸法は、１．４ｍｍであり、半導体レーザパッケージの全体の幅方向寸法は２．８ｍｍとなる。したがって、図１０（ａ）に示されているような、従来の半導体レーザパッケージのＡ〜Ｄの寸法制約をそのまま用いても、３ｍｍから２．８ｍｍに薄型化が実現できた。従来の図１０（ａ）の構成では、ステムのブロック２４の側面にＬＤ２７を固着して、ＬＤ２７の出射光２７ｘの長軸方向は、図１０（ｂ）に示されるようにキャップ２３の有効径２３ｘの短軸方向（カバーガラス２６の幅方向）と同じ方向に形成していた。すなわち、ステムのブロック２４の厚さとＬＤ２７の厚さが加算されていたので、半導体レーザパッケージの幅方向寸法が増大して薄型化が困難であった。
【００５３】
これに対して、図５の構成では、図１（ｂ）で説明したように、ＬＤ４の出射光の長軸方向は、キャップ３の有効径の長軸方向に形成されるようにＬＤ４を基板５にサブマウントしている。このため、半導体レーザパッケージの幅方向の寸法は、基板５の幅の寸法を考慮すれば足り、ＬＤ４の寸法については、基板５の幅の寸法内に固着されているので考慮する必要がない。したがって、図１０（ｂ）の構成と対比して半導体レーザパッケージの薄型化が可能となっている。
【００５４】
また、図８で説明したようなＬＤを実装するステムのブロックの高さを高くしなくて良いので、熱抵抗が低減した。例えば、図８で説明した従来の半導体レーザパッケージの熱抵抗は３０℃／Ｗであるが、図５の例では熱抵抗は２５℃／Ｗである。なお、図５の構成により、カバーガラス１３の有効径と、そこを通過するＬＤ４の出射光のビーム径とのギャップも、Ｘ、Ｙ平面均等にマージンを拡大する事ができた。
【００５５】
図６は、本発明の他の実施形態を示す概略の斜視図である。図６において、サブマウント用のバー状の基板５ａには、複数のＬＤ４を実装する。基板５ａの材料として、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）あるいはＳｉＣ（炭化珪素）からなる焼結材を用いる。サブマウント用の基板５ａに複数のＬＤ４を実装する構成は、図１で説明したと同様の導電部材および半田材料を用いる構成とする。この場合も、基板５ａを焼成してからＬＤ４の実装面のみを研磨する。その後、ＬＤ４の所定の部分にメタライズを施し、基板５ａとの接合面には半田材料Ａを塗布する。
【００５６】
次に基板５ａを熱処理してＬＤ４を基板５ａに固着する。そして、ＬＤ４のメタライズされた面でワイヤ１１をワイヤボンディングで接続する。上記一連の処理が終了してから、ダイシングでＬＤ４が実装された基板５ａを直方体状にチップ化する。この際に、基板５ａの裏面５ｘにダイシング用の細溝を形成しておくと、ダイシングを円滑に行うことができる。このようにチップ化した処理を行うことにより、大量の半導体レーザパッケージを迅速に作製することが可能となる。ＬＤ４を実装してチップ化したサブマウント用の基板５ａは、図１で説明したように、半田材料Ａの金錫よりも融点が低い半田材料Ｂ、例えば銀錫により熱処理してステムに固着する。
【００５７】
光源のＬＤとしては、例えば窒化物半導体レーザを用いることができる。光源として窒化物半導体レーザを用いた場合には、本発明の半導体レーザパッケージは気密封止の度合いが高いので、窒化物半導体レーザの寿命を長くすることができる。また、発光層に
ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X≦１、０≦Y≦１、X+Y≦１）
を用いた窒化物系半導体発光素子を光源に用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上説明したように、本発明によれば、薄型で低コスト、かつ光ケラレの影響を避ける構成とした半導体レーザパッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の基板を示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図４】図３の基板を示す説明図である。
【図５】本発明の各寸法例を示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】従来例を示す説明図である。
【図８】図７の製造過程の一例を示す説明図である。
【図９】従来例を示す説明図である。
【図１０】半導体レーザパッケージの例を示す説明図である。
【図１１】図１０の断面形状を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１ａ・・・半導体レーザパッケージ、２・・・ステム、３・・・キャップ、４・・・半導体レーザ（ＬＤ）、５、５ａ・・・サブマウント用の基板、６・・・アノード用リード、７・・・カソード用リード、１１・・・第１のワイヤ、１２・・・第２のワイヤ、１４・・・リード封止用ガラス、１５，１６、１８〜２０・・・メタライズ、１７・・・絶縁帯
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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