(57)【要約】【課題】レーザーダイオードなどの光半導体素子を搭載する気密端子に関して、放熱性の良好な薄型化気密端子を低コストで提供することを目的としている。【解決手段】光半導体素子取り付け部と光半導体素子取り付け基準の配置された外枠部を有して構成する放熱体と、ガラスにより絶縁形成されたリード端子を有して構成する基体とが金属系ろう材により接合された光半導体装置用気密端子において、前記光半導体素子取り付け部は、薄板からの折り曲げにより立設成形され、外枠と部分的に連結され、放熱部となる外枠が翼状に、基体の少なくとも左右に形成されていることを特徴とする光半導体装置用気密端子。【選択図】図１
2006319256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子取り付け部と発光素子取り付け基準である切り欠けの配置された外枠部を有する放熱体と、
絶縁ガラスにより絶縁形成されたリード端子を有する基体と、
金属系ろう材により接合された光半導体装置用気密端子において、前記発光素子取り付け部は薄板からの折り曲げにより立設成形され、前記外枠部と部分的に連結されていることを特徴とする光半導体装置用気密端子。
【請求項２】
前記放熱体の外枠部は、その一部または２方向以上において開放した状態で折り曲げ形成されていることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置用気密端子。
【請求項３】
前記放熱体が銅または銅合金からなる請求項１、２記載の光半導体装置用気密端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体装置用気密端子に係わり、特に光ピックアップなどに用いられる薄型で放熱性に優れる光半導体レーザー装置用気密端子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップなどに用いられる半導体レーザー装置用気密端子の要求特性として、半導体レーザーの発光素子の発する熱を端子外部へ放散させる放熱性は重要な特性のひとつであり、これは特にＣＤやＤＶＤの記録系に用いる場合は半導体レーザーの高出力化が求められ、それに伴う発光素子の発熱は増加し、この発熱が半導体レーザー装置の特性保証を困難とするため、半導体レーザー装置用気密端子の放熱構造については工夫が不可欠となってくる。
【０００３】
さらに近年、光ピックアップを搭載する光ディスク用ドライブはスリム化が進み、１２．７ｍｍのスリムドライブや９．５ｍｍのウルトラスリムに用いられる光ピックアップにはそれに適した半導体レーザー装置が用いられるが、それらを構成する気密端子は、小型、薄型の気密端子が必要となる。そのため半導体レーザー装置用気密端子のサイズはスリムドライブで多く使用されているφ５．６ｍｍの外径をもつ気密端子の基体を部分的にカットすることにより３．０ｍｍなどに薄くしたものが提案されている。さらには前記φ５．６ｍｍを全体的に小さくしたφ３．３ｍｍ、φ３．５ｍｍ、φ３．８ｍｍなどの外径をもつ気密端子も提案されている。しかしながら小型、薄型化をねらうと、気密端子の基体に立設された発光素子取り付け部となる放熱部は必然的にそのサイズが小さくなる傾向にあり、放熱性は不十分であった。
【０００４】
前述する理由で、薄型で放熱性の向上を目的とした気密端子として図４に示す気密端子が提案されている（特許文献１）。図４（ａ）は前記気密端子の上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のｆ−ｆ’における断面図である。この気密端子はリード封着穴２０７が形成されたアイレット部分２０１と発光素子が取り付けられるヒートシンク２０３が形成されたアイレット部分２０２とを左右に分けて設けられている。前記リード封着穴２０７にはリード２０６がガラス２０５にて気密に封着されている。ここで前記アイレット部分２０１は軟鋼で形成されているため、リードを気密封着する上で十分な圧縮応力を加えることのできる構造となっている。また前記アイレット部分２０２は銅または銅合金からなる高熱伝導率素材から形成されているため発光素子からの発熱を効率よく放散できるものである。さらに、アイレット部分２０２はリード封着穴２０７が形成されたアイレット部分に制限されずに、ヒートシンク２０３を大型のヒートシンク２０３に形成でき、発光素子からの発熱を効率よく放散できる。なお前述する気密端子においては、リード封着穴２０７が形成されたアイレット部分２０１の形成用の素材とヒートシンク２０３が形成されたアイレット部分２０２の形成用の素材とを一体にて接合してなるクラッド材を用いてアイレットを構成することを好適としている。これにより前述する構成により形成された図４に代表される半導体装置用気密端子は放熱性が向上し、薄型化された電子機器の内側に横に寝かせた状態で実装することが可能となっている。
【特許文献１】特開平１１−２６０９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述する構成を取った場合、アイレットへ設けられたキャップシール用のエリアにキャップを接着する際、素材の異なるアイレットで構成しているため、従来の抵抗溶接法を採用することが困難であり、金属ろう材などの接着法を取る必要があり、工程が煩雑となり得るものであった。また、前述したアイレット部分２０１の素材とアイレット部分２０２の素材とを、クラッド材で構成する場合、前記クラッド材は軟鋼や銅などの単一素材よりも材料費が高くなることが言え、薄型で放熱性向上のメリットがある反面、キャップシール性、コスト性においてデメリットが考えられた。そこで本発明は前述した点に鑑みてなされたものであり、放熱性が良好な低コストの薄型の光半導体装置用気密端子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明では、発光素子取り付け部と発光素子取り付け基準となる切り欠けの配置された外枠部を有する放熱体が、ガラスにより絶縁形成されたリード端子を有する基体に金属系ろう材により接合された光半導体装置用気密端子において、前記放熱体は薄板からの折り曲げにより立設成形され、前記発光素子取り付け部と前記外枠とが部分的に連結され、外枠の対向した２辺を残し、少なくとも一辺が開放しているとともに残りの外枠のうち、発光素子取り付け基準となる切り欠けが対向して配置された２辺が翼状に基体の左右に形成されていることを特徴としているものである。
【発明の効果】
【０００７】
これによれば発光素子からの発熱は連結部を経由し、放熱部である外枠へと熱伝導していくので効率よく外部へと放熱できる。さらに外枠の一方向あるいは２方向が開放していることにより、発光素子取り付け部を切り抜き、折り曲げ立設する長さに制約がなくなるため、気密端子が薄型となっても十分に発光素子を取り付けるエリアを確保できる。また放熱体である発光素子取り付け部は、従来からある複雑なプレスによる隆起立ち上げする必要もなく、低コストとなる一方、発光素子取り付け部の高さ変更においても簡易なため利便性がある。なおキャップシール性においては、キャップ溶接に適した軟鋼などからなる基体にキャップシールエリアを設けているため、φ５．６などの外径をもつ半導体レーザー装置用気密端子と同等のキャップシール性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態１における図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のｄ−ｄ’線における断面図である。また図１（ｃ）は折り曲げ後の放熱体形状の斜視図であり、図１（ｄ）は半導体レーザーキャップを取り付けた正面図である。
【００１０】
図１において、１は基体、２は放熱部（外枠）、３は発光素子取り付け部挿通孔、４は放熱部（発光素子取り付け部）、５は放熱部（連結部）、６はリード端子、７は絶縁ガラス、８はモニター用素子取り付け部、９は隙間、１０ａ、１０ｂは発光素子取り付け基準用切り欠け、１１は放熱部（外枠）の開放部、１２はキャップ金属枠、１３は光透過ガラス窓である。
【００１１】
詳細な構成を説明する。図１の（ｃ）は折り曲げ形成後の放熱体であり、熱伝導率の高い金属、例えば熱伝導率が３９４Ｗ／ｍ・ｋである銅からなり、厚さ０．８ｍｍからなる薄板を用いてプレスと折り曲げにて、図１（ｃ）の形態に形成される。ここで放熱体の外枠は、発光素子取り付け部４を任意に長くすることを可能とするため、開放部１１を備えている。さらに発光素子取り付け部４は外枠の上面、および外枠の左右に配置された発光素子取り付け基準用切り欠け１０ａおよび１０ｂに対し精度良く垂直に折り曲げ成形されている。通常発光素子取り付け部４は基準となる面に対し９０°±１°の精度を要求され、また外枠の左右に配置された発光素子取り付け基準用切り欠けを結ぶ線に対し、発光素子取り付け部４は０°±１°に収めなければならない。なお放熱体の形成に関しては、折り曲げを効果的に実施できるように、予め、折り曲げ部に溝を施しておくのも良い。
【００１２】
これによれば、放熱体は複雑な金型を必要としないため、低コストで形成することができる。また発光素子からの発熱は放熱部（発光素子取り付け部）４から放熱部（連結部）５を経由し効率よく放熱部（外枠）２へと熱伝導し、さらに外枠２から効果的に外部へと放熱できるものである。また薄型でありながら、折り曲げによって形成された発光素子取り付け部４は高さ方向に自由度が効くこととなり、発光素子取り付け部４への素子貼り付けのみならず、電子回路などの基板をも貼り付けが可能となる。
【００１３】
次に前述した放熱体の発光素子取り付け部４は、予めリード端子６が絶縁ガラス７にて気密封着された基体１の発光素子取り付け部挿通孔３に挿通されるとともに連結部により水平に保持された状態で、前記挿通穴周囲および連結部を銀ろう（図示せず）などによる金属ろう材で固定される。ここで基体１の外周と放熱部（外枠）２とは、ろう付けしても良いししなくても良いが、基体１の素材と放熱体の素材の線熱膨張係数の違いから、ろう付けによる固定の際、歪みの発生や精度出しが困難であるため、利便性から実施の形態では隙間９を設けた構造としている。
【００１４】
なお、予め形成した基体１はリード端子６がガラス７にて気密封着されており、この工法としては、公知の金属とガラスの気密封着技術である圧縮封着工法をとっているため、詳細な説明は省略する。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態２における図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のｅ−ｅ’線における断面図である。また図２（ｃ）は折り曲げ後の放熱体形状の斜視図であり、図２（ｄ）は半導体レーザーキャップを取り付けた正面図である。基本構成は前述した実施形態１と同様であり、放熱部（外枠）２と放熱部（発光素子取り付け部）４を形成する段階において、放熱部（外枠）２の発光素子取り付け基準用切り欠け１０ａ、１０ｂが配置された２辺に放熱部（発光素子取り付け部）４との連結部を配置し、前記発光素子取り付け基準用切り欠け１０ａ、１０ｂが配置された２辺以外の２辺を開放した形状としている。これによれば、さらに一辺を無くしたことで、素子取り付け面に対して垂直方向においてさらに薄型にすることができるものである。
【００１６】
図３は、本発明の実施の形態３における図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は上面図である。また図３（ｃ）は折り曲げ後の放熱体形状の斜視図であり、図３（ｄ）は半導体レーザーキャップを取り付けた正面図である。基本構成は前述した実施形態１、実施形態２と同様であるが、詳細を図と共に説明する。
【００１７】
図３において、１０１は基体、１０２は放熱部（外枠）、１０３は発光素子取り付け部挿通孔、１０４は放熱部（発光素子取り付け部）、１０５は放熱部（連結部）、１０６はリード端子、１０７は絶縁ガラス、１０８は放熱部（外枠）の開放部、１１０ａ、１１０ｂは発光素子取り付け基準用切り欠けである。
【００１８】
詳細な構成を説明する。図３の（ｃ）は折り曲げ形成後の放熱体形状であり、熱伝導率の高い金属、例えば熱伝導率が３９４Ｗ／ｍ・ｋである銅からなり、厚さ０．８ｍｍからなる薄板を用いてプレスと折り曲げにて、図３（ｃ）の放熱体の形態に形成される。ここで放熱体の外枠１０２は、発光素子取り付け部１０４を任意に長くすることを可能とするため、開放部１０８を備えている。ここで発光素子取り付け部１０４は外枠１０２に対し精度良く垂直に折り曲げられており、さらに外枠の左右に配置された発光素子取り付け基準用切り欠け１１０ａおよび１１０ｂに対し精度良く水平に折り曲げ成形されている。通常放熱部１０４は基準となる面に対し公差±０．０３ｍｍの精度を要求され、さらに０°±１°の水平度と９０°±１°の垂直度が要求される。なお放熱体の形成に関しては、折り曲げを効果的に実施できるように、予め、折り曲げ部に溝を施しておくのも良い。
【００１９】
これによれば、放熱体は複雑な金型を必要としないため、低コストで形成することができる。また発光素子からの発熱は放熱部（発光素子取り付け部）１０４から放熱部（連結部）１０５を経由し効率よく放熱部（外枠）１０２へと熱伝導し、さらに外枠１０２から効果的に外部へと放熱できるものである。また薄型でありながら、折り曲げによって形成された発光素子取り付け部１０４は高さ方向に自由度が効くこととなり、発光素子取り付け面への素子貼り付けのみならず、電子回路などの基板をも貼り付けが可能となる。
【００２０】
次に予め公知の技術により基体１０１にリード端子１０６と絶縁ガラス１０７が気密封着された基体１０１の前記放熱部（発光素子取り付け部）１０４の挿通穴１０３に前記放熱部（発光素子取り付け部）１０４を挿通し、銀ろうなどの金属ろうにより固定している。ここで基体１０１の外周と放熱部（外枠）１０２とは、ろう付けしても良いししなくても良いが、基体１０１の素材と放熱体の素材の線熱膨張係数の違いから、ろう付けによる固定の際、歪みの発生や精度出しが困難であるため、利便性から実施の形態では隙間１１０を設けた構造としている。
【００２１】
なお予め形成した基体１０１はリード端子１０６が絶縁ガラス１０７にて気密封着されており、この工法としては、公知の金属とガラスの気密封着技術である圧縮封着工法をとっているため、詳細な説明は省略する。
【００２２】
ここで前述した実施の形態において、放熱体である外枠は直線で構成する必要が無く、円弧などの曲線で構成しても良い。また図示ではグランド端子となるアースリードを省略したが、基体裏面に抵抗溶接あるいはろう付けにより接着するのが望ましい。さらに放熱体を形成する材厚は０．８ｍｍとしたが、放熱体の強度や加工性を加味し、適宜変更できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の光半導体装置用気密端子は、レーザーダイオードなどの発光素子を搭載する光半導体装置用気密端子に関するものであり、放熱性の良好な薄型化気密端子を低コストで提供することを目的とし、光半導体装置の小型化として有用であり、特に光ピックアップに用いられる半導体レーザー装置などは、ＣＤやＤＶＤドライブのスリム化に適している。  
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における光半導体装置用気密端子の平面図、（ｂ）図１（ａ）のｄ−ｄ’線に沿った断面図、（ｃ）折り曲げ形成後の放熱体の斜視図、（ｄ）半導体レーザーキャップを取り付けた正面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２における光半導体装置用気密端子の平面図、（ｂ）は図２（ａ）のｅ−ｅ’線 に沿った断面図、（ｃ）は折り曲げ形成後の放熱体の斜視図、（ｄ）は半導体レーザーキャップを取り付けた正面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３における光半導体装置用気密端子の平面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は折り曲げ形成後の放熱体の斜視図、（ｄ）は半導体レーザーキャップを取り付けた正面図
【図４】（ａ）従来の半導体装置用の平面図、（ｂ）は図４（ａ）のｆ−ｆ’線 に沿った断面図
【符号の説明】
【００２５】
１  基体
２  放熱部（外枠）
３  発光素子取り付け部挿通孔
４  放熱部（発光素子取り付け部）
５  放熱部（連結部）
６  リード端子
７  絶縁ガラス
８  モニター用素子取り付け部
９  隙間
１０ａ、１０ｂ  発光素子取り付け基準用切り欠け
１１  放熱部（外枠）の開放部
１２  キャップ金属枠
１３  光透過ガラス窓
１０１  基体
１０２  放熱部（外枠）
１０３  発光素子取り付け部挿通孔
１０４  放熱部（発光素子取り付け部）
１０５  放熱部（連結部）
１０６  リード端子
１０７  絶縁ガラス
１０８  放熱部（外枠）の開放部
１１０ａ、１１０ｂ  発光素子取り付け基準用切り欠け
１１１ａ、１１０ｂ  発光素子取り付け基準面
１１３  キャップ金属枠
１１４  光透過ガラス窓
【図１】
2006319256.tif 000003
【図２】
2006319256.tif 000004
【図３】
2006319256.tif 000005
【図４】
2006319256.tif 000006