(57)【要約】【課題】リードフレームの剛性が向上し、外部からリードフレームに力が加わってもマウント部分の変形が格段に小さくなり、リードフレームにマウント結合されているフォトダイオードチップやサブマウントにかかる応力が軽減され剥がれやカケを減少させた半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】リードフレーム１０１のマウント部は、レーザチップ１０３とマウント部との結合部又はフォトダイオードチップ１０４とマウント部との結合部もしくはレーザチップ１０３とマウント部との結合部及びフォトダイオードチップ１０４とマウント部との結合部に凸加工１１１を施す。レーザチップ１０３とマウント部との結合部又はフォトダイオードチップとマウント部との結合部もしくはレーザチップ１０３とマウント部との結合部及びフォトダイオードチップ１０４とマウント部との結合部を突起部で囲む加工（畝加工という）を施す。【選択図】図１
2008300714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マウント部及びリード部を有するリードフレームと、
前記マウント部に搭載された半導体レーザチップとを具備し、
前記マウント部には、前記半導体チップと前記マウント部との結合部に凸加工が配置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】
マウント部及びリード部を有するリードフレームと、
前記マウント部に搭載された半導体レーザチップとを具備し、
前記マウント部には、前記半導体チップと前記マウント部との結合部を囲む突起部が配置されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記半導体チップと前記マウント部との結合部には、サブマウント部が介在していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記マウント部に搭載され、前記半導体チップの出力をモニタするフォトダイオードチップをさらに具備し、前記マウント部には、前記フォトダイオードチップと前記マウント部との結合部に凸加工が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記マウント部に搭載され、前記半導体チップの出力をモニタするフォトダイオードチップをさらに具備し、前記マウント部には、前記フォトダイオードチップと前記マウント部との結合部を囲む突起部が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクなどの情報処理光源として、半導体レーザ装置が広く用いられている。半導体レーザチップを格納するパッケージには当初キャンタイプが用いられたが、近年は安価なリードフレームタイプが主流となっている（特許文献１参照）。
【０００３】
リードフレームタイプの半導体レーザパッケージではリードフレームの肉厚を薄くするとパッケージの剛性が低下し、外部からリードフレームに加わった応力がリードフレームにマウントされているフォトダイオードチップやサブマウントに直接加わる状況になる。その結果、フォトダイオードチップやサブマウントが欠けたり、半田結合部分から剥がれたりする可能性がある。このためフレームタイプの半導体レーザ素子を取り扱う際には極力、フレームパッケージに応力がかからないようにする必要があり、ピックアップの製造ライン等での組み立て性を損ねる。
【特許文献１】特開２００４−３１９８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、リードフレームにマウントされているチップに生じる剥がれやカケを減少させた半導体レーザ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体レーザ装置の一態様は、マウント部及びリード部を有するリードフレームと、前記マウント部に搭載された半導体レーザチップとを具備し、前記マウント部には、前記半導体チップと前記マウント部との結合部に凸加工が配置されていることを特徴としている。
【０００６】
また、本発明の半導体レーザ装置の一態様は、マウント部及びリード部を有するリードフレームと、前記マウント部に搭載された半導体レーザチップとを具備し、前記マウント部には、前記半導体チップと前記マウント部との結合部を囲む突起部が配置されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、リードフレームにマウントされているチップに生じる剥がれやカケを減少させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、図１、図２及び図６を参照して実施例１を説明する。
図１は、この実施例に係る半導体レーザ装置のリードフレーム部分の平面図及び側面図、図２は、図１の半導体レーザ装置のリードフレームパッケージの斜視図、図６は、レーザチップ及びサブマウント付近の詳細を示す斜視図である。
図１は、半導体レーザ装置のリードフレーム部分を示し、図６は、チップ及びサブマウント付近の詳細を示している。リードフレーム１０１は、マウント部及びリード部を有している。リードフレーム１０１のマウント部には、サブマウント１０２を介して２波長レーザチップ１０３がマウントされ、さらに、フォトダイオードチップ１０４がマウントされている。
【００１０】
２波長レーザチップ１０３上面の７８０ｎｍ帯レーザのアノード電極と６５０ｎｍ帯レーザのアノード電極は、それぞれサブマウント上面に形成された電極を介して７８０ｎｍ帯レーザ駆動用リード１０５、６５０ｎｍ帯レーザ駆動用リード１０６に、例えば、金ワイヤで電気的に結合される。レーザチップ１０３下面のカソード共通電極は、金ワイヤ等でリードフレーム１０１と接続される。サブマウント１０２は、例えば、絶縁性ＡｌＮからなる。
フォトダイオードチップ１０４は、金錫等の半田を用いてリードフレーム１０１のマウント部にマウントされている。フォトダイオードチップ１０４の下面カソード電極は、半田により直接リードフレーム１０１に電気的に結合される。フォトダイオードチップ１０４の上面アノード電極は、金ワイヤ等でフォトダイオードモニタ信号出力用リード１０７と接続される。共通リード１０８は、リードフレーム１０１と一体である。
【００１１】
レーザチップ１０３は、７８０ｎｍ帯レーザ駆動用リード１０５、６５０ｎｍ帯レーザ駆動用リード１０７から電流が供給され駆動される。レーザ出力の一部は、フォトダイオードチップ１０４によって電流に変換され、フォトダイオードモニター信号出力用リード１０８から出力される。通常、レーザ出力が一定となるようにレーザの駆動電流を制御するのに用いられる。
リードフレームは組み立ての際などに外部から加わる応力に耐えるだけの剛性が必要となる。
この実施例では、フォトダイオードチップ１０４、レーザチップ１０３が搭載されたサブマウント１０２がマウントされるマウント部に凸加工１１１が施されている。リードフレーム１０１は、厚みが一様である。ここに形成される凸加工１１１は、リードフレーム１０１をプレスなどで加工したものであって、リードフレーム１０１のマウント部の平坦な部分から突出した形状をしており、リードフレーム１０１の他の部分と同じように、厚みは一様である。
【００１２】
このような構成によりリードフレームのマウント部の剛性が向上し、外部からリードフレームに力が加わってもマウント部の変形が従来より格段に小さくなり、その結果、フォトダイオードチップ１０４及びサブマウント１０２にかかる応力は軽減され、剥がれやカケを防止することができる。
凸加工の形状は任意である。フォトダイオードチップマウント部分とサブマウントマウント部分をひとつにまとめることもできる。凸加工は、フレーム成型時にプレス加工で簡単に行うことができ、生産性に影響を与えることは無い。
【００１３】
図２（ａ）は、この実施例の半導体レーザ装置のリードフレームタイプパッケージを示している。リードフレーム１０１は、プラスチックキャップ１１０により被覆されている。
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すリードフレームパッケージのプラスチックキャップ１１０を外したときの状態を示している。リードフレーム１０１と７８０ｎｍ帯レーザ駆動用リード１０５、６５０ｎｍ帯レーザ駆動用リード１０７、フォトダイオードモニタ信号出力用リード１０８は、エポキシ樹脂などの樹脂１０９によって結合され一体化されている。
この実施例によれば、チップマウント部分に凸加工１１１を施すことによりリードフレームの厚さを増すことなく、チップ直下のリードフレームの剛性を高めることができ、その結果半導体レーザパッケージは組み立てなどで外部から加わる力に対してチップの剥離やカケを防ぐことができる。リードフレームのコストダウンにも有効である。
【実施例２】
【００１４】
次に、図３を参照して実施例２を説明する。
図３は、この実施例に係る半導体レーザ装置のリードフレーム部分の平面図及び側面図である。リードフレーム２０１は、マウント部及びリード部を有している。リードフレーム２０１のマウント部には、サブマウント２０２を介して２波長レーザチップ２０３がマウントされ、さらに、フォトダイオードチップ２０４がマウントされている。このリードフレームは、例えば、実施例１において説明した図２に示すパッケージ及び樹脂を施して半導体レーザ装置を構成する。
２波長レーザーチップ２０３下面の７８０ｎｍ帯レーザアノード電極と６５０ｎｍ帯レーザアノード電極は、それぞれヒートシンク上面に形成された電極を介して７８０ｎｍ帯レーザ駆動用リード２０５、６５０ｎｍ帯レーザ駆動用リード２０６に金ワイヤ等で電気的に結合される（図示せず）。レーザチップ２０３上面の共通カソード電極は、金ワイヤ等でリードフレーム２０１と接続される（図示せず）。
【００１５】
フォトダイオードチップ２０４は、金錫等の半田を用いてリードフレーム２０１のマウント部にマウントされている。フォトダイオードチップ２０４の下面カソード電極は、半田により直接リードフレーム２０１に電気的に結合されている。フォトダイオードチップ２０４の上面アノード電極は、金ワイヤ等でフォトダイオードモニタ信号出力用リード２０７と接続される。共通リード２０８は、リードフレーム２０１と一体である。
レーザチップ２０３は、７８０ｎｍ帯レーザ駆動用リード２０５、６５０ｎｍ帯レーザ駆動用リード２０７から駆動される。
リードフレーム２０１は組み立ての際などに外部から加わる応力に耐えるだけの剛性が必要となる。
【００１６】
この実施例では、フォトダイオードチップ２０４がマウントされるマウント部に凸加工２１１が施されていることに特徴がある。
このような構成によりリードフレームのマウント部の剛性が向上し、外部からリードフレームに力が加わってもマウント部の変形が格段に小さくなり、その結果、フォトダイオードチップ２０４及びサブマウント２０２にかかる応力は軽減され、剥がれやカケを防止することができる。
凸加工は、フレーム成型時にプレス加工で簡単に行うことができ、生産性に影響を与えることは無い。
【００１７】
この実施例２ではフォトダイオードチップ部分のみに凸加工を施したものである。発明者らの経験では、特にリードフレームの中央に位置するフォトダイオードチップに応力がかかり易くチップの剥がれやカケが発生し易い傾向にあった。凸加工をこの部分に限定しても十分な効果が得られた。また実施例１のようにサブマウント下部のリードフレームに凸加工を施すと、サブマウントが外部の放熱板から持ち上がることになるため若干放熱特性が劣るが、フォトダイオードチップ部分のみならばその心配はない。
【実施例３】
【００１８】
次に、図４を参照して実施例３を説明する。
図４は、この実施例に係る半導体レーザ装置のリードフレーム部分の平面図及び側面図である。リードフレーム３０１は、マウント部及びリード部を有している。リードフレーム３０１のマウント部には、サブマウント３０２を介して２波長レーザチップ３０３がマウントされ、さらに、フォトダイオードチップ３０４がマウントされている。このリードフレームは、例えば、実施例１において説明した図２に示すパッケージ及び樹脂を施して半導体レーザ装置を構成する。
【００１９】
２波長レーザーチップ３０３の７８０ｎｍ帯レーザのアノード電極と６５０ｎｍ帯レーザのアノード電極は、それぞれヒートシンク上面に形成された電極を介して７８０ｎｍ帯レーザ駆動用リード３０５、６５０ｎｍ帯レーザ駆動用リード３０６に金ワイヤ等で電気的に結合される（図示せず）。レーザチップ３０３上面の共通カソード電極は、金ワイヤ等でリードフレーム３０１と接続される（図示せず）。
フォトダイオードチップ３０４は、金錫等の半田を用いてリードフレーム３０１のマウント部にマウントされている。フォトダイオードチップ３０４の下面カソード電極は、半田により直接リードフレーム３０１に電気的に結合されている。フォトダイオードチップ３０４の上面アノード電極は、金ワイヤ等でフォトダイオードモニタ信号出力用リード３０７と接続される（図示せず）。共通リード３０８は、リードフレーム３０１と一体である。
【００２０】
レーザチップ３０３は、７８０ｎｍ帯レーザ駆動用リード３０５、６５０ｎｍ帯レーザ駆動用リード３０７から駆動される。リードフレーム３０１は組み立てなどの際に外部から加わる応力に耐えるだけの剛性が必要となる。
この実施例では、レーザチップ３０３及びフォトダイオードチップ３０４がマウントされるマウント部にそれぞれを突起部で囲む加工（これを畝加工という）３１２が施されていることに特徴がある。このような構成によりリードフレームのマウント部の剛性が向上し、外部からリードフレームに力が加わってもマウント部の変形が格段に小さくなり、その結果、フォトダイオードチップ３０４及びサブマウント３０２にかかる応力は軽減され、剥がれやカケを防止することができる。
【００２１】
畝加工の形状は任意である。厚さ喪他の部分と同様に一様な厚さである。フォトダイオードチップマウント部分とサブマウントマウント部分をひとつにまとめることもできる。畝加工は、フレーム成型時にプレス加工で簡単に行うことができ、生産性に影響を与えることは無い。
実施例１では凸加工であったが、この実施例３では畝加工を施す。このように畝加工であっても同様の効果が得られる。畝加工の場合、フレーム下面（通常基準面となる）、サブマウント及びフォトダイオードチップの相対位置が変わらないというメリットがある。また畝加工であれば外部のヒートシンクとの熱結合は従来と殆ど変わらない。畝加工の領域は任意で、必ずしも閉じている必要は無い。つまり、リードフレームのマウント部の剛性が向上し、外部からリードフレームに力が加わってもマウント部の変形が小さくなり、剥がれやカケを防止する効果が低下しない範囲でサブマウントもしくはフォトダイオードチップを完全に囲まないような構造であっても良い。また畝の幅も任意であり、一定である必要も無い。また、実施例１の凸加工より、畝加工の方が熱が逃げ易い。
【実施例４】
【００２２】
次に、図５を参照して実施例４を説明する。
図５は、この実施例に係る半導体レーザ装置のリードフレーム部分の平面図及び側面図である。リードフレーム４０１は、マウント部及びリード部を有している。リードフレーム４０１のマウント部には、サブマウント４０２を介して２波長レーザチップ４０３がマウントされ、さらに、フォトダイオードチップ４０４がマウントされている。このリードフレームは、例えば、実施例１において説明した図２に示すパッケージ及び樹脂を施して半導体レーザ装置を構成する。
リードフレーム４０１は、レーザチップ４０３の７８０ｎｍ帯レーザ駆動用リード４０５、６５０ｎｍ帯レーザ駆動用リード４０６を有し、フォトダイオードチップ４０４のフォトダイオードモニタ信号出力用リード４０７、共通リード４０８を有している。
【００２３】
この実施例では、レーザチップ４０３及びフォトダイオードチップ４０４がマウントされるマウント部にそれぞれを突起部で囲む加工（畝加工）４１２が施されていること及び畝の幅が実施例３で説明した畝より広いこと及び畝の幅が場所によって異なるように構成されていることに特徴がある。このような構成によりリードフレームのマウント部の剛性が向上し、外部からリードフレームに力が加わってもマウント部の変形が格段に小さくなり、その結果、フォトダイオードチップ４０４及びサブマウント４０２にかかる応力は軽減され、剥がれやカケを防止することができる。
【００２４】
畝加工領域の形状は任意である。フォトダイオードチップマウント部分とサブマウントマウント部分をひとつにまとめることもできる。畝加工は特段に工程を追加することなく、フレーム成型加工時に同時に行うことができ、生産性に影響を与えることは無い。
実施例４の畝加工であっても実施例１と同様の効果が得られる。畝加工の場合、フレーム下面（通常基準面となる）、サブマウント及びフォトダイオードチップの相対位置が変わらないというメリットがある。また畝加工であれば外部のヒートシンクとの熱結合は従来と殆ど変わらない。畝加工の領域は任意で、必ずしも閉じている必要は無い。また畝の幅も任意であり、一定である必要も無い。
尚この実施例における畝加工は、実施例３の畝加工より幅が広くなっているので、加工がし易い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１に係る半導体レーザ装置のリードフレーム部分の平面図及び側面図。
【図２】図１の半導体レーザ装置のリードフレームパッケージの斜視図。
【図３】実施例２に係る半導体レーザ装置のリードフレーム部分の平面図及び側面図。
【図４】実施例３に係る半導体レーザ装置のリードフレーム部分の平面図及び側面図。
【図５】実施例４に係る半導体レーザ装置のリードフレーム部分の平面図及び側面図。
【図６】図１に示す半導体レーザ装置のレーザチップ及びサブマウント付近の詳細を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２６】
１０１、２０１、３０１、４０１・・・リードフレーム。
１０２、２０２、３０２、４０２・・・サブマウント。
１０３、２０３、３０３、４０３・・・２波長レーザチップ。
１０４、２０４、３０４、４０４・・・フォトダイオードチップ。
１１１、２１１、３１１、４１１・・・リードフレーム凸加工部分。
１１２、２１２、３１２、４１２・・・リードフレーム畝加工部分。
【図１】
2008300714.tif 000003
【図２】
2008300714.tif 000004
【図３】
2008300714.tif 000005
【図４】
2008300714.tif 000006
【図５】
2008300714.tif 000007
【図６】
2008300714.tif 000008