(57)【要約】【課題】製造効率の向上等を図る。【解決手段】非導電性の材料によって形成されたハウジング２と、一部がハウジング内に配置され外部電極と接続されるリードフレーム５と、ハウジング内に配置されると共にリードフレームに接続された半導体レーザー１６とを設け、ハウジングにリードフレームに連通する連通穴３ｂを形成し、半導体レーザーを冷却する冷却素子１８を連通穴を介してリードフレームに取り付けた。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非導電性の材料によって形成されたハウジングと、一部がハウジング内に配置され外部電極と接続されるリードフレームと、ハウジング内に配置されると共にリードフレームに接続された半導体レーザーとを備えた半導体レーザー装置であって、
ハウジングにはリードフレームに連通する連通穴が形成され、
半導体レーザーを冷却する冷却素子を連通穴を介してリードフレームに取り付けた
ことを特徴とする半導体レーザー装置。
【請求項２】
半導体レーザーをリードフレームの第１の面側に配置し、
リードフレームの第１の面と反対側の第２の面を連通穴によって外部に連通させ、
冷却素子をリードフレームの第２の面上に取り付けた
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザー装置に関する。詳しくは、ハウジング内に半導体レーザーが配置された半導体レーザー装置における製造効率の向上等を図る技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非導電性の材料によって形成されたハウジング内に半導体レーザーが配置された半導体レーザー装置があり、このような半導体レーザー装置は、例えば、バーコードリーダーやディスクドライブ装置に設けられる信号読取装置等として用いられる。
【０００３】
以下に、従来の半導体レーザー装置の一例を示す（図９、特許文献１参照）。
【０００４】
半導体レーザー装置（光源ユニット）ａのハウジングｂは扁平な直方体状に形成されている。ハウジングｂは上方に開口されたハウジング本体ｃと該ハウジング本体ｃの開口を閉塞するハウジング蓋板ｄとから成り、内部に室ｅが形成されている。ハウジングｂには図示しない光通過孔が形成されている。
【０００５】
室ｅにはリードフレームｆの一部が配置され、該リードフレームｆの他の一部がハウジングｂから外方へ突出されている。
【０００６】
室ｅに配置されたリードフレームｆ上には半導体基板ｇが銀ペーストによって固定され、該半導体基板ｇの外周縁部には複数の電極部ｈ、ｈ、・・・が設けられている。
【０００７】
半導体基板ｇ上には銀ペーストによってヒートシンク（冷却素子）ｉが固定されている。ヒートシンクｉは一定の厚みを有する放熱特性に優れた金属板である。ヒートシンクｉ上には銀ペーストによって半導体レーザーｊが固定されている。
【０００８】
半導体基板ｇに設けられた電極部ｈ、ｈ、・・・、ヒートシンクｉ及び半導体レーザーｊは、それぞれワイヤーボンディングによってワイヤーｋ、ｋ、・・・を介してリードフレームｆの各電極に接続されている。
【０００９】
半導体レーザー装置ａの半導体レーザーｊからレーザー光が発光されると、発光されたレーザー光は光通過孔を介して外部へ出射される。このときレーザ光の発光に伴って発熱する半導体レーザーｊがヒートシンクｉによって冷却される。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００―２１０１１号公報（第４頁、第２図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体レーザー装置の製造工程においてワイヤーボンディングを行う際には、半導体レーザー装置を一度プレヒートにより高温にしてから超音波による摩擦熱によって各部を固定する必要がある。
【００１２】
ところが、上記した従来の半導体レーザー装置ａにあっては、ワイヤーボンディングを行う際に既にヒートシンクｉが半導体基板ｇに固定されているため、プレヒートにより半導体レーザー装置ａを高温にするまでに長時間必要となり、製造効率が悪いという問題がある。
【００１３】
特に、レーザ光の発光時の発熱量が大きな半導体レーザーｊを使用する場合には、大容量のヒートシンクｉを使用することも多く、この場合にはプレヒートにさらに時間がかかってしまい、製造効率の一層の悪化を来たすことになる。
【００１４】
また、半導体レーザー装置ａの製造後の発光状態によっては、ヒートシンクｉの種類や形状等の変更を必要とする可能性もあるが、ヒートシンクｉが既に固定されている状態ではこのような変更に対応することはできない。
【００１５】
そこで、本発明半導体レーザー装置は、製造効率の向上等を図ることを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明半導体レーザー装置は、上記した課題を解決するために、ハウジングにリードフレームに連通する連通穴を形成し、半導体レーザーを冷却する冷却素子を連通穴を介してリードフレームに取り付けたものである。
【００１７】
従って、本発明半導体レーザー装置にあっては、ワイヤーボンディングの後に冷却素子のリードフレームへの固定が可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明半導体レーザー装置の実施の形態を添付図面に従って説明する（図１乃至図８参照）。
【００１９】
半導体レーザー装置１は、例えば、バーコードリーダーの内部に組み込まれている。半導体レーザー装置１は略直方体状を為すハウジング２を有し、該ハウジング２は非導電性の材料、例えば、液晶ポリマー等の樹脂材料によって形成されている。
【００２０】
ハウジング２は底面部３と該底面部３の周縁から立設された周面部４とから成り、上方に開口２ａを有している（図１及び図２参照）。ハウジング２の内部は配置空間２ｂとして形成されている。開口２ａは、図示しないカバー、又は、半導体レーザー装置１が図示しない回路基板等に取り付けられることにより該回路基板等によって閉塞される。
【００２１】
図３に示すように、ハウジング２の底面部３には、その長手方向における一方の側に上方に開口されたレンズ取付凹部３ａが形成されている。図３乃至図５に示すように、ハウジング２の底面部３には、その長手方向における他方の側に下方及び側方に開口された連通穴３ｂが形成されている。
【００２２】
ハウジング２の周面部４の１つの面には光透過孔４ａが形成されている。
【００２３】
リードフレーム５はメインフレーム６と２つのサブフレーム７、８とから成り（図２及び図５参照）、例えば、リン青銅等の金属材料によって形成されインサート成形によりハウジング２と一体化されている。
【００２４】
メインフレーム６は、ハウジング２に配置された本体部９と、該本体部９から突出された幅狭の接続脚部１０と、本体部９から接続突部１０と反対方向へ突出された幅広の接続突部１１とから成る。
【００２５】
図２及び図５に示すように、本体部９は、その一方の面である第１の面９ａが開口２ａから臨まれ、第１の面９ａの反対側の面である第２の面９ｂが連通穴３ｂから臨まれる。接続脚部１０と接続突部１１とは、それぞれハウジング２の周面部４から外方へ突出されている。接続脚部１０と接続突部１１とは、それぞれ回路基板の図示しない外部電極に接続されている。
【００２６】
サブフレーム７、８は、それぞれ幅狭に形成され、本体部９の接続脚部１０と並ぶようにして配置されている。サブフレーム７、８の一端部は開口２ａから臨まれ、他端部側の部分が周面部４から外方へ突出されている。サブフレーム７、８は、それぞれ回路基板の図示しない外部電極に接続されている。
【００２７】
ハウジング２の配置空間２ｂには集光レンズ１２が配置されている（図１乃至図３参照）。集光レンズ１２はレンズ取付凹部３ａに一部が挿入された状態で、接着剤１３によって底面部３に取り付けられている。
【００２８】
ハウジング２の配置空間２ｂにはフォトダイオード１４が配置されている。フォトダイオード１４は銀ペースト等によってメインフレーム６の第１の面９ａに接合され、ワイヤー１５を介してサブフレーム８に接続されている。
【００２９】
フォトダイオード１４上には銀ペースト等によって半導体レーザー１６が接合され、該半導体レーザー１６はワイヤー１７を介してサブフレーム７に接続されている。
【００３０】
図３乃至図５に示すように、メインフレーム６の第１の面９ａの反対側の面である第２の面９ｂには、例えば、直方体状に形成された冷却素子１８が接合されている。冷却素子１８はハウジング２の連通穴３ｂから挿入されて第２の面９ｂに接合され、メインフレーム６を挟んでフォトダイオード１４の反対側に位置される。冷却素子１８としては、例えば、ヒートシンク、ヒートパイプ、ペルチェ素子等が用いられる。
【００３１】
半導体レーザー装置１が回路基板等に取り付けられた状態において、回路基板の外部電極を介して電流が供給されると半導体レーザー１６からレーザー光が発光され、発光されたレーザー光は集光レンズ１２を透過されて光透過孔４ａから外部へ出射される。
【００３２】
一方、半導体レーザー１６からは集光レンズ１２と反対方向へもレーザー光が発光され、このレーザー光はフォトダイオード１４に入射され、フォトダイオード１４で光電変換されて電気信号として出力される。この電気信号はフィードバックされ、レーザー光の強度を安定させるために用いられる。
【００３３】
このとき、レーザー光の出射に伴って半導体レーザー１６が発熱するが、冷却素子１８によって温度上昇が抑制される。
【００３４】
上記のように冷却素子１８のメインフレーム６への接合は、連通穴３ｂから冷却素子１８を挿入して行うため、半導体レーザー装置１の製造工程においてワイヤーボンディングを行う際に冷却素子１８をメインフレーム６に接合しておく必要がなく、ワイヤーボンディングを行った後の後工程として冷却素子１８をメインフレーム６に接合することができる。
【００３５】
従って、半導体レーザー装置１にあっては、ワイヤーボンディングを行う際のプレヒートの時間が短くて済み、半導体レーザー装置１の製造効率の向上を図ることができる。
【００３６】
また、半導体レーザー装置１の製造後の発光状態によって冷却素子１８の種類や形状等の変更を必要とする場合でも、冷却素子１８を後付けすることが可能であるため、このような変更に対応することができる。
【００３７】
さらに、図３に示すように、冷却素子１８を半導体レーザー１６の直下に配置することにより、半導体レーザー１６の迅速な冷却を行うことができる。
【００３８】
尚、上記には、ハウジング２に連通穴３ｂを形成し、該連通穴３ｂを介して冷却素子１８をメインフレーム６に接合する例を示したが、メインフレーム６の第１の面９ａに冷却素子１８の配置スペースが確保される場合には、開口２ａから冷却素子１８を挿入してメインフレーム６の第１の面９ａに接合することができる。この場合には、配置空間２ｂが連通穴３ｂとして機能する。
【００３９】
また、半導体レーザー装置１にあっては、メインフレーム６の第１の面９ａと反対側の第２の面９ｂが連通穴３ｂによって外部に連通されているため、ハウジング２を回路基板等に取り付けた後や開口２ａをカバーによって閉塞した状態においても冷却素子１８をメインフレーム６に接合することができ、冷却素子１８を接合する際の作業性の向上及び作業性の自由度の向上を図ることができる。
【００４０】
さらに、冷却素子１８を配置するための専用の連通穴３ｂを形成することにより、連通穴３ｂの大きさの範囲内で冷却素子１８の形状及び大きさを自由に選択することができ、設計の自由度の向上を図ることができる。
【００４１】
次に、冷却素子の第１の変形例について説明する（図６参照）。尚、以下に示す第１の変形例に係る冷却素子は、上記した冷却素子１８と比較して、形状及び大きさが異なることのみが相違し半導体レーザー装置の冷却素子以外の部分は上記と同様であるため、冷却素子１８を用いた場合と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については半導体レーザー装置１における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
【００４２】
メインフレーム６の第２の面９ｂには第１の変形例に係る冷却素子１８Ａが接合されている。冷却素子１８は冷却素子１８に比し外形が大きくされており、上面の一端部がハウジング２の外面に近付くに従って下方へ変位する傾斜面１８ａとして形成されている。従って、冷却素子１８Ａは、上面のうち傾斜面１８ａ以外の部分がメインフレーム６の第２の面９ｂに接合され、傾斜面１８ａ側の端部がメインフレーム６から外方側に位置されている。
【００４３】
このように傾斜面１８ａを有する外形の大きな冷却素子１８Ａを用いることにより、ハウジング２の形状及び大きさを変えることなく半導体レーザー装置１の温度上昇を効率的に抑制することができる。
【００４４】
尚、冷却素子１８Ａを用いた場合にも、冷却素子１８と同様に、メインフレーム６の第１の面９ａに冷却素子１８Ａの配置スペースが確保される場合には、開口２ａから冷却素子１８Ａを挿入してメインフレーム６の第１の面９ａに接合することができる。
【００４５】
次いで、冷却素子の第２の変形例について説明する（図７及び図８参照）。尚、以下に示す第２の変形例に係る冷却素子は、上記した冷却素子１８と比較して、形状が異なることのみが相違し半導体レーザー装置の冷却素子以外の部分は上記と同様であるため、冷却素子１８を用いた場合と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については半導体レーザー装置１における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
【００４６】
第２の変形例に係る冷却素子１８Ｂは、接合部１９と該接合部１９に連続され接合部１９に対して直交する連結部２０と該連結部２０に連続され接合部１９と平行を為すカバー部２１とが一体に形成されて成る。
【００４７】
接合部１９はメインフレーム６の第２の面９ｂに接合されている。
【００４８】
連結部２０は接合部１９より幅広に形成され、周面部２０の１つの面に接した状態で配置されている。
【００４９】
カバー部２１は連結部２０と同じ幅に形成され、開口２ａを閉塞した状態で配置されている。
【００５０】
冷却素子１８Ｂにあっては、カバー部２１がハウジング２の開口２ａを閉塞しているため、半導体レーザー１６から出射されるレーザー光のハウジング２の外部への漏れを防止することができると共に不要輻射の防止を図ることができる。
【００５１】
また、開口２ａを閉塞するカバー部２１を有しているため、他に開口２ａを閉塞するための専用のカバーを必要とせず、部品点数の削減を図ることができる。
【００５２】
尚、冷却素子１８に代えて上記した冷却素子１８Ａ、１８Ｂを用いた場合にも、冷却素子１８を用いた場合と同様に、ワイヤーボンディングを行う際のプレヒートの時間が短くて済み半導体レーザー装置１の製造効率の向上を図ることができ、また、半導体レーザー装置１の製造後の発光状態によって冷却素子１８Ａ、１８Ｂの種類や形状等の変更を必要とする場合でも、これらの変更に対応することができる。
【００５３】
上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明の実施に際しての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００５４】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明半導体レーザー装置は、非導電性の材料によって形成されたハウジングと、一部がハウジング内に配置され外部電極と接続されるリードフレームと、ハウジング内に配置されると共にリードフレームに接続された半導体レーザーとを備えた半導体レーザー装置であって、ハウジングにはリードフレームに連通する連通穴が形成され、半導体レーザーを冷却する冷却素子を連通穴を介してリードフレームに取り付けたことを特徴とする。
【００５５】
従って、ワイヤーボンディングを行う際のプレヒートの時間が短くて済み、半導体レーザー装置の製造効率の向上を図ることができる。
【００５６】
また、半導体レーザー装置の製造後の発光状態によって冷却素子の種類や形状等の変更を必要とする場合でも、冷却素子を後付けすることが可能であるため、このような変更に対応することができる。
【００５７】
請求項２に記載した発明にあっては、半導体レーザーをリードフレームの第１の面側に配置し、リードフレームの第１の面と反対側の第２の面を連通穴によって外部に連通させ、冷却素子をリードフレームの第２の面上に取り付けたので、ハウジングを回路基板等に取り付けた後においても冷却素子をリードフレームに接合することができ、冷却素子を接合する際の作業性の向上及び作業の自由度の向上を図ることができる。
【００５８】
また、冷却素子を配置するための専用の連通穴を形成することにより、連通穴の大きさの範囲内で冷却素子の形状及び大きさを自由に選択することができ、設計の自由度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図８と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は半導体レーザー装置の斜視図である。
【図２】半導体レーザー装置の平面図である。
【図３】一部を断面にして示す半導体レーザー装置の側面図である。
【図４】図１とは反対側から見た状態を示す半導体レーザー装置の斜視図である。
【図５】半導体レーザー装置の底面図である。
【図６】第１の変形例に係る冷却素子を用いた半導体レーザー装置を一部を断面にして示す側面図である。
【図７】図８と共に第２の変形例に係る冷却素子を用いた半導体レーザー装置を示すものであり、本図は一部を断面にして示す側面図である。
【図８】斜視図である。
【図９】従来の半導体レーザー装置の一例を一部を断面にして示す側面図である。
【符号の説明】
１…半導体レーザー装置、２…ハウジング、３ｂ…連通穴、５…リードフレーム、９ａ…第１の面、９ｂ…第２の面、１６…半導体レーザー、１８…冷却素子、１８Ａ…冷却素子、１８Ｂ…冷却素子
【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】
2004152838.tif 000009
【図８】
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【図９】
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