(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤーボンド時に必要なステム外形認識領域およびボンド領域を確保する。【解決手段】放熱台２２の平面２２aにおける両外側を高く盛り上げることによって溝２７を形成し、その低面にサブマウント２６を搭載する。したがって、上記サブマウントダイボンドの後におけるＡgペースト２９の拡がりに制限を持たせることができ、サブマウント２６からワイヤボンディングを行う際に必要なステム外形認識領域とＡu線３０を打ち込むボンド領域とを容易に確保することができる。【選択図】  図１
2004193315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ素子の発光点が、円形あるいは円形の一部を切り欠いた形状を有するステムの略中心に位置している半導体レーザ装置において、
上記ステムに設けられた放熱台のレーザ素子搭載面に、レーザ素子搭載用の溝を形成した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、
上記レーザ素子あるいは上記レーザ素子が載置されたサブマウントが上記溝内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３】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記溝の深さは１００μm以上且つ２００μm以下であ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において、
上記ステムには、少なくとも２本のリードが上記ステムを貫通して取り付けられており、
上記２本のリードの中心を通る平面と上記ステムの中心との距離は１００μm以上且つ１５０μm以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体レーザ装置において、
上記ステムには、上記２本のリードが貫通する２つのリード用穴が穿たれており、
上記放熱台における上記溝の両側のレーザ素子搭載面を含む平面は、上記リード用穴における上記放熱台側の縁に略位置していることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体レーザ装置において、
半円筒形状あるいは半円筒の一部を切り欠いた形状を有すると共に、上記放熱台における上記溝の両側のレーザ素子搭載面上に、少なくとも上記レーザ素子およびリードを覆うように設置された保護用キャップを備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体レーザ装置に関し、特に光ディスク用光源に用いられる半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体レーザ装置として、図４および図５に示すようなものがある(例えば、特許文献１参照)。但し、図４(a)はキャップの斜視図であり、図４(b)は本体の斜視図である。また、図５は、上記本体の正面図(図５(a)),側面図(図５（b))および平面図(図５(c))である。以下、図４および図５に従って、上記従来の半導体レーザ装置について説明する。
【０００３】
上記本体を構成する概略円板状のステム１における放熱台２の設置面である基準面１aを、３本のリード３,４,５のうちの２本のリード３,４が貫通している。残りの１本のリード５は基準面１aの裏面に一端が取り付けられており、基準面１aとは電気的に接続されている。
【０００４】
上記ステム１の基準面１a側には放熱台２が設置されている。そして、放熱台２には平面２aが設けられており、この平面２a上にＡgペースト６が塗布され、このＡgペースト６上にレーザ素子８が載置されたサブマウント７が搭載されている。レーザ素子８はＡu線９によってリード４に電気的に接続され、サブマウント７はＡu線１０によって放熱台２の平面２aに電気的に接続されている。尚、その場合に、レーザ素子８の発光点は円形のステム１の略中心に位置するようになっている。
【０００５】
また、上記ステム１の基準面１a上にはキャップ１１が取り付けられて、レーザ素子８およびＡu線９,１０を保護している。その際における基準面１aへのキャップ１１の取り付けは、抵抗を利用してキャップ１１におけるプロジェクション１２の一部を溶かす抵抗溶接によって行われる。
【０００６】
上記ステム１における基準面１aの外径は３.３mmφであり、キャップ１１を取り付けた際の外周の余地は約０.３５mm(そのうち平坦部は僅かに約０.１mm)である。この基準面１aにおける外周の余地は、本半導体レーザ装置を光ディスク用ピックアップに組み込む際に取り付け位置の実質的な基準面となり、本半導体レーザ装置の回転位置を調整する際に必要となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５‐１２９７１２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の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、従来の半導体レーザ装置の構成では、放熱台２の平面２a上におけるレーザ素子８がダイボンディングされる平坦部の幅は約１.０mmであって極端に狭い。さらに、外側に位置する２本のリード３,４の中心間隔は約１.３mmで(リード３,４の太さを考慮すると約１.０mm)であるために、レーザ素子ダイボンディング,ワイヤボンディングおよびキャップシール等の後工程におけるアッセンブリの難易度が高い。
【０００９】
さらに、図４および図５に示すようなサブマウント(約０.８mm□)７付きレーザ素子８の場合におけるレーザ素子ダイボンディングの際に、Ａgペースト６の量が少ないとダイボンディング固定不良あるいは放熱不良によるレーザ劣化を引き起こす場合が生ずる。そこで、適正なペースト量で固定しようとすると、Ａgペースト６は直径１.０mm〜１.４mmの円形に広がってしまう。
【００１０】
そして、上記Ａgペースト６が広がり過ぎると、サブマウント７から放熱台２の平面２aへのＡu線１０によるセカンドワイヤボンディングを行う際に、Ａgペースト６がステム外形認識領域を侵し、ワイヤボンディング設備によるステム外形認識不良を起こしたり、実際にセカンドワイヤボンディング領域が小さくなってしまう場合が生ずる。また、キャップシールの際においても、放熱台２における平面２aの裏面側の外周面とキャップ１１の内径との間隔が約１００μmしかなく、シール固定時に高い位置精度が求められる。
【００１１】
そこで、この発明の目的は、サブマウントダイボンディング後のＡgペーストの拡がりを制約して、セカンドワイヤーボンド時に必要なステム外形認識領域およびボンド領域を確保できる半導体レーザ装置を提供することにある。
【００１２】
【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、円形あるいは円形の一部を切り欠いた形状を有するステムに設けられた放熱台のレーザ素子搭載面にレーザ素子搭載用の溝を形成している。
【００１３】
上記構成によれば、上記放熱台のレーザ素子搭載面に形成された溝内にレーザ素子あるいはサブマウントを搭載することによって、例えばＡgペーストを用いたダイボンディングの際におけるＡgペーストの拡がりに制限を持たせることが可能になる。したがって、上記レーザ素子あるいはサブマウントに対してワイヤボンディングを行う際に必要なステム外形認識領域とボンド領域とが、容易に確保される。
【００１４】
また、１実施例の半導体レーザ装置では、上記レーザ素子あるいは上記レーザ素子が載置されたサブマウントを上記溝内に搭載している。
【００１５】
この実施例によれば、例えば上記サブマウントをＡgペーストを用いてダイボンディングする際におけるＡgペーストの拡がりが制限され、上記レーザ素子あるいはサブマウントに対してワイヤボンディングを行う際に必要なステム外形認識領域とボンド領域とが確保される。
【００１６】
また、１実施例の半導体レーザ装置では、上記溝の深さを１００μm以上且つ２００μm以下としている。
【００１７】
この実施例によれば、上記溝の深さを１００μm以上且つ２００μm以下にしているので、上記放熱台がリードに当接しない範囲内で、Ａgペーストの上記溝からの流出が防止されて、Ａgペーストの拡がりが制限される。
【００１８】
また、１実施例の半導体レーザ装置では、上記ステムにこのステムを貫通して少なくとも２本のリードを取り付け、上記２本のリードの中心を通る平面と上記ステムの中心との距離を１００μm以上且つ１５０μm以下にしている。
【００１９】
この実施例によれば、２本のリードの中心を通る平面とステムの中心との距離を１００μm以上且つ１５０μm以下にしているので、キャップの半径が従来のキャップの半径と同じであっても、両リードの間隔が１.０mmまで確保される。したがって、ダイボンディング時における上記サブマウントおよびダイボンディングコレット先端の通過スペースが確保される。
【００２０】
また、１実施例の半導体レーザ装置では、上記ステムには上記２本のリードが貫通する２つのリード用穴を穿ち、上記放熱台における上記溝の両側のレーザ素子搭載面を含む平面を上記リード用穴における上記放熱台側の縁に略位置させている。
【００２１】
この実施例によれば、上記ステムのリード用穴近傍に放熱台の両端部を位置させて、上記放熱台に、上記リード,レーザ素子およびワイヤ等を下側から覆うキャップの機能を持たせることが可能になる。したがって、キャップを、上記リード,レーザ素子およびワイヤ等を上側から覆う半円筒形状に形成することが可能になる。
【００２２】
また、１実施例の半導体レーザ装置では、半円筒形状あるいは半円筒の一部を切り欠いた形状を有すると共に、上記放熱台における上記溝の両側のレーザ素子搭載面上に、少なくとも上記レーザ素子およびリードを覆うように設置された保護用キャップを備えている。
【００２３】
この実施例によれば、上記保護用キャップは、上記リード,レーザ素子およびワイヤ等を下側から覆う必要はない。したがって、上記保護用キャップと放熱台の外周面とのクリアランスを確保する必要が無く、上記キャップのシール固定が容易になる。
【００２４】
【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斜視図であり、図２は正面図(図２(a))，側面図（図２(b))および平面図(図２(c))である。以下、図１および図２に従って、本実施の形態における半導体レーザ装置について説明する。
【００２５】
上記半導体レーザ装置において、２１はステム、２２は放熱台、２３,２４はステム２１における基準面２１aを貫通している２本のリード、２５はステム２１における基準面２１aの裏面に一端が取り付けられて基準面２１aと電気的に接続されたリードである。
【００２６】
上記放熱台２２におけるサブマウント２６が搭載される上記レーザ素子搭載面としての平面２２aには、深さ１００μm〜２００μmのレーザ素子搭載用の溝２７が設けられている。ここで、上記溝２７の底面におけるステム２１中心からの距離は、図４および図５に示す従来の半導体レーザ装置における放熱台２の平面２aのステム１中心からの距離と同じになっている。つまり、溝２７は、放熱台２２の平面２２aにおける両外側を高く盛り上げることによって形成するのである。そして、この溝２７の底面上に、レーザ素子２８が搭載されたサブマウント２６をダイボンディングするようにしている。
【００２７】
こうすることによって、サブマウントダイボンディングの後におけるＡgペースト２９の拡がりに、溝２７の幅を最大とする制限を持たせることができる。それによって、サブマウント２６からセカンドワイヤボンディングを行う際に必要なステム外形認識領域と実際にＡu線３０を打ち込むボンド領域とを、容易に確保することができるのである。
【００２８】
尚、その場合、上記ステム２１は円形を成し、レーザ素子２８の発光点はステム２１の略中心に位置するようになっており、ステム２１を回転させて半導体レーザ２８の傾きを修正する際に、レーザ素子２８の発光点の位置がずれないようになっている。
【００２９】
また、上記溝２７の深さを１００μm〜２００μmとする理由は、以下の通りである。すなわち、溝２７の深さが１００μmよりも浅い場合には、セカンドワイヤボンディングを行う際にＡgペースト２９が流れ出てしまう。したがって、Ａgペースト２９の拡がりに制限を持たせてボンド領域を確保することができなくなる。また、溝２７の深さが２００μmよりも深い場合には、放熱台２２がリード２３,２４に当たってしまう。すなわち、レーザ素子２８の発光点の位置はステム２１の略中心に位置するようになっている。そのために、溝２７の深さを深くすることは、放熱台２２の平面２２aにおける両外側を高くすることと同じであり、溝２７を深くすると放熱台２２がリード２３,２４に当たってしまうのである。その場合、放熱効果を大きくするためには、放熱台２２の体積はできるだけ大きい方がよい。したがって、リード２３,２４の位置をステム２１の中心よりも可能な限り上に位置させて放熱台２２の平面２２aを上げた方が、放熱的には有利である。ところが、そうすると、後に詳述するようにリード２３,２４の間隔が狭くなってしまうので、結局、溝２７の深さの最大値は２００μmが限度となるのである。
【００３０】
上記基準面２１aを貫通している２本のリード２３,２４における中心を通る面は、ステム２１の中心から１００μm高くなるように設定されている。こうすることによって、ダイボンディング時におけるサブマウント２６およびダイボンディングコレット先端の通過スペースを確保することができる。また、ダイボンディング後のサブマウント２６とリード２３,２４との導通、および、ダイボンディング後に広がるＡgペースト２９とリード２３,２４との導通を、回避するクリアランスを確保することができるのである。
【００３１】
また、上記放熱台２２における溝２７の両側の平面２２a,２２aを含む平面をリード用穴３１,３２の下端に略位置させることによって、溝２７の深さを深くして上記導通の回避効果を奏することができる。さらに、放熱台２２における溝２７の両側の体積が溝２７の深さ分だけ増えるため、レーザ素子２８発振時における放熱に効果がある。さらに、放熱台２２における溝２７の両側の平面２２a,２２aの位置をリード２３,２４に極力近づけることができ、放熱台２２にリード２３,２４,サブマウント２６,レーザ素子２８およびＡu線３０等を下側から覆うキャップの機能を持たせることができる。その結果、リード２３,２４,サブマウント２６,レーザ素子２８およびＡu線３０等を上側から覆うキャップ３３の形状を、略半円筒形にすることが可能になるのである。したがって、キャップ３３でシール固定する際におけるキャップ３３と放熱台２２の外周面とのクリアランスを確保する必要が無くなり、キャップ３３のシール固定が容易になる。尚、キャップ３３は、抵抗を利用してキャップ３３におけるプロジェクション３４の一部を溶かす抵抗溶接によってステム基準面に取り付けられる。
【００３２】
さらに、使用時における熱暴走対策が容易になると共に、ステム２１の基準面２１aの確保が容易になる。尚、図１および図２に示すように、キャップ３３の両側を放熱台２２の平面２２aとの接合面に垂直な面で切り落として平面３３aとすることによって、この平面３３aの個所でさらに広い基準面２１aを確保することができる。
【００３３】
以下、上記基準面２１aを貫通している２本のリード２３,２４の中心を通る平面におけるステム２１の中心からの距離について述べる。
【００３４】
図３は、図５に示す従来のプロジェクション外径が３.１mmφのキャップを有する半導体レーザ装置における図５(a)に相当する正面図である。０.８mm□のサブマウント７を使用する場合には、リード３,４の間隔はダイボンディング時のクリアランスを含めて約１.０mm以上が必要である。そして、このクリアランスを確保する場合には、図３からリード３,４の中心を通る平面のステム４の中心からの距離は１００μm〜１５０μm程度が必要であることが分る。また、上記距離を１５０μm以上にすると、リード３,４とキャップ１１との接触を回避するためには、リード３,４の間隔を１.０mm以下にまで狭くする必要がある。その場合には、０.８mm□のサブマウント７をダイボンディングする場合に、サブマウント７およびダイボンディングクレット先端がリード３,４の間を通過できなくなってしまう。
【００３５】
そこで、本実施の形態においては、上記リード２３,２４の中心を通る平面のステム２１の中心からの距離を、１００μm以上且つ１５０μm以下にするのである。こうすることによって、例え、半円筒形のキャップ３３の半径が従来のキャップ１１の半径と同じであっても、リード２３,２４の間隔を約１.０mm以上に確保することできるのである。したがって、０.８mm□のサブマウント２６を使用する場合でも、ダイボンディング時において、リード２３,２４間にサブマウント２６およびダイボンディングクレット先端の通過スペースを確保することができる。また、ダイボンディング後のサブマウント２６とリード２３,２４との導通、および、ダイボンディング後に広がるＡgペースト２９とリード２３,２４との導通を、防止することができる。
【００３６】
さらに、本実施の形態においては、上記放熱台２２の平面２２aにおける両外側を高く盛り上げることによって、下側のキャップの機能を持たせている。したがって、キャップ３３はリード２３,２４,サブマウント２６,レーザ素子２８およびＡu線３０等の上側を覆うだけでよく、キャップ３３の形状や寸法に自由度を持たせてサブマウント２６のダイボンディング時におけるクリアランスをさらに十分に確保することができるのである。
【００３７】
加えて、本実施の形態においては、上記放熱台２２の平面２２aにおける両外側を高く盛り上げることによって溝２７を形成し、その低面にサブマウント２６を搭載するようにしている。したがって、上記サブマウントダイボンの後におけるＡgペースト２９の拡がりに制限を持たせることができ、サブマウント２６からセカンドワイヤボンディングを行う際に必要なステム外形認識領域とＡu線３０を打ち込むボンド領域とを容易に確保することができるのである。
【００３８】
尚、上記実施の形態においては、上記ステム２１を円形を成しているとして説明しているが、円形の一部を切り欠いた形状を有していても差し支えない。
【００３９】
【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、円形あるいは円形の一部を切り欠いた形状を有するステムに設けられた放熱台のレーザ素子搭載面に溝を形成したので、この溝内にレーザ素子あるいはサブマウントを取り付けることによって、例えばＡgペーストを用いたダイボンディングの際におけるＡgペーストの拡がりに制限を持たせることできる。したがって、上記レーザ素子あるいはサブマウントに対してワイヤボンディングを行う際に必要なステム外形認識領域とボンド領域とを、容易に確保することができる。
【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斜視図である。
【図２】図１に示す半導体レーザ装置の正面図,側面図および平面図である。
【図３】半導体レーザ装置におけるリード中心のステム中心からの距離とリード間隔との関係を示す図である。
【図４】従来の半導体レーザ装置の斜視図である。
【図５】図４に示す半導体レーザ装置本体の正面図,側面図および平面図である。
【符号の説明】
２１…ステム、
２１a…基準面、
２２…放熱台、
２３,２４,２５…リード、
２６…サブマウント、
２７…溝、
２８…レーザ素子、
２９…Ａgペースト、
３０…Ａu線、
３１,３２…リード用穴、
３３…キャップ、
３４…プロジェクション。
【図１】
2004193315.tif 000003
【図２】
2004193315.tif 000004
【図３】
2004193315.tif 000005
【図４】
2004193315.tif 000006
【図５】
2004193315.tif 000007