(57)【要約】【課題】  半導体装置の製造コスト削減に適した半導体装置の検査用治具および当該半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体装置の検査用治具は、ＬＤ１４（レーザダイオード）とサブマウント１３とを接合したレーザ素子１４Ａ（ＬＤＳＭ）を受け入れる半導体装置の検査用治具であって、本体部としての樹脂部１およびステム７と、樹脂部１（本体部）に変形可能に保持され、レーザ素子１４Ａをステム７の放熱部４との間で着脱可能に保持し、サブマウント１３の電極と検査用回路基板上の電極とを接続する少なくとも１対のコンタクトピン５とを備える。【選択図】        図２
2005150513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードとサブマウントとが接合された半導体レーザ素子を受け入れる半導体装置の検査用治具であって、
本体部と、
前記本体部に変形可能に保持され、前記半導体レーザ素子を前記本体部との間で着脱可能に保持し、前記サブマウントの電極と検査用回路基板上の電極とを接続する少なくとも１対のコンタクトピンとを備えた半導体装置の検査用治具。
【請求項２】
前記コンタクトピンは円弧状部分を含む、請求項１に記載の検査用治具。
【請求項３】
前記本体部は、前記半導体レーザ素子を搭載する半導体装置と同一の検査装置に装着可能な外形形状およびコンタクトピンの端子配置を有する、請求項１または請求項２に記載の検査用治具。
【請求項４】
前記本体部の前記半導体レーザ素子を受け入れる導入部にテーパ部を有する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の検査用治具。
【請求項５】
前記本体部は、前記半導体レーザ素子が押圧される部分に放熱部を有する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の検査用治具。
【請求項６】
前記コンタクトピンを変形させ、該コンタクトピンによる前記半導体レーザ素子の押圧を開放するボタン機構をさらに備えた、請求項１から請求項５のいずれかに記載の検査用治具。
【請求項７】
前記ボタン機構は、全ての前記コンタクトピンを同時に変形させる、請求項６に記載の検査用治具。
【請求項８】
レーザダイオードとサブマウントとを接合し、ワイヤ接続して半導体レーザ素子を形成する工程と、
前記半導体レーザ素子を、着脱可能な検査用治具に取りつけ、通電試験を行なう工程と、
前記通電試験の後、前記検査用治具から取り外した前記半導体レーザ素子を本体部に取りつける工程と、
前記本体部に受光素子を取りつける工程と、
前記半導体レーザ素子、前記本体部および前記受光素子の各電極をワイヤ接続する工程と、
前記半導体レーザ素子および前記受光素子上に保護部材およびホログラム素子を取りつける工程とを備えた半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の検査用治具および当該半導体装置の製造方法に関し、特に、レーザダイオードとサブマウントとが接合された半導体レーザ素子を備える半導体装置の検査用治具および当該半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体レーザ装置としては、たとえば、特開平６−５９９０号公報（従来例１）や特開平１０−２５６６４９号公報（従来例２）などに記載されたものなどが挙げられる。
【０００３】
従来例１においては、半導体レーザチップと、このチップから出射されたレーザ光をモニターするためのフォトダイオードと、光ディスクの信号を読み取るためのフォトダイオードとを同一の板状ステムの上に配置し、これらの光学素子を覆う状態でステムにキャップを取り付け、キャップの上面に光偏向用の回折格子が形成されたガラス板を取り付けた、ステムの平面形状などに特徴を有する半導体レーザ用パッケージ（半導体レーザ装置）が開示されている。
【０００４】
また、従来例２においては、光源用のレーザチップと、信号読取用の受光素子とをアイランドに搭載し、それらをアイランドに鉛直方向に設けられたリードピンに電気的に接続した後、該アイランドを覆うようにカバーを設置し、そのパッケージ上面部分に固定されるホログラム素子とともに、ホログラム方式のピックアップを構成するようにした半導体レーザユニット（半導体レーザ装置）が開示されている。
【０００５】
上記のような半導体レーザ装置の製造工程においては、一般に、レーザチップと本体部（ステムやアイランドなど）および受光素子などのその他の部品とを結合し、電極をワイヤ接続した後に、発光出力や発光寿命などに関する製品検査を行なう。
【特許文献１】特開平６−５９９０号公報
【特許文献２】特開平１０−２５６６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような半導体レーザ装置については、以下のような問題点があった。
【０００７】
上述した製品検査における良否は、一般に、レーザチップに含まれるＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ；レーザダイオード）の性能によるところが大きい。ここで、ＬＤの不良によって、製品が不良と判定された場合、既にＬＤと一体となっているＬＤ以外の部品について、該ＬＤと分離して再利用することは困難である。したがって、それらの部品に不良がない場合においても、不良ＬＤとともに廃棄することとなる。この結果、製造コストの削減が抑制される。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、半導体装置の製造コスト削減に適した半導体装置の検査用治具および当該半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る半導体装置の検査用治具は、レーザダイオードとサブマウントとが接合された半導体レーザ素子を受け入れる半導体装置の検査用治具であって、本体部と、本体部に変形可能に保持され、半導体レーザ素子を本体部との間で着脱可能に保持し、サブマウントの電極と検査用回路基板上の電極とを接続する少なくとも１対のコンタクトピンとを備える。
【００１０】
これにより、上記のレーザ素子に、たとえば本体部など半導体装置のその他の部品を取り付ける前に、該レーザ素子の通電試験を行なうことができるので、上記の部品の歩留まりを向上させることができる。この結果、半導体装置の製造コストの削減が可能である。
【００１１】
検査用治具のコンタクトピンは円弧状部分を含むことが好ましい。
【００１２】
これにより、コンタクトピンが変形しやすくなり、レーザ素子の受け入れが容易となる。
【００１３】
検査用治具の本体部は、半導体レーザ素子を搭載する半導体装置と同一の検査装置に装着可能な外形形状およびコンタクトピンの端子配置を有することが好ましい。
【００１４】
これにより、従来の製造設備（検査装置）を利用して、上記の検査用治具を使用した検査を行なうことができるので、製造コストの削減が可能である。
【００１５】
検査用治具の本体部の半導体レーザ素子を受け入れる導入部にテーパ部を有することが好ましい。
【００１６】
これにより、レーザ素子の本体部への受け入れが容易となる。
【００１７】
検査用治具の本体部は、半導体レーザ素子が押圧される部分に放熱部を有することが好ましい。
【００１８】
該放熱部は、検査時にＬＤが発光した際の放熱体として機能することができる。
【００１９】
上記の検査用治具は、コンタクトピンを変形させ、該コンタクトピンによる半導体レーザ素子の押圧を開放するボタン機構をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
これにより、レーザ素子の本体部への取り付けが容易となる。
【００２１】
ボタン機構は、全ての前記コンタクトピンを同時に変形させることが好ましい。
【００２２】
これにより、レーザ素子の本体部への取り付けがさらに容易となる。
【００２３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、レーザダイオードとサブマウントとを接合し、ワイヤ接続して半導体レーザ素子を形成する工程と、半導体レーザ素子を、着脱可能な検査用治具に取りつけ、通電試験を行なう工程と、通電試験の後、検査用治具から取り外した半導体レーザ素子を本体部に取りつける工程と、本体部に受光素子を取りつける工程と、半導体レーザ素子、本体部および受光素子の各電極をワイヤ接続する工程と、半導体レーザ素子および受光素子上に保護部材およびホログラム素子を取りつける工程とを備える。
【００２４】
これにより、上記のレーザ素子に、たとえば本体部など半導体装置のその他の部品を取り付ける前に、該レーザ素子の通電試験を行なうことができるので、上記の部品の歩留まりを向上させることができる。この結果、半導体装置の製造コストの削減が可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、半導体レーザ素子に取り付ける部品の歩留まりを向上させることができ、結果として半導体装置の製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明に基づく半導体装置の検査用治具および当該半導体装置の製造方法の実施の形態について、図１から図１０を用いて説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態に係る半導体装置の検査用治具を示した図であり、（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。また、図２は、図１におけるII−II断面図である。
【００２８】
本実施の形態に係る半導体装置の検査用治具は、図１および図２に示すように、ＬＤ１４（レーザダイオード）とサブマウント１３（ＳＭ；ＳｕｂＭｏｕｎｔ）とを接合したレーザ素子１４Ａ（ＬＤＳＭ）を受け入れる半導体装置の検査用治具であって、本体部としての樹脂部１およびステム７と、樹脂部１（本体部）に変形可能に保持され、レーザ素子１４Ａをステム７の放熱部４との間で着脱可能に保持し、サブマウント１３の電極と検査用回路基板上の電極とを接続する少なくとも１対のコンタクトピン５（５Ａ，５Ｂ）とを備える。
【００２９】
樹脂部１およびステム７としては、たとえば、従来の半導体レーザ素子におけるステムと同様の材質が使用可能である。また、コンタクトピン５としては、たとえば、金メッキ処理の施された銅合金などの導電性の材質が使用可能である。該コンタクトピン５は、樹脂部１でモールドされることにより弾性変形可能な状態で固定されており、１対のコンタクトピン５Ａ，５Ｂが、それぞれレーザ素子１４Ａのアノード電極とカソード電極とに接続される。また、該ピン５のもう一方の端部であるリード端子３は、検査用回路上の電極に接続される。
【００３０】
レーザ素子１４Ａは、ステム７の放熱部４に押圧される。コンタクトピン５は、レーザ素子１４ＡのＬＤ１４が設置された側と反対側の面を放熱部４に押し付けて保持する。放熱部４は、検査時にＬＤ１４が発光した際の放熱体として機能し、該放熱部４としては、ＣｕやＦｅなどの金属性の基板にＮｉやＡｕなどのめっき処理を施したものなどが用いられる。
【００３１】
このような放熱体については、後述するとおり、実際にレーザ素子１４Ａを搭載する半導体装置にも同様のもの（ヒートシンク１６Ａ）が設けられており、検査用治具にこれと同様の放熱部４を設けることで、実際の半導体レーザデバイスにおける発光と同等の条件で発光検査を行なうことができる。
【００３２】
さらに、該検査用治具には、コンタクトピン５を変形させ、該コンタクトピン５によるレーザ素子１４Ａの押圧を開放するボタン２（ボタン機構）が備えられている。なお、ボタン２は、全てのコンタクトピン（本実施の形態であればコンタクトピン５Ａ，５Ｂ）を同時に変形させることが好ましい。
【００３３】
図２において、（ａ）はボタン２を押し込まない状態を示し、（ｂ）はボタン２を押し込むことによりコンタクトピン５を変形させて、レーザ素子１４Ａを挿入できるようにした状態を示す。
【００３４】
実際に検査用治具にレーザ素子１４Ａを装着するときは、まず、ボタン２を押し込み、図２（ｂ）の状態にして、レーザ素子１４Ａを図２（ｂ）中の矢印の方向に挿入し、その後、ボタン２の押し込みを開放する。これにより、コンタクトピン５は、図２（ａ）の状態に戻ろうとして、レーザ素子１４Ａを放熱部４に押しつける。この結果、レーザ素子１４Ａは、コンタクトピン５と放熱部４との間で保持される。また、再度ボタン２を押し込み、コンタクトピン５による押圧を開放することにより、レーザ素子１４Ａを検査用治具から取り外すことができる。
【００３５】
ここで、ボタン２としては、たとえば、樹脂部１およびステム７と同じ材質（樹脂）が使用可能である。
【００３６】
以上のように、レーザ素子１４Ａの検査用治具への取り付けおよび取り外しは、ボタン２の押し込みおよびその開放によって容易に行なうことができる。
【００３７】
コンタクトピン５は、図２に示すように、円弧状部分６を含んでいる。これにより、コンタクトピン５が変形しやすくなり、レーザ素子１４Ａの受け入れが容易となる。
【００３８】
該本体部のレーザ素子１４Ａを受け入れる導入部には、テーパ部８が設けられている。これにより、レーザ素子の本体部への受け入れが容易となる。
【００３９】
上記の手順によりレーザ素子１４Ａを保持した検査用治具を、検査用回路を備えた検査装置に装着することにより、レーザ素子１４Ａと検査用回路とがコンタクトピン５によって接続され、該素子１４Ａの製品検査を行なうことができる。この検査は、バーンイン検査であり、７０℃以上８０℃以下程度の高温状態においてＬＤ１４の通電試験を行ない、発光出力や発光寿命などに関する検査を行なうものである。
【００４０】
ここで、検査用治具の本体部については、実際にレーザ素子１４Ａが搭載される半導体装置の外形と同等のステム７などの外形形状およびコンタクトピン５のリード端子３の配置を有し、該半導体装置と同一の検査装置に装着可能であることが好ましい。
【００４１】
これにより、従来の製造設備（検査装置）を利用して、上記の検査用治具を使用した検査を行なうことができるので、製造コストの削減が可能である。
【００４２】
図３は、レーザ素子１４Ａについて示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す。
【００４３】
半導体装置１４Ａは、図３に示すように、アノード電極９とカソード電極１０とを備え、該電極９，１０においてそれぞれ少なくとも１箇所ずつコンタクトピン５が当接する当接部１１を有する。
【００４４】
ここで、図３（ａ）に示すように、当接部１１は、レーザ素子１４Ａの中央部において、左右対称に位置している。これにより、コンタクトピン５は、レーザ素子１４Ａを左右均等に押圧することができる。
【００４５】
次に、上記の検査用治具を用いた半導体装置の製造方法について説明する。
【００４６】
図４から図１０は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の各工程について示した図である。
【００４７】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、図４から図１０に示すように、ＬＤ１４（レーザダイオード）とサブマウント１３とを接合し、ワイヤ１５により接続してレーザ素子１４Ａを形成する工程（図４，図５）と、レーザ素子１４Ａを、着脱可能な検査用治具に取りつけ、通電試験を行なう工程と、当該通電試験の後、検査用治具から取り外したレーザ素子１４Ａをデバイス（半導体装置）のステム１６（本体部）に取りつける工程（図６）と、ステム１６のヒートシンク１６Ａに受光素子１７を取りつける工程（図７）と、レーザ素子１４Ａ、ステム１６および受光素子１７の各電極をワイヤ１８によりワイヤ接続する工程（図８）と、レーザ素子１４Ａおよび受光素子１７上に保護部材としてのキャップ１９およびホログラム素子２０を取りつける工程（図９，図１０）とを備える。
【００４８】
以下に、上記の各工程について、さらに詳細に説明する。
【００４９】
図４は、ＬＤ１４とサブマウント１３とを接合した状態を示した図である。サブマウント１３には、たとえば、レーザ素子１４Ａをステム１６に搭載する際の接合精度の向上や、温度変化時のＬＤ１４への応力緩和、ＬＤ１４の発熱をヒートシンク１６Ａに速やかに伝達して放熱するなどの機能が期待されており、その材質としては、たとえばＳｉＣ，ＡｌＮ，Ｓｉなどが用いられる。また、サブマウント１３にＬＤ１４の発光量をモニタリングするための受光機能をもたせる場合もあり、この場合は、材質はたとえばＳｉなどが用いられる。
【００５０】
ＬＤ１４とサブマウント１３との接合材料としては、たとえば、Ａｇペースト、ＡｕＳｎ、Ｉｎなどが用いられる。
【００５１】
図５は、接合されたＬＤ１４とサブマウント１３とを導電性のワイヤ１５によって接続した状態を示す図である。これにより、半導体装置に搭載するレーザ素子１４Ａが形成される。
【００５２】
図６は、レーザ素子１４Ａを半導体装置のステム１６に接合した状態を示す図である。この接合材料としては、たとえば、Ａｇペースト、Ｉｎなどが用いられる。なお、レーザ素子１４Ａは、ステム１６のヒートシンク１６Ａに接合される。該ヒートシンク１６Ａはサブマウント１３と合わせて、ＬＤ１４の発光時の発熱に対する放熱体として機能し、たとえば、上述した検査用治具における放熱部４と同様の構造が適用可能である。
【００５３】
図７は、ステム１６におけるヒートシンク１６Ａ上に受光素子１７を取りつけた状態を示した図である。受光素子１７は、レーザ素子１４Ａから出射され、ディスクにより反射された光を信号に変える機能を有する。この接合には、たとえばＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）樹脂などの光硬化型の接着剤が用いられている。
【００５４】
図８は、半導体レーザ素子１４Ａ、ステム１６および受光素子１７の各電極をワイヤ１８によって接続した状態を示した図であり、（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。このワイヤ接続により、各部材１４Ａ，１６，１７は電気的に接続される。なお、ステム１６上の電極は、リード端子１６Ｂと電気的に接続されている。
【００５５】
その後、図９（（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。）に示すように、ステム１６上にキャップ１９を装着し、図１０（（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。）に示すように、キャップ１９の上面にホログラム素子２０を搭載することで、本実施の形態に係る半導体レーザ用パッケージ（半導体装置）が完成する。
【００５６】
上述したとおり、本実施の形態に係る半導体装置の検査用治具および当該半導体装置の製造方法においては、レーザ素子１４Ａに、たとえば本体部１など半導体装置のその他の部品を取り付ける前に、該レーザ素子１４Ａの通電試験を行なうことができるので、上記の部品の歩留まりを向上させることができる。この結果、半導体装置の製造コストの削減が可能となる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係る半導体装置の検査用治具を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１におけるII−II断面を示した図であり、（ａ）はボタンを押し込まない状態を示した図であり、（ｂ）はボタンを押し込むことによりコンタクトピンを変形させ、レーザ素子を挿入する状態を示した図である。
【図３】半導体レーザ素子を示した図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１工程を示した斜視図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第２工程を示した斜視図である。
【図６】本発明の１つの実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第３工程を示した斜視図である。
【図７】本発明の１つの実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第４工程を示した斜視図である。
【図８】本発明の１つの実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第５工程を示した図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図９】本発明の１つの実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第６工程を示した図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１０】本発明の１つの実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第７工程を示した図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  樹脂部、２  ボタン、３  リード端子、４  放熱部、５，５Ａ，５Ｂ  コンタクトピン、６  円弧状部分、７  ステム（検査用治具）、８  テーパ部、９  アノード電極、１０  カソード電極、１１  当接部、１３  サブマウント、１４  ＬＤ（レーザダイオード）、１４Ａ  レーザ素子、１５，１８  ワイヤ、１６  ステム（半導体装置）、１６Ａ  ヒートシンク、１６Ｂ  リード端子、１７  受光素子、１９  キャップ、２０  ホログラム素子。
【図１】
2005150513.tif 000003
【図２】
2005150513.tif 000004
【図３】
2005150513.tif 000005
【図４】
2005150513.tif 000006
【図５】
2005150513.tif 000007
【図６】
2005150513.tif 000008
【図７】
2005150513.tif 000009
【図８】
2005150513.tif 000010
【図９】
2005150513.tif 000011
【図１０】
2005150513.tif 000012