(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーリードフレーム上に配置されたレーザダイオードをモールド樹脂で封止してなる半導体レーザ装置であって、
レーザチップからのレーザ光が出射・透過するモールド面であるレーザ出射面の抜き勾配を他のモールド面であるレーザ非出射面の抜き勾配に比べて小さく設定して当該レーザ出射面および当該レーザ非出射面を形成する抜き勾配を非対称とするとともに、当該レーザ光の光軸がレーザ出射面と垂直になるようにインナーリードフレームの主面を当該レーザ出射面の抜き勾配だけ折曲させて構成した
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記モールド樹脂は、前記レーザ光に対して透明な樹脂である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記レーザ出射面は、前記レーザ出射面の抜き勾配が前記インナーリードフレームの主面の折曲角と等しく設定され、前記レーザ光の光軸に対して垂直面を形成するように当該インナーリードフレームに対して｛９０°−折曲角｝だけ傾斜した構造となっている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記レーザ非出射面は、前記インナーリードフレームに対して所定角度｛９０°−レーザ非出射面の抜き勾配｝だけ傾斜した構造となっている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記レーザ出射面の抜き勾配が略５乃至２０°の範囲で前記インナーリードフレームの主面の折曲角と等しく設定されている
ことを特徴とする請求項３または４に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光半導体装置化技術に係り、特にインナーリードフレーム上に配置されたレーザダイオードをモールド樹脂で封止してなる半導体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来の半導体レーザ装置の素子構造断面図である。図において、１はレーザダイオード（以下、ＬＤチップ１と称す）、３はＬＤチップ１において動作中に生じる熱を効率よく外部に放熱するための金属ブロックで、ＬＤチップ１が載置される面に対して垂直な方向の厚さが約１４００μｍ程度となっている。２は金属ブロック３の熱膨張、収縮によりＬＤチップ１に加えられる応力を緩和するためのＳｉ（シリコン）等からなるサブマウントで、その厚さは熱放射を悪くしない程度の厚さ、例えば１５０〜２５０μｍ程度となっている。４はパッケージの底部材、５はワイヤ、６は金属キャップ、６ａは金属キャップ６の底部に設けられた開口部、７はガラス等のレーザ光に対して透明な材料からなる窓ガラス、８はＬＤチップ１から出射されるレーザ光、２０は金属リードである。図２を参照すると、従来の半導体レーザ装置では、ＬＤチップ１はサブマウント２を介して金属ブロック３にダイボンドされ、金属ブロック３はレーザ光８が垂直に出射されるようにパッケージ底部材４の主面上にマウントされ、その後ＬＤチップ１は金属リード２０と金属ワイヤ５で電気的に接続された状態で金属キャップ６によりパッケージ底部材４の主面に溶接されて気密封止されている。このような封止形態はキャンタイプと呼ばれる。また金属キャップ６には、ＬＤチップ１の前方より出射されるレーザ光８を透過させる透明な窓ガラス７が設けられており、金属リード２０を通じてＬＤチップ１に電流を流すと、ＬＤチップ１の出射端面から出射されたレーザ光８は窓ガラス７を透過して半導体レーザ装置から出射される。
【０００３】
次に製造方法について説明する。まず、ＬＤチップ１はサブマウント２を介して金属ブロック３にダイボンドされる。続いて、金属ブロック３は、パッケージの底部材４の主面上にレーザ光８が垂直に出射されるようにマウントされる。その後、ＬＤチップ１は金属リード２０とワイヤ５で電気的に接続される。続いて、金属キャップ６の開口部６ａをふさぐように金属キャップ６の底部に窓ガラス７を接着し、ＬＤチップ１を外部の環境より保護するために、金属キャップ６を、パッケージ底部材４の主面上に、ＬＤチップ１、サブマウント２、金属ブロック３を覆うように溶接し気密封止して図２に示す半導体レーザ装置を得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーザ素子は、以上のように構成されていたため、以下に掲げる問題点があった。第１の問題点は、レーザ光８をパッケージ底部材４主面に垂直に取り出すブロックボンド組立（金属ブロック３をパッケージ底部材４に取り付ける工程）を必要とし、このため、生産工期が長く、組み立てに起因した不良も発生し、コスト高となってしまうことである。また第２の問題点は、図２に示すように、金属ブロック３を覆うように、金属キャップ６がパッケージ底部材４に取り付けられているために、寸法的に大きくなってしまい、小型・低コスト化に対し弊害となってしまうことである。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、金属フレーム上に配置されたレーザダイオードをモールド樹脂で封止してなり平面実装が容易で低コスト・小型化が可能な半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明にかかる半導体レーザ装置は、インナーリードフレーム上に配置されたレーザダイオードをモールド樹脂で封止してなる半導体レーザ装置であって、レーザチップからのレーザ光が出射・透過するモールド面であるレーザ出射面の抜き勾配を他のモールド面であるレーザ非出射面の抜き勾配に比べて小さく設定して当該レーザ出射面および当該レーザ非出射面を形成する抜き勾配を非対称とするとともに、当該レーザ光の光軸がレーザ出射面と垂直になるようにインナーリードフレームの主面を当該レーザ出射面の抜き勾配だけ折曲させて構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３記載の発明にかかる半導体レーザ装置は、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置であって、前記モールド樹脂は、前記レーザ光に対して透明な樹脂であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４記載の発明にかかる半導体レーザ装置は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置であって、前記レーザ出射面は、前記レーザ出射面の抜き勾配が前記インナーリードフレームの主面の折曲角と等しく設定され、前記レーザ光の光軸に対して垂直面を形成するように当該インナーリードフレームに対して｛９０°−折曲角｝だけ傾斜した構造となっていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５記載の発明にかかる半導体レーザ装置は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置であって、前記レーザ非出射面は、前記インナーリードフレームに対して所定角度｛９０°−レーザ非出射面の抜き勾配｝だけ傾斜した構造となっていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項６記載の発明にかかる半導体レーザ装置は、請求項４または５に記載の半導体レーザ装置であって、前記レーザ出射面の抜き勾配が略５乃至２０°の範囲で前記インナーリードフレームの主面の折曲角と等しく設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる半導体レーザ装置の一実施形態を説明するための素子構造断面図である。図１において、１はレーザチップ（ＬＤチップ）、２は厚さ約１５０〜２５０μｍのサブマウント、４１は金属からなる板状の部材であるインナーリードフレームであってＬＤチップ載置面（インナーリードフレーム４１の主面）が所定角度α1（折曲角、単位は［°］）だけ底面方向（図面では下方）にベント（折曲）させた構造となっている。ＬＤチップ１はサブマウント２を介してインナーリードフレーム４１の主面上に取り付けられている。このとき、サブマウント２はインナーリードフレーム４１とＬＤチップ１との熱膨張係数の違いによりＬＤチップ１の動作時に発生する応力を緩和するための機能を果たし、その厚さはＬＤチップ１からインナーリードフレーム４１への熱放射を妨げないような厚さに調整されている。８はレーザ光、９はＬＤチップ１、サブマウント２およびインナーリードフレーム４１のＬＤチップ１等が配置されている部分を覆うように設けられレーザ光８に対して透明な樹脂モールド樹脂であって、レーザ光８に対して透明な部材であれば他の材料からなる部材を用いるようにしてもよい。９１はＬＤチップ１から出射されたレーザ光８が透過して出射するモールド樹脂９の一側面部（レーザ出射面）であって、レーザ光８の光軸が垂直になるようにインナーリードフレーム４１のＬＤチップ載置面（インナーリードフレーム４１の主面）に対して垂直に設定されている。換言すれば、レーザ出射面９１はレーザ光８の光軸に対して垂直面を形成するように、インナーリードフレーム４１に対して｛９０°−α1｝だけ傾斜した構造（抜き勾配θ1＝折曲角α1）となっている。９２はモールド樹脂９の一側面部（レーザ非出射面）であって、インナーリードフレーム４１に対して所定角度｛９０°−抜き勾配θ2｝だけ傾斜した構造となっている。
【００１２】
次に本発明にかかる半導体レーザ装置の製造方法について説明する。まず、ＬＤチップ１をサブマウント２を介してインナーリードフレーム４１に平面実装する。続いて、ＬＤチップ載置面（インナーリードフレーム４１の主面）を所定角度＝折曲角α1だけ底面方向（図面では下方）にベント（折曲）させる。
【００１３】
続いて、ＬＤチップ１をモールド樹脂９で覆い（樹脂封止し）外囲より保護する。このとき、上下金型に挟まれた状態で上下金型中に樹脂を注入することによりモールド樹脂９の外形状を決定した後に加熱硬化する。本実施形態では、上下金型でモールド樹脂９を成形する場合に上下金型からモールド樹脂９を抜きやすくするために、レーザ出射面９１およびレーザ非出射面９２を含むモールド樹脂９の側面部の抜き勾配θ1，θ2のそれぞれを、インナーリードフレーム４１に対して所定角度（５〜２０°程度）に設定している。特にレーザ光８の光軸がレーザ出射面９１に対して垂直になるようにインナーリードフレーム４１のＬＤチップ載置面（インナーリードフレーム４１の主面）に対してレーザ出射面９１を垂直に設定している。換言すれば、レーザ光８の光軸に対してレーザ出射面９１が垂直面を形成するように、抜き勾配θ1＝折曲角α1＝５〜２０°程度とし、レーザ出射面９１をインナーリードフレーム４１に対して｛９０°−α1（５〜２０°程度）＝７０〜８５°程度｝だけ傾斜させて成形する。同様に、抜き勾配θ2＜θ1＝５〜２０°程度とし、レーザ非出射面９２をインナーリードフレーム４１に対して｛９０°−θ2（５〜２０°程度）＝７０〜８５°程度｝だけ傾斜させて成形する。
【００１４】
次に、図面に基づき本実施の形態の動作を説明する。従来、ＬＤチップ１の前方に出射されたレーザ光８はモールド樹脂９を透過した後にモールド樹脂９外に出射される際に屈折されるため、レーザ光８の光軸の角度ズレが発生することになる。例えば、半導体レーザ装置が光ディスク装置に適用されるケースを考えると、出射されたレーザ光８が光ディスク装置のレンズ系を通して光ディスク上の所定の位置に照射されない。本実施形態では、ＬＤチップ１の前方に出射されたレーザ光８はレーザ出射面９１から垂直に出射される。これにより、上記屈折によるレーザ光８の光軸の角度ズレは解消される。
【００１５】
以上説明したように、本実施形態によれば、モールド樹脂９のレーザ出射面９１より出射されるレーザ光８の光軸がレーザ出射面９１と垂直になるよう、ＬＤチップ１、サブマウント２をマウントするインナーリードフレーム４１の一部を折曲角α1だけ折曲するとともに、折曲角α1とモールド樹脂９のレーザ出射面９１の抜き勾配θ1を同じ（折曲角α1＝抜き勾配θ1）とすることにより、第１に、従来のキャンタイプのパッケージ底部材４に代えてリードフレー構造のパッケージ底部材４にＬＤチップ１およびサブマウント２を平面実装できるようになり、第２に、金属キャン６に代えて透明なモールド樹脂９を用いることができるようになり、そして第３に、透明なモールド樹脂９のレーザ出射面９１からレーザ光８を屈折させることなく高い出射角精度で出射させることができるようになる。その結果、平面実装（特にパッケージ底部材４の薄型化）が容易で低コスト・小型化が可能な半導体レーザ装置を実現できるできるといった効果を奏する。特に、折曲角α1＝抜き勾配θ1を５°〜２０°程度とすることにより、ＬＤチップ１、サブマウント２のインナーリードフレーム４１への平面実装性を損なうことなく組立量産性を維持できる。
【００１６】
なお、本発明が上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。また、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載の発明は以上説明したように、インナーリードフレーム上に配置されたレーザダイオードをモールド樹脂で封止してなる半導体レーザ装置であって、レーザチップからのレーザ光が出射・透過するモールド面であるレーザ出射面の抜き勾配を他のモールド面であるレーザ非出射面の抜き勾配に比べて小さく設定して当該レーザ出射面および当該レーザ非出射面を形成する抜き勾配を非対称とするとともに、当該レーザ光の光軸がレーザ出射面と垂直になるようにインナーリードフレームの主面を当該レーザ出射面の抜き勾配だけ折曲させて構成したので、第１に、従来のキャンタイプのパッケージ底部材に代えてリードフレー構造のパッケージ底部材にＬＤチップおよびサブマウントを平面実装できるようになり、第２に、金属キャンに代えてモールド樹脂を用いることができるようになり、第３に、モールド樹脂のレーザ出射面からレーザ光を屈折させることなく高い出射角精度で出射させることができるようになり、そして第４に、抜き勾配を非対称としレーザ出射面の抜き勾配をレーザ非出射面の抜き勾配に比べて小さく設定することでＬＤチップ、サブマウントのインナーリードフレームへの平面実装性を損なうことなく組立量産性を維持できる。その結果、平面実装（特にパッケージ底部材の薄型化）が容易で低コスト・小型化が可能な半導体レーザ装置を実現できるという効果がある。
【００１８】
請求項２記載の発明は以上説明したように、インナーリードフレーム上に配置されたレーザダイオードをモールド樹脂で封止してなる半導体レーザ装置であって、レーザチップからのレーザ光が出射・透過するモールド面であるレーザ出射面の抜き勾配を他のモールド面であるレーザ非出射面の抜き勾配と異なるように設定して当該レーザ出射面および当該レーザ非出射面を形成する抜き勾配を非対称とするとともに、当該レーザ光の光軸がレーザ出射面と垂直になるようにインナーリードフレームの主面を当該レーザ出射面の抜き勾配だけ折曲させて構成したので、第１に、従来のキャンタイプのパッケージ底部材に代えてリードフレー構造のパッケージ底部材にＬＤチップおよびサブマウントを平面実装できるようになり、第２に、金属キャンに代えてモールド樹脂を用いることができるようになり、第３に、モールド樹脂のレーザ出射面からレーザ光を屈折させることなく高い出射角精度で出射させることができるようになり、そして第４に、抜き勾配を非対称としレーザ出射面の抜き勾配をレーザ非出射面の抜き勾配と異なるように設定することでＬＤチップ、サブマウントのインナーリードフレームへの平面実装性を損なうことなく組立量産性を維持できる。その結果、平面実装（特にパッケージ底部材の薄型化）が容易で低コスト・小型化が可能な半導体レーザ装置を実現できるという効果がある。
【００１９】
請求項３記載の発明は以上説明したように、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置であって、前記モールド樹脂を前記レーザ光に対して透明な樹脂としたので、第１に、金属キャンに代えて透明なモールド樹脂を用いることができるようになり、第２に、透明なモールド樹脂のレーザ出射面からレーザ光を屈折させることなく高い出射角精度で出射させることができるようになる。その結果、平面実装（特にパッケージ底部材の薄型化）が容易で低コスト・小型化が可能な半導体レーザ装置を実現できるという効果がある。
【００２０】
請求項４記載の発明は以上説明したように、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置であって、前記レーザ出射面は、前記抜き勾配が前記インナーリードフレームの主面の折曲角と等しく設定され、前記レーザ光の光軸に対して垂直面を形成するように当該インナーリードフレームに対して｛９０°−折曲角｝だけ傾斜した構造となっているので、第１に、従来のキャンタイプのパッケージ底部材に代えてリードフレー構造のパッケージ底部材にＬＤチップおよびサブマウントを平面実装できるようになり、第２に、モールド樹脂のレーザ出射面からレーザ光を屈折させることなく高い出射角精度で出射させることができるようになり、そして第３に、抜き勾配を非対称としレーザ出射面の抜き勾配を折曲角と等しく設定することでＬＤチップ、サブマウントのインナーリードフレームへの平面実装性を損なうことなく組立量産性を維持できる。その結果、平面実装（特にパッケージ底部材の薄型化）が容易で低コスト・小型化が可能な半導体レーザ装置を実現できるという効果がある。
【００２１】
請求項５記載の発明は以上説明したように、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置であって、前記レーザ非出射面は、前記インナーリードフレームに対して所定角度｛９０°−抜き勾配｝だけ傾斜した構造となっているので、第１に、従来のキャンタイプのパッケージ底部材に代えてリードフレー構造のパッケージ底部材にＬＤチップおよびサブマウントを平面実装できるようになり、そして第２に、ＬＤチップ、サブマウントのインナーリードフレームへの平面実装性を損なうことなく組立量産性を維持できる。その結果、平面実装（特にパッケージ底部材の薄型化）が容易で低コスト・小型化が可能な半導体レーザ装置を実現できるという効果がある。
【００２２】
請求項６記載の発明は以上説明したように、請求項４または５に記載の半導体レーザ装置であって、前記レーザ出射面の抜き勾配が略５乃至２０°の範囲で前記インナーリードフレームの主面の折曲角と等しく設定されているので、第１に、従来のキャンタイプのパッケージ底部材に代えてリードフレー構造のパッケージ底部材にＬＤチップおよびサブマウントを平面実装できるようになり、第２に、モールド樹脂のレーザ出射面からレーザ光を屈折させることなく高い出射角精度で出射させることができるようになり、そして第３に、抜き勾配を非対称としレーザ出射面の抜き勾配を略５乃至２０°の範囲で折曲角と等しく設定することでＬＤチップ、サブマウントのインナーリードフレームへの平面実装性を損なうことなく組立量産性を維持できる。その結果、平面実装（特にパッケージ底部材の薄型化）が容易で低コスト・小型化が可能な半導体レーザ装置を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる半導体レーザ装置の一実施形態を説明するための素子構造断面図である。
【図２】  従来の半導体レーザ装置の素子構造断面図である。
【符号の説明】
１  レーザチップ（ＬＤチップ）、  ２  サブマウント、  ３  金属ブロック、  ４  パッケージ底部材、  ４１  インナーリードフレーム、  ４２，４３  インナーリードフレームのリード、  ５  金属ワイヤ、  ６  金属キャン、  ７窓ガラス、  ８  レーザ光、  ９  モールド樹脂、  ９１  モールド樹脂のレーザ出射面、  ９２  モールド樹脂のレーザ非出射面、  α1  折曲角、  θ1  レーザ出射面の抜き勾配、  θ2  レーザ非出射面の抜き勾配。
【図１】
0004132379.tif 000002
【図２】
0004132379.tif 000003