(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステム上に、少なくとも、半導体レーザ素子、受光素子等の半導体素子を搭載し、これらの半導体素子の上方に保護キャップを配置した半導体レ−ザ装置において、
前記保護キャップの互いに対向する２側壁面を取り除いて該保護キャップを断面形状が略コの字型のブリッジ状に構成するとともに、前記半導体レーザ素子等の半導体素子を、保護層でコーティングしてなる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、
前記ステムの一部を切り欠いて構成され、切り欠き部壁面にレーザチップ及び光出力検出部を固定したことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置において、
前記ステム上に搭載された半導体素子と、半導体レーザ装置の外部との信号入出力端子として、フレキシブル基板型のリード端子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】
【産業上の利用分野】
この発明は、光ディスク装置等の光ピックアップ等として用いられる半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置で光ピックアップに用いられる半導体レーザ装置は、一般に、レーザダイオード（半導体レーザ素子）とその光出力検出用のフォトダイオードで構成する形態、または、上記形態に加えて、ホログラム素子と信号検出用のフォトダイオードを付加した形態のいずれかである。前記ホログラム素子は、下面にレーザ光を２つのトラッキング副ビームとメディアからの情報読み出し用主ビームに分けるための光回折格子が形成され、かつ上面にメディアからの反射光を信号検出用フォトダイオードに導くための光路回折用格子が形成されたものである。そして、前記レーザダイオード、光出力検出用のフォトダイオード、信号検出用のフォトダイオード、の各部品はステム上に配置されている。
【０００３】
図５を参照して従来の半導体レーザ装置の構成例を説明する。
【０００４】
半導体レーザ装置１００は、金属製のステム１０５上に、半導体レーザ素子（レーザチップ）を含むレーザ出力部１０１、光出力検出部１０２、および信号検出部１０３を備えたものである。なお、レーザ出力部１０１は、台座部１０１ｂ上にレーザチップ１０１ａをマウントしたものであり、この例の構成では、信号検出部１０３も台座部１０１ｂ上に配置されている。これらのレーザ出力部１０１、光出力検出部１０２、および信号検出部１０３は、外環境からの保護のために、保護キャップ１０６によって気密封入されている。保護キャップ１０６はステム１０５側の面が開口した箱型のもので、開口面の周囲には鍔部１０６ａが形成されている。保護キャップ１０６は鍔部１０６ａがステム１０５に溶着されることで内部が気密状態になっている。なお、図においては、保護キャップ１０６の一部を切り欠いて示している。
【０００５】
また、ステム１０５にはリード端子１０７が通され、このリード端子１０７とレーザ出力部１０１、光出力検出部１０２，信号検出部１０３と、が金線１０９により接続されているが、前記したように保護キャップ１０６内の気密性を保持するために、前記リード端子１０７とステム１０５との間はハーメチックシール１０８が設けられている。
【０００６】
なお、前記保護キャップ１０６は、ホログラム素子１０４の固定台としても兼用されており、保護キャップ１０６の上面には、石英ガラス等からなるガラス窓１１０が形成され、ガラス窓１１０の上面にホログラム素子１０４が配置されている。これにより、レーザ出力部１０１から出力されたレーザ光がガラス窓１１０、ホログラム素子１０４を介して外部へ放射される。
【０００７】
半導体レーザ装置が組み込まれた光ピックアップ装置の構成例を図６を参照して説明する。
【０００８】
光ピックアップ装置は、光ディスク１２１を光走査するためのものであり、ハウジング１２２内に半導体レーザ装置１００、レンズ，ミラー等の光学部品１２３、対物レンズ１２４、等を備えている。半導体レーザ装置１００からホログラム素子１０４を介して出力されたレーザ光１３０は、光学部品１２３、対物レンズ１２４を介して光ディスク１２１に照射され、光ディスク１２１で反射された後、再び対物レンズ１２４、光学部品１２３を介して半導体レーザ装置１００に入力され、半導体レーザ装置１００内の信号検出部１０３により光信号が検出される。なお、半導体レーザ装置１００のリード端子１０７は、基板１２５上に配置される。基板１２５は、信号基板１２６により図外の駆動系と接続されたものであり、外部の駆動系の信号を基板１２５を介して半導体レーザ装置１００に伝達する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ディスク装置に用いられる光ピックアップ装置は、薄型である程好ましい。薄型になれば重量が軽くなり、光ディスク装置としてのアクセス時間が短縮されるからである。また、光ディスク装置自体も小型化，薄型化できるとともに、軽量化できる利点が生じる。
【００１０】
しかしながら従来の構成では、半導体レーザ装置１００の厚みｔ（図５，図６参照）がネックとなって、光ピックアップ装置の薄型化が困難になっており、アクセス時間の短縮、装置の軽量化を追求しきれずにいた。すなわち、図５に示すように、半導体レーザ装置は、レーザ出力部１０１、光出力検出部１０２、信号検出部１０３、等を気密封入するために保護キャップ１０６を有しており、保護キャップ１０６をステム１０５上に密着させるための構成（鍔１０６ａ）が必要となるために、ある程度以上の薄型化は困難であった。また、上記気密封入のためには、ハーメチックシール１０８も必要であり、この構成のために、ますます薄型化が困難となっていた。
【００１１】
この発明の目的は、半導体レーザ装置を薄型化することによって、上記アクセス時間の問題や、光ピックアップの薄型化の問題を解消することの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】
請求項１に記載の発明は、ステム上に、少なくとも、半導体レーザ素子、受光素子等の半導体素子を搭載し、これらの半導体素子の上方に保護キャップを配置した半導体レ−ザ装置において、
前記保護キャップの互いに対向する２側壁面を取り除いて該保護キャップを断面形状が略コの字型のブリッジ状に構成するとともに、前記半導体レーザ素子等の半導体素子を、保護層でコーティングしてなることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
前記ステムの一部を切り欠いて構成され、切り欠き部壁面にレーザチップ及び光出力検出部を固定したことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置において、
前記ステム上に搭載された半導体素子と、半導体レーザ装置の外部との信号入出力端子として、フレキシブル基板型のリード端子を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明の半導体レーザ装置においては、ステム上に配置される保護キャップがブリッジ状に構成されている、すなわち、一部の側壁面が取り除かれているため、その取り除かれた分、ステムおよび半導体レーザ装置全体の幅が薄くなり、重量も軽くなる。このとき、保護キャップの側壁面を取り除く側を、該半導体レーザ装置が適用される装置（光ピックアップ装置等）の厚み方向と一致させておけば、前記光ピックアップ装置等の厚みを薄くすることができる。このように保護キャップの側壁面を取り除く際、半導体レーザ素子や受光素子等の半導体素子には、保護層をコーティングしているため、非気密による劣化が生じることがない。
【００１５】
また、レーザ出力部，光出力検出部と、外部との信号入力端子として、フレキシブル基板型のリード端子が用いられる。このフレキシブル基板型のリード端子は、従来の装置で用いていた一般的なリード端子に比べて厚みが薄い。そのため、半導体レーザ装置を薄型に構成することが可能となる。
【００１６】
【実施例】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
【００１７】
図１は請求項１に記載した発明の実施例を示す半導体レーザ装置の斜視図である。
【００１８】
半導体レーザ装置は金属製のステム５上に、半導体レーザ素子を含むレーザ出力部１を備えている。レーザ出力部１は、Ｌ字型の柱状の台座部１ｂの側壁面に、レーザダイオードを含むレーザチップ１ａを配置したものである。レーザチップ１ａの下側近傍にはレーザ出力光の状態を検出するための光出力検出部２が配置されている。光出力検出部２はフォトダイオードを含んでいる。また、レーザ出力部１の台座部１ｂの上面には、５〜６個程度のフォトダイオードを有し、光ディスクからの反射光を検出するための信号検出部３が配置されている。
【００１９】
レーザ出力部１のレーザチップ１ａは、GaAs，AlGaAs等を接合してなるレーザダイオードであり、表面には保護膜１ｃが形成されている。保護膜１ｃは、透光性、湿度等に対する耐性を有するとともに、GaAs等からなるレーザダイオードと反応しない材料からなり、例えば、Al2O3 、SiO2、SiＮ、MgF2、Si等からなる。保護膜１ｃは、レーザチップ１ａの製造工程の最終段階において、蒸着等の方法により数千〜数万Åの厚みでレーザチップ１ａの表面に形成される。ただし、レーザチップ１ａの電極部１ｄには保護膜１ｂを形成しない。このため、電極部１ｄは劣化を防止するために金（Au）等の耐性の良いもので構成される。
【００２０】
また、光出力検出部２，信号検出部３の表面にも上記レーザチップ１ａと同様に保護膜が形成され、かつ、それらの電極部はAu等で構成される。
【００２１】
ステム５にはリード端子７が通され、リード端子７はステム５部分で接着剤８によって固定されている。そして、各リード端子７は、金線９によって半導体レーザチップ１ａや、光出力検出部２，信号検出部３のフォトダイオードと接続されている。なお、リード端子７、および、レーザチップ１ａ，光出力検出部２，信号検出部３の電極部は、金（Au）等の安定した材料を用いることにより、信号の伝達性の劣化を防止することができる。
【００２２】
ステム５上のレーザ出力部１、光出力検出部２、信号検出部３の上方には保護キャップ６が設けられ、該保護キャップ６上にホログラム素子４が固定される。保護キャップ６は、従来の保護キャップ（図５中１０６）の対向した側壁面が取り除かれることで、ほぼコ字型の断面形状を有するブリッジ形状に形成されたもので、開放片の端部にステム５への接着固定用の鍔部６ａが形成されている。保護キャップ６は、従来の保護キャップと異なり、図１中ｔ方向部分に鍔部を備えない。このため、ｔ方向の厚みを薄くすることができる。具体的には、従来の保護キャップ（図５中１０６）を設けた構成であると、半導体レーザ装置の厚みｔは４．８mm程度であったが、この実施例のように、厚みｔ方向の鍔部（１０６ａ）を備えない保護キャップ６を設けた構成では、鍔部１０６ａ分だけ厚みｔが薄くなって、半導体レーザ装置の厚みｔを３．２mm程度に構成することができた。
【００２３】
保護キャップ６の上面には、レーザチップ１ａに対応する位置にガラス窓１０が形成され、ガラス窓１０の上方には、ホログラム素子４が配置されている。
【００２４】
図２は、以上のように構成される半導体レーザ装置を装着した光ピックアップの構成を示す図である。図において、図５に示した従来の構成と異なる点は、半導体レーザ装置１１の厚みｔが薄くなったことによる光ピックアップの厚みＴであり、全体の構成自体は図５と同様である。したがって、光ピックアップの構成を示す部分は図５と同一番号で示している。図示するように、半導体レーザ装置１１の厚みｔが３．２mmと薄くなったことにより、光ピックアップ装置自体の厚みＴも薄く、小型になって重量が軽くなる。この結果、光ピックアップ装置のアクセス時間が短縮され、光ピックアップの性能が向上する。
【００２５】
なお、この実施例では、信号検出部３およびホログラム素子４を備えた半導体レーザ装置を例にしているが、これらの部品を備えない半導体レーザ装置においても本願発明は適用可能である。
【００２６】
図３は請求項２の実施例を示す図であり、リード端子をフリキシブル基板で構成した半導体レーザ装置の要部構成を示している。
【００２７】
楕円柱状のステム２５の表面にはフレキシブル基板２７が貼付され、該フレキシブル基板２７は、楕円柱状のステム２５の上面およひ側壁面に沿うように折り曲げられて下方に垂下されている。フレキシブル基板２７は、厚さがほぼ１００μｍ以下程度のもので、容易に折り曲げてステム２５の表面に沿わせることができる。また、フレキシブル基板２７は、裏面に貼り付け固定用の接着剤層が設けられたものであって、ステム２５の表面に容易に接着固定できるようになっている。フレキシブル基板２７の表面には、レーザチップ２１、光出力検出部２２、信号検出部２３用のリード端子２７ａが形成されている。
【００２８】
レーザ出力部２１、光出力検出部２２、信号検出部２３は、ステム２５上のフレキシブル基板２７上に配置されている。これらの部品は上記の実施例と同様に、台座部２１ｂと、この台座部２１ｂの側壁面に配置されたレーザチップ２１ａとからなるレーザ出力部２１、台座部２１ｂ上に配置された信号検出部２３、およびレーザチップ２１ａの近傍に配置された光出力検出部２２、である。そして、レーザチップ２１、光出力検出部２２、信号検出部２３の各電極と、フレキシブル基板２７上のリード端子２７ａとが金線２９によって接続されており、各々は前述の実施例と同様に、保護層によって外部から保護されている。
【００２９】
レーザ出力部２１、光出力検出部２２、信号検出部２３上には、上記の実施例と同様に保護キャップ２６が形成され、該保護キャップ２６上にホログラム素子２４が配置されている。保護キャップ２６，ホログラム素子２４の構成は上記実施例と同様である。
【００３０】
この実施例の半導体レーザ装置では、リード端子をフレキシブル基板で構成したことによって、リード端子自体の厚みが薄くなり、しかも、リード端子をステム２５に接着するための接着部（ハーメチックシール等）が不要となる。この結果、レーザ半導体装置の厚みを薄くできた。具体的には、従来の構成においては、保護キャップ，リード端子，ハーメチックシールにより、ｔ＝４．８mmであったものが、ｔ＝２．８mmとなった。
【００３１】
なお、基本的には、リード端子を本実施例に示すようにフレキシブル基板で構成する構成によってのみであっても半導体レーザ装置の厚みｔを薄くすることができるが、その場合には保護キャップを用いてレーザチップ等の素子を気密封入しなければならず、通常の保護キャップの固定方法が溶着方法によるものであるため、フレキシブル基板に変形を生じてしまうおそれがある。そのため、フレキシブル基板を用いる場合には、レーザチップ等に保護層を設けて保護キャップを用いない構造とすることが好ましい。
【００３２】
図４は、この発明の他の実施例を示した図である。
【００３３】
この実施例のステム３５は、楕円柱状のものの一部を切り欠いて構成されている。ステム３５の切り欠き部３５ａ壁面の上端部付近には、レーザチップ３１が固定配置され、ステム３５が放熱部として用いられている。また、レーザチップ３１の下方部には光出力検出部３２が固定配置されている。このように、ステム３５に切り欠き部３５ａを形成し、この切り欠き部３５ａの壁面に、レーザチップ３１，光出力検出部３２を直接固定配置したことにより、レーザチップ３１を固定するための台座部（図３中３１ｂ）を特別に設ける必要がなくなり、レーザ光出力方向（図中上下方向）の厚みを薄くできるとともに、軽量化をはかることができる利点がある。なお、従来の構成においては図５に示したように、ステム１０５上のレーザチップ１０１等を気密封入するために保護キャップ１０６を被せる必要があり、ステム１０５の形状を切り欠き等によって複雑な構成にすることが困難であったため、この実施例のようにレーザ光出力方向の厚みを薄くすることができなかった。
【００３４】
ステム３５の表面には、リード端子３７ａをパターン化したフレキシブル基板３７が貼付されている。そして、フレキシブル基板３７上に信号検出部３３が配置されている。なお、レーザチップ３１、光出力検出部３２、信号検出部３３には、前記したように、予め保護膜が形成されており、環境に対して保護されている。また、各部品３１，３２，３３の電極部は、Au等の安定した材料で構成されている。そして、各部品３１，３２，３３は、各々フレキシブル基板３７表面のリード端子３７ａに金線３９によって接続されている。
【００３５】
ステム３５上には保護キャップ３６が配置されている。保護キャップ３６の、レーザ光出力方向の長さは、上記したようにレーザチップ３１の台座部分がない分短くされている。ブリッジ３６の上面には、レーザチップ３１に対応する位置にガラス窓４０が形成され、該ガラス窓４０の上部にホログラム素子３４が配置されている。
【００３６】
【発明の効果】
この発明の半導体レーザ装置によれば、ステム上の保護キャップの一方の側壁面がカットされているため、そのカットされた分、ステムおよび半導体レーザ装置全体の幅を薄く、軽くでき、これによって例えば、該半導体レーザ装置を光ディスク装置の光ピックアップに適用した場合に、応答性が良くなってアクセス時間を短縮できる。また、該半導体レーザ装置においては、開口された保護キャップ内の素子に保護層を形成しているため、それらの素子が湿度等によって劣化してしまうことが防止される。
【００３７】
また、リード端子をフレキシブル基板で構成したこによって半導体レーザ装置の厚みを薄くすることができ、それにより、半導体レーザ装置の軽量化をはかることができる。さらに、装置の軽量化により、該半導体レーザ装置を光ピックアップに適用したときに、アクセス時間を短縮できる利点が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の実施例に係る図であり、半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図２】同半導体レーザ装置を適用した、光ディスク装置の光ピックアップの構成を示す図である。
【図３】請求項２の実施例に係る図であり、半導体レーザ装置の要部の構成を示す図である。
【図４】この発明の他の実施例の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図５】従来の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図６】同従来の半導体レーザ装置を適用した光ディスク装置の光ピックアップの構成を示す図である。
【符号の説明】
１，２１，３１  レーザチップ（半導体レーザ素子）
２，２２，３２  光出力検出部
３，２３，３３  信号検出部
４，２４，３４  ホログラム素子
５，２５，３５  ステム
６，２６，３６  保護キャップ
７，２７ａ，３７ａ  リード端子
９，２９，３９  金線
１０，４０  ガラス窓
２７，３７  フレキシブル基板
【図１】
0003815802.tif 000002
【図２】
0003815802.tif 000003
【図３】
0003815802.tif 000004
【図４】
0003815802.tif 000005
【図５】
0003815802.tif 000006
【図６】
0003815802.tif 000007