WO2002007275A1

WO2002007275A1 - Semiconductor laser device

Info

Publication number: WO2002007275A1
Application number: PCT/JP2001/005340
Authority: WO
Inventors: Shoji Honda; Yasuhiro Watanabe; Yasuyuki Bessho; Kentarou Tanaka
Original assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2003-01-17
Also published as: CN1258252C; US20030178711A1; DE60129991D1; KR100542336B1; EP1313184A4; HK1057654A1; DE60129991T2; EP1313184A1; US6885076B2; KR20030029107A; EP1313184B1; CN1443385A

Description

明細書半導体レーザ装置技術分野

本発明は、半導体レーザ装置に関する。背景技術

フレーム及び樹脂からなるパッケージを用いた半導体レーザ装置は価格、量産性に優れ、注目されている。しカゝし、従来広く用いられている金属製のキャンパッケージと比較すると放熱性が悪く、現在は温度特性の良い赤外レーザに使用されているのみであり、 CD— R / W用の高出力レーザ、 DVD用等の赤外レーザ、あるいは動作電圧が高い青色系レーザには用いられていない。また、例えば、特開 1 1 — 3 0 7 8 7 1号公報に示されている様に、放熱性を改善するためにフレームのレーザ素子を配置する部分のみを厚くし、その部分を底面から露出させるように周囲を樹脂で囲む構造が提案されている。

しかしながら、上記の様にフレームのレーザ素子を配置する部分のみを厚くしても、この部分はピックアップ装置に組み込まれた場合に、その一部（ボディ）に接触させて使用されることが少ないので、放熱に寄^する割合は少ない。又、フレームの周囲を完全に樹脂で囲んでしまうと、樹脂を位置決め基準に用いなければならず、位置決め基準が変化しやすい。又、フレームの厚肉部分は半導体レ一ザ装置の幅方向の一部の領域にしか配置されていないので、半導体レーザ装置の強度増加には殆ど寄与していない。又、上記の様にフレームの厚くした部分を裏面樹脂から突出させるため、フレーム裏側に配置する樹脂の厚さは、前記フレ一ムの厚肉部分の突出を妨げないように薄くしなければならず、フレーム固定強度を高めることが困難である。又、フレームを樹脂裏側に突出させるために厚肉部の段差をかなり大きくとらなければならない上、厚肉部の面積が狭いために、半導体レーザ装置の平坦性が良くない。そのため、半導体レーザ装置の取り扱いゃセッティング時の安定性に問題が有る。¹ 又、このような半導体レーザ装置を光ピックアップ等に使用する場合、パッケージをレーザ光の出射方向と同方向に挿入してセッ卜することが多いため、挿入時に光ピックアップボディの揷入口に半導体レーザ装置の樹脂部が当たったり、引つかかったりすることが多い。

又、従来、この種の装置は、例えば特開平 6— 4 5 7 0 3号公報に示されている。この公報によると、フレームと、フレームに設けられたレーザ素子と、レーザ素子を保護する樹脂枠が示されている。そして、フレームの上辺の 1部と、両側面とが、フレームの取付け基準部として設定されている。

しかし、上記装置では、取付け基準部とされるフレームの上辺の 1部に、樹脂漏れを生じ、取付け基準部が不正確となる欠点が有る。本発明者がその原因を究明したところ、樹脂枠の外形がフレームの上辺よりも外側に位置しているので、プレス時に生じたフレームの抜きだれに樹脂が溜るためである事が分った。また上記装置では、レーザ光がフレームの表面で反射しない様に、フレームの先端にレーザ素子を配置している。そのために、この半導体レーザ装置を取扱う時に、レーザ素子に指やピンセット等が接触し易い欠点が有る。

次に、上記従来の半導体レーザ装置の製造過程に於ける状態を図 1 4に示す。図 1 4に於て、第 1 フレーム 1 0 0と、第 2フレーム 1 0 1 と、第 3フレーム 1 0 2は主フレーム 1 0 3に 1端が接続されている。タイパー 1 0 4は、第 1 フレーム 1 0 0 と、第 2フレーム 1 0 1 と、第 3フレーム 1 0 2の各中間点に接続されている。

受光素子 1 0 5が第 1 フレーム 1 0 0の先端近傍に載置され、レーザ素子 1 0 6が受光素子 1 0 5上に載置され、配線（図示せず）が施こされている。樹脂枠 1 0 7は、レーザ素子 1 0 6を囲む様に、第 1 フレーム 1 0 0 と、第 2フレーム 1 0 1 と第 3フレーム 1 0 2の他端を一体的に固定している。そして、タイパ一 1 0 4の a、 b、 c、 d、 e部分に於て切断され、半導体レーザ装置 1 0 8が得られる。

しかし上記半導体レーザ装置 1 0 8は、上述の様に、基準部 1 0 9の対向部 1 1 0にタイパー切断痕 1 1 1が生じ、基準部 1 1 2の対向部 1 1 3にタイバー切断痕 1 1 4が生じる。そして、この半導体レーザ装置 1 0 8を受け具（図示せず）内に揷入する時、治具等にて、対向部 1 1 0、 1 1 3を押すが、タイパー切断痕 1 1 1、 1 1 4が有るため、取付け精度が悪化する第 1 の欠点が有る。

この欠点を解消するために、本発明者は a と eの部分のタイパーを無くした。しかし、タイバー切断する前に、主フレーム 1 0 3を機械で所定距離だけ送る時に送りの振動等により、第 1 フレーム 1 0 0等の先端が G 1又は G 2方向に傾く。その結果、通電試験の時に、プローブが所定位置から外れる第 2の欠点が有る。また、レーザ素子 1 0 6の前方には、榭脂枠 1 0 7に窓 1 1 5が設けられているため、指やピンセットがレーザ素子 1 0 6に接触し易い第 3の欠点が有る。発明の開示

本発明は、放熱特性及ぴ強度を改善するとともに、位置決め基準面を安定させ、取り付け時の精度を向上させることのできる半導体装置を提供することを目的とする。又、底面の平坦性を良くすることを目的とする。又、光ピックアップ等への装着をスムーズに行うことができ、パッケージを小型にしても基準面を大きく取れる構造を提供することを目的とする。又、簡単な構造で量産性に優れたフレームパッケージを提供することを目的とする。又、本発明は樹脂漏れを生じにくい、かつレーザ素子に指などが接触しにくい半導体レーザ装置を提供することを目的とする。更に、本発明は、取付け精度が良く、フレームの先端部が傾きにくく、指等が発光素子に接触しにくい半導体レーザ装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、半導体レーザ素子と、前記素子を配置する素子配置部を有するフレームと、前記フレームに密着した榭脂を備える半導体レーザ装置において、前記フレームは厚肉部分と薄肉部分とを備え、前記厚肉部分は、少なくとも前記樹脂の幅方向に、この幅と同等の長さ以上の範囲にわたって形成されていることを特徴としている。

又、上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、半導体レーザ素子と、前記素子を配置する素子配置部とリード部を有するフレームと、前記フレームに密着した樹脂を備える半導体レーザ装置において、前記フレームは前記素子配置部と前記リード部で厚さが異なると共に裏面に段差を有し、前記榭脂は前記段差部分を含めて前記フレームの一部を覆って裏面に所定の支持平面を形成し、前記支持平面は前記素子配置部よりも大きな面積を有することを特徴としている。図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置を示す斜視図である。

図 2は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置を示す正面図である。

図 3は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置を示す背面図である。

図 4は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置を示す断面図である。

図 5は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置の主フレーム両側面前端部にテーパ面を設けた状態を示す背面図である。

図 6は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置の主フレーム前端面の上下部にテーパ面を設けた状態を示す側面図である。

図 7は本発明の第 2実施形態の半導体レーザ装置の正面図である。

図 8は本発明の第 2実施形態の半導体レーザ装置の平面図である。

図 9は図 7に示した本発明の第 2実施形態の半導体レーザ装置の A 1 A 2断面図である。

図 1 0は本発明の第 3実施形態に係る半導体レーザ装置がタイパー切断される前の半導体レーザ装置セッ卜の正面図である。

図 1 1は図 1 0に示した本発明の第 3実施形態の半導体レーザ装置の L 1 L 2 断面図である。 .

図 1 2は図 1 0に示した本発明の第 3実施形態の半導体レーザ装置の正面図でめる。

図 1 3は図 1 2に示した本発明の第 3実施形態の半導体レーザ装置の E 1 E 2断面図である。

図 1 4は従来の半導体レーザ装置セットの正面図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の第 1実施形態を図を参照して説明する。図 1は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置を示す斜視図であり、図 2は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置を示す正面図であり、図 3は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置を示す背面図であり、図 4は本発明の第 1実施形態の半導体レーザ装置を示す断面図である。

本実施形態の半導体装置 1 はフレーム 2 の上面にサブマウント 3 を配置固定し、半導体レーザ素子 4はサプマウント 3 の上面に配置固定され、フレーム 2は密着した樹脂 5で固定されている。

フレーム 2は、熱伝導性、導電性が良い金属製で、銅や鉄やその合金などを加ェして板状に形成されている。又、フレム 2は、半導体レーザ素子を搭載する主フレーム 6 と、このフレーム 6 とは独立した配線用の副フレーム 7、 8 の複数のフレームからなり、これらを前記絶縁性の樹脂 5 によって一体化することによりフレームパッケージを構成している。

主フレーム 6は、素子配置部 6a と電流通路となるリ一ド部 6b と放熱用並びに位置決め用となる左右の翼部 6c、 6dを一体に備えている。そして、主フレーム 6 は、半導体レーザ素子 3を搭載する素子配置部 6aと翼部 6c及び 6dの一部が厚くなっている厚肉部と、リード部 6b と翼部 6c及ぴ 6d の一部が薄くなつている薄肉部とを備えている。この例では、リード部 6bの付根部分、即ち、素子配置部 6a とリード部 6b の接続部分近傍を境界として、その境界よりも前方を厚肉部 6e、後方を薄肉部 6f としており、例えば、前方を厚さが 0.5〜 1.5mm程度の厚肉部 6e とし、後方を厚さが 0.3〜 0.5mm程度の薄肉部 6f とすることができる。厚肉部 6e は、薄肉部 6f よりも厚く、 1.2〜 3倍程度の厚さに設定している。

副フレーム 7、 8は、リード部 6b と同様に薄肉に構成されているので、フレーム 2をプレス加工によって打ち抜いて形成する際の微細加工を容易に行うことができる。そのため、リード部分の間隔を狭く保って装置の小型化を図ることができる。

この様に、レーザ光の出射方向 Xに沿ってフレーム 2の厚さが変化しており、それに伴って、レーザの出射方向と直交する方向に段差 9が形成される。このため、段差 9は、半導体レーザ素子 4が搭載されている面とは反対側のフレーム裏面にあるが、素子 3を搭載する面と同じ面に形成することもできる。

主フレーム 6の厚肉部 6eは、素子配置部 6aと左右翼部 6c、 6dに跨って主フレーム 6の全幅にわたって形成されているので、フレーム 2の放熱効率を高めると同時に、強度増加を図ることができる。そのため、左右翼部 6c、 6d を溝に差し込んで装着する際に翼部 6c、 6dが変形するのを防止することができる。また、主フレーム 6の厚肉部分は、樹脂 5の幅方向に樹脂 5の幅と同等の長さ以上にわたって形成されているので、樹脂 5の補強を行うことができる。そのため、装置 1 の強度増加を図ることができる。また、素子配置部 6a と左右の翼部 6c、 6d の間に図 2に波線で丸く示すように、樹脂 5を上下（フレームの表裏）に連絡するための孔 6iを形成しているが、この孔 6iを厚肉部 6eに形成することができるので、前記樹脂連絡用の孔 6iを大きく確保することができる。

樹脂 5は、フレーム 2の表と裏側を挟むように、例えばインサート成型して形成される。榭脂 5は、フレーム 2の表側の面に、出射窓 5aが開いた U字状の枠 5b を形成している。榭脂 5のフレーム 2の上に位置する部分は、図 2に示すようにその前端部の幅 A が後端部の幅 B に比べて狭くなつており、所望の位置に差し込みやすい形状としている。樹脂 5のフレーム 2の下に位置する部分は、その前端部の幅 A と後端部の幅 B を同じ幅に設定することができるが、図 3 に示すように、フレーム 2 の上に位置する部分と同様に、幅 A を幅 B よりも狭くして、所望の位置に差し込みやすい形状としている。又、枠 5b の両側前端部分には、テーパー面 5cが形成されている。このテーパー面 5c の存在によって、半導体レ一ザ装置 1を所定の位置に配置する際の挿入をスムーズに行うことができる。尚、前記樹脂連絡用の円形の孔 6iは、樹脂の幅が広い部分に配置するために、前記テーパー面 5cよりも後方に配置している。

樹脂 5 の裏側は、素子配置部 6aを覆うようにべた平坦面 5d となっており、表面の樹脂枠 5b の外形と同等の外形形状（6角形状）をなしている。即ち、前側の幅 A は後側の幅 B に比べて狭くなつている。その両側前端部分には、テーパ一面 5eを形成している。このテーパー面 5eの存在によって、半導体レーザ装置 1 を所定位置に配置する際の挿入をスムーズに行うことができる。また、半導体レ一ザ装置 1 の裏面を構成するこの樹脂 5 の裏面（平坦面 5d) は、厚肉の素子配置部 6a よりも広面積な支持平面となっているので、半導体レーザ装置 1 を所定の平面に配置する場合の安定性を高めることができる。

又、主フレーム 6 の前半部分が厚肉であるので、その前端面の幅が広くなつている。従って、樹脂 5から突出した素子配置部 6aや翼部 6c、 6dの前端面を位置決め基準として利用する際、基準面を広く確保することができる。特に、主フレーム 6の前端面は、リ一ド部 6bないし副フレーム 7、 8に比べて厚肉であるので、通常のフレーム（リード部 6bないし副フレーム 7、 8 と同等）に比べて位置決め基準を広く確保することができる。

又、樹脂 5 の先端部分の幅が狭くなつているので、樹脂の両側に位置する翼部 6c、 6d の前端面の長さをテーパー 5cが存在しない場合に比べて長くすることができる。そのため、翼部 6c、 6d の前端面を位置決め基準として利用する際の基準面を広く確保することができる。特に、上述のごとく、翼部の前端面は、リード部 6bないしは副フレーム 7、 8に比べて厚肉であり、位置決め基準を広く確保することができるので、この部分の長さを長くすることは位置決めを行う上で極めて有用であると言える。

樹脂枠 5bによって囲まれた主フレーム 6の素子配置部 6a、副フレーム 7、 8は、樹脂 5が存在しないので表面が露出している。そして、この露出した素子配置部 6aの上に、サブマウント 3を介在して半導体レーザ素子 4が配置固定される。その後、前記半導体レーザ素子 4、サブマウント 3、副フレーム 7、 8の間でワイヤ一ボンド線などによる配線が施される。

前記段差 9を含む主フレーム 6並びに副フレーム 7、 8の裏側の一部は、樹脂 5 の薄膜状の榭脂裏面 5dが覆っている。半導体レーザ装置 1 の裏面を構成するこの樹脂裏面 5dは、厚肉の素子配置部 6aよりも広面積な支持平面となっているので、半導体レーザ装置 1 を所定の平面に配置する場合の安定性を高めることができる。尚、受市裏面 5d は、前記のように支持平面を形成するために、ベた平面とすることが好ましいが、支持平面を維持できれば、ベた平面の一部に素子配置部 6aの裏面を露出させるくぼみを形成することもできる。

サブマウント 3 は Si を母材とした受光素子であり、半導体レーザ素子 4 の後面出射光をモニタすることができる。サブマウント 3 には、 Si 以外にも例えば A1N、 SiC、 Cu など、熱伝導性の優れたセラミック、金属材料等を用いることができる。受光素子をサブマウント 3 に内蔵できない場合は、別に受光素子を搭載する。サブマゥント 3は、 Au— Sn、 Pb— Sn、 Au― Sn、 Sn一 Bi等の半田材ゃ Ag ペースト等を用いてフレーム 2に固定される。半導体レーザ素子 4は、 Au— Sn、 Pb— Sn等の半田材ゃ Agペースト等を用いてサブマウント 3の所定の位置に固定される。

上記実施例では、副フレーム 7、 8の厚さをリ一ド部 6bと同様に薄肉としたが、主フレーム 6 と同様に、厚肉部と薄肉部が混在する構成とすることもできる。この場合、樹脂枠 5b の内側に位置する領域内に厚肉部を形成し、それ以外を薄肉部とすることが好ましい。このようにすれば、主フレーム 6 と同様に、樹脂 5からフレーム 2 が抜けるのを阻止する抜け止めに厚肉部分を利用することができる。

又、上記実施形態では、樹脂 5 の表面もしくは裏面の両側前端部にテーパ一面 5c、 5e を形成した例を示したが、図 5 に示すように、翼部 6c、 6d にも同様のテ一パー面 6g を形成することができる。このテーパー面 6gは、主フレームの両側面前端部に形成される。又、図 6 に示すように、翼部 6c、 6d の前端面にも、その上下の少なくとも一方の側に、テーパー面 6h を形成することができる。これらのテーパー面の存在によって、上記実施例と同様に、装置 1 を挿入する際の動作をよりスムーズに行うことができる。

以下に、図 7ないし図 9に従い、本発明の第 2実施形態に係る半導体レ一ザ装置 4 1を説明する。図 7は本発明の第 2実施形態の半導体レーザ装置 4 1の正面図、図 8は本発明の第 2実施形態の半導体レーザ装置 4 1の平面図、図 9は図 7に示した本発明の第 2実施形態の半導体レーザ装置 4 1の A 1 A 2断面図である。これらの図に於て、主フレーム 4 2は例えば、メツキ処理された銅等の金属材料から成り、厚みが例えば 0 . 2〜1 . O m mである。

主フレーム 4 2は正面から見れば（図 7参照）、略 T字状に形成されている。主フレーム 4 2は、端子部 4 3と、基部 4 4と、突出部 4 5、 4 6 と、切欠部 4 7等により、構成されている。

端子部 4 3は正面から見れば、略長方形状のものである。基部 4 4は端子部 4 3につながって形成され、外形が略長方形（部分的に切欠きが有る）状のものでめる。

基部 4 4の外形に於て、縦方向（Y方向）に沿って、基準部 4 8、 4 9が形成され、横方向（X方向）に沿って、基準部 1 0、 1 1が形成されている。半導体レーザ装置 4 1が取付けられる相手側部品（図示せず）の内面に、上記基準部 4 8、 4 9、 1 0、 1 1が当接する事により、半導体レーザ装置 4 1は相手側部品に、正確な位置にて位置決めされる。上記理由により、基準部 4 8、 4 9、 1 0、 1 1は、主フレーム 4 2の取付け基準となる。

基準部 1 0、 1 1に各々隣接して突出部 4 5、 4 6が形成され、突出部 4 5、 4 6の間に、切欠部 4 7が形成されている。突出部 4 5、 4 6は基準部 1 0、 1 1に対し、縦方向（Y方向）の上側に突出したものである。即ち、突出部 4 5、 4 6は基準部 1 0、 1 1より外側（後述のレーザ素子から遠い側）に設けられている。

この様に、主フレーム 4 2のレーザ素子（後述）の取付け部前方には、切欠部 4 7が形成され、切欠部 4 7の両隣に、突出部 4 5、 4 6が形成されている。また、主フレーム 4 2の基部 4 4の適所には、貫通孔 1 2、 1 3が形成されている。受光素子 1 6は例えば P— I —N構造から成るシリコン系結晶に、表面電極 1 7、 1 8 と、裏面電極（図示せず）が設けられたものである。表面電極 1 8は、 P型拡散領域から成る受光部 1 9とォーミック接触して形成されている。受光素子 1 6の裏面電極は、銀ペースト等の導電性接着剤を介して、主フレーム 4 2の基部 4 4上に固着されている。

レーザ素子 2 0は、例えば、活性層とそれを挟むクラッド層から成る G a A 1 A s系、高密度光ディスクの赤色半導体レーザ素子に使用される A 1 G a 1 n P 系や A 1 G a 1 n P A s系、トランジスタ等の電子デバィスに使用される G a N 系、 Π— VI系半導体などの材料を用いたレーザ素子とすることができる。レーザ素子 2 0は、前方（A 1方向）に、主出射面が位置する様に、レーザ素子 2 0の裏面電極（図示せず）、受光素子 1 6の表面電極 1 7上に、銀ペースト等を介して固着されている。この様に、レーザ素子 2 0は主フレーム ^{4 2}上に設けられている。

レーザ素子 2 0は、後方にモニター用の副出射が行われる様に、後面の反射膜の反射率が、前面のそれよりも高い様に形成されている。

副フレーム 1 4、 1 5は共に、例えば、メツキが施こされた銅等の金属材料から成る。副フレーム 1 4、 1 5は、主フレーム 4 2の端子部 4 3に隣接した位置に配置されている。

金属細線 2 1は金等から成り、レーザ素子 2 0の表面電極と、主フレーム 4 2 の基部 4 4との間を結ぶ様に配線されている。金属細線 2 2は金等から成り、受光素子 1 6の表面電極 1 7と、副フレーム 1 4との間を結ぶ様に配線されている。金属細線 2 3は金等から成り、受光素子 1 6の表面電極 1 8 と、副フレーム 1 5 との間を結ぶ様に配線されている。

樹脂枠 2 4は例えば、ポリカーボネート樹脂又はエポキシ榭脂等から成る。樹脂枠 2 4は、レーザ素子 2 0の出射面を露出する様に、例えば平面から見て、略コ字状に、かつ、主フレーム 4 2 と、副フレーム 1 4、 1 5の各表面と各裏面を挟む様に、トランスファーモールドによって形成されている。

この様に、樹脂枠 2 4は、レーザ素子 2 0を保護するものである。また、樹脂枠 2 4は、主フレーム 4 2の基部 4 4に形成された貫通孔 1 2、 1 3を介して、主フレーム 4 2の表面上の部分 2 5と、主フレーム 4 2の裏面上の部分 2 6がつながる様に、形成されている。

樹脂枠 2 4の外形 2 7は主フレーム 4 2の先端より内側（レーザ素子 2 0に近い側）に位置する様に、即ち、主フレーム 4 2の突出部 4 5、 4 6 より内側に位置する様に、設けられている。また、樹脂枠 2 4の外形 2 8、 2 9は、主フレーム 4 2の両側より内側（レーザ素子 2 0に近い側）に位置する様に、設けられている。

即ち、樹脂枠 2 4の外形 2 7、 2 8、 2 9は、主フレーム ^{4 2}の取付け基準となる基準部 4 8、 4 9、 1 0、 1 1 より内側（レーザ素子 2 0に近い側）に位置する様に、設けられている。この様に構成する事により、樹脂枠 2 4を成型した時に、基準部 4 8、 4 9、 1 0、 1 1に於ける、プレス時に生じた主フレーム 4 2の抜きだれ（打抜き加工時に、打抜きバリの反対側に生じる断面が少し曲面になる事）による、樹脂漏れを、防止する事ができる。

レーザ素子 2 0の主出射面を露出する様に（即ち、主出射光の邪魔にならない様に）、樹脂枠の前方には、窓部 3 0が設けられている。以上の部品により、半導体レーザ装置 4 1が構成されている。

上述の様に、レーザ素子 2 0は受光素子 1 6上に載置されているが、レーザ素子 2 0は受光素子 1 6の前方の主フレーム 4 2上に直接、又はサブマウントを介して載置されても良い。

以下に、図 1 0 と図 1 1に従い、本発明の第 3実施形態に係る半導体レーザ装置 5 1の製造を説明する。図 1 0は半導体 L ^一ザ装置 5 1がタイバー切断される前の状態を示し、図 1 1は図 1 0の L 1 L 2断面を示す。

これらの図に於て、リードフレーム 5 2は例えば、メツキ処理された銅等の金属材料から成り、厚み Fが例えば 0. 2〜1 . O mmである。リードフレーム 5 2を構成する第 1 フレーム ^{5 3}と、第²フレーム ^{5 4}と、第³フレーム ^{5 5}は主フレーム 5 6に 1端が接続されている。

タイパー 5 7は、第 1 フレーム 5 3と、第 2フレーム 5'4と、第 3フレーム 5 5の各中間点に接続されている。第 1 フレーム 5 3 と、第 2フレーム 5 4 と、第 3フレーム 5 5 と同一形状をした複数組の第 1 フレームと、第 2フレームと、第 3フレーム（共に図示せず）は、 1端が主フレーム 5 6に接続され、中間点がタィバー 5 7に接続されている。これらの第 1 フレーム 5 3 と、第 3フレーム 4 と、第 3フレーム 5 5 と、主フレーム 5 6と、タイバー 5 7等により、リードフレーム 5 2が構成されている。

第 1 フレーム 5 3は、端子部 5 8と、連結部 5 9 と、基部 6 0と、突出部 6 1、 6 2 と切欠部 6 3等により構成されている。端子部 5 8は正面から見れば、略長方形状のものであり、主フレーム 5 6 とタイバー 5 7との間に設けられている。連結部 5 9は、タイバー 5 7と、基部 6 0をつなぐ部分である。基部 6 0は外形が略長方形（部分的に切欠きが有る）状のものである。

基部 6 0の外形に於て、縦方向に沿って、基準部 6 4、 6 5が形成され、横方向に沿って、基準部 6 6、 6 7が形成されている。即ち、基準部 6 4、 6 5は、第 1 フレーム 5 3の両側部であり、基準部 6 6、 6 7は第 1 フレーム 5 3の上辺である。基準部 6 6 と対向する対向部 6 8はタイバー 5 7と接続していなく、基準部 6 7と対向する対向部 6 9はタイパー 5 7と接続していない。

この半導体レーザ装置 5 1が取付けられる相手側部品（図示せず）の内面に、上記基準部 6 4、 6 5、 6 6、 6 7が当接する事により、半導体レーザ装置 5 1 は相手側部品に、正確な位置にて位置決めされる。基準部 6 6、 6 7に各々隣接して、突出部 6 1、 6 2が形成され、突出部 6 1 と 6 2の間に、切欠部 6 3が形成されている。突出部 6 1、 6 2は、基準部 6 6 と 6 7および切欠部 6 3に対し、外側に突出したものである。

この様に、第 1 フレーム 5 3のレーザ素子（後述）の取付け部前方には、切欠部 6 3が形成されている。また基部 6 0の適所には、貫通孔 7 0、 7 1が形成されている。切欠部 6 3の両隣に、突出部 6 1、 6 2が形成されている。

受光素子 7 2は例えば P— I 一 N構造から成るシリコン系結晶に、表面電極⁷ 3、 7 4と、裏面電極（図示せず）が設けられたものである。表面電極 7 4は、 P型拡散領域から成る受光部 7 5 とォーミック接触して形成されている。受光素子 6 6の裏面電極は、銀ペースト等を介して、第 1 フレーム 5 3の基部 6 0上に固着されている。

レーザ素子 7 6は、例えば、活性層とそれを挟むクラッド層から成る G a A 1 A s系、高密度光ディスクの赤色半導体レーザ素子に使用される A 1 G a 1 n P 系や A 1 G a 1 n P A s系、トランジスタ等の電子デバイスに使用される G a N 系、 Π—VI系半導体などの材料を用いたレーザ素子とすることができる。

レーザ素子 ₇ 6は、前方に主出射面が位置する様に、レーザ素子 7 6の裏面電極（図示せず）力受光素子 7 2の表面電極 7 3上に、銀ペースト等を介して固着されている。この様に、レーザ素子 7 6は、第 1 フレーム 5 3上に設けられている。

レーザ素子 7 6は、後方にモニター用の副出射が行われる様に、後面の反射膜の反射率が、前面のそれよりも高い様に形成されている。

金属細線 7 7は金等から成り、レーザ素子 7 6の表面電極と、第 1 フレーム 5 3の基部 6 0との間を結ぶ様に配線されている。金属細線 7 8は金等から成り、受光素子 7 2の表面電極 7 3と第 2フレーム 5 4との間を結ぶ様に配線されている。金属細線 7 9は金等から成り、受光素子 7 2の表面電極 7 4と、第 3 フレーム 5 5 との間を結ぶ様に配線されている。

榭脂枠 8 0は例えば、ポリカーボネート樹脂又はエポキシ樹脂等から成る。樹脂枠 8 0は、レーザ素子 7 6の出射面を露出する様に、例えば正面から見て（図 1 0参照）、略コ字状に、かつ、第 1 フレーム 5 3と、第 2フレーム 5 4と、第 3 フレーム 5 5の各表面と各裏面を挟む様に、トランスファーモールドにより形成されている。

この様に、榭脂枠 8 0は、レーザ素子 7 6を保護するものである。また、樹脂枠 8 0は、第 1 フレーム 5 3の基部 6 0に形成された貫通孔 7 0、 7 1を介して、第 1 フレーム 5 3の表面上の部分 8 1 と、第 1 フレーム 5 3の裏面上の部分 8 2 がつながる様に、形成されている。

レーザ素子 7 6の主出射面を露出する様に（即ち、主出射光の邪魔にならない様に）、樹脂枠 8 0の前方には、窓部 8 3が設けられている。この様にして、この半導体レーザ装置 5 1がタイパー切断される前の半導体レーザ装置セット 8 7 は、上記部品により構成されている。

次に、通電試験のために、主フレーム 5 6は機械（図示せず）により、水平方向（例えば D 2方向）に、所定距離だけ送られる。この時、送りの振動等により、第 1 フレーム 5 3等の先端近傍は、殆んど（即ち、実用上、差しつかえない程度に）、 D 1方向又は D 2方向へ傾かない。その結果、通電試験の様に、機械が自動的にプローブを表面電極 7 3、 7 4等に押し当てた時、所定の正しい位置に接続できる。

この様に、送りの振動等により、第 1 フレーム 5 3の先端近傍が D 1方向又は D 2方向へ傾かないようにするために、以下の構成がなされている。即ち、第 1 フレーム 5 3のタイパー切断痕 8 4 (後述）の上部に位置する連結部 5 9の幅 M (例えば 0 · 9 m m) は、第 1 フレーム 5 3の肉厚 F (例えば 0 . 6 m m) の 1 . 3倍以上に設けられている。そして、タイバー切断痕 8 4の上辺から、第 1 フレーム 5 3の先端（突出部 6 1の先端）までの距離 Cは 3 m m以上、かつ 1 0： m m 以下に設けられている。

上記構成により、主フレーム 5 6が送られている時、又は送られた後、又は第 1 フレーム 5 3の先端に指等による外力が加わった時、第 1 フレーム 5 3の先端近傍は D 1方向又は D 2方向に殆んど傾かない。これは、上記構成により、第 1 フレーム 5 3の連結部 5 9がタイパー 5 7に対し、強固に接続されているので、第 1 フレーム 5 3が殆んど傾かないためである。

次に、第 1 フレーム 5 3、第 2フレーム 5 4、第 3フレーム 5 5の裏面側に下金型（図示せず）が設置され、第 1フレーム 5 3、第 2フレーム 5 4、第 3フレーム 5 5の表面側から上金型（図示せず）がプレスする事により、第 1フレーム 5 3 と、第 2フレーム 54と、第³フレーム 5 5は、主フレーム 5 6から切り離される。

この時、タイバー 5 7は切断され、第 1フレーム 5 3と第 2フレーム 5 4と第 3フレーム 5 5には各々、タイパ一切断痕 8 4、 8 5、 8 6が形成される。また、 H 1 H 2 (図 1 0参照）は、第 1フレーム 5 3 と第 2フレーム 5 4と第 3フレーム 5 5の外形切断線を示す。上記工程により、半導体レーザ装置 5 1が完成される。

次に、図 1 2と図 1 3に従い、この半導体レーザ装置 5 1 を説明する。図 1 2 は半導体レーザ装置 5 1の正面図、図 1 3は図 1 2の E 1 E 2断面図である。これらの図に於て、フレーム 5 3 aは、図 1 0に示した第 1フレーム 5 3を、タイパー切断し、 H 1 H 2線に沿って、外形を切断されたものである。フレーム 5 3 aは例えばメツキ処理された銅等の金属材料から成り、厚み Fが例えば 0. 2 ~ 1. Ommである（上述の説明では、 F = 0. 6 mmを例示）。

フレーム 5 3 aは正面から見れば（図 1 2参照）、略 T字状に形成されている。フレーム 5 3 aは、端子部 5 8 a と、タイパー切断痕 84と、連結部 5 9 と、基部 6 0と、突出部 6 1、 6 2と、切欠部 6 3等により構成されている。端子部 5 8 aは正面から見れば、略長方形状のものであり、図 1 0に示した端子部 5 8が H 1 H 2線に沿って切断されたものである。連結部 5 9は、タイバ一切断痕 8 4 と、基部 6 0をつなぐ部分である。

基部 6 0の外形に於て、縦方向に沿って、基準部 6 4、 6 5が形成され、横方向に沿って、基準部 6 6、 6 7が形成されている。即ち、基準部 6 4、 6 5は、フレーム 5 3 aの両側部であり、基準部 6 6、 6 7は、フレーム 5 3 aの上辺である。

基準部 6 6 と対向する対向部 6 8はタイバー 5 7と接続していないので、タイバー切断痕がなく、基準部 6 7と対向する対向部 6 9はタイパー 5 7 と接続していないので、タイパー切断痕がない。この様に、フレーム 5 3 aのタイバー切断痕 8 4はフレーム 5 3 aの基準部 6 4、 6 5、 6 6、 6 7を除き、かつ基準部 6 6の対向部 6 8を除き、かつ基準部 6 7の対向部 6 9を除いた 1 ケ所の部分にて、形成されている。

この半導体レーザ装置 5 1が取付けられる相手側部品（図示せず）の内面に、上記基準部 6 4、 6 5、 6 6、 6 7が当接する事により、半導体レーザ装置 5 1 は相手側部品に、正確な位置にて位置決めされる。何故ならば、半導体レーザ装置 5 1を相手側部品に挿入する時、治具等にて、対向部 6 8、 6 9を押すが、対向部 6 8、 6 9にはタイパー切断痕がないので、所定の位置に、半導体レーザ装置 5 1を揷入できるからである。

基準部 6 6、 6 7に各々隣接した突出部 6 1、 6 2が形成され、この突出部 6 1 と 6 2の間に、切欠部 6 3が形成されている。突出部 6 1、 6 2は、基準部 6 6 と 6 7および切欠部 6 3に対し、外側に突出したものである。

この様に、フレーム 5 3 aのレーザ素子 7 6の取付け部前方には、切欠部 6 3 が形成されている。また基部 6 0の適所には、貫通孔 7 0、 7 1が形成されている。切欠部 6 3の両隣に、突出部 6 1、 6 2が形成されている。この構成により、半導体レーザ装置 5 1を取扱う時、突出部 6 1、 6 2がガードとなって、指等がレーザ素子 7 6に接触しにくくなる。

受光素子 7 2は例えば P— I 一 N構造から成るシリコン系結晶に、表面電極 7 3、 7 4と、裏面電極（図示せず）が設けられたものである。表面電極 7 4は、 P型拡散領域から成る受光部 7 5 とォーミック接触して形成されている。受光素子 7 2の裏面電極は、銀ペースト等を介して、フレーム 5 3 aの基部 6 0上に固着されている。

レーザ素子 7 6は、例えば、活性層とそれを挟むクッド層から成る G a A 1 A s系、高密度光ディスクの赤色半導体レーザ素子に使用される A 1 G a 1 n P 系や A l G a l n P A s系、トランジスタ等の電子デバィスに使用される G a N 系、 Π— VI系半導体などの材料を用いたレーザ素子とすることができる。レ一ザ素子 7 6は、前方に主出射面が位置する様に、レーザ素子 7 6の裏面電極（図示せず）力受光素子 7 2の表面電極 7 3上に、銀ペースト等を介して固着されている。この様に、レーザ素子^{7 6}は、フレーム 5 3 a上に設けられている。

金属細線 7 7は金等から成り、レ一ザ素子 7 6の表面電極と、フレーム 5 3 a の基部 6 0 との間を結ぶ様に配線されている。金属細線 7 8は金等から成り、受光素子 7 2の表面電極 7 3 と、他のフレーム 5 4 a (図 1 0に示した第 2フレーム 5 4を H 1 H 2線にて切断したもの）との間を結ぶ様に配線されている。金属細線 7 9は金等から成り、受光素子 7 2の表面電極 7 4と、他のフレーム 5 5 a (図 1 0に示した第 3フレーム 5 5を H 1 H 2線にて切断したもの）との間を結ぶ様に配線されている。

樹脂枠 8 0は例えば、ポリカーボネート榭脂又はエポキシ樹脂等から成る。榭脂枠 8 0は、レーザ素子 7 6の出射面を露出する様に、例えば正面から見て（図 1 2参照）、略コ字状に、かつフレーム 5 3 a と、他のフレーム 5 4 a と、他のフレーム 5 5 aの各表面と各裏面を挟む様に、トランスファーモールドにより形成されている。この様に、榭脂枠 8 0は、レーザ素子 7 6を保護するものである。レーザ素子 7 6の主出射面を露出する様に（即ち、主出射光の邪魔にならない様に）、樹脂枠 8 0の前方には、窓部 8 3が設けられている。この様にして、この半導体レーザ装置 5 1は、上記部品により構成されている。

この半導体レーザ装置 5 1に於て、フレーム 5 3 a のタイバ一切断痕 8 4の上部に位置する連結部 5 9の幅 M (例えば 0 . 9 m m) は、フレーム 5 3 aの肉厚 F (例えば 0 . 6 m m ) の 1 . 3倍以上に設けられている。そして、タイバー切断痕 8 4の上辺からフレーム 5 3 _aの先端（突出部 6 1の先端）までの距離 Cは、 3 m m以上、かつ 1 0 m m以下に設けられている。

上記構成により、主フレーム 5 6 (図 1 0参照）が送られている時、又は送られた後又は第 1 フレーム 5 3の先端に指等による外力が加わった時、第 1 フレーム 5 3の先端近傍は D 1方向又は D 2方向に殆んど傾かない。これは、上記構成により、第 1フレーム 5 3の連結部 5 9がタイバー 5 7に対し、強固に接続されているので、第 1 フレーム 5 3が殆んど傾かないためである。

尚、上記実施形態はレーザ素子を用いた半導体レーザ装置についてのものであるが、当該レーザ素子を LED素子等の他の発光素子に置き換えた半導体発光装置としても良い。

上記の説明より、本発明について様々な修飾や変形をすることが可能であることは明らかである。よって、本発明は、具体的な記述に捕らわれることなく、付記した請求の範囲内で実施されるものと解されたい。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明によると、フレームの厚肉構造によって放熱特性、及ぴ強度を改善することができる。又、位置決め基準面を安定させ、取り付け時の精度を向上させることができる。又、フレームパッケージタイプの半導体レーザ装置において、フレームに段差が有るものを用いる場合においても、支持平面を広くして安定性を高めることができる。又、半導体レーザ装置を光ピックアツプなどに挿入する際の作業性を良好にすることができる。又、フレームの一部を位置決め基準に用いる際にその面積を広く確保することができる。更に、簡単な構造で量産性に優れたフレームパッケージを提供することができる。

又、本発明によると、樹脂枠の外形をフレームの先端およびフレームの両側より内側に位置させる事により、上記先端および両側に於けるプレス時に生じたフレームの抜きだれによる樹脂枠に於ける樹脂漏れを防止する事ができる。又、榭脂枠の外形をフレームの基準部より内側に位置させる事により、上記基準部に於けるプレス時に生じたフレームの抜きだれによる樹脂枠に於ける樹脂漏れを防止する事ができ、その結果、基準部に不所望の樹脂が付かないので、基準部の取付け基準は正確さが維持される。又、レーザ素子の前方に於てフレームを切欠くので、レーザ光がフレームの表面で反射される事を防止できる。又、切欠部の隣に突出部を設けるので、半導体レーザ装置を取扱う時に指やピンセット等がレーザ素子に接触しにくくなる。又、榭脂枠の外形を突出部の先端より内側に位置させる事により、上記先端に於けるプレス時に生じたフレームの抜きだれによる樹脂枠に於ける樹脂漏れを防止できる。又、フレームを挟んで上下の樹脂がつながるので、フレームが樹脂枠から容易に分離する事を防止できる。

又、本発明によると、半導体レーザ装置を相手側部品に挿入する時に、治具等にて、対向部を押すが、対向部等には、タイバー切断痕がないので、相手側部品の所定の位置に、精度良く、半導体レーザ装置を取付ける事ができる。又、フレームの上辺と両側部を基準部とする事により、直交する 2方向を取付け基準とする事ができるので、相手側部品との位置決め精度は正確となる。又、半導体レーザ装置を取扱う時、突出部がガードとなって、指やピンセット等がレーザ素子に接触する事を防止できる。又、レーザ素子の前方に於て、フレームを切欠くので、レーザ光がフレームの表面で反射される事を防止できる。又、製造過程に於て、フレームが送られている時、又は送られた後、又はフレームの先端に指等による外力が加わった時、フレームの先端近傍は殆んど傾かない。その結果、通電試験のために、機械が自動的に、半導体レーザ装置にプローブを押し当てた時、所定の正しい位置に接続できる。更に、タイパー切断痕からフレームの先端までの長さを 3 m m以上とする事により、タイパーと、樹脂枠の底辺との間に下金型が設置できるので、正確なタイバー切断を行う事ができる。

Claims

請求の範囲

1 . 半導体レーザ素子と、前記素子を配置する素子配置部を有するフムと、前記フレームに密着した樹脂を備える半導体レーザ装置において、前記フレームは厚肉部分と薄肉部分とを備え、前記厚肉部分は、少なくとも前記樹脂の幅方向に、この幅と同等の長さ以上の範囲にわたって形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。

2 . 請求項 1に記載の半導体レーザ装置であって、

前記フレームは、前記樹脂の両側に突出した翼部を備え、前記厚肉部分は前記翼部を含む前記フレームの全幅にわたって形成されている。

3 . 請求項 1に記載の半導体レーザ装置であって、

前記厚肉部分は前記フレームの前端部に形成されている。

4 , 請求項 1に記載の半導体レーザ装置であって、

前記厚肉部分は前記半導体レーザ素子を配置する素子配置部に対応して形成され、前記薄肉部分は前記フレームのリ一ド部に形成されている。

5 . 請求項 1に記載の半導体レーザ装置であって、

前記半導体レーザ素子を配置する素子配置部を有しない他のフレームを更に備えており、前記厚肉部分は前記他のフレームにも形成されている。

6 . 請求項 1に記載の半導体レーザ装置であって、

前記厚肉部分に前記フレームの表裏を連絡するための孔が形成されている。

7 . 請求項 1に記載の半導体レーザ装置であって、

前記樹脂は、前方に前記半導体素子のレーザ出射窓を備えるとともに、前端の幅が後端の幅よりも狭くなっている。

8 . 請求項 7に記載の半導体レーザ装置であって、

前記榭脂は、その両側前端部にテーパ面を備えている。

9 . 請求項 7に記載の半導体レーザ装置であって、

前記フレームは、その両側前端部にテーパ面を備えている。

1 0 . 請求項 9に記載の半導体レーザ装置であって、

前記フレームは、更に、前端面上部もしくは下部にテーパ面を備えている。

1 1 . 請求項 1に記載の半導体レーザ装置であって、

前記樹脂の外枠は、前記フレームの先端部より内側に位置し、かつ前記フレームの両側より內側に位置する。

1 2 . 請求項 1 1 の半導体レーザ装置であって、

前記フレームに貫通孔が形成され、前記樹脂は、前記貫通孔を介して、前記フレームの表面上の部分と前記フレームの裏面上の部分をつなげている。

1 3 . 請求項 1に記載の半導体レーザ装置であって、

前記樹脂の外枠は、前記フレームの取付け基準となる基準部より内側に位置する。

1 4 . 請求項 1 3の半導体レーザ装置であって、

前記フレームの前記素子配置部前方に切欠部が形成され、前記切欠部の隣に突出部が設けらている。

1 5 . 請求項 1 3の半導体レーザ装置であって、

前記突出部は前記基準部より外側に設けられており、前記樹脂の外枠は、前記突出部の先端より内側に設けられている。

1 6 . 請求項 1 3の半導体レーザ装置であって、

1 7 . 請求項 1の半導体レーザ装置であって、

前記フレームのタイバー切断痕は、前記フレームに設けられた基準部および前記基準部の対向部を除いた 1ケ所の部分に設けられている。

1 8 . 請求項 1 7の半導体レーザ装置であって、

前記基準部は、前記フレームの上辺及び両端部である。

1 9 . 請求項 1 7の半導体レーザ装置であって、

前記素子配置部の前方に切欠部が形成され、前記切欠部の隣に突出部が設けられている。

2 0 . 請求項 1 9の半導体レーザ装置であって、

前記タイパー切断痕の上部に位置する連結部の幅は、前記フレームの肉厚の 1 . 3倍以上であり、かつ前記タイバー切断痕から前記突出部の先端までの長さは、

3 nu 以上 1 0 mm以下である。

2 1 . 半導体レーザ素子と、前記素子を配置する素子配置部とリード部を有するフレームと、前記フレームに密着した樹脂を備える半導体レーザ装置において、前記フレームは前記素子配置部と前記リード部で厚さが異なると共に裏面に段差を有し、前記榭脂は前記段差部分を含めた前記フレームの一部を覆って裏面に所定の支持平面を形成し、前記支持平面は前記素子配置部よりも大きな面積を有することを特徴とする半導体レーザ装置。

2 2 . 請求項 2 1に記載の半導体レーザ装置であって、

前記支持平面は、樹脂のベた平面、もしくは一部にくぼみを有する樹脂枠によつて形成されている。

2 3 . 請求項 2 1に記載の半導体レーザ装置であって、 ' 前記フレームは前記樹脂の外側に翼部を備え、前記翼部は、前記リード部よりも厚肉である。

2 4 . 半導体発光素子と、前記素子を配置する素子配置部を有するフレームと、前記フレームに密着した樹脂を備える半導体発光装置において、前記フレームは厚肉部分と薄肉部分とを備え、前記厚肉部分は、少なぐとも前記樹脂の幅方向に、この幅と同等の長さ以上の範囲にわたって形成されていることを特徴とする半導体発光装置。

2 5 . 半導体発光素子と、前記素子を配置する素子配置部とリード部を有するフレームと、前記フレームに密着した榭脂を備える半導体発光装置において、前記フレームは前記素子配置部と前記リード部で厚さが異なると共に裏面に段差を有し、前記榭脂は前記段差部分を含めた前記フレームの一部を覆って裏面に所定の支持平面を形成し、前記支持平面は前記素子配置部よりも大きな面積を有することを特徴とする半導体発光装置。