JP2588517Y2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JP2588517Y2
JP2588517Y2 JP1991026849U JP2684991U JP2588517Y2 JP 2588517 Y2 JP2588517 Y2 JP 2588517Y2 JP 1991026849 U JP1991026849 U JP 1991026849U JP 2684991 U JP2684991 U JP 2684991U JP 2588517 Y2 JP2588517 Y2 JP 2588517Y2
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stem
semiconductor laser
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hole
lead terminal
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直史 青木
裕晃 宅間
秀史 上林
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、レーザの発光素子とし
て半導体レーザチップを使用した半導体レーザ装置のう
ち、前記半導体レーザチップの部分をキャップ体にて密
封して成るカンシール型の半導体レーザ装置の改良に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のカンシール型の半導体レーザ装
置は、金属製ステムに一体的に造形したブロック体に、
半導体レーザチップをダイボンディングし、この半導体
レーザチップの部分に、ガラス板等の透明板を備えた金
属製のキャップ体を被嵌し、該キャップ体を前記ステム
に対して固着して封止することにより、前記半導体レー
ザチップが大気中の湿度等によって劣化することを防止
すると共に、半導体レーザチップを外部衝撃等から保護
し、更に、前記ステムに穿設した貫通孔から、リード端
子をキャップ体内に挿入し、このリード端子をステムに
対して、絶縁シール状態に固着した構成になっているこ
とは周知の通りである。
【0003】そして、前記リード端子をステムに絶縁シ
ール状態に固着する手段として従来は、ガラスシール材
を筒状に形成して、これを、リード端子に被嵌した状態
でステムの貫通孔に挿通してから、約900℃程度で加
熱・焼成すると言う方法(いわゆるハーメチックシール
法)が採用されていた。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかし、このシール方
法では、貫通孔を確実に密封できると言う利点を有する
反面、筒状のガラスシール材を製造する工程と、高温で
の焼成工程とに多大の手間を要することに加えて、高温
での焼成によって変色したステムに対して、酸洗いした
のちニッケルメッキを施すという後処理工程を必要とす
るため、リード端子をステムに固着することに要するコ
ストが嵩み、半導体レーザ装置の価格が大幅に高くなる
と言う問題があった。
【0005】この問題に対しては、リード端子を、ステ
ムに対して、合成樹脂等の接着材にて接着することが考
えられ、このように接着材にて接着すると、ガラスシー
ル材を製造する工程、及び後処理としての酸洗い及びメ
ッキ工程を必要としないので、製造コストを大幅に低減
できる。しかし、ステムに対するリード端子の固着強度
を高くするためには、当該接着剤として、乾燥によって
硬化する硬質の接着剤を使用しなければならないが、硬
質の接着剤を使用すると、この硬質の接着剤には、当該
接着剤とステムとの間の熱膨張差、及び当該接着剤とリ
ード端子との間の熱膨張差等によって、微細な亀裂又は
隙間が無数に発生することになるから、キャップ体内に
おける気密状態が低下すると言う問題がある。
【0006】本考案は、リード端子の固着強度と、ステ
ムにおける貫通孔の箇所のシール性とを保持したカンシ
ール型の半導体レーザ装置を、低コストで製造できる形
態にして提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本考案は、「上面側に半導体レーザチップを設けたステ
ムと、該ステムの上面に前記半導体レーザチップを覆う
ように固着したキャップ体とを備え、前記ステムに穿設
した貫通孔からキャップ体内にリード端子を挿入して成
る半導体レーザ装置において、前記リード端子を、前記
ステムにおける貫通孔の箇所に対して、硬質の接着剤層
と非透湿性で軟質の接着剤層とを、前記貫通孔内のうち
ステムの上面側への開口部に硬質の接着剤層をステムの
下面側への開口部に軟質の接着剤層を各々充填するよう
に重ねて成る二つの接着剤層にて接着し、更に、前記硬
質の接着剤層を、ステムの上面から盛り上がるようにす
る。」と言う構成にした。
【0008】
【考案の作用・効果】このように構成すると、リード端
子は、ステムに対して、硬質の接着剤層にて強固に接着
される一方、硬質の接着剤層に熱膨張差等によって微細
な亀裂又は隙間が多数発生しても、軟質の接着剤層が、
硬質の合成樹脂の熱膨張に追従して変形することによ
り、ステムにおける貫通孔を密封した状態に保持できる
から、硬質の接着剤層の亀裂又は隙間の発生に関係な
く、キャップ体の内部を長期間密封状態に保持して、半
導体レーザチップの耐久性を向上できることになる。
【0009】この場合において、前記硬質の接着剤層を
貫通孔内のうちステムの上面側への開口部に充填するこ
とに加え、この硬質の接着剤層を、ステムの上面から盛
り上がるように構成したことにより、前記リード端子の
うちステムの上面側、つまり、キャップ体への突出する
部分を、その付け根部において前記のように盛り上がる
硬質の接着剤層にて強固に支持することができ、このリ
ード端子と半導体レーザチップとの間を金属線にてワイ
ヤーボインディングするに際して、当該リード端子が変
形すること及び振れ動くことを確実に低減できるから、
このリード端子に対する金属線の接合不良、つまり、ワ
イヤーボインディングのミスが発生することを確実に低
減できるのである。
【0010】従って、本考案によれば、ステムにおける
貫通孔の箇所に接着剤を塗着するだけの簡単な工程に
て、リード端子をステムに強固に固着できるものであり
ながら、ステムにおける貫通孔を確実に密封できて、半
導体レーザチップの耐久性を、低コストで確実に確保で
きると共に、ワイヤボンディングのミスが少なくできる
ことで、コストを更に低減できる効果を有する。
【0011】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面について説明す
る。図1〜図3に示すのは第1の実施例であり、これら
の図において符号1は、炭素鋼等の金属にて円盤型に形
成したステム2と、上端に窓孔を穿設したキャップ体体
3とを備えた半導体レーザ装置を示し、前記キャップ体
3の内面には、前記窓孔を塞ぐガラス等の透明板4が固
着されている。
【0012】前記ステム2の上面には、ブロック体5を
一体的に設けており、このブロック体5の側面に、半導
体レーザチップ6を、モニター用フォトダイオード(図
示せず)付き半導体基板7を介してダイボンディングす
る一方、前記半導体レーザチップ6に対する三本のリー
ド端子8,9,9のうち一本のリード端子8を、前記ス
テム2の下面に溶接にて固着し、他の二本のリード端子
9,9は、ステム2に穿設した貫通孔10,10からキ
ャップ体3の内部に挿入し、以下のような手段でステム
2に固着している。
【0013】すなわち、前記貫通孔10内のうちステム
2の上面側への開口部を部分的に大径孔10aを形成し
て、この大径孔10a内に、エポキシ樹脂等の熱硬化性
樹脂やUV樹脂等の硬質合成樹脂から成る硬質の接着剤
層11を、当該硬質の接着剤層11がステム2の上面に
盛り上がるように充填する一方、前記貫通孔10内のう
ちステム2の下面側への開口部内に、シリコン系樹脂と
かフッ素系樹脂又はゴムのように硬化することなく非透
湿性と接着性とを有する素材から成る軟質の接着剤12
を充填して、これらリード端子9の軸線方向に重なった
軟硬2層の接着剤層11,12にて、リード端子9をス
テム2に接着する。
【0014】なお、本実施例の場合、前記半導体レーザ
チップ6と半導体基板7との間、及び、前記半導体基板
7と各リード端子9,9の先端との間の各々は、細い金
属線13,14によるワイヤボンディングにて接続され
ている。前記キャップ体3は、前記ブロック体5に被嵌
したのち、当該キャップ体3の下端に形成した外向きフ
ランジ部3aの全周を前記ステム2の上面に対して抵抗
溶接することによって、ステム2に固着されている。ま
た、透明板4をキャップ体3に固着するに当たっては、
透明板4の外周面とキャップ体3の内周面との間に、硬
質の接着剤層11を環状に形成し、且つ、キャップ体3
の内向きフランジ3bと透明板4の上面との間に、軟質
の接着剤層12を設け、これら軟硬2層の接着剤層1
1,12にて接着している。
【0015】以上のように、リード端子9を、ステム2
における貫通孔10に対して、軟硬2層の接着剤層1
1,12にて接着すると、リード端子8を、硬質の接着
剤層11にてステム2に対して強固に固着することがで
きる一方、この硬質の接着剤層11に熱膨張差等によっ
て微細な亀裂又は隙間が多数発生しても、軟質の接着剤
層12が、硬質の接着剤層11の熱膨張に追従して変形
することにより、貫通孔10を密封した状態が維持され
るから、キャップ体3の内部を、高い気密状態に確実に
保持することができるのである。
【0016】しかも、前記硬質の接着剤層11を貫通孔
内のうちステム2の上面側への開口部に充填することに
加え、この硬質の接着剤層11を、ステム2の上面から
盛り上がるように構成したことにより、前記リード端子
9のうちステム2の上面側、つまり、キャップ体3への
突出する部分を、その付け根部において前記のように盛
り上がる硬質の接着剤層11にて強固に支持することが
でき、このリード端子9と半導体基板7との間を金属線
14にてワイヤーボインディングするに際して、当該リ
ード端子9が変形すること及び振れ動くことを確実に低
減できるから、このリード端子9に対する金属線14の
接合不良、つまり、ワイヤーボインディングのミスが発
生することを確実に低減できるのである。
【0017】図4に示す第2の実施例は、貫通孔10内
のうちステム2の上面側への開口部を、テーパ孔10b
に形成して、このテーパ孔10b内に、硬質の接着剤層
11を、当該硬質の接着剤層11がテスム2の上面に盛
り上がるように充填する一方、前記貫通孔10内のうち
ステム2の下面側への開口部に、軟質の接着剤層12を
充填したものであり、この構成によっても、前記と同様
な効果を得ることができる。なお、この実施例では、リ
ード端子9のうち硬質の接着剤層11に密着する部位に
切り欠き13を形成して、リード端子9の抜けを防止し
ているが、他の実施例においても、リード端子9に切り
欠き13を形成しても良いことは言うまでもない。
【0018】上記の各実施例は、リード端子を断面円形
のピン形に形成した場合であったが、リード端子8,9
は断面角形であっても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例を示す正断面図である。
【図2】図1のII−II視断面図である。
【図3】図1のIII −III 視断面図である。
【図4】第2の実施例を示す正断面図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ装置 2 ステム 3 キャップ体 4 透明板 6 半導体レーザチップ 7 半導体基板 8,9 リード端子 10 貫通孔 11 硬質の接着剤層 12 軟質の接着剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−196291(JP,A) 特開 平1−143284(JP,A) 実開 昭63−167766(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/18 H01L 33/00 H01L 23/02

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】上面側に半導体レーザチップを設けたステ
    ムと、該ステムの上面に前記半導体レーザチップを覆う
    ように固着したキャップ体とを備え、前記ステムに穿設
    した貫通孔からキャップ体内にリード端子を挿入して成
    る半導体レーザ装置において、 前記リード端子を、前記ステムにおける貫通孔の箇所に
    対して、硬質の接着剤層と非透湿性で軟質の接着剤層と
    、前記貫通孔内のうちステムの上面側への開口部に硬
    質の接着剤層をステムの下面側への開口部に軟質の接着
    剤層を各々充填するように重ねて成る二つの接着剤層に
    て接着し、更に、前記硬質の接着剤層を、ステムの上面
    から盛り上がるように構成したことを特徴とする半導体
    レーザ装置。
JP1991026849U 1991-04-19 1991-04-19 半導体レーザ装置 Expired - Lifetime JP2588517Y2 (ja)

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JP7059675B2 (ja) * 2018-02-15 2022-04-26 ウシオ電機株式会社 半導体発光装置およびその製造方法

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