JP2792722B2 - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光ディスク装置の光ピックアップ、光通
信用モジュール等に用いられる半導体発光装置、つまり
半導体発光素子がレーザダイオードである半導体発光装
置の構造に関する。
〔従来の技術〕
従来の半導体発光装置の一般的な構成は、ステムにヒ
ートシンクブロックを取付け、これに半導体発光素子を
取付け、これらをステムに結合された中空容器で覆い、
中空容器に形成したガラス窓を通して光を出射するよう
になっている。この構成によれば発光素子をハーメチッ
クシールされた安定した雰囲気で動作させることができ
る。
このような半導体発光装置を耐環境性や製造面やコス
ト面で検討すると、よりいっそう有利な構成のものとし
て樹脂モールド形式のものとすることが考えられる。例
えば、第２図に示すように、レーザダイオード１をSiサ
ブマウント２、ヒートシールブロック３を介して基板４
に取付け、透明樹脂５によって基板４上に樹脂封止して
しまうのである。レーザダイオード１からの出射光６
は、透明樹脂５を通って出てくる。
従来の光半導体（発光ダイオード）を樹脂で包囲した
構成のものとして、特開昭63−5579号公報に記載された
光コネクタモジュールがある。これは、一面に光ファイ
バ結合用の筒体が突出して取付けられ、内部に光半導体
素子が収納される中空部を有する樹脂成型部を備えてお
り、その樹脂成型部の前記素子周辺の樹脂の光反射率を
良好にして光ファイバー出射強度を向上させたというも
のである。
〔発明が解決しようとする課題〕
第２図に示した半導体発光装置は、半導体発光素子
（レーザダイオード）１からの出射光６が、所望の用途
に使用されるが、一般的にはビームスプリッタ、レン
ズ、光ファイバー、ガラス板等の何らかの光学部品を通
る。この場合に出射光６には光強度分布曲線に乱れない
ものであることが要求される。これは光学系との光の結
合に不具合が生じないようにするためであり、光強度分
布曲線に乱れがあると、例えば光を絞るときにうまく絞
れないという不具合を生じるからである。前記出射光６
は、第２図に７で示す透明樹脂の表面部分を通って外部
に出てくるものであるから、外部との境界面である表面
部分７の平面状態が問題となる。すなわち、表面部分７
が光学的に良好な面でなければ、位相や波面への悪影響
があり、光強度分布曲線の乱れた出射光となり、従って
後の光学系との光の結合に不具合が生じる。そこで表面
部分７を光学的に好ましい面となるように例えば研磨加
工することが考えられるが、光学部品と同程度の加工は
困難で、生産性が低い問題がある。しかも、通常の樹脂
は傷が付き易いこと、耐腐食性が十分でないことから外
界に露出した光出射面には不適当である。
前記公報記載のものは半導体発光素子を樹脂で包囲す
る構成であるが、前記問題を解決する技術を含むもので
はない。
この発明は、透明な樹脂によるレーザダイオードの樹
脂封止構造を採用して、光強度分布曲線に乱れのない安
定した出射光が得られる半導体発光装置を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第１の発明による半導体発光装置は、レーザダイオー
ドとそのレーザダイオードから出射される出射光が通る
ように予め定められた位置関係で配置された少なくとも
１個の光学部品とを前記出射光が透過できる樹脂からな
る樹脂部内に固定し、前記出射光の通る前記光学部品の
最終のものの出射側を前記樹脂部から露出させてあり、
前記出射光の前記レーザダイオード及び光学部品の間の
全光路が前記樹脂部内に位置するように樹脂部を設けて
あり、前記光学部品の最終のものがビームスプリッタで
あることを特徴とする。
第２の発明は、レーザダイオードとそのレーザダイオ
ードから出射される出射光が通るように予め定められた
位置関係で配置された少なくとも１個の光学部品とを前
記出射光が透過できる樹脂からなる樹脂部内に固定し、
前記出射光の通る前記光学部品の最終のものの出射側の
表面を前記樹脂部から露出させてあり、前記出射光の前
記レーザダイオード及び光学部品の間の全光路が前記樹
脂部内に位置するように樹脂部を設けてあり、前記光学
部品の最終のものが光ファイバーであることを特徴とす
る。
第３の発明は、レーザダイオードとそのレーザダイオ
ードから出射される出射光が通るように予め定められた
位置関係で配置された少なくとも１個の光学部品とを前
記出射光が透過できる樹脂からなる樹脂部内に固定し、
前記出射光の通る前記光学部品の最終のものの出射側の
表面を前記樹脂部から露出させてあり、前記出射光の前
記レーザダイオード及び光学部品の間の全光路が前記樹
脂部内に位置するように樹脂部を設けてあり、前記光学
部品の最終のものが光ファイバーであり、前記レーザダ
イオードの出射部と前記光ファイバーの入射側端面との
間にレンズを配置したことを特徴とする。
〔作用〕
第１〜第３の発明におけるレーザダイオードからの出
射光は、樹脂部と光学部品を通って、樹脂部から露出し
た光学部品（第１の発明ではビームスプリッタ、第２、
第３の発明では光ファイバー）の部分から乱れることな
く出射される。出射されるまでのレーザダイオード及び
光学部品間の全光路が樹脂内に位置することは、出射光
が樹脂と空間との境界面を通過しないようにするためで
あり、これによって半導体発光装置内での出射光の光強
度分布曲線の乱れが防止される。そして樹脂部はレーザ
ダイオードを外部雰囲気から隔離していると共にレーザ
ダイオードと光学部品とを定められた位置関係に強力に
保持している。
〔実 施 例〕
この発明の実施例を図を用いて説明する。第１図は第
１実施例を示し、同図において、１は半導体発光素子
（レーザダイオード）、４は半導体発光素子１を固着し
た基板、５は透明樹脂、６は半導体発光素子１の出射光
（光路）、８は基板４に固着させたビームスプリッタで
ある。前記透明樹脂５は、半導体発光素子１から出射す
る光が透過できるものであり、例えば、環状樹脂族エポ
キシ樹脂を使用してある。このほかにもジグリシジルエ
ステル等も使用できる。透明樹脂５は、図示のように、
基板４上の半導体発光素子１をその出射部1aを含めて完
全に覆い、ビームスプリッタ８の出射面8bを残して入射
面8aを完全に含む他の大部分を覆い、半導体発光素子１
とビームスプリッタ８の間の光路６を完全に含むように
設けてある。透明樹脂５と出射部1aや入射面8aとの間は
透明樹脂５が固化前に、密着しそのまま固化した状態で
あり、空隙はない。
このように構成された半導体発光装置において、半導
体素子１から出射された出射光６は、透明樹脂５中を透
過し、ビームスプリッタ８によって90度出射方向を変え
られ、ビームスプリッタの出射面8bから出射される。ビ
ームスプリッタ８は光学部品であり、本来出射光の光強
度分布曲線に乱れが生じないものであるから、乱れのな
い出射光が得られる。
第３図は第２実施例を示し、同図において、１は半導
体発光素子（レーザダイオード）、４は基板、５は透明
樹脂、６は出射光、９は光ファイバーである。半導体発
光素子１は基板４に固着され、光ファイバー９はその光
入射側端面9aが半導体発光素子１の出射部1aと所定の位
置関係で位置するように端部を基板４に固着されてい
る。透明樹脂５は、第１実施例におけるものと同じ材質
であり、半導体素子１の全体と光ファイバー９の入射側
端面9aを含む端部とを覆い、そして前記出射部1aと端面
9aとの間の出射光６の光路を完全に含むように設けられ
ている。
第４図は第３実施例を示し、同図において、第２実施
例と異なる点は、第２実施例における出射部1aと端面9a
との間の透明樹脂５中にレンズ10を配置した点であり、
他の構成は同じである。第２実施例と同等部分は同一図
面符号で示し、説明を省略する。
第２実施例において、半導体発光素子（レーザダイオ
ード）１から出射された出射光６は、透明樹脂５中を透
過し、光ファイバー９へその端面9aから入射し、図示し
ていない他端から出射される。第３実施例においては、
途中でレンズ10を通る点のみが異なり、第２実施例にお
けると同様に光ファイバー９の図示していない他端から
出射される。
従って、第２、第３実施例の半導体発光装置も光学部
品である光ファイバー９から光が出射されるから、乱れ
のない出射光が得られる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、半導体発光素子（レーザダイオー
ド）と少なくとも１個の光学部品とを出射光が透過でき
る樹脂で封止し、その樹脂から一部を露出させたビーム
スプリッタ又は光ファイバーの部分から出射光が取出さ
れるようにしたから、格別に樹脂の表面に光学部品のよ
うな加工を施こす必要がなく、出射光が乱れることなく
安定な状態で得られる効果がある。また、樹脂によって
封止されていることから、半導体発光素子の耐環境性が
向上し、半導体発光素子と光学部品との位置関係の変化
が防止され、従って信頼性の高い半導体発光装置が得ら
れるという効果もある。従って、光ディスク装置の光ピ
ックアップ、レーザ光を使用する光通信用モジュールと
して優れた、高品質の半導体発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１実施例の概略の構造を示す縦断
側面図、第２図は従来の半導体発光装置の概略の構造を
示す斜視図、第３図はこの発明の第２実施例の概略の構
造を示す側面図、第４図はこの発明の第３実施例の概略
の構造を示す側面図である。 １……半導体発光素子、４……基板、５……樹脂部（透
明樹脂）、６……光路（出射光）、８、９、10……光学
部品。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 光男 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電 機株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 永井 精一 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電 機株式会社北伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭54−127691（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−45236（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レーザダイオードとそのレーザダイオード
    から出射される出射光が通るように予め定められた位置
    関係で配置された少なくとも１個の光学部品とを前記出
    射光が透過できる樹脂からなる樹脂部内に固定し、前記
    出射光の通る前記光学部品の最終のものの出射側の表面
    を前記樹脂部から露出させてあり、前記出射光の前記レ
    ーザダイオード及び光学部品の間の全光路が前記樹脂部
    内に位置するように樹脂部を設けてあり、前記光学部品
    の最終のものがビームスプリッタであることを特徴とす
    る半導体発光装置。
  2. 【請求項２】レーザダイオードとそのレーザダイオード
    から出射される出射光が通るように予め定められた位置
    関係で配置された少なくとも１個の光学部品とを前記出
    射光が透過できる樹脂からなる樹脂部内に固定し、前記
    出射光の通る前記光学部品の最終のものの出射側の表面
    を前記樹脂部から露出させてあり、前記出射光の前記レ
    ーザダイオード及び光学部品の間の全光路が前記樹脂部
    内に位置するように樹脂部を設けてあり、前記光学部品
    の最終のものが光ファイバーであることを特徴とする半
    導体発光装置。
  3. 【請求項３】レーザダイオードとそのレーザダイオード
    から出射される出射光が通るように予め定められた位置
    関係で配置された少なくとも１個の光学部品とを前記出
    射光が透過できる樹脂からなる樹脂部内に固定し、前記
    出射光の通る前記光学部品の最終のものの出射側の表面
    を前記樹脂部から露出させてあり、前記出射光の前記レ
    ーザダイオード及び光学部品の間の全光路が前記樹脂部
    内に位置するように樹脂部を設けてあり、前記光学部品
    の最終のものが光ファイバーであり、前記レーザダイオ
    ードの出射部と前記光ファイバーの入射側端面との間に
    レンズを配置したことを特徴とする半導体発光装置。
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