JP2832106B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP2832106B2 JP2832106B2 JP4678292A JP4678292A JP2832106B2 JP 2832106 B2 JP2832106 B2 JP 2832106B2 JP 4678292 A JP4678292 A JP 4678292A JP 4678292 A JP4678292 A JP 4678292A JP 2832106 B2 JP2832106 B2 JP 2832106B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気密シール性及び生産
性が向上する半導体レーザ装置に関する。
性が向上する半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体レーザ装置は、コンパクト
ディスクや光通信などの光産業のデバイスとして多用さ
れてきている。上記のような半導体レーザ装置は、図７
に示すように、ヒートシンク（放熱材）１に一体化した
ステム２に半導体レーザチップ３をボンディングして、
この半導体レーザチップ３と外部端子４とを金ワイヤー
７で接続して電極を形成している。上記半導体レーザチ
ップ３や金ワイヤー７は、金属製カンキャップ５で覆っ
て保護すると共に、このカンキャップ５のレーザ光の放
射用孔５ａには、透明ガラス６が取付けられている。
ディスクや光通信などの光産業のデバイスとして多用さ
れてきている。上記のような半導体レーザ装置は、図７
に示すように、ヒートシンク（放熱材）１に一体化した
ステム２に半導体レーザチップ３をボンディングして、
この半導体レーザチップ３と外部端子４とを金ワイヤー
７で接続して電極を形成している。上記半導体レーザチ
ップ３や金ワイヤー７は、金属製カンキャップ５で覆っ
て保護すると共に、このカンキャップ５のレーザ光の放
射用孔５ａには、透明ガラス６が取付けられている。
【０００３】ところで、上記半導体レーザチップ３は、
レーザ光を放射して機能するデバイスであることから、
湿気により、レーザ光の放射部分に水分(露)が付着する
と、レーザ光の放射形状や方向が変化して、半導体レー
ザの本来の機能が損なわれる。
レーザ光を放射して機能するデバイスであることから、
湿気により、レーザ光の放射部分に水分(露)が付着する
と、レーザ光の放射形状や方向が変化して、半導体レー
ザの本来の機能が損なわれる。
【０００４】このため、上記ヒートシンク１とカンキャ
ップ５とを電気溶接などにより気密シールすると共に、
カンキャップ５とガラス６とを低融点ガラスにより気密
シールしている。この気密シールは、窒素雰囲気中で行
われ、したがって、カンキャップ５内は窒素雰囲気にな
っている。
ップ５とを電気溶接などにより気密シールすると共に、
カンキャップ５とガラス６とを低融点ガラスにより気密
シールしている。この気密シールは、窒素雰囲気中で行
われ、したがって、カンキャップ５内は窒素雰囲気にな
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような気密シール方法は、高度な溶接技術や高価な材料
を必要とするので、半導体レーザ装置を大量生産する方
法としては問題がある。
ような気密シール方法は、高度な溶接技術や高価な材料
を必要とするので、半導体レーザ装置を大量生産する方
法としては問題がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、気密シール性と
生産性の両方を向上させることができる半導体レーザ装
置を提供することにある。
生産性の両方を向上させることができる半導体レーザ装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ヒートシンクに半導体レーザチップを接
着し、この半導体レーザチップに、シリコン系樹脂とキ
シレン溶剤とを１：１０から１：２０（重量比、以下同
じ）の割合で混合した樹脂材を塗布して、上記半導体レ
ーザチップを上記シリコン系樹脂でモールドすることを
特徴としている。
め、本発明は、ヒートシンクに半導体レーザチップを接
着し、この半導体レーザチップに、シリコン系樹脂とキ
シレン溶剤とを１：１０から１：２０（重量比、以下同
じ）の割合で混合した樹脂材を塗布して、上記半導体レ
ーザチップを上記シリコン系樹脂でモールドすることを
特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明の半導体レーザ装置は、基本的には、半
導体レーザチップを樹脂モールドすることにより、簡単
かつ安価に気密シール性と生産性の両方を向上させてい
る。
導体レーザチップを樹脂モールドすることにより、簡単
かつ安価に気密シール性と生産性の両方を向上させてい
る。
【０００９】しかし、発光ダイオードのモールドによく
用いられるエポキシ系樹脂で半導体レーザチップをモー
ルドした場合、エポキシ系樹脂の応力により、半導体レ
ーザチップにストレスが入り、エポキシ系樹脂でモール
ドしていない半導体レーザチップに比べて劣化が早くな
る。図８は、エポキシ系樹脂でモールドしていない半導
体レーザチップの高温通電試験のグラフであり、図９
は、エポキシ系樹脂でモールドした半導体レーザチップ
の高温通電試験のグラフである。図８，９において、横
軸はエイジング時間を示し、縦軸は動作電流を示す。い
ずれも温度Ｔｃ＝７０℃、電力Ｐｏ＝５ｍＷの条件であ
る。明らかに、図９のエポキシ系樹脂でモールドしたの
半導体レーザチップの高温通電試験の結果が劣っている
ことがわかる。
用いられるエポキシ系樹脂で半導体レーザチップをモー
ルドした場合、エポキシ系樹脂の応力により、半導体レ
ーザチップにストレスが入り、エポキシ系樹脂でモール
ドしていない半導体レーザチップに比べて劣化が早くな
る。図８は、エポキシ系樹脂でモールドしていない半導
体レーザチップの高温通電試験のグラフであり、図９
は、エポキシ系樹脂でモールドした半導体レーザチップ
の高温通電試験のグラフである。図８，９において、横
軸はエイジング時間を示し、縦軸は動作電流を示す。い
ずれも温度Ｔｃ＝７０℃、電力Ｐｏ＝５ｍＷの条件であ
る。明らかに、図９のエポキシ系樹脂でモールドしたの
半導体レーザチップの高温通電試験の結果が劣っている
ことがわかる。
【００１０】そこで、本発明の半導体レーザ装置では、
半導体レーザチップを、樹脂の応力が少ないシリコン系
樹脂でモールドしている。これにより、半導体レーザチ
ップへのストレスが少なくなり、図８のエポキシ系樹脂
でモールドしていない半導体レーザチップの高温通電試
験と差がない結果が得られる（図６参照）。
半導体レーザチップを、樹脂の応力が少ないシリコン系
樹脂でモールドしている。これにより、半導体レーザチ
ップへのストレスが少なくなり、図８のエポキシ系樹脂
でモールドしていない半導体レーザチップの高温通電試
験と差がない結果が得られる（図６参照）。
【００１１】一方、上記半導体レーザチップをエポキシ
系樹脂で単にモールドするだけでは、樹脂モールドが半
導体レーザチップの光放射面に対して平坦性よく形成さ
れないことから、樹脂の凹凸がレンズとして作用し、光
放射方向が変化する。
系樹脂で単にモールドするだけでは、樹脂モールドが半
導体レーザチップの光放射面に対して平坦性よく形成さ
れないことから、樹脂の凹凸がレンズとして作用し、光
放射方向が変化する。
【００１２】そこで、本発明の半導体レーザ装置では、
半導体レーザチップをシリコン系樹脂で平坦性よくモー
ルドするために、樹脂のモールド量を制御する手段とし
て、シリコン系樹脂とキシレン溶剤との混合比を１：１
０から１：２０に特定している。これにより、光強度分
布の変動が少なくなり、光放射方向が変化しにくくな
る。
半導体レーザチップをシリコン系樹脂で平坦性よくモー
ルドするために、樹脂のモールド量を制御する手段とし
て、シリコン系樹脂とキシレン溶剤との混合比を１：１
０から１：２０に特定している。これにより、光強度分
布の変動が少なくなり、光放射方向が変化しにくくな
る。
【００１３】上記樹脂の特定並びに樹脂と溶剤との混合
比の特定により、半導体レーザチップの樹脂モールドが
可能になる。
比の特定により、半導体レーザチップの樹脂モールドが
可能になる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。図２に示すように、半導体レーザ装置は、従来
と同様に、ヒートシンク１０と一体化したステム１１に
半導体レーザチップ１２をボンディングして、この半導
体レーザチップ１２と外部端子１３とを金ワイヤー（図
示しない。）で接続して電極を形成する。
明する。図２に示すように、半導体レーザ装置は、従来
と同様に、ヒートシンク１０と一体化したステム１１に
半導体レーザチップ１２をボンディングして、この半導
体レーザチップ１２と外部端子１３とを金ワイヤー（図
示しない。）で接続して電極を形成する。
【００１５】その後、レーザ光の放射用孔１４ａを有す
る金属製カンキャップ１４の下端部をヒートシンク１０
に電気溶接などで溶接する。このカンキャップ１４の光
放射用孔１４ａには、従来のような透明ガラスが取付け
られておらず、したがって、電気溶接などは大気中で行
い、従来のように窒素雰囲気中で行う必要がない。
る金属製カンキャップ１４の下端部をヒートシンク１０
に電気溶接などで溶接する。このカンキャップ１４の光
放射用孔１４ａには、従来のような透明ガラスが取付け
られておらず、したがって、電気溶接などは大気中で行
い、従来のように窒素雰囲気中で行う必要がない。
【００１６】ついで、シリコン系樹脂１５とキシレン溶
剤とを特定の割合（後述する。）で混合した樹脂材１６
を上記半導体レーザチップ１２に塗布する。具体的に
は、図３に示すように、上記樹脂材１６を上記光放射用
孔１４ａからカンキャップ１４内に充填する。
剤とを特定の割合（後述する。）で混合した樹脂材１６
を上記半導体レーザチップ１２に塗布する。具体的に
は、図３に示すように、上記樹脂材１６を上記光放射用
孔１４ａからカンキャップ１４内に充填する。
【００１７】その後、これを例えば温度１５０℃で約２
時間加熱すると、上記キシレン溶剤が蒸発してシリコン
系樹脂１５が硬化し、図１に示すように、半導体レーザ
チップ１２がシリコン系樹脂１５でモールドされるよう
になる。
時間加熱すると、上記キシレン溶剤が蒸発してシリコン
系樹脂１５が硬化し、図１に示すように、半導体レーザ
チップ１２がシリコン系樹脂１５でモールドされるよう
になる。
【００１８】上記シリコン系樹脂１５とキシレン溶剤と
の混合比は、１：１０から１：２０の割合が好適であ
る。表１に、上記混合比が１：３、１：１０、１：２
０、１：３０の４種について、樹脂モールドの前、後で
光放射形状が変動（±５％）した素子の発生率を示す。
の混合比は、１：１０から１：２０の割合が好適であ
る。表１に、上記混合比が１：３、１：１０、１：２
０、１：３０の４種について、樹脂モールドの前、後で
光放射形状が変動（±５％）した素子の発生率を示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１において、θ１は、レーザ発振する活
性層に対して水平方向の光強度分布であり、θ２は、上
記活性層に対して垂直方向の光強度分布である。表１に
よれば、混合比が、１：１０と１：２０の場合には、光
強度分布の変動が少ないことがわかる。つまり、混合比
が１：３の場合には、図４に示すように、樹脂量が多過
ぎて発光面の樹脂厚みにムラができ、光放射形状に変化
が生じる。また、混合比が１：３０の場合には、図５に
示すように、樹脂厚みが少な過ぎて発光面に凹凸生じ
て、レンズとして働き、光放射方向が樹脂により変化し
てしまう。このことから、混合比が１：１０から１：２
０の場合には、樹脂厚みが均一となり、発光面にムラが
できにくいことがわかる。また、混合比が１：１０から
１：２０の範囲に入らないものは、実用に供し得ないこ
とが実験により確認された。
性層に対して水平方向の光強度分布であり、θ２は、上
記活性層に対して垂直方向の光強度分布である。表１に
よれば、混合比が、１：１０と１：２０の場合には、光
強度分布の変動が少ないことがわかる。つまり、混合比
が１：３の場合には、図４に示すように、樹脂量が多過
ぎて発光面の樹脂厚みにムラができ、光放射形状に変化
が生じる。また、混合比が１：３０の場合には、図５に
示すように、樹脂厚みが少な過ぎて発光面に凹凸生じ
て、レンズとして働き、光放射方向が樹脂により変化し
てしまう。このことから、混合比が１：１０から１：２
０の場合には、樹脂厚みが均一となり、発光面にムラが
できにくいことがわかる。また、混合比が１：１０から
１：２０の範囲に入らないものは、実用に供し得ないこ
とが実験により確認された。
【００２１】一方、半導体レーザチップ１２を、樹脂の
応力が少ないシリコン系樹脂１５でモールドしたことか
ら、半導体レーザチップ１２へのストレスが少なくな
る。これにより、図６に示すように、温度Ｔｃ＝７０
℃、電力Ｐｏ＝５ｍＷの条件で、シリコン系樹脂１５で
モールドした半導体レーザチップ１２の高温通電試験で
は、図８に示したエポキシ樹脂でモールドしていない半
導体レーザチップの高温通電試験と差がない結果が得ら
れた。
応力が少ないシリコン系樹脂１５でモールドしたことか
ら、半導体レーザチップ１２へのストレスが少なくな
る。これにより、図６に示すように、温度Ｔｃ＝７０
℃、電力Ｐｏ＝５ｍＷの条件で、シリコン系樹脂１５で
モールドした半導体レーザチップ１２の高温通電試験で
は、図８に示したエポキシ樹脂でモールドしていない半
導体レーザチップの高温通電試験と差がない結果が得ら
れた。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の半導体レーザ装置は、半導体レーザチップを樹脂でモ
ールドしたものである。したがって、この樹脂モールド
により、気密シール性と生産性の両方が向上するように
なる。また、導体レーザチップを、樹脂の応力が少ないシ
リコン系樹脂でモールドしたから、半導体レーザチップ
へのストレスが少なくなり、樹脂モールドしていない半
導体レーザチップと差がない高温通電試験結果が得られ
るようになる。さらに、シリコン系樹脂とキシレン溶剤
との混合比を１：１０から１：２０に特定したから、光
強度分布の変動７が少なくなり、光放射方向が変化しに
くくなる。
の半導体レーザ装置は、半導体レーザチップを樹脂でモ
ールドしたものである。したがって、この樹脂モールド
により、気密シール性と生産性の両方が向上するように
なる。また、導体レーザチップを、樹脂の応力が少ないシ
リコン系樹脂でモールドしたから、半導体レーザチップ
へのストレスが少なくなり、樹脂モールドしていない半
導体レーザチップと差がない高温通電試験結果が得られ
るようになる。さらに、シリコン系樹脂とキシレン溶剤
との混合比を１：１０から１：２０に特定したから、光
強度分布の変動７が少なくなり、光放射方向が変化しに
くくなる。
【図１】 本発明の半導体レーザ装置の断面図
【図２】 樹脂モールド前の半導体レーザ装置の断面図
【図３】 樹脂モールド後の半導体レーザ装置の断面図
【図４】 樹脂量が多いモールド部分の断面図
【図５】 樹脂量が少ないモールド部分の断面図
【図６】 本発明の半導体レーザ装置の高温通電試験の
グラフ
グラフ
【図７】 従来の半導体レーザ装置の斜視図
【図８】 樹脂モールドしていない従来の半導体レーザ
装置の高温通電試験のグラフ
装置の高温通電試験のグラフ
【図９】 樹脂モールドした従来の半導体レーザ装置の
高温通電試験のグラフ
高温通電試験のグラフ
１０…ヒートシンク、１１…ステム、１２…半導体レー
ザチップ、１４…カンキャップ、１５…シリコン系樹
脂、１６…樹脂材。
ザチップ、１４…カンキャップ、１５…シリコン系樹
脂、１６…樹脂材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−48672（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−209785（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (1)
- 【請求項１】 ヒートシンクに半導体レーザチップをボ
ンディングし、この半導体レーザチップに、シリコン系
樹脂とキシレン溶剤とを１：１０から１：２０（重量
比）の割合で混合した樹脂材を塗布して、上記半導体レ
ーザチップを上記シリコン系樹脂でモールドしたことを
特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4678292A JP2832106B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4678292A JP2832106B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251823A JPH05251823A (ja) | 1993-09-28 |
| JP2832106B2 true JP2832106B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=12756903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4678292A Expired - Fee Related JP2832106B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2832106B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003204108A (ja) | 2002-01-10 | 2003-07-18 | Hitachi Ltd | 半導体レーザモジュール応用装置 |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP4678292A patent/JP2832106B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05251823A (ja) | 1993-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |