JPS6381995A - 光電子装置およびその製造方法 - Google Patents

光電子装置およびその製造方法

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JPS6381995A
JPS6381995A JP61225950A JP22595086A JPS6381995A JP S6381995 A JPS6381995 A JP S6381995A JP 61225950 A JP61225950 A JP 61225950A JP 22595086 A JP22595086 A JP 22595086A JP S6381995 A JPS6381995 A JP S6381995A
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JP
Japan
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cap
transparent body
light
glass
tablet
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Pending
Application number
JP61225950A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Hirashima
平嶋 賢治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6381995A publication Critical patent/JPS6381995A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

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  • Led Device Packages (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光電子装置およびその製造方法、特にパッケー
ジを構成するキャップの天井部分に設けられた光透過窓
に透明体材料であるタブレフトの溶融によって透明体を
形成する技術に関する。
〔従来の技術〕
光通信用光源あるいはディジタルオーディオディスク、
ビデオディスク、レーザプリンタ等の情報処理装置用光
源として、レーザダイオードや発光ダイオードが使用さ
れている。これらレーザダイオードや発光ダイオード等
の光素子から発光された光をパッケージの外部に放射す
る際、パッケージを構成するキャップの天井に設けられ
た光透過窓から光をパッケージの外部に放射する構造が
port  Vol、32  No、2)、昭和61年
4月18日発行、P55〜P62には、パッケージにフ
ラットレンズやマイクロレンズを取り付けたパッケージ
構造が示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
半導体レーザ装置や発光ダイオード装置は、前述のよう
にキャップの天井部に透明なガラス板を取り付けて光透
過窓を有する構造となっている。
ところで、前記ガラス板のキャップへの取付構造として
は、発光ダイオード装置用のキャップの場合は、フリッ
トガラス等で成形したガラスタブレットをキャップの天
井部に重ねた後加熱してガラスタブレットを溶かして透
明体を形成している。
また、半導体レーザ装置用キャップの場合は、平坦なカ
ラス板を切り出して、このガラス板を低融点ガラスを用
いてギャップに接続している。
しかし、このような光透過窓を有するキャップは、以下
に記すような点において問題があることが本発明者によ
ってあきらかにされた。
後者の半導体レーザ装置用のキャップでは、表裏面の平
坦度および平行度がよいガラスを用いて透明体を構成し
ているため、レーザ光の透過に支障を来さない利点があ
るが、ガラス板を低融点ガラスでキャップに固定してい
るため、機械的強度が低いとともに、ガラス故に衝撃に
よってその接続部が破損し易い。
また、前者の発光ダイオード装置用キャップの場合は、
ガラスタブレットの溶融によってガラスタブレットをガ
ラス体とするとともに、キャップに固定することから、
キャップと透明体との接着強度は、半導体レーザ装置用
キャップの場合に比較して強いが、ガラスタブレットの
溶融によるため、形成されたガラスからなる透明体は、
その表面にうねり等を有している。したがって、車に光
を透過させるだけの役割を果たせばよいだけの発光ダイ
オードの場合は、光の透過に支障はないが、レーザ光を
透過させようとした場合、光軸が乱れ、使用できない。
本発明の目的は光透過領域の透明体表面が所望の形状と
なっている光電子装置およびその製造方法を提供するこ
とにある。
本発明の他の目的はパッケージと透明体との接合強度が
高い光電子装置およびその製造方法を提供することにあ
る。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明にあっては、キャップの光透過窓形成領域にガラ
スタブレットを重ね、かつ熱を加えてガラスタフ゛レッ
トを?容融し、ガラスタフ゛レットを透明のガラス体と
するとともに、この透明体をキャップに気密的に固定す
る。また、透明体が柔らかい時点に、前記透明体を一対
の成形型で成形し、たとえば、透明体の中央の光透過領
域部分を平行平板とする。
〔作用〕
上記した手段によれば、キャップに設けられた透明体は
ガラスタブレットの溶融によってキャップに接着される
ため、その機械的強度は大きい。
また、このキャップの透明体は柔らかい状態のとき成形
され、透明体の表裏面はそれぞれうねり等のない平坦な
面となるとともに、表裏面は平行どなっていることから
、レーザ光を透過させた場合でも光軸は乱れない。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
第1図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置を示
す模式断面図、第2図および第3図は同じくキャップの
天井部に透明体を形成する方法を示す図であって、第2
図はキャップにガラスタブレットを重ね合わせた状態を
示す断面図、第3図は柔らかい透明体の中央部分を成形
する状態を示す断面図である。
光電子装置は、第1図に示されるように、それぞれアセ
ンブリの主体部品となる板状のステム1およびこのステ
ム1の主面側に気密固定された帽子形のキャップ2とか
らなっている。これらステム1およびキャップ2によっ
て光電子装置のパンケージが構成される。前記ステム1
は、周縁が薄い数mmの厚さの円形の金属板、たとえば
Fe−Ni−Co系の金属板によって形成されている。
このステム1には、3本のリード3が固定されている。
1本のリード3aはステム1の裏面に電気的および機械
的に固定されている。また、他の2本のリード3b、3
cはステム1を貫通し、かつガラスのような絶縁体4を
介してステム1に対し電気的に絶縁されて固定されてい
る。なお、リード3a、3b、3cは第6図に示すよう
な位置関係を実際には持つ。すなわち、第1図は発明を
説明しやすくするために模式的に書かれている。
一方、前記ステム1の主面中央部には、ヒートシンク5
が鑞材等で固定されている。このヒートシンク5および
ステム1は、熱伝導性の良好な金属で構成されている。
また、前記ヒートシンク5は、その先端側面にサブマウ
ント6を介して半導体レーザ素子(レーザダイオードチ
ップ)7が固定されている。前記サブマウント6は、熱
伝導度が高くかつ熱膨張係数αがStや化合物半導体に
近似した絶縁性の5iC(α:3.7X10−’/”C
)で構成されている。また、前記レーザダイオードチッ
プ7の上面の電極は、ワイヤ8によって前記リードに電
気的に接続されている。したがって、ステムの裏面に固
定されているり−ド3aとこのワイヤ8が接続されたリ
ード3b間に所定の電圧を印加すると、同図のようにレ
ーザダイオードチップ7の上下端からレーザ光9を発光
する。
他方、前記ステム1の主面にはレーザダイオードチップ
7の下端から発光されるレーザ光9を受光し、レーザ光
9の光出力をモニターする受光素子IOが固定されてい
る。この受光素子10はステム1の主面に設けられた傾
斜面11に図示しない接合材を介して固定されている。
この受光素子10の傾斜面11への固定によって、受光
素子10の受光面は傾斜するため、レーザダイオードチ
ップ7から発光されたレーザ光9の受光素子10の受光
面における反射光は、後述するキャップ2の光透過窓内
に入らなくなり、半導体レーザの遠視野像の乱れが生じ
なくなる。また、前記受光素子10の上部電極と残りの
り−ド3Cとは、図示するようにワイヤ12によって電
気的に接続されている。
さらに、前記ステム1の主面には、光透過窓13を有す
る金属製のキャップ2が気密的に固定され、レーザダイ
オードチップ7および受光素子10等を封止している。
前記光透過窓13には透明体14が気密的に嵌め込まれ
ている。前記透明体14はガラスによって形成されてい
る。また、この透明体14の中心部分のレーザ光9が透
過する光透過領域は、その表裏面がうねり等のない平坦
な面となっているとともに、表裏面は相互に平行な面と
なり、平行平板部15を構成している。したがって、レ
ーザダイオードチップ7の上端から出射したレーザ光9
は、前記平行平板部15を透過して、ステム1とキャッ
プ2とによって形成されたパッケージ外に放射されるが
、この際、レーザ光9が透過する平行平板部15は、そ
の表裏面が平坦でかつ相互に平行な面となっているため
、レーザ光9の光軸が乱れたり、あるいは遠視野像が乱
れたりするようなことはない。
つぎに、このような透明体14を嵌め込んだキャンプ2
の製造方法について説明する。
前記キャップ2の光透過窓13に気密的に嵌め込まれる
透明体14は、ガラスタブレットを溶融させることによ
って形成される。すなわち、第2図に示されるように、
キャンプ2は裏返しにされて開口部が上を向いた状態と
された後、キャップ2内に円板状態のガラスタブレット
16が挿入される。このガラスタブレット16は、ガラ
スフリットバインダー等の材料を混練した後、プレスに
よって円板状に押し固められることによって形成され、
キャップ2の内径よりもわずかに小さな直径となってい
る。
つぎに、前記ガラスタブレット16は加熱される。この
加熱によって、ガラスタブレット16は溶融する。キャ
ップ2は、裏返しの状態で図示しない平坦なテーブル上
に載置されていることから、キャップ2の光透過窓13
には、溶けたガラスが一杯に拡がり、溶融状態の透明体
14が形成される。溶融状態の透明体14の上下面はう
ねり等はあるとしても、比較的平な面となる。
つぎに、加熱が停止される。溶融状態の透明体14は硬
化を始める。この硬化によって、透明体14の周縁はキ
ャップ2の光透過窓13の縁に強固に接着する。また、
この接着は、透明体14の全周に亘るため、気密的に固
着される。
また、前記透明体14は完全に硬化しない柔らかい状態
のとき、第3図に示されるように、キャップ2の透明体
14は一対の成形型17.18によって、中心部分、す
なわち、レーデ光9が透過する光透過領域を成形する。
前記成形型17.18は、その先端はそれぞれ平坦な面
になっているとともに、相互に平行に対面していること
から、成形部分は、表裏面がそれぞれ平坦でかつ相互に
平行となる平行平板部15が形成できることになる。
このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。
(1)本発明の半導体レーザ装置は、その製造において
、ガラスタブレットを?容融することによって透明体を
形成するとともに、透明体をキャップに気密的に溶着す
るため、接合部の機械的強度が高くなるという効果が得
られる。
(2)上記(1)により、本発明の半導体レーザ装置は
、その製造において、透明体をガラスタブレットの溶融
によって形成するとともに、透明体が柔らかい状態の際
、成形型で透明体の中央の光透過領域を平行平板構造と
しているため、レーザ光が透過しても光軸が乱れたり、
あるいは遠視野像が乱れたすせず、透過光に支障を来さ
ないという効果が得られる。
(3)上記(1)および(2)により、本発明によれば
、光透過窓の信顛度が高い半導体レーザ装置を再現性よ
く提供することができるという相乗効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、第4図に示さ
れるように、透明体14の中央の光透過部分をレンズ1
9構造としてもよい。また、第5図に示されるように、
光透過窓13の平行平板部15を傾斜構造として、レー
ザ光9の戻り光20の一部を透明体14の外表面で反射
させノイズの低減を達成するようにしてもよい。このよ
うに、本発明によれば、成形形状を変えるだけで透明体
14の中央部分に所望の断面構造を形成できる。なお、
第4図、第5図のり一部3a、3b、3eも第1図のご
とく説明を簡単化するために模式的に書かれているが、
実際は第6図に示すようになっている。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるレーザダイオードチ
ップを組み込んだ半導体レーザ装置に適用した場合につ
いて説明したが、それに限定されるものではない。すな
わち、発光ダイオード装置等の他の光電子装置にも同様
に適用できる。
少なくとも本発明は光素子を組み込んだ構造の光電子装
置には適用できる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明の・うち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
本発明の光電子装置にあっては、キャップの光透過窓形
成領域にガラスタブレットを重ね、かつ熱を加えてガラ
スタブレットを溶融し、ガラスタブレットを透明のガラ
ス体とするとともに、この透明体をキャップに気密的に
固定することから、接合部分の機械的強度は大きい。ま
た、透明体が柔らかい時点に、前記透明体を一対の成形
型で成形し、たとえば、透明体の中央の光透過領域部分
を平行平板とすることから、透明体の表裏面はそれぞれ
うねり等のない平坦な面となるとともに、表裏面は平行
となっていることから、レーザ光を透過させた場合でも
光軸は乱れない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置を示
す断面図、 第2図は同じくキャップに透明体を製造する方法におい
てキャップにガラスタブレットを重ね合わせた状態を示
す断面図、 第3図は同じく柔らかい透明体の中央部分を成形する状
態を示す断面図、 第4図は本発明の他の実施例による半導体レーザ装置の
断面図、 第5図は本発明の他の実施例による発光ダイオード装置
を示す断面図、 第6図は本発明のより実際的なリード配置を示す上面図
である。 1・・・ステム、2・・・キャップ、3a、3b、3c
・・・リード、4・・・絶縁体、5・・・ヒートシンク
、6・・・サブマウント、7・・・レーザダイオードチ
ップ、8・・・ワイヤ、9・・・レーザ光、10・・・
受光素子、11・・・傾斜面、12・・・ワイヤ、13
・・・光透過窓、14・・・透明体、15・・・平行平
板部、16・・・ガラスタブレット、17.18・・・
成形型、19・・・レンズ、20・・・戻り光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、パッケージ内に光素子を有するとともに、パッケー
    ジの一部に透明体を嵌め込んだ光通過窓を有する光電子
    装置であって、前記透明体は部分的に成形されて光透過
    領域が所望形状となっていることを特徴とする光電子装
    置。 2、前記透明体の光透過領域の表裏面部分は相互に平行
    となる平坦面になっていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の光電子装置。 3、前記透明体の光透過領域はレンズ構造となっている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光電子装
    置。 4、パッケージの光透過窓形成部に透明体を設ける光電
    子装置の製造方法であって、前記パッケージの光透過窓
    形成部の縁に透明体材料であるタブレット周縁が重なる
    ようにタブレットをパッケージに取り付ける工程と、前
    記タブレットを溶融させて透明体をパッケージに固定す
    る工程と、前記透明体が柔らかい状態の際少なくとも透
    明体の光透過領域を成形型で所望の形状に成形する工程
    と、を有することを特徴とする光電子装置の製造方法。
JP61225950A 1986-09-26 1986-09-26 光電子装置およびその製造方法 Pending JPS6381995A (ja)

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