JP2004356359A

JP2004356359A - 半導体レーザ装置およびその製造方法

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Publication number: JP2004356359A
Application number: JP2003151941A
Authority: JP
Inventors: Akira Tsuji; 亮辻
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16
Also published as: CN1323470C; US7170102B2; US20070096138A1; US20040240499A1; US7399997B2; CN1574517A

Abstract

【課題】小型化を図るとともに、その位置精度を高く保つことが可能な半導体レーザ装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体レーザ装置１は、台座部材としてのステム３とキャップ部材２とを備える。ステム３は、基準面７を有する本体部４と、本体部４の基準面上に位置し、レーザ素子１０を搭載する素子搭載部としての放熱台５とを含む。キャップ部材２は、放熱台５を覆うように、ステム３の基準面７上に設置される。キャップ部材２において放熱台５と対向する側壁には穴１６ｂが形成されている。キャップ部材２の側壁の内周側において穴１６ｂと隣接する部分が放熱台５の外周面２７と固着することにより、キャップ部材２とステム３とは固定されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体レーザ装置およびその製造方法に関し、より特定的には、小型化が可能であって高い信頼性を有する半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスクドライブ装置などに用いられる半導体レーザ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１では、レーザ素子が設置された台座部材に、レーザ素子を覆うようにキャップ部材が接続固定されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１４２８１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した光ディスクドライブ装置はその小型化が求められており、これに伴って半導体レーザ装置についても、そのサイズの小型化が求められる。
【０００６】
一方、光ディスクドライブ装置に半導体レーザ装置を組込む際には、半導体レーザ装置の位置を精度良く決定する必要がある。このとき、キャップ部材が接続された台座部材の面においてキャップ部材より外側に位置する部分を基準面として用いて、半導体レーザ装置の位置合せを行なう。ここで、半導体レーザ装置の小型化に伴って、上記基準面として用いる部分の面積も小さくなってきている。このため、光ディスクドライブ装置への半導体レーザ装置の組込み作業において、半導体レーザ装置の位置精度を高く保つことが困難になってきている。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、小型化を図るとともに、その位置精度を高く保つことが可能な半導体レーザ装置およびその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った半導体レーザ装置は、台座部材とキャップ部材とを備える。台座部材は、基準面を有する本体部と、本体部の基準面上に位置し、レーザ素子を搭載する素子搭載部とを含む。キャップ部材は、素子搭載部を覆うように、台座部材の基準面上に設置される。キャップ部材において素子搭載部と対向する側壁には穴が形成されている。キャップ部材の側壁の内周側において穴と隣接する部分が素子搭載部の外周面と固着することにより、キャップ部材と台座部材とは固定されている。
【０００９】
この場合、キャップ部材の側壁において穴が開いた部分と台座部材の素子搭載部の外周面とを固着させることにより、キャップ部材を台座部材に固定することができる。そのため、台座部材の基準面と、この基準面に接触するキャップ部材の端面との間を接続固定する必要が無いので、キャップ部材の端面において接続固定のためのプロジェクション部（つば部）を形成する必要がない。このため、半導体レーザ装置の小型化を図る場合に、キャップ部材の端面より外側に位置する台座部材の基準面の面積を十分確保することが可能になる。この結果、半導体レーザ装置のサイズを小さくした場合に、台座部材の基準面においてキャップ部材の端面より外側の領域を利用して半導体レーザ装置の位置合わせを行なうことができる。
【００１０】
上記半導体レーザ装置において、キャップ部材の側壁には穴が２つ以上（複数）形成されていてもよい。２つ以上の穴は、キャップ部材を台座部材に取付ける際の取付け方向に沿ったキャップ部材の中心軸から見て、互いに対称な位置にそれぞれ形成されていてもよい。
【００１１】
この場合、キャップ部材の側壁に形成された複数の穴のうちの一つと台座部材の素子搭載部の外周面との位置合せを容易に行なうことができる。
【００１２】
また、台座部材の素子搭載部の外周面の両端部と、台座部材の基準面の中心との成す角度が１８０°である場合、素子搭載部を覆うようにキャップ部材を配置すれば、かならず複数の穴のうちの１つが素子搭載部の外周面と対向する位置に配置されることになる。このため、キャップ部材の中心軸に対するキャップ部材の回転角度をあまり気にすることなく、キャップ部材と台座部材の素子搭載部との間の接続を行うことができる。
【００１３】
上記半導体レーザ装置において、キャップ部材の外形は円筒形状であってもよい。キャップ部材の延びる方向に沿った中心軸（またはキャップ部材を台座部材に取付ける際の取付け方向に沿ったキャップ部材の中心軸）の方向が台座部材の本体部の基準面に実質的に垂直な方向とほぼ平行になるように、キャップ部材は台座部材の基準面上に設置されていてもよい。
【００１４】
この場合、円筒形状のキャップ部材をその中心軸に沿って回転させることにより、キャップ部材の側壁の穴を台座部材の素子搭載部の外周面に面する位置に容易に配置することができる。
【００１５】
上記半導体レーザ装置において、キャップ部材の側壁に形成された穴の数をｎとした場合、キャップ部材の側壁と対向する素子搭載部の外周面において、基準面に沿った方向における両端部が本体部の基準面の中心に対して形成する開き角度は３６０°／ｎ以上となっていてもよい。
【００１６】
この場合、素子搭載部を覆うようにキャップ部材を配置したときに、ｎ個の穴のうちの少なくとも１つが、いつも素子搭載部の外周面と対向することになる。このため、中心軸を中心としたキャップ部材の回転方向をあまり気にすることなく、キャップ部材を台座部材に取付けることができる。
【００１７】
また、穴のうちのどれか１つが必ず素子搭載部の外周面と対向する位置（外周面に面する位置）に配置されることになるので、素子搭載部の外周面とキャップ部材の穴が形成された部分の近傍の壁面との間を容易に接続固定できる（たとえば、レーザ溶接による接続固定を容易に行なうことができる）。
【００１８】
上記半導体レーザ装置において、キャップ部材の側壁に形成された穴の数ｎは２であってもよく、素子搭載部の開き角度が実質的に１８０°となっていてもよい。
【００１９】
この場合、キャップ部材に形成する穴の数が少ないことからキャップ部材の作成が容易であるとともに、キャップ部材を素子搭載部に被せた場合に素子搭載部の外周面にかならずキャップ部材の穴を対向させることができる。
【００２０】
上記半導体レーザ装置において、キャップ部材の側壁に形成された穴の数ｎは６であってもよく、素子搭載部の開き角度が実質的に６０°となっていてもよい。また、素子搭載部の開き角度は６０゜以上であってもよい。
【００２１】
このように、素子搭載部の開き角度を６０゜程度にすれば、素子搭載部に搭載されたレーザ素子の横に、台座部材の構造物（たとえばレーザ素子と電気的に接続されるリードピンなどの導電体）を容易に配置することができる。また、キャップ部材に形成される６個の穴は、キャップ部材の中心軸から見て互いに対称な位置に形成されていることが好ましい。この場合、キャップ部材を素子搭載部に被せたときに、素子搭載部の外周面と対向する位置にキャップ部材の穴を確実に配置できる。そのため、穴の部分においてキャップ部材と素子搭載部とをレーザ溶接などを用いて容易に接続固定できる。
【００２２】
上記半導体レーザ装置において、キャップ部材と台座部材とは、キャップ部材の側壁の内周側において穴と隣接する部分が素子搭載部の外周面とレーザ溶接により固着されることにより固定されていてもよい。
【００２３】
この場合、キャップ部材の側壁と素子搭載部の外周面とが面接触しているような状態であっても、キャップ部材の穴の部分にレーザ光を照射することで、当該部分においてキャップ部材と素子搭載部とを容易に溶接固定できる。
【００２４】
上記半導体レーザ装置において、基準面に対向するキャップ部材の端部と本体部の基準面との接合部が抵抗溶接により固着されていてもよい。
【００２５】
この場合、キャップ部材と台座部材とをより確実に接続固定できる。
この発明に従った半導体レーザ装置の製造方法は、台座部材を準備する工程、キャップ部材を準備する工程、キャップ部材と素子搭載部との接触部をレーザ溶接する工程を備える。台座部材を準備する工程では、基準面を有する本体部と、本体部の基準面上に位置し、レーザ素子を搭載した素子搭載部とを含む台座部材を準備する。キャップ部材を準備する工程では、素子搭載部を覆うことが可能であって、素子搭載部の外周面と対向する側壁には穴が形成されているキャップ部材を準備する。接触部を溶接する工程では、台座部材の基準面上において素子搭載部を覆うとともに、穴が形成された側壁の内周面が素子搭載部の外周面と接触するようにキャップ部材を設置した状態で、穴からキャップ部材と素子搭載部との接触部にレーザ光を照射することにより接触部をレーザ溶接する。
【００２６】
このようにすれば、本発明による半導体レーザ装置を容易に製造できる。
この発明に従った半導体レーザ装置の製造方法は、基準面を有する本体部と、本体部の基準面上に位置し、レーザ素子を搭載する素子搭載部とを含む台座部材と、素子搭載部を覆うように、台座部材の基準面上に設置されるキャップ部材とを備え、キャップ部材において素子搭載部と対向する側壁には穴が形成され、キャップ部材の側壁の内周側において穴と隣接する部分が素子搭載部の外周面と固着することにより、キャップ部材と台座部材とは固定されている、半導体レーザ装置の製造方法であって、キャップ部材となるべき材料を準備する工程と、材料に穴を形成する工程と、穴の形成された材料をプレス加工することにより、キャップ部材を成形する工程とを備える。
【００２７】
この場合、半導体レーザ装置を構成するキャップ部材を容易に得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明による半導体レーザ装置の実施の形態１を示す斜視模式図である。図２は、図１に示した半導体レーザ装置の分解模式図である。図１および図２を参照して、本発明による半導体レーザ装置の実施の形態１を説明する。
【００３０】
図１および図２に示すように、半導体レーザ装置１は、台座部材としてのステム３と、ステム３の基準面７に取付けられた放熱台５に設置されたレーザ素子１０と、素子搭載部としての放熱台５およびレーザ素子１０を囲むように配置されたキャップ部材２とを備える。ステム３は基準面７を有する本体部４と放熱台５とを含む。ステム３の本体部４には、３本のリード６が設置されている。具体的には、本体部４では、基準面７側からこの基準面７と反対側に位置する裏面側にまで２本のリード６が貫通するように配置されている。また、もう１本のリードが本体部４の裏面側に設置されている。このもう１本のリード６は本体部４の基準面７と電気的に接続されている。ステム３の本体部４の側壁面には、位置決め用溝１１ａ〜１１ｃが形成されている。基準面７の平面形状は円形状である。
【００３１】
本体部４の基準面７上に設置された放熱台５は、その開き角θが１８０°である。すなわち、放熱台５においてレーザ素子１０が搭載される素子設置面１８はほぼ平坦な平面状であり、キャップ部材２側から見た場合の放熱台５の形状は半円形状となっている。放熱台５の素子設置面１８に搭載されたレーザ素子１０は、接続線９によりリード端部８と電気的に接続されている。接続線９の材料としてはたとえば金などの導電体を用いることができる。
【００３２】
ステム基準面７の外径Ｄはたとえば３．３ｍｍである。また、ステム３の基準面７上にキャップ部材２を配置した場合のキャップ部材の端部位置１４と位置決め用溝１１ｃの溝の底部との間の距離Ｗ１はたとえば０．１ｍｍである。なお、このようにキャップ部材２を基準面７上に搭載した場合にキャップ部材２の端部と位置決め用溝１１ｃとの間の距離（つまり、キャップ部材の端部位置１４と位置決め用溝１１ｃの底部との間の距離Ｗ１）については、ある程度の大きさが必要である。これは、半導体レーザ装置１を光ディスク用ピックアップ装置などに組み込む際に、この基準面７がレーザ装置を取付ける際の取付け位置の基準面となるからである。
【００３３】
また、上記のような部分（キャップ部材の端部位置１４と位置決め用溝１１ｃの底部との間に位置する基準面７の外縁部）は半導体レーザ装置１の回転位置を調整する際にも必要となる。このため、上記距離Ｗ１は０．３ｍｍ程度とすることがより好ましい。この場合、この距離Ｗ１の値は、ステム３の基準面７の直径Ｄが５．６ｍｍ程度である半導体レーザ装置における距離Ｗ１の値と同程度の大きさとなる。このため、直径Ｄが比較的小さい半導体レーザ装置において、半導体レーザ装置の取付け位置の基準面として用いる領域（上記外縁部）の面積を大きくすることができるので、半導体レーザ装置１を光ディスク用ピックアップに組み込む際、半導体レーザ装置１の回転位置調整を、直径Ｄが５．６ｍｍ程度である従来の半導体レーザ装置の場合と同様に簡単に行なうことができる。
【００３４】
また、キャップ部材２をステム３に取付ける場合、ステム３の外周とキャップ部材２の端部における位置決め用溝１１ｃの底部との間の距離（余地）Ｗ１が約０．３ｍｍ程度あれば、従来の直径Ｄが５．６ｍｍ程度の半導体レーザ装置と同様の位置精度で、ステム３とキャップ部材２とを接合することができる。このため、キャップ部材２やステム３などの寸法のばらつきを考慮しても、容易にステム３とキャップ部材２とを接合することができる。
【００３５】
なお、キャップ部材２には、その底面にレーザ光出射用穴１５が形成されている。また、キャップ部材２においては、その側壁に穴１６ａ、１６ｂが形成されている。穴１６ａ、１６ｂは、キャップ部材２の中心軸（円筒軸）を中心としてほぼ対称な位置に形成されている。
【００３６】
上述した本発明に従った半導体レーザ装置の特徴的な構成を要約すれば、半導体レーザ装置１は、台座部材としてのステム３とキャップ部材２とを備える。ステム３は、基準面７を有する本体部４と、本体部４の基準面上に位置し、レーザ素子１０を搭載する素子搭載部としての放熱台５とを含む。キャップ部材２は、放熱台５を覆うように、ステム３の基準面７上に設置される。キャップ部材２において放熱台５と対向する側壁には穴１６ｂが形成されている。キャップ部材２の側壁の内周側において穴１６ｂと隣接する部分が放熱台５の外周面２７と固着することにより、キャップ部材２とステム３とは固定されている。
【００３７】
このようにすれば、キャップ部材２の側壁において穴１６ｂに隣接する部分とステム３の放熱台５の外周面２７とを固着させることにより、キャップ部材２をステム３に固定することができる。そのため、ステム３の基準面７と、この基準面７に接触するキャップ部材２の端面との間を抵抗溶接などにより接続固定する必要が無いので、キャップ部材２の端面において接続固定のためのプロジェクション部（つば部）を形成する必要がない。このため、半導体レーザ装置１の小型化を図る場合に、キャップ部材２の端面より外側に位置するステム３の基準面７の面積を十分確保することが可能になる。この結果、半導体レーザ装置１のサイズを小さくした場合に、ステム３の基準面７においてキャップ部材２の端面より外側の領域を利用して半導体レーザ装置１の位置合わせを行なうことができる。
【００３８】
また、上記半導体レーザ装置１において、キャップ部材の側壁には２つの穴１６ａ、１６ｂが形成されているが、この穴は２つ以上形成されていてもよい。２つ以上の穴は、キャップ部材２をステム３に取付ける際の取付け方向（図２の矢印２６に示す方向）に沿ったキャップ部材２の中心軸（円筒軸）から見て、互いに対称な位置にそれぞれ形成されていてもよい。
【００３９】
この場合、キャップ部材２の側壁に形成された穴の内の一つとステム３の放熱台５の外周面２７との位置合せを容易に行なうことができる。
【００４０】
また、図２に示すように、ステム３の放熱台５の外周面２７における両方の端部２８と、ステム３の基準面７の中心との成す角度（開き角度θ）が１８０°である場合、放熱台５を覆うようにキャップ部材２を配置すれば、かならず複数の穴のうちの１つ（図２においては２つの穴１６ａ、１６ｂのうちの１つである穴１６ｂ）が放熱台５の外周面２７と対向する位置に配置されることになる。このため、キャップ部材２の中心軸に対するキャップ部材２の回転角度をあまり気にすることなく、キャップ部材２とステム３の放熱台５との間の接続を行うことができる。
【００４１】
また、キャップ部材２の側壁に穴１６ａ、１６ｂを形成しているので、キャップ部材２上に接着剤などで光学素子を取付けることにより、レーザ光出射用穴１５を塞いだ状態となっても、上記接着剤を通してキャップ部材２の内部に侵入した水蒸気などを、この穴１６ａ、１６ｂのいずれか（放熱台５の外周面２７により塞がれていない穴）からキャップ部材２の外部へと排出することができる。このため、上述した水蒸気がキャップ部材２の内部で結露することにより、光学素子の透過率が低下するといった可能性を低減できる。また、結露によってレーザ素子１０において通電中にショートが発生するといった可能性も低減することができる。
【００４２】
なお、キャップ部材２の側壁に形成する穴１６ａ、１６ｂの数は、１つでもよい。但し、この場合その穴の位置が放熱台５の外周面２７と対向する領域に位置すると、キャップ部材２の側壁の内周面と放熱台５の外周面２７とが接触している場合に、放熱台５の外周面によってキャップ部材２の側壁面の穴が塞がれてしまう。このような場合には、キャップ部材２の内側に侵入した水蒸気をその穴からキャップ部材２の外部に放出することが困難になる。
【００４３】
そのため、穴が１つしか形成されていない場合には、その穴が放熱台５によって完全に塞がれてしまわないようにすることが好ましい（たとえば、穴の大きさをある程度大きくして、放熱台５の外周面２７の端部においてキャップ部材２の穴の一部のみが放熱台５の外周面２７と重なるようにするといった対応を行なってもよい）。しかし、この場合、キャップ部材２の回転方向性が発生してしまうことになる。
【００４４】
そこで、図１および図２に示すように、キャップ部材２の中心軸（円筒軸）に対してほぼ対称な位置に２つの穴１６ａ、１６ｂ、あるいは３つ以上の穴（複数の穴）を形成することが好ましい。このようにすれば、１個の穴（たとえば穴１６ｂ）が放熱台５の外周面２７に塞がれた場合（たとえば、後述するようにレーザ溶接などによってこの穴１６ｂの近傍のキャップ部材２の側壁部分が放熱台５の外周面２７と接着固定されたような場合）であっても、もう一方の穴（たとえば穴１６ａ）は放熱台５によって塞がれることはない。このため、この穴１６ａからキャップ部材２の内部の水蒸気などをキャップ部材２の外部へと容易に放出することができる。つまり、キャップ部材２の内部に侵入した水蒸気などのガスをキャップ部材２の外部に放出する効果を小さくすることなく、かつキャップ部材の方向性を考慮することなく、ステム３へキャップ部材２を接着固定する作業を容易に行なうことができる。
【００４５】
また、上記半導体レーザ装置１において、キャップ部材２とステム３とは、キャップ部材２の側壁の内周側において穴１６ｂと隣接する部分が放熱台５の外周面２７とレーザ溶接により固着されることにより固定されていてもよい。この場合、キャップ部材２の側壁と放熱台５の外周面２７とが面接触しているような状態であっても、キャップ部材２の穴１６ｂの内壁部分と放熱台５の外周面２７との境界部に、穴１６ｂを介してレーザ光を照射することで、当該境界部においてキャップ部材２と放熱台５とを容易に溶接固定できる。
【００４６】
次に、図３〜図９を参照して、図１および図２に示した半導体レーザ装置の製造方法を説明する。
【００４７】
図３は、図１に示した半導体レーザ装置の製造方法を説明するためのフローチャートを示す図である。図４は、図３に示したキャップ部材準備工程を説明するためのフローチャートを示す図である。図５は、図４に示した材料準備工程を説明するための模式図である。図６は、図４に示した穴を形成する工程を説明するための模式図である。図７は、図４に示したプレス工程を説明するための模式図である。図８は、図３に示したキャップ部材準備工程によって得られるキャップ部材を示す斜視模式図である。図９は、図３に示したレーザ溶接工程を説明するための模式図である。
【００４８】
図３に示すように、図１に示した半導体レーザ装置の製造方法は、キャップ部材準備工程（Ｓ１００）と、半導体レーザ素子を搭載したステムを準備する工程（Ｓ２００）と、レーザ溶接工程（Ｓ３００）とを備える。このキャップ部材準備工程（Ｓ１００）においては、具体的には、図４に示すように、まず材料準備工程（Ｓ１１０）が実施される。
【００４９】
この材料準備工程（Ｓ１１０）においては、図５に示すようにキャップ部材２（図１参照）となるべき材料２０が準備される。材料２０は、形成されるべきキャップ部材２の形状に合わせてその外形が成形されている。ここでは、材料２０は平面形状が円盤状である板状の材料である。
【００５０】
次に、キャップ部材準備工程（Ｓ１００）（図３参照）においては、図４に示すように、穴を形成する工程（Ｓ１２０）が実施される。この穴を形成する工程（Ｓ１２０）においては、図６に示すように、キャップ部材２（図２参照）のレーザ光出射用穴１５およびキャップ部材２の側壁に形成された状態となるべき穴１６ａ、１６ｂが材料２０に形成される。これらの穴１５、１６ａ、１６ｂを形成する方法としては、たとえばダイとポンチとを用いて材料２０から穴１５、１６ａ、１６ｂが形成されるべき部分の材料を打ち抜いて除去するといった方法を用いることができる。
【００５１】
次に、キャップ部材準備工程（Ｓ１００）（図３参照）においては、プレス工程（Ｓ１３０）が実施される。このプレス工程（Ｓ１３０）においては、図７に示すように、平面形状が円形状の凹部２３が形成されたダイ２１と、この凹部２３の内部に挿入可能なサイズのポンチ２２との間に図６に示した材料２０が配置される。そして、矢印２４に示す方向にポンチ２２をダイ２１へと相対的に移動させることにより、材料２０をダイ２１の凹部２３に沿った形状に（すなわちカップ状に）塑性変形させる。その後、ポンチ２２を矢印２４に示した方向と逆方向に、ダイ２１から相対的に離れるように移動させることにより、凹部２３の内部からポンチ２２を取出す。このような工程を実施することにより、図８に示すようなキャップ部材２を得ることができる。このようにして、キャップ部材準備工程（Ｓ１００）（図３参照）が実施される。なお、プレス工程（Ｓ１３０）の後に、キャップ部材２においてステム３と接触する端部の平坦性を確保するため、当該端部を加工する加工工程を実施してもよい。この加工工程としては、たとえば切削加工などを行なってもよい。
【００５２】
次に、図３に示した半導体レーザ素子を搭載したステムを準備する工程（Ｓ２００）を実施する。この工程では、別途用意したステム３（図２参照）の放熱台５（図２参照）における素子設置面１８の所定位置に、レーザ素子１０（図２参照）を接続固定すると共に、レーザ素子１０の電極とリード端部８（図２参照）などとを導電線からなる接続線９により電気的に接続する。
【００５３】
次に、図３に示したレーザ溶接工程（Ｓ３００）が実施される。具体的には、レーザ素子１０を搭載し所定の接続線９の配置などが終了したステム３の基準面７上にキャップ部材２を被せる工程を実施する。このとき、キャップ部材２はステム３の放熱台５を覆うとともに、キャップ部材２の側壁の２つの穴１６ａ、１６ｂのうちにいずれか１つ（具体的には穴１６ｂ）が放熱台５の外周側壁と重なるように、キャップ部材２は配置される。そして、穴１６ｂが放熱台５の外周面と重なる位置に配置された状態で、矢印２５に示すようにレーザ光を穴１６ｂに照射する。このようにして、穴１６ｂの内壁（つまり穴１６ｂに隣接するキャップ部材２の側壁）および穴１６ｂと対向する放熱台５の外周面の部分をレーザ光で溶融した後凝固させることにより、放熱台５の外周面の一部とキャップ部材２の側壁の一部とをレーザ溶接する。この結果、キャップ部材２とステム３とが接続固定される。
【００５４】
このようにすれば、従来のように抵抗溶接を用いてキャップ部材２とステム３とを接続する必要がないので、キャップ部材２とステム３の基準面７との接続部において、キャップ部材２にプロジェクション部（フランジ部）を形成する必要がない。そのため、キャップ部材２の端部とステムの基準面７（図２参照）の外周端における位置決め用溝１１ｃ（図２参照）の底部との間の距離Ｗ１（図２参照）を大きくすることができる。
【００５５】
このようにして、図１に示した半導体レーザ装置を得ることができる。
上述した半導体レーザ装置の製造方法の特徴的な構成を要約すれば、この発明に従った半導体レーザ装置の製造方法は、図３に示すように、台座部材を準備する工程としての半導体レーザ素子を搭載したステムを準備する工程（Ｓ２００）、キャップ部材を準備する工程（Ｓ１００）、キャップ部材と素子搭載部との接触部をレーザ溶接する工程としてのレーザ溶接工程（Ｓ３００）を備える。ステムを準備する工程（Ｓ２００）では、基準面７を有する本体部４と、本体部４の基準面７上に位置し、レーザ素子１０を搭載した素子搭載部としての放熱台５とを含む台座部材としてのステム３を準備する。
【００５６】
キャップ部材を準備する工程（Ｓ１００）では、放熱台５を覆うことが可能であって、放熱台５の外周面２７と対向する側壁には穴１６ａ、１６ｂが形成されているキャップ部材２を準備する。接触部を溶接する工程としてのレーザ溶接工程（Ｓ３００）では、図９に示すようにステム３の基準面７上において放熱台５を覆うとともに、穴１６ａ、１６ｂが形成された側壁の内周面が放熱台５の外周面２７と接触するようにキャップ部材２を設置する。この状態で、穴１６ｂからキャップ部材２と放熱台５との接触部（境界部）にレーザ光を照射することにより当該接触部をレーザ溶接する。このようにすれば、本発明による半導体レーザ装置１を容易に製造できる。
【００５７】
また、この発明に従った半導体レーザ装置の製造方法は、図１〜図２に示したような半導体レーザ装置１（すなわち、基準面７を有する本体部４と、本体部４の基準面７上に位置し、レーザ素子１０を搭載する素子搭載部としての放熱台５とを含む台座部材としてのステム３と、放熱台５を覆うように、ステム３の基準面７上に設置されるキャップ部材２とを備え、キャップ部材２において放熱台５と対向する側壁には穴１６ｂが形成され、キャップ部材２の側壁の内周側において穴１６ｂと隣接する部分が放熱台５の外周面２７と固着することにより、キャップ部材２とステム３とは固定されている、半導体レーザ装置１）の製造方法であって、図４に示すようにキャップ部材となるべき材料を準備する工程としての材料準備工程（Ｓ１１０）と、材料に穴を形成する工程（Ｓ１２０）と、図７に示すように穴１６ａ、１６ｂの形成された材料２０をプレス加工することにより、キャップ部材２を成形する工程としてのプレス工程（Ｓ１３０）とを備える。この場合、半導体レーザ装置１を構成するキャップ部材２を容易に得ることができる。
【００５８】
図１０は、図１および図２に示した半導体レーザ装置の変形例を示す分解模式図である。図１０を参照して、図１および図２に示した半導体レーザ装置の実施の形態１の変形例を説明する。
【００５９】
図１０に示した半導体レーザ装置は、基本的には図１および図２に示した半導体レーザ装置と同様の構造を備えるが、キャップ部材２の端部（ステム３の基準面７と当接する部分）の構造が異なる。すなわち、キャップ部材２の端部にはプロジェクション部１２が形成されている。キャップ部材２のプロジェクション部１２とステム３の基準面７とはたとえば抵抗溶接により接続固定されている。
【００６０】
つまり、上述した本発明による半導体レーザ装置１の特徴的な構成を要約すれば、半導体レーザ装置１は、図１および図２に示した半導体レーザ装置の構成に加えて、基準面７に対向するキャップ部材２の端部を構成するプロジェクション部１２と本体部４の基準面７との接合部（キャップ溶接部１３）が抵抗溶接により固着されている。
【００６１】
この場合、穴１６ｂが形成された部分（キャップ部材２の側壁の一部）と放熱台５の外周面とをレーザ溶接により接続固定するのに加えて、抵抗溶接によりキャップ部材２とステム３とを接続固定できるので、キャップ部材２とステム３とをより強固に接続することができる。なお、上述したレーザ溶接と抵抗溶接とのいずれか一方のみによりキャップ部材２とステム３とを接続固定してもよい。
【００６２】
（実施の形態２）
図１１は、本発明による半導体レーザ装置の実施の形態２を示す斜視模式図である。図１２は、図１１に示した半導体レーザ装置の分解模式図である。図１３は、図１２に示した放熱台の形状を説明するための模式図である。図１１〜図１３を参照して、本発明による半導体レーザ装置の実施の形態２を説明する。
【００６３】
図１１〜図１３に示すように、半導体レーザ装置１は、基本的には図１および図２に示した半導体レーザ装置と同様の構造を備えるが、キャップ部材２の側壁に形成された穴１６ａ〜１６ｆの数および放熱台５（図１２参照）の形状が異なる。図１１〜図１３に示した半導体レーザ装置では、キャップ部材２に図１２に示すように６個の穴１６ａ〜１６ｆが形成されている。これらの穴１６ａ〜１６ｆはキャップ部材２の中心軸３５（円筒軸）に対して対称な位置に形成されている。また、放熱台５の開き角θは６０°である。ここで、放熱台５の開き角θは、図１３に示すように、放熱台５の２つの側壁１９に沿って延びる線分を考え、その線分が交差する点（仮想点３１）を考えた場合、この仮想点３１を中心とした側壁１９の間の角度（２つの線分が交差する角度）をいう。なお、仮想点３１は、ステム３の基準面７における中心点であることが好ましい。また、仮想点３１は、放熱台５の外周面２７により構成される円弧を含む円の中心点であってもよい。
【００６４】
そして、キャップ部材２の穴１６ａ〜１６ｆのうちの１つが形成されたキャップ部材２の側壁部分（たとえばキャップ部材２の側壁において穴１６ａに隣接する部分）と、放熱台５の外周面２７とが接触した部分において、キャップ部材２の側壁の一部をレーザ溶接によって放熱台５の外周面に溶着することにより、キャップ部材２とステム３とは接続固定されている。
【００６５】
ここで、放熱台５の開き角θが６０°である場合に、キャップ部材２の側壁面の穴１６ａ〜１６ｆは、キャップ部材２の中心軸３５（円筒軸）に対して対称な位置にそれぞれ形成されている。このため、穴１６ａ〜１６ｆのうちの最低でも１つの穴は必ず放熱台５の外周面２７と重なる位置に配置されることになる。このため、キャップ部材２の回転方向性（穴１６ａ〜１６ｆの位置）を考慮せずに、ステム３に対してキャップ部材２を固定する工程（具体的には、図３に示したレーザ溶接工程（Ｓ３００））を実施できる。
【００６６】
また、図１および図２に示した半導体レーザ装置と同様に、キャップ部材２をステム３に接続固定する場合に抵抗溶接を実施する必要がないので、キャップ部材２の端部にプロジェクション部などを形成する必要はない。したがって、キャップ部材２をステム３の基準面７に取付けた場合のキャップ部材２の端部と位置決め用溝１１ｃの底部との間の距離Ｗ２を０．３ｍｍ程度と比較的大きくできる（キャップ部材２の端部より外側に位置するステム３の基準面７の部分の面積を比較的大きくできる）。
【００６７】
この距離Ｗ２を約０．３ｍｍ程度とした場合、この距離Ｗ２の値は従来のステム３の直径Ｄが５．６ｍｍである半導体レーザ装置における距離Ｗ２の値と同程度の大きさである。このため、半導体レーザ装置１を光ディスクドライブ装置などに組み込む場合（たとえば光ディスク用ピックアップ装置などに組み込む場合）に、半導体レーザ装置１の取付け位置の基準面として半導体レーザ装置１のキャップ部材２の端部とステム３の基準面７の外縁部との間の領域を利用できる。したがって、半導体レーザ装置１の回転位置調整を従来の比較的大きな半導体レーザ装置（たとえば直径Ｄが５．６ｍｍ程度の半導体レーザ装置）と同様に容易に行なうことができる。
【００６８】
上述した半導体レーザ装置１の特徴的な構成を要約すれば、本発明の実施の形態１に示した半導体レーザ装置の構成において、キャップ部材２の側壁に形成された穴１６ａ〜１６ｆの数をｎとした場合、キャップ部材２の側壁と対向する素子搭載部としての放熱台５の外周面２７において、基準面７に沿った方向における両端部（２つの端部２８）が本体部４の基準面７の中心としての仮想点３１に対して形成する開き角度θが３６０°／ｎ以上となっていてもよい。なお、穴１６ａ〜１６ｆの直径は、たとえば０．２５ｍｍ以上１ｍｍ以下としてもよい。また、穴１６ａ〜１６ｆの位置は、放熱台５の外周面２７において、ステム３の基準面７に対してほぼ垂直な方向における実質的に中央（中間）となる位置としてもよい。
【００６９】
この場合、放熱台５を覆うようにキャップ部材２を配置したときに、ｎ個の穴のうちの少なくとも１つ（つまり、図１１および図１２に示した半導体レーザ装置１における穴１６ａ、または図１および図２に示した半導体レーザ装置１における穴１６ｂ）が、いつも放熱台５の外周面２７と対向することになる。このため、中心軸３５を中心としたキャップ部材２の回転方向をあまり気にすることなく、キャップ部材２をステム３に取付けることができる。
【００７０】
また、複数の穴のうちのどれか１つ（図１１に示した半導体レーザ装置においては６つの穴１６ａ〜１６ｆのうちの１つである穴１６ａ、また図１に示した半導体レーザ装置１においては２つの穴１６ａ、１６ｂのうちの１つである穴１６ｂ）が必ず放熱台５の外周面２７と対向する位置（外周面２７に面する位置）に配置されることになるので、放熱台５の外周面２７とキャップ部材２の穴１６ａ（図１２参照）、または穴１６ｂ（図２参照）が形成された部分の近傍の壁面との間を容易にレーザ溶接により接続固定できる。
【００７１】
また、穴の数ｎは任意の数であってもよい。たとえば、図１および図２に示したように、上記半導体レーザ装置１においては、キャップ部材２の側壁に形成された穴１６ａ、１６ｂの数ｎが２であってもよく、放熱台５の開き角度θが実質的に１８０°となっていてもよい。穴１６ａ、１６ｂは、中心軸３５から見て互いに対称な位置に配置されていることが好ましい。この場合、キャップ部材２に形成する穴の数が少ないことからキャップ部材２の作成が容易であるとともに、キャップ部材２を放熱台５に被せた場合に放熱台５の外周面２７にかならずキャップ部材２の穴（穴１６ａ、１６ｂのうちのいずれか一方（穴１６ｂ））を対向させることができる。
【００７２】
また、図１１および図１２に示すように、上記半導体レーザ装置１において、キャップ部材２の側壁に形成された穴１６ａ〜１６ｆの数ｎが６であってもよく、放熱台５の開き角度θが実質的に６０°となっていてもよい。また、放熱台５の開き角度θは６０゜以上であってもよい。
【００７３】
このように、放熱台５の開き角度θを６０゜程度にすれば、放熱台５に搭載されたレーザ素子１０の横に、ステム３の構造物（たとえばレーザ素子１０と電気的に接続されるリード端部８など）を容易に配置することができる。また、キャップ部材２に形成される６個の穴１６ａ〜１６ｆは、キャップ部材２の中心軸３５から見て互いに対称な位置に形成されていることが好ましい。この場合、キャップ部材２を放熱台５に被せたときに、放熱台５の外周面２７と対向する位置にキャップ部材２の複数の穴１６ａ〜１６ｆのうちの１つ（穴１６ａ）を確実に配置できる。そのため、穴１６ａが形成された部分においてキャップ部材２と放熱台５とをレーザ溶接などを用いて容易に接続固定できる。
【００７４】
また、穴の数ｎはたとえば３〜５、あるいは７以上の数（整数）であってもよい。また、形成される穴は、上述のようにキャップ部材２の中心軸３５から見て互いに対称な位置に形成されることが好ましい。なお、穴の数ｎがある程度大きい場合、穴の位置は、上述した中心軸３５から見て互いに対称な位置からある程度ずれていてもよい。この場合、形成された複数の穴（たとえば穴１６ａ〜１６ｆ）において、隣接する２つの穴が中心軸３５に対して形成する角度が、放熱台５の開き角度θより小さくなるようにすることが好ましい。
【００７５】
また、上記半導体レーザ装置１において、キャップ部材２の外形は円筒形状である。キャップ部材２の延びる方向に沿った中心軸３５（またはキャップ部材２をステム３に取付ける際の取付け方向（矢印２６に示す方向）に沿ったキャップ部材２の中心軸３５）がステム３の本体部４の基準面７に実質的に垂直な方向とほぼ平行になるように、キャップ部材２はステム３の基準面７上に設置されていてもよい。この場合、円筒形状のキャップ部材２をその中心軸３５に沿って回転させることにより、キャップ部材２の側壁の穴１６ａ（図１２参照）または穴１６ｂ（図２参照）をステム３の放熱台５の外周面２７に面する位置に容易に配置することができる。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７７】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、半導体レーザ装置においてキャップ部材をステムに溶接するためにキャップ部材の端部にプロジェクション部を形成する必要がないので、半導体レーザ装置を小型化した場合に、キャップ部材の端部より外側に位置するステムの台座部材の部分の面積を十分確保することができる。このため、上記ステムの台座部材においてキャップ部材の端部より外側に位置する部分を用いて半導体レーザ装置の位置合わせを行なうことができるので、半導体レーザ装置において小型化を図るとともに位置精度を高く保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体レーザ装置の実施の形態１を示す斜視模式図である。
【図２】図１に示した半導体レーザ装置の分解模式図である。
【図３】図１に示した半導体レーザ装置の製造方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図４】図３に示したキャップ部材準備工程を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図５】図４に示した材料準備工程を説明するための模式図である。
【図６】図４に示した穴を形成する工程を説明するための模式図である。
【図７】図４に示したプレス工程を説明するための模式図である。
【図８】図３に示したキャップ部材準備工程によって得られるキャップ部材を示す斜視模式図である。
【図９】図３に示したレーザ溶接工程を説明するための模式図である。
【図１０】図１および図２に示した半導体レーザ装置の変形例を示す分解模式図である。
【図１１】本発明による半導体レーザ装置の実施の形態２を示す斜視模式図である。
【図１２】図１１に示した半導体レーザ装置の分解模式図である。
【図１３】図１２に示した放熱台の形状を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１半導体レーザ装置、２キャップ部材、３ステム、４本体部、５放熱台、６リード、７基準面、８リード端部、９接続線、１０レーザ素子、１１ａ〜１１ｃ位置決め用溝、１２プロジェクション部、１３キャップ溶接部、１４端部位置、１５レーザ光出射用穴、１６ａ〜１６ｆ穴、１８素子設置面、１９側壁、２０材料、２１ダイ、２２ポンチ、２３凹部、２４〜２６矢印、２７外周面、２８端部、３１仮想点、３５中心軸。

Claims

基準面を有する本体部と、前記本体部の基準面上に位置し、レーザ素子を搭載する素子搭載部とを含む台座部材と、
前記素子搭載部を覆うように、前記台座部材の基準面上に設置されるキャップ部材とを備え、
前記キャップ部材において前記素子搭載部と対向する側壁には穴が形成され、
前記キャップ部材の側壁の内周側において前記穴と隣接する部分が前記素子搭載部の外周面と固着することにより、前記キャップ部材と前記台座部材とは固定されている、半導体レーザ装置。
前記キャップ部材の側壁には前記穴が２つ以上形成され、
前記２つ以上の穴は、前記キャップ部材を前記台座部材に取付ける際の取付け方向に沿った前記キャップ部材の中心軸から見て、互いに対称な位置にそれぞれ形成されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
前記キャップ部材の側壁に形成された穴の数をｎとした場合、
前記キャップ部材の側壁と対向する前記素子搭載部の外周面において、前記基準面に沿った方向における両端部が前記本体部の基準面の中心に対して形成する開き角度は３６０°／ｎ以上となっている、請求項２に記載の半導体レーザ装置。
前記キャップ部材の側壁に形成された穴の数ｎが２であり、前記素子搭載部の前記開き角度が実質的に１８０°となっている、請求項３に記載の半導体レーザ装置。
前記キャップ部材の側壁に形成された穴の数ｎが６であり、前記素子搭載部の前記開き角度が実質的に６０°となっている、請求項３に記載の半導体レーザ装置。
前記キャップ部材と前記台座部材とは、前記キャップ部材の側壁の内周側において前記穴と隣接する部分が前記素子搭載部の外周面とレーザ溶接により固着されることにより固定されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
前記基準面に対向する前記キャップ部材の端部と前記本体部の基準面との接合部が抵抗溶接により固着されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
基準面を有する本体部と、前記本体部の基準面上に位置し、レーザ素子を搭載した素子搭載部とを含む台座部材を準備する工程と、
前記素子搭載部を覆うことが可能であって、前記素子搭載部の外周面と対向する側壁には穴が形成されているキャップ部材を準備する工程と、
前記台座部材の基準面上において前記素子搭載部を覆うとともに、前記穴が形成された側壁の内周面が前記素子搭載部の外周面と接触するように前記キャップ部材を設置した状態で、前記穴から前記キャップ部材と前記素子搭載部との接触部にレーザ光を照射することにより前記接触部をレーザ溶接する工程とを備える、半導体レーザ装置の製造方法。
基準面を有する本体部と、前記本体部の基準面上に位置し、レーザ素子を搭載する素子搭載部とを含む台座部材と、前記素子搭載部を覆うように、前記台座部材の基準面上に設置されるキャップ部材とを備え、前記キャップ部材において前記素子搭載部と対向する側壁には穴が形成され、前記キャップ部材の側壁の内周側において前記穴と隣接する部分が前記素子搭載部の外周面と固着することにより、前記キャップ部材と前記台座部材とは固定されている、半導体レーザ装置の製造方法であって、
前記キャップ部材となるべき材料を準備する工程と、
前記材料に前記穴を形成する工程と、
前記穴の形成された前記材料をプレス加工することにより、前記キャップ部材を成形する工程とを備える、半導体レーザ装置の製造方法。