JPH0415980A - Semiconductor laser device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、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改良に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to improvement of a semiconductor laser device using a semiconductor laser chip as a laser light emitting element.
一般に、この種の半導体レーザ装置は、第9図、第1O
図及び第11図に示すように、炭素鋼等の金属にて適宜
直径りで且つ適宜厚さ寸法Tの円盤型に形成したステム
Iの上面に、金属製のプロ・ツク体2を突出して、この
ブロック体2の側面に、半導体レーザチップ3を半導体
基板4を介してダイボンディングする一方、前記ステム
lの上面に、ガラス窓6を備えた炭素鋼等の金属製のキ
ャップ体5を、前記半導体レーザチツプ3及びプロ・ツ
ク体2に被嵌するように配設して、このキャップ体5の
全周を前記ステム1の上面に対して抵抗溶接にて固着す
ることによって密封する構成にしている。Generally, this type of semiconductor laser device is shown in FIG.
As shown in the figures and FIG. 11, a metal protrusion body 2 is protruded from the upper surface of a stem I formed of metal such as carbon steel into a disk shape with an appropriate diameter and an appropriate thickness T. A semiconductor laser chip 3 is die-bonded to the side surface of this block body 2 via a semiconductor substrate 4, while a cap body 5 made of metal such as carbon steel and equipped with a glass window 6 is attached to the top surface of the stem l. The cap body 5 is disposed so as to fit over the semiconductor laser chip 3 and the professional block body 2, and the entire periphery of the cap body 5 is fixed to the upper surface of the stem 1 by resistance welding, thereby sealing the cap body. There is.
なお、符号7aは、前記ステムlの下面に溶接にて固着
したリード端子を、符号7b、7cは、前記ステム1に
穿設した孔1a、lbから挿入したリード端子を各々示
し、この両リード端子7b。The reference numeral 7a indicates a lead terminal fixed by welding to the lower surface of the stem l, and the reference numerals 7b and 7c indicate lead terminals inserted through the holes 1a and lb drilled in the stem 1, respectively. Terminal 7b.
7cは、前記孔1a、lb内において、カラス等の絶縁
シール材8にて絶縁シール状態で固着されている、。7c is fixed in the holes 1a and 1b in an insulating sealing state with an insulating sealing material 8 such as crow.
そして、前記ステムヘースlの上面にブロック体2を突
出するに際して、従来は、ステム1の上面に、ブロック
体2を溶接又は蝋付けにて固着したり、或いは、前記ス
テム1を冷間鍛造するときにおいて、同時にブロック体
2を一体的に造形したりするようにしている。In order to project the block body 2 onto the upper surface of the stem head l, conventionally, the block body 2 is fixed to the upper surface of the stem 1 by welding or brazing, or when the stem 1 is cold-forged. At the same time, the block body 2 is integrally formed.
しかし、前者のように、ブロック体2を、ステム1の上
面に溶接又は蝋付けにて固着する方法は、当該ブロック
体2の溶接又は蝋付けに際して、ステムIに対して左右
方向に位置かずれたり、或いは、ステム1の上面に対し
て傾いたりすることが発生するので、この溶接又は蝋付
は後において、ブロック体2における各側面のうち半導
体レーザチップ3をダイボンデインクする側面を、当該
側面がステムの中心に対して正しい位置になると共に、
ステム1の上面に対して正しく直角になるように機械加
工するようにしなければならないから、ブロック体2付
きステムIの製造に多大の手数がかかり、半導体レーザ
装置の価格か大幅にアップするのであるっ
また、後者のように、ブロック体2を、炭素鋼製のステ
ムlを冷間鍛造に際して同時に造形する方法は、ブロッ
ク体2におけるステムlの中心からの寸法精度及びステ
ムlの上面に対する直角度を大幅に向上できる利点を有
するか、その反面、ブロック体2付きステムlを冷間鍛
造するときに使用する金型の寿命が著しく低いと共に、
その冷間鍛造に際しては、頑丈で、且つ、高い精度の冷
間鍛造機が必要であって、ブロック体2付きステム1の
冷間鍛造にコストが大幅に嵩むので、これまた、半導体
レーザ装置の価格がアップすると言う問題があった。However, as in the former method, the block body 2 is fixed to the upper surface of the stem 1 by welding or brazing, but when the block body 2 is welded or brazed, the position of the block body 2 is shifted in the left and right direction with respect to the stem I. Since the stem 1 may be tilted or tilted with respect to the upper surface of the stem 1, this welding or brazing will be performed later on the side surface of the block body 2 on which the semiconductor laser chip 3 is to be die-bonded. While the sides are in the correct position relative to the center of the stem,
Since the stem 1 must be machined to be properly perpendicular to the top surface, it takes a lot of effort to manufacture the stem I with the block body 2, which significantly increases the price of the semiconductor laser device. In addition, as in the latter method, the method of forming the block body 2 and the carbon steel stem l at the same time during cold forging requires the dimensional accuracy from the center of the stem l in the block body 2 and the perpendicularity of the stem l to the upper surface. However, on the other hand, the life of the mold used when cold forging the stem l with the block body 2 is extremely short, and
For cold forging, a sturdy and highly accurate cold forging machine is required, and the cost of cold forging the stem 1 with the block body 2 increases significantly. There was a problem with the price going up.
本発明は、ブロック体付きステムの製作に要するコスト
を確実に低減できると共に、軽量化できるようにした半
導体レーザ装置を提供することを目的とするものである
。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device that can reliably reduce the cost required for manufacturing a stem with a block body and can also be lightweight.
この目的を達成するため本発明は、炭素鋼等の金属にて
円盤型に形成したステムの表面にブロック体を設け、該
ブロック体に、半導体レーザチップを固着して成る半導
体レーザ装置において、前記ステムを、第1ステムと第
2ステムとの二枚重ねに構成して、この第1ステム及び
第2ステムのうち、前記ブロック体側の第1ステムに、
略コ字状の切線を刻設し、この切線よりも内側の部分を
、前記ステムの表面に突出するように折曲げて、前記半
導体レーザチップ固着用のブロック体を形成する構成に
した。To achieve this object, the present invention provides a semiconductor laser device in which a block body is provided on the surface of a disk-shaped stem made of metal such as carbon steel, and a semiconductor laser chip is fixed to the block body. The stem is composed of two stacked stems, a first stem and a second stem, and of the first stem and second stem, the first stem on the block body side,
A substantially U-shaped cut line is carved, and a portion inside the cut line is bent so as to protrude from the surface of the stem to form a block body for fixing the semiconductor laser chip.
この構成において、ステムを構成する第1ステムには、
これにコ字状の切線を刻設しその内側の部分をステムの
表面に突出するように折曲げてブロック体に形成したこ
とにより、貫通孔が明くことになるか、この貫通孔は、
当該第1ステムに対して重ねた第2ステムによって塞ぐ
ことができる一方、ステムを構成する第1ステム及び第
2ステムは、いずれも、ステムにおける所定の厚さ寸法
よりも薄いことにより、これらを薄い金属板からの打ち
抜きプレス加工によって、製造することができると共に
、ブロック体におけるステムの中心からの寸法及びステ
ムの上面に対する直角度を、プレス加工にて高い精度で
形成することかできるから、ブロック体付きステムを、
前記従来のように、ステムの上面に対してブロック体を
溶接又は蝋付けに固着したのち仕上は加工したり、或い
は、ブロック体付きステムを冷間鍛造をしたりするもの
に比べて、至極容易に製造できるのである。In this configuration, the first stem constituting the stem includes:
By cutting a U-shaped cut line into this and bending the inner part to protrude to the surface of the stem to form a block body, the through hole becomes clear.
While the first stem can be blocked by the second stem stacked on top of the first stem, the first stem and the second stem constituting the stem are both thinner than a predetermined thickness dimension of the stem, so that they can be closed off. The block can be manufactured by punching and press working from a thin metal plate, and the dimensions from the center of the stem in the block body and the perpendicularity to the top surface of the stem can be formed with high precision by press working. stem with body,
This method is extremely easy compared to the above-mentioned conventional method, in which the block body is fixed to the upper surface of the stem by welding or brazing, and then the finishing process is performed, or the stem with the block body is cold forged. It can be manufactured to
従って本発明によると、半導体レーザ装置におけるブロ
ック付きステムの製作に要するコストを大幅に低減する
ことができるから、半導体レーザ装置を安価に提供でき
るのである。Therefore, according to the present invention, the cost required for manufacturing a stem with a block in a semiconductor laser device can be significantly reduced, so that the semiconductor laser device can be provided at a low cost.
しかも、本発明は、半導体レーザチップ固着用のブロッ
ク体を、第1ステムにコ字状切線を刻設し、この切線よ
りも内側の部分を折曲げることによって形成したもので
、換言すると、第1ステムにおける一部を利用してブロ
ック体を造形するものであるから、前記従来のものに比
べて、半導体レーザ装置の重量を、前記ブロック体の分
だけ軽量化できる効果をも有する。Moreover, in the present invention, the block body for fixing the semiconductor laser chip is formed by carving a U-shaped cutting line in the first stem and bending the part inside the cutting line. Since the block body is formed using a part of one stem, it also has the effect of reducing the weight of the semiconductor laser device by the amount of the block body, compared to the conventional device.
(実施例〕 以下、本発明の実施例を図面について説明する。(Example〕 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図〜第5図は、第1の実施例を示し、この図におい
て符号10は、炭素鋼等の金属にて適宜直径りで且つ適
宜厚さ寸法Tの円盤型に形成したステム11と、ガラス
窓16を備えた炭素鋼等の金属製のキャップ体15とに
よって構成された半導体レーザ装置を示す。1 to 5 show a first embodiment, and in these figures, reference numeral 10 denotes a stem 11 formed of metal such as carbon steel into a disk shape with an appropriate diameter and an appropriate thickness T. , and a cap body 15 made of metal such as carbon steel and having a glass window 16 are shown.
前記ステム11を、第1ステムllaと第2ステムll
bとの二枚重ねに構成して、この第1ステムlla及び
第2ステムllbのうち前記キャップ体15側における
第1ステムIlaに、第4図の平面視においてコ字状の
切線19を刻設し、この切線19よりも内側の部分を、
前記キャップ体15内に向かって折曲げることによって
、ブロック体12を形成する。The stem 11 is divided into a first stem lla and a second stem lla.
b, and of the first stem Ila and the second stem Ilb, a U-shaped cutting line 19 is carved in the first stem Ila on the cap body 15 side when viewed from above in FIG. , the part inside this cutting line 19,
The block body 12 is formed by bending the cap body 15 inward.
一方、前記第2ステムllbには、その下面にリード端
子17aを溶接にて接続すると共に、二つの貫通孔20
を穿設して、この両頁通孔20内に各々リート端子17
b、17cを挿入したのち、両頁通孔20内にカラス等
の絶縁シール材18を充填することによって、前記両リ
ード端子17b17cを、前記第2ステムllbに対し
て絶縁シール状態で固着する。On the other hand, the second stem llb has a lead terminal 17a connected to its lower surface by welding, and has two through holes 20.
A lead terminal 17 is formed in each of the through holes 20 on both pages.
After inserting the lead terminals 17b and 17c, an insulating sealing material 18 such as crow is filled in the through holes 20 of both pages, thereby fixing both the lead terminals 17b17c to the second stem llb in an insulating seal state.
そして、この第2ステムllbを、前記第1ステムll
aの裏面に対して密着するように重ね合わせたのち、第
1ステムllaと、第2ステム11bとを、その外側の
全周にわたって抵抗溶接することによって一体化する。Then, this second stem llb is connected to the first stem llb.
After overlapping the first stem lla and the second stem 11b so as to be in close contact with the back surface of the first stem lla, the first stem lla and the second stem 11b are integrated by resistance welding over the entire outer circumference.
次いで、第1ステムllaのブロック体12の側面に、
半導体レーザチップ13を、表面の一部にモニター用フ
ォトダイオードを備えた半導体基板14を介してダイボ
ンディングしたのち、前記半導体レーザチップ13と半
導体基板14との間、及び前記半導体基板14と前記両
リート端子17b、17cとの間を、各々金線にてワイ
ヤーポインディングし、そして、前記キャップ体15を
被嵌したのち、このキャップ体I5の周囲を、前記第1
ステムllaに対して抵抗溶接することによって密閉す
る。Next, on the side of the block body 12 of the first stem lla,
After the semiconductor laser chip 13 is die-bonded through a semiconductor substrate 14 having a monitoring photodiode on a part of its surface, the semiconductor laser chip 13 and the semiconductor substrate 14 and the semiconductor substrate 14 and both Wire pointing is performed between the lead terminals 17b and 17c using gold wire, and after the cap body 15 is fitted, the circumference of the cap body I5 is
The seal is made by resistance welding to the stem lla.
なお、このキャップ体15の第1ステムIlaに対する
抵抗溶接は、第1ステムIlaと第2ステム11bとを
抵抗溶接するときにおいて同時に行うようにしても良い
のである。Note that the resistance welding of the cap body 15 to the first stem Ila may be performed simultaneously when resistance welding the first stem Ila and the second stem 11b.
この構成において、ステム11を構成する第1ステムl
laには、これにコ字状の切線19 ヲ刻設してその内
側の部分をキャップ体15内に向かって折曲げてブロッ
ク体12を形成したことにより、貫通孔21か形成され
ることになるが、この貫通孔21は、当該第1ステムl
laに対して重ねた第2ステムllbによって塞ぐこと
ができる一方、ステム11を構成する第1ステムlla
及び第2ステムllbは、いずれも、ステム11におけ
る所定の厚さ寸法Tよりも薄いことにより、これら第1
ステムlla及び第2ステムllbを薄い金属板からの
打ち抜きプレス加工によって、至極容易に製造すること
ができると共に、第1ステムllaのブロック体12に
おけるステム11の中心からの寸法及びステム11の上
面に対する直角塵を、プレス加工にて高い精度で形成す
ることができるのである。In this configuration, the first stem l constituting the stem 11
A through-hole 21 is formed in la by cutting a U-shaped cutting line 19 therein and bending the inner part toward the inside of the cap body 15 to form the block body 12. However, this through hole 21 is connected to the first stem l.
The first stem lla constituting the stem 11 can be closed by the second stem llb stacked against the la.
and the second stem llb are both thinner than the predetermined thickness dimension T of the stem 11, so that the first stem llb
The stem lla and the second stem llb can be manufactured extremely easily by punching and pressing from a thin metal plate, and the dimensions from the center of the stem 11 in the block body 12 of the first stem lla and the top surface of the stem 11 are Right-angled dust can be formed with high precision by press working.
そして、前記第1ステムllaにおけるブロック体12
に対して半導体基板14を介してダイホンディングした
半導体レーザチップ13から発生する熱は、ブロック体
12から第1ステムlla及び第2ステムllbに熱伝
達したのち放熱されるのであるか、この場合において、
半導体レーザチップ13から第1ステムlla及び第2
ステム11bへの熱伝達を更に促進するには、第1ステ
ムllaに、コ字状切線19を刻設しその内側の部分を
折曲げることによって形成されるブロック体12を、第
6図、第7図及び第8図に示すように、第1ステムll
aに対する付は根部における幅寸法W、を先端部におけ
る幅寸法W2よりも大きくして成る台形状に形成すれば
良いのであり、その他の構成は、前記第1の実施例と同
様である。Then, the block body 12 in the first stem lla
In this case, is the heat generated from the semiconductor laser chip 13 die-bonded via the semiconductor substrate 14 transferred from the block body 12 to the first stem lla and the second stem llb and then radiated? ,
A first stem lla and a second stem lla from the semiconductor laser chip 13
In order to further promote heat transfer to the stem 11b, a block body 12 is formed by carving a U-shaped cut line 19 in the first stem lla and bending the inner part of the cut line 19, as shown in FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, the first stem ll
The attachment to a may be formed into a trapezoidal shape in which the width W at the root is larger than the width W2 at the tip, and the other configurations are the same as in the first embodiment.
また、第1ステムllaにおけるブロック体12を、前
記のように台形状に形成する場合には、この台形状のブ
ロック体12における左右両側12a、12bを、第2
ステムllbに対して固着される両リード端子17b、
17cよりも遠さかる方向に屈曲することにより、当該
台形状のブロック体12か、前記両リート端子17b、
17cに対して干渉することを回避できるのである。Further, when the block body 12 in the first stem lla is formed into a trapezoidal shape as described above, the left and right sides 12a, 12b of this trapezoidal block body 12 are
both lead terminals 17b fixed to the stem llb;
By bending in a direction farther away than 17c, the trapezoidal block body 12 or both lead terminals 17b,
This makes it possible to avoid interference with 17c.
第1図〜第8図は本発明の実施例を示し、第1図は第1
の実施例を示す縦断正面図、第2図は第1図の■−■視
断面断面図3図は分解した状態の図、第4図は第3図の
IV−IV視平面図、第5図は第3図のV−V祝事面図
、第6図は第2の実施例を示す平面図、第7図は第6図
の■−■視断面断面図8図は第6図の■−■視断面断面
図9図は従来の例を示す縦断正面図、第1O図は第9図
のX−I視断面図、第11図は第9図のX I −X
I視断面図である。
10・・・・半導体レーザ装置、11・・・・ステム、
11a・・・・第1ステム、llb・・・・第2ステム
、12・・・・ブロック体、13・・・・半導体レーザ
チップ、14・・・・半導体基板、15・・・・キャッ
プ体、16・・・・ガラス窓、17a、17b、17c
=・・リード端子、18・・・・絶縁シール材、19・
・・・切線。1 to 8 show embodiments of the present invention, and FIG. 1 is a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along ■--■ of FIG. 1; FIG. 3 is an exploded view; FIG. 4 is a plan view taken along IV-IV of FIG. 3; The figure is a V-V celebration side view of Fig. 3, Fig. 6 is a plan view showing the second embodiment, Fig. 7 is a sectional view taken along ■-■ of Fig. ■-■ cross-sectional view Figure 9 is a vertical front view showing a conventional example, Figure 1O is a cross-sectional view taken along line X-I in Figure 9, and Figure 11 is a cross-sectional view taken along line X-I in Figure 9.
FIG. 10... Semiconductor laser device, 11... Stem,
11a...First stem, llb...Second stem, 12...Block body, 13...Semiconductor laser chip, 14...Semiconductor substrate, 15...Cap body , 16...Glass window, 17a, 17b, 17c
=... Lead terminal, 18... Insulating seal material, 19...
...cut line.
Claims (1)
表面にブロック体を設け、該ブロック体に半導体レーザ
チップを固着して成る半導体レーザ装置において、前記
ステムを、第1ステムと第2ステムとの二枚重ねに構成
して、この第1ステム及び第2ステムのうち、前記ブロ
ック体側の第1ステムに、略コ字状の切線を刻設し、こ
の切線よりも内側の部分を、前記ステムの表面に突出す
るように折曲げて、前記半導体レーザチップ固着用のブ
ロック体を形成したことを特徴とする半導体レーザ装置
。(1) In a semiconductor laser device in which a block body is provided on the surface of a disc-shaped stem made of metal such as carbon steel, and a semiconductor laser chip is fixed to the block body, the stem is a first stem. A substantially U-shaped cut line is carved in the first stem on the block body side among the first stem and the second stem, and the part inside the cut line is cut in half. . A semiconductor laser device, characterized in that a block body for fixing the semiconductor laser chip is formed by bending the stem so as to protrude from the surface thereof.
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JP2120575A JP2546907B2 (en) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | Semiconductor laser device |
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