JP2009152330A - 半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置および光ピックアップ装置ならびに光ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体レーザの特性を維持しながら、半導体レーザ装置である半導体装置を薄型化し、さらに、その半導体装置を用いた光ピックアップ装置および光ディスクドライブ装置を薄型化することを目的とする。
【解決手段】レーザ照射方向以外の３方向に枠体３０側面を形成したパッケージ２４に、レーザ照射方向およびパッケージ２４上面を覆いレーザ照射位置にガラス２６を形成したキャップ２５装着する構成とすることで、半導体素子２２とガラス２６との距離を短くし、ガラスの径３２を小さくすることにより半導体レーザの特性を維持しながら、半導体装置の薄型を実現することができる。また、この半導体装置を搭載することにより光ピックアップ装置も薄型化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、書き換え可能な光ディスクに用いるレーザと受光素子とを集積した半導体装置とその製造方法および製造装置、ならびに、この半導体装置を搭載することで薄型化が実現可能な光ピックアップ装置および光ディスクドライブ装置に関する。

近年、大容量の書き換え型光ディスクは、ＤＶＤレコーダーやパソコン、またブルーレイレコーダーに搭載されて急速に普及している。また、ノートパソコン等の携帯機器に搭載される場合は光ディスクドライブの薄型化が強く要望されている。

光ディスクドライブを薄型化するためには、光ピックアップ装置を薄型化することが重要である。この薄型化のためには、光ピックアップ装置の光学設計や機構設計において、主要構成部品の性能や機能は保持したままで主要構成部品の構造を見直すことにより、薄型化を実現することが期待される。

光ピックアップ装置の主要構成部品として、例えば、半導体レーザや信号検出用受光素子があるが、これらの半導体装置が薄型化されることによって、光ピックアップ装置の薄型化を実現することができる。

例として、図１１に従来の半導体装置の構造模式図について示す。ここで、図１１（ａ）は半導体装置の斜視図、図１１（ｂ）はキャップ装着前の半導体装置の斜視図、図１１（ｃ）は半導体装置の内部構造を示す断面図である。

図１１において、半導体装置１は、半導体レーザ２と、半導体レーザのサブマウント３と、パッケージ４と、キャップ５と、半導体レーザ２が出力したレーザ光１０を透過するガラス６と、一対のリード端子７と、半導体レーザ２のアノード及びカソードの両電極とリード端子７を接続するワイヤ８と、パッケージ４に設けられた貫通孔にリード端子７を固定するための低融点ガラス９で構成されている。

図１１に示す半導体装置１の製造方法は、まず、予めパッケージ４に半導体レーザ２と電気的に接続してパッケージ外部に導出するためのリード端子７を低融点ガラス９で固定しておく。そして、そのパッケージ４に、サブマウント３に搭載された半導体レーザ２をボンディングする。次に、半導体レーザ２のアノード及びカソードの両電極を、ワイヤ８で一対のリード端子７に接続する。次に、パッケージ側面に備えた窓部にガラス６を低融点ガラスで固定し、最後にパッケージ上面にキャップ５を接着剤またはシーム溶接で固定して封止する。

図１１の半導体装置１は、パッケージ４の側面から半導体レーザ２のレーザ光１０を出射する構成として薄型化が図られており、パッケージ４の厚み１１が２．４ｍｍ以上の要望には対応できる。また、パッケージ４とキャップ５を金属とし、ガラス６とリード端子７を低融点ガラス９で、キャップ５をシーム溶接で封止することで気密封止も実現できる（例えば、特許文献１参照）。

このような半導体装置１を使用すると光ピックアップ装置１２も薄型化することができる。
図１２に従来の半導体装置を搭載した従来の光ピックアップ装置を例示する模式図を示す。

図１２において、光ピックアップ装置１２の筐体１３に半導体装置１が実装されている。半導体装置１と光ディスク１４とは、ここではコリメートレンズである光学部品１５、立ち上げミラー１６および対物レンズ１７を介して光学的に結び付けられている。すなわち、図１２の半導体装置１の半導体レーザチップ（図示していない）より出射したレーザ光１８は、光学部品１５で平行光にコリメートされ、立ち上げミラー１６により光路を９０°折り曲げられたのち、対物レンズ１７により光ディスク１４上に記録されたピット上に焦点を結ぶ。このピット上の信号を読み取ったレーザ光１８は光ディスク１４で反射されて、同じ経路を逆に進む。このときに光学部品１５と立ち上げミラー１６の間に配置された回折光学部品１９により、レーザ光１８は分岐されて光学部品で集光されて受光素子（図示していない）に入射して光ディスク１４に記録された信号を読み取る。

このような光ピックアップ装置１２を薄型化するためには、半導体装置１の厚み１１を薄くすればよい。つまり半導体装置１の厚み１１を薄くすることで光ディスクドライブの薄型化も実現することができる。
特開２００６−４１２１３号公報

現在、ノートパソコン等の携帯機器の小型化に伴い、搭載される光ディスクドライブの薄型化、ひいては半導体装置の更なる薄型化が要望されている。
しかしながら、従来の半導体装置では、パッケージの枠体の側面に窓部が設けられているため、半導体レーザを実装するためのコレット形状や実装精度を考慮すると半導体レーザを実装する位置はパッケージ中心側となり、またパッケージの枠体そのものの厚みも必要なため、半導体レーザの出射面からパッケージの窓部外側までの距離が長くなり、レーザ光を出射するために窓部の開口径を大きくする必要がある。そのことがパッケージの薄型化を阻害する要因となっている。具体的には、上記従来の半導体装置では２．４ｍｍよりも薄い半導体装置、特に２ｍｍ以下の厚さの半導体装置を実現することが困難である。また、半導体装置の薄型化により窓部の開口径が十分に確保できなくなると、パッケージの側面でレーザ光の一部が反射され、迷光として光干渉を引き起こして半導体レーザの特性に影響を及ぼす。ちなみに半導体レーザから出射するレーザ光の拡がり角は最低３０度であることを想定するが、迷光の光干渉を考慮すると３０度以上の広がり角でパッケージの開口径を備えることが望ましい。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、半導体レーザの特性を維持しながら、半導体レーザ装置である半導体装置を薄型化し、さらに、その半導体装置を用いた光ピックアップ装置および光ディスクドライブ装置を薄型化することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の半導体装置は、半導体レーザ素子を搭載してなる半導体装置であって、前記半導体レーザ素子の搭載面を備えるパッケージと、前記パッケージが前記搭載面に接する周囲４面の内の１面および前記搭載面に対向する上面を開口するように形成される前記パッケージの枠体と、前記枠体に固定される複数のリード端子と、前記搭載面に設置されて前記半導体レーザ素子の搭載台となるサブマウントと、前記半導体レーザ素子と前記リード端子を電気的に接続するワイヤと、前記搭載面に対向する上面および前記搭載面に接する周囲４面の内の１面に形成される開口部分に接続されて前記半導体レーザ素子を前記パッケージ内に封止するキャップと、前記キャップの前記レーザ光出射方向の面に貫通孔を設けて設置されて前記レーザ光が出射できる径のガラスとを有し、前記半導体レーザ素子のレーザ光出射位置が前記ガラスの直近になるように前記半導体レーザ素子を搭載することを特徴とする。

請求項２記載の半導体装置は、請求項１記載の半導体装置において、前記半導体レーザ素子が窒化物半導体レーザ素子であることを特徴とする。
請求項３記載の半導体装置は、請求項１から請求項２のいずれかに記載の半導体装置において、受光素子が混載されることを特徴とする。

請求項４記載の半導体装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置において、前記貫通孔に光学部品を備えることを特徴とする。
請求項５記載の半導体装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置において、前記枠体の前記搭載面に対向する上側と前記半導体レーザ素子のレーザ光出射方向側との境界部分を曲面に形成することを特徴とする。

請求項６記載の半導体装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置において、前記枠体の前記半導体レーザ素子のレーザ光出射方向側の部分を傾斜をつけて形成することを特徴とする。

請求項７記載の半導体装置は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、前記パッケージの少なくとも一方の側面にフィンを備えることを特徴とする。
請求項８記載の半導体装置は、請求項７記載の半導体装置において、前記フィンに窪みを備えることを特徴とする。

請求項９記載の半導体装置の製造方法は、請求項５記載の半導体装置の製造方法であって、前記パッケージに前記キャップを接続する際に、前記パッケージ上面から前記レーザ光出射方向の開口面までを連続してローラー電極を用いてシーム溶接で固定する工程と、前記レーザ光出射方向の開口面の底辺と、前記底辺に平行な前記上面の辺をローラー電極を用いてシーム溶接で固定する工程とを有することを特徴とする。

請求項１０記載の半導体装置の製造装置は、請求項９記載の半導体装置の製造方法に用いる半導体装置の製造装置であって、平行に配置された２つのローラー電極と、前記ローラー電極に電気エネルギーを印加する電源と、前記ローラー電極を水平方向に加重をかけながら移動をする機構と、前記半導体装置を９０度回転する機構、または前記ローラー電極を上下方向にスライドする機構と、前記ローラー電極の移動速度を調整する機構とを有することを特徴とする。

請求項１１記載の半導体装置の製造装置は、請求項１０記載の半導体装置の製造装置において、前記ローラー電極が互いに９０度の角度で配置されていること、または前記ローラー電極の角度を調節する機能を有することを特徴とする。

請求項１２記載の光ピックアップ装置は、光ディスクにレーザ光を発光する光ピックアップ装置であって、構成部品を保持する筐体と、前記筐体に保持されて前記レーザ光を発光する請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体装置と、前記筐体に保持されて前記レーザ光を前記光ディスク上に絞込む対物レンズと、前記筐体に保持されて前記半導体装置からの出射光を前記光ディスクの方向に折り曲げる立ち上げミラーとを有することを特徴とする。

請求項１３記載の光ディスクドライブ装置は、請求項１２記載の光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置を光ディスクの半径方向に移動自在なトラバース機構と、前記光ディスクを回転するドライブ機構とを有することを特徴とする。

以上により、半導体レーザの特性を維持しながら、半導体レーザ装置である半導体装置を薄型化し、さらに、その半導体装置を用いた光ピックアップ装置を薄型化することができる。

本発明の半導体装置は、レーザ照射方向以外の３方向に枠体側面を形成したパッケージに、レーザ照射方向およびパッケージ上面を覆いレーザ照射位置にガラスを形成したキャップ装着する構成とすることで、半導体素子とガラスとの距離を短くし、ガラスの径を小さくすることにより半導体レーザの特性を維持しながら、薄型を実現することができる。また、この半導体装置を搭載することにより光ピックアップ装置も薄型化することができる。

以下、本発明の実施の形態にかかる半導体装置について、図面を参照しながら説明する。なお、図面で同じ符号が付いたものは、説明を省略する場合もある。
（第１の実施の形態）
図１から図７を用いて第１の実施の形態について説明する。

図１は第１の実施の形態における半導体装置の構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）はキャップを外して半導体装置の内部構成を見やすくした斜視図、図１（ｃ）は断面図である。図２は第１の実施の形態における側面をキャップで形成された半導体装置の構成を示す図である。図３は第１の実施の形態における開口面が斜めのキャップで形成された半導体装置の構成を示す図であり、図３は斜視図、図３（ｂ）はキャップを外して半導体装置の内部構成を見やすくした斜視図である。図４は第１の実施の形態におけるパッケージ基材上にキャップを固定する構造の半導体装置の構成を示す図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）はキャップを外して半導体装置の内部構成を見やすくした斜視図、図４（ｃ）は断面図である。図５は第１の実施の形態におけるコリメートレンズを搭載する半導体装置の構成を示す図、図６は第１の実施の形態における受光素子を搭載する半導体装置の構成を示す図、図７は第１の実施の形態におけるフィンを設けた半導体装置の構成を示す図である。

図１において、本発明の半導体装置２１は、半導体素子２２と、半導体素子２２のサブマウント２３と、パッケージ２４と、半導体素子２２が出力したレーザ光を通すための貫通孔を設けたキャップ２５と、その貫通孔に固定したガラス２６と、一対のリード端子２７と、半導体素子２２のアノード及びカソードの両電極とリード端子２７を接続するワイヤ２８と、パッケージ２４に設けられた貫通孔にリード端子２７を固定するための低融点ガラス２９で構成されている。

パッケージ２４は半導体素子２２の搭載部を囲うように金属の枠体３０を設けており、その枠体３０の少なくとも一面を開口させるよう形成されている。サブマウント２３に搭載された半導体素子２２のレーザ光出射面をパッケージ開口面の方向に向けてパッケージの半導体素子搭載面上にハンダ材を用いて半導体素子２２を実装する。この実装する工程において、半導体素子２２のレーザ光出射面にパッケージの枠体３０が存在しないため、半導体素子２２を吸着しているコレットとパッケージ２４の干渉が発生しない。したがって半導体素子２２のレーザ光出射面とパッケージ開口面を近づけて半導体素子２２を実装することができる。具体的には半導体素子２２のレーザ光出射面とパッケージ開口面の距離を０．４ｍｍ以内に実装することが可能である。

このように、半導体素子２２のレーザ光出射面とパッケージ開口面を近づけて半導体素子２２を実装することにより、半導体素子２２のレーザ光出射面からキャップ２５に設けられたレーザ光を通すための貫通孔の端面までの距離３１を短くすることができ、キャップ２５に設けられた貫通孔及びガラス２６の径３２を小さくすることができる。具体的には、半導体素子２２のレーザ光出射面とパッケージ開口面の距離と、キャップ厚みを考慮しても、レーザ光出射面からキャップ２５に設けられたレーザ光を通すための貫通孔の端面までの距離を０．５ｍｍ以内にすることができる。また、半導体素子２２から出射されるレーザ光の拡がり角は最低でも３０度で構成する必要があるが、半導体素子２２のレーザ出射位置からガラス２６までの距離が短くなるため、レーザ光の広がる領域が小さくなり、距離と拡がり角から算出されるキャップ２５に設けられた貫通孔及びガラスの径３２は０．２９ｍｍとなる。これは従来の半導体装置の半分以下の寸法であり、厚みが２ｍｍ以下の薄型の半導体装置が製作できる。

本実施の形態の構成により、半導体レーザの特性を維持しながら、半導体装置の厚みを薄くすることが可能となり、半導体装置の薄型化が実現できる。
また、本発明の半導体装置２１は、半導体素子２２のアノード及びカソードの両電極とリード端子２７をワイヤ２８で接続した後、パッケージ２４にキャップ２５を取り付け、シーム溶接で固定することで半導体装置２１を気密にすることができる。パッケージにガラスを固定する際に使われる接着剤には有機化合物が含まれているが、半導体装置に実装する半導体素子が窒化物半導体レーザの場合、窒化物半導体レーザから出射されるレーザ光が有機化合物と化学反応を起こし、その化合物が窒化物半導体レーザの出射端面に堆積することで、窒化物半導体レーザの特性劣化や信頼性を低下させることはよく知られている。本発明はパッケージ内に有機化合物を含む材料を用いないと共に、低融点ガラスやシーム溶接で気密封止をしたことで、半導体素子が窒化物半導体レーザの場合でも高い信頼性を実現できる。

また、枠体の上部とレーザ照射面との境目を曲面とすることもできる。パッケージ側面に備えた枠体の開口端面側の上側角部が鋭角であった場合、この角部をシーム溶接すると接触面積が変わって電流が集中しないため溶接不良がおこり、気密の半導体装置が実現できないが、枠体の上部とレーザ照射面との境目を曲面とすることにより、連続的にシーム溶接することができるため、気密を実現することができる。

また、図２に示すように、本発明の半導体装置として、パッケージ２４にリード端子２７を固定する面の枠体３０のみを形成し、キャップ２５に側面を形成する構成でもよい。
また、図３に示すように、本発明の半導体装置２１として、半導体素子２２と、半導体素子２２のサブマウント２３と、パッケージ２４と、半導体素子２２が出力したレーザ光を通すための貫通孔を設けたキャップ２５と、その貫通孔に固定したガラス２６と、一対のリード端子２７と、半導体素子２２のアノード及びカソードの両電極とリード端子２７を接続するワイヤ２８と、パッケージ２４に設けられた貫通孔にリード端子２７を固定するための低融点ガラス２９で構成され、パッケージ２４の上面から下面にかけて開口面を斜めに形成することもできる。ここで、ガラス２６を固定したキャップ２５は、パッケージ２４に形成した斜めの開口面に抵抗溶接で固定される。

このように、パッケージ２４のレーザ照射面である開口面を斜めに形成することにより、薄型化を維持しながら、パッケージ２４及びキャップ２５に曲面の加工をしなくても、高気密な半導体装置を容易に製作することができる。また、パッケージ２４とキャップ２５を固定する部分が同一の面で外周を囲むように形成しているため、キャップ２５をパッケージ２４に固定する方法は抵抗溶接で行うことができる。シーム溶接であれば溶接する長距離に比例して数秒の時間を要するが、抵抗溶接であれば溶接に要する時間を０．５秒以下に短縮可能であり、生産性を大幅に向上して低コスト化を図ることができる。

また、図４に示すように、本発明の半導体装置として、パッケージ２４の基台上に、半導体素子２２を搭載する台３３のみを形成し、リード端子２７はパッケージ裏面で９０度折り曲げた構成としても良い。さらに、図２と同様にキャップ２５に全側面を形成し、パッケージ基台上にキャップを抵抗溶接で固定する構成でもよい。

このように、パッケージ２４の基台上にキャップ２５を固定する部分を同一の面で外周を囲むように形成することが可能となり、図３の説明と同様にパッケージ２４とキャップ２５の固定を抵抗溶接で行うことで、溶接時間を大幅に短縮して低コスト化を図ることができる。

また、図５に示すように、キャップ２５に設けられた貫通孔にコリメートレンズ３４を取り付けることで、半導体素子２２から出射したレーザ光を平行光にすることができる。この構成にすることにより、光ピックアップ装置に実装した場合にコリメートレンズが不要となり、光ピックアップ装置の小型化、ひいては光ディスクドライブを小型化できる。

ところで、書き換え型光ディスクでは高出力半導体レーザの光出力の制御が重要である。光出力が必要以上に増大すると光ディスクに記録した情報を消去してしまうという問題を生じる。また、半導体レーザに大きい負荷をかけて信頼性に影響を与えるような問題が生じることもある。また、光出力が所定の出力より小さいと光ディスクに記録するときに、前に記録されていた内容の消去が不十分となり、記録そのものが不完全にしかできないという問題が生じる。さらに、記録されている情報を正確に読み取れないという問題を生じることもある。したがって、高出力半導体レーザの光出力を一定にして、かつ正確に制御することは非常に重要である。そのためには、高出力半導体レーザから光ディスクの方へ出射するレーザ光の一部を検出して、その検出値を基に光出力が一定になるように、レーザ電源の電流値を制御することが通常行われる。

そこで、図６に示すように、高出力半導体レーザの光出力の一部を検出するために、パッケージ基台に光出力モニター用の受光素子３５を搭載することが有用である。半導体素子２２の後端面の後方に光出力モニター用の受光素子３５を形成することにより、半導体素子２２の後端面から出射するレーザ光（図示せず）の一部を受光し、レーザ光全体の光出力を推定して、所望の光出力が正確に維持されるようにレーザ光を駆動する電流値を制御することができる。したがって、一定の出力のレーザ光がさらに安定して半導体装置から出力される。

また、図７に示すようにパッケージ側面にフィン３６を設けることで、半導体素子から発生した熱をパッケージ裏面から放熱するだけでなく、パッケージ側面に設けたフィン３６からも放熱することで、放熱性を向上させることができる。これにより、半導体素子から発生する熱による半導体素子そのものの劣化を防ぎ、半導体装置の信頼性向上が期待できる。

また、このフィン３６に窪み３７を設けることで、本実施の形態の半導体装置を製造する際に、パッケージの位置決めが正確になり、例えば、半導体素子の実装精度が向上する。また、光ピックアップ装置の製造においても半導体装置の実装精度が向上し、半導体装置及び光ピックアップ装置の製造における歩留を改善することができる。

なお、本実施の形態において、パッケージについては金属パッケージを用いて説明したが、他の樹脂パッケージやセラミックパッケージなどを用いてもよく、パッケージの材料や形態については光デバイスに用いられるものであれば制限はない。

また、上記説明では、１対のリード端子を備える半導体レーザ装置を主に説明したが、半導体装置の機能に応じてリード端子の本数は任意に設定可能である。
（第２の実施の形態）
図８は第２の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する図であり、図８（ａ）はパッケージ枠体両側の辺とパッケージ上面を溶接する様子と製造装置を示す斜視図、図８（ｂ）はパッケージ枠体両側の辺とパッケージ上面を溶接する様子と製造装置を示す概略図、図８（ｃ）はパッケージ枠体両側の辺とパッケージ上面を溶接する様子を示す断面図、図８（ｄ）はパッケージ開口面の底辺と上面を溶接する様子を示す斜視図を示す。

図８において、本発明の半導体装置の製造装置は、半導体装置２１を搬送し固定する機構（図示せず）と、平行に配置された第１と第２のローラー電極３８と、ローラー電極３８に電気エネルギーを印加する溶接電源４１と、半導体装置に接触したローラー電極３８を加圧する加圧機構４２と、ローラー電極３８を移動する移動機構４３とで構成されている。

本実施の形態の製造方法は、次の順序で行われる。金属製のパッケージ側面に備えた枠体の開口端面側の上側角部をＲ形状にしたパッケージ２４に対して、まず、サブマウント２３に搭載した半導体素子２２をハンダ材を使ってパッケージ基台に接続し、半導体素子２２のアノード及びカソードの両電極とリード端子２７をワイヤ２８で接続する。次に、半導体素子２２を搭載してワイヤ２８でリード端子２７に接続されたパッケージ２４を搬送し、位置決めをする。次に、貫通孔にガラス２６を固定したキャップ２５をパッケージ２４に搭載して固定する。次に、パッケージ枠体両側の辺のパッケージ上面に、平行に配置された第１と第２のローラー電極３８をキャップ２５に接触させ（図８（ａ））、図８（ｂ）に示すように、第１と第２のローラー電極３８に溶接電源４１より電気エネルギーを印加させると矢印の経路で電流が流れ、パッケージ枠体とキャップ２５の接触箇所を溶接して固定することができる。次に、電気エネルギーを印加させつつローラー電極３８の加圧機構４２でパッケージ上面の方向及び開口端面方向にローラー電極３８を押し付けながら、ローラー電極３８の移動機構４３でパッケージ開口面方向に移動させ、開口面Ｒ部、そして開口面の辺までを連続してシーム溶接を行い、パッケージ２４とキャップ２５を固定する。この時ローラー電極３８の移動機構４３のコントローラ４４は、ローラー電極３８の加圧機構４２に設けられた圧力センサの値を、ローラー電極３８の移動機構４３のコントローラ４４にフィードバックし、圧力値が一定になるようローラー電極の位置や移動スピードの制御を行う。ここでは、ローラー電極３８を移動する方法で説明したが、半導体装置側を移動させ、９０度回転する方法でもよい。次に図８（ｄ）に示すように、９０度の角度の位置に配しているパッケージ開口面の底辺と上面のリード端子２７を固定している辺は、第３のローラー電極３９に対して第４のローラー電極４０が９０度の角度で配置し、パッケージ開口面の上面に第３のローラー電極３９を、パッケージ開口面の底辺に第４のローラー電極４０を接触させ、シーム溶接で固定する。

そして、その製造方法を実現するための製造装置は、パッケージ２４とキャップ２５を搬送する機構（図示せず）と、パッケージ２４を位置決め固定する機構（図示せず）と、キャップ２５をパッケージ２４に搭載する機構（図示せず）と、第１と第２のローラー電極３８と、ローラー電極３８に電気エネルギーを印加する溶接電源４１と、圧力センサを備え半導体装置に接触したローラー電極３８を加圧する加圧機構４２と、ローラー電極３８を半導体装置に対して水平方向及び上下方向に移動できる移動機構４３と、枠体角部のＲ形状に合わせてローラー電極３８の位置や移動速度を調整するコントローラ４４と、第３のローラー電極３９と、第３のローラー電極３９に対して９０度の角度で配置されている第４のローラー電極４０で構成されている。ここで、第４のローラー電極４０に替えて、ローラー電極３９の角度を調節する機構を有する構成としてもよい。また、ローラー電極３８を移動する製造装置を説明したが、半導体装置を移動させ９０度回転させる装置でもよい。

本実施の形態の製造方法とその製造装置により、第１の実施の形態で示した半導体装置において、枠体の上部とレーザ照射面の両側の辺とその境目の曲面の辺を連続的にシーム溶接することができ、かつ９０度の角度の位置に配しているパッケージ開口面の底辺と上面のリード端子２７を固定している辺をシーム溶接することが可能となるため、薄型で且つ気密封止を実現できる。
（第３の実施の形態）
図９は第３の実施の形態における光ピックアップ装置を示す模式図であり、第１の実施の形態で示した半導体装置を搭載した光ピックアップ装置１０１の模式図を示す。

図９において、半導体装置１００の半導体レーザチップ（図示していない）より出射したレーザ光１０２は、例えば、コリメートレンズ等の光学部品１０３で平行光にコリメートされ、立ち上げミラー１０４により光路を９０°折り曲げられたのち、対物レンズ１０５により光ディスク１０６上に記録されたピット上に焦点を結ぶ。このピット上の信号を読み取ったレーザ光１０２は光ディスク１０６で反射されて、同じ経路を逆に進んで半導体装置１００に戻る。このときに光学部品１０３と立ち上げミラー１０４の間に配置された回折光学部品１０８により、レーザ光１０２は分岐されて光学部品１０３で集光されて受光素子（図示していない）に入射して光ディスクに記録された信号を読み取る。なお、光ディスク１０６はスピンドルモータで回転している回転軸１０９により回転している。

このように構成された光ピックアップ装置１０１の厚さは半導体装置１００の厚み１０７で決まり、本実施の形態では、図１２で示した従来の光ピックアップ装置１２に対して厚さで８０％が実現できる。

図１０は本発明の光ピックアップ装置を用いた光ディスクドライブ装置を示す概略構成図であり、本実施の形態の光ピックアップ装置１０１を用いた光ディスクドライブ装置（以下、光ディスクドライブとする）１１０を示している。

図１０において、光ディスクドライブ１１０は光ディスク１０６を回転するドライブ機構により回転軸１０９を駆動している。光ディスク１０６の信号の記録・再生のために、光ピックアップ装置１０１は光ディスク１０６の半径方向に移動自在なトラバース機構の支持軸１１１、１１２により、移動方向１１３に移動する。光ピックアップ装置１０１には薄型化された本発明の半導体装置１００が搭載されているので、光ピックアップ装置１０１は、図９で説明したように薄型化されている。

なお、本実施の形態において、半導体レーザは、２波長レーザや３波長レーザ等の多波長レーザを用いてもよく、半導体レーザチップもモノリシックに形成されていても、ハイブリッドに複数のチップが実装されていてもよい。

本発明は、半導体レーザの特性を維持しながら、半導体装置を薄型化し、これを用いた薄型の光ピックアップ装置を提供することができ、書き換え可能な光ディスクに用いる半導体装置とその製造方法および製造装置、ならびに、この半導体装置を搭載することで薄型化が実現可能な光ピックアップ装置および光ディスクドライブ装置等に有用である。

第１の実施の形態における半導体装置の構成を示す図 第１の実施の形態における側面をキャップで形成された半導体装置の構成を示す図 第１の実施の形態における開口面が斜めのキャップで形成された半導体装置の構成を示す図 第１の実施の形態におけるパッケージ基材上にキャップを固定する構造の半導体装置の構成を示す図 第１の実施の形態におけるコリメートレンズを搭載する半導体装置の構成を示す図 第１の実施の形態における受光素子を搭載する半導体装置の構成を示す図 第１の実施の形態におけるフィンを設けた半導体装置の構成を示す図 第２の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する図 第３の実施の形態における光ピックアップ装置を示す模式図 本発明の光ピックアップ装置を用いた光ディスクドライブ装置を示す概略構成図 従来の半導体装置の構造模式図 従来の半導体装置を搭載した従来の光ピックアップ装置を例示する模式図

符号の説明

１、２１、１００ 半導体装置
２、 半導体レーザ
３、２３ サブマウント
４、２４ パッケージ
５、２５ キャップ
６、２６ ガラス
７、２７ リード端子
８、２８ ワイヤ
９、２９ 低融点ガラス
１０ レーザ光
１１、１０７ 厚み
１２、１０１ 光ピックアップ装置
１３ 筐体
１４、１０６ 光ディスク
１５、１０３ 光学部品
１６、１０４ 立ち上げミラー
１７、１０５ 対物レンズ
１８、１０２ レーザ光
１９、１０８ 回折光学素子
２２ 半導体素子
３０ 枠体
３１ 距離
３２ 径
３３ 台
３４ コリメートレンズ
３５ 受光素子
３６ フィン
３７ 窪み
３８、３９、４０ ローラー電極
４１ 溶接電源
４２ ローラー電極加圧機構
４３ ローラー電極移動機構
４４ 移動機構コントローラ
１０９ 回転軸
１１０ 光ディスクドライブ装置
１１１，１１２ 支持軸
１１３ 移動方向

Claims (13)

1. 半導体レーザ素子を搭載してなる半導体装置であって、
   前記半導体レーザ素子の搭載面を備えるパッケージと、
   前記パッケージが前記搭載面に接する周囲４面の内の１面および前記搭載面に対向する上面を開口するように形成される前記パッケージの枠体と、
   前記枠体に固定される複数のリード端子と、
   前記搭載面に設置されて前記半導体レーザ素子の搭載台となるサブマウントと、
   前記半導体レーザ素子と前記リード端子を電気的に接続するワイヤと、
   前記搭載面に対向する上面および前記搭載面に接する周囲４面の内の１面に形成される開口部分に接続されて前記半導体レーザ素子を前記パッケージ内に封止するキャップと、
   前記キャップの前記レーザ光出射方向の面に貫通孔を設けて設置されて前記レーザ光が出射できる径のガラスと
   を有し、前記半導体レーザ素子のレーザ光出射位置が前記ガラスの直近なるように前記半導体レーザ素子を搭載することを特徴とする半導体装置。
2. 前記半導体レーザ素子が窒化物半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
3. 受光素子が混載されることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の半導体装置。
4. 前記貫通孔に光学部品を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置。
5. 前記枠体の前記搭載面に対向する上側と前記半導体レーザ素子のレーザ光出射方向側との境界部分を曲面に形成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置。
6. 前記枠体の前記半導体レーザ素子のレーザ光出射方向側の部分を傾斜をつけて形成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置。
7. 前記パッケージの少なくとも一方の側面にフィンを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体装置。
8. 前記フィンに窪みを備えることを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
9. 請求項５記載の半導体装置の製造方法であって、前記パッケージに前記キャップを接続する際に、
   前記パッケージ上面から前記レーザ光出射方向の開口面までを連続してローラー電極を用いてシーム溶接で固定する工程と、
   前記レーザ光出射方向の開口面の底辺と、前記底辺に平行な前記上面の辺をローラー電極を用いてシーム溶接で固定する工程と
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. 請求項９記載の半導体装置の製造方法に用いる半導体装置の製造装置であって、
    平行に配置された２つのローラー電極と、
    前記ローラー電極に電気エネルギーを印加する電源と、
    前記ローラー電極を水平方向に加重をかけながら移動をする機構と、
    前記半導体装置を９０度回転する機構、または前記ローラー電極を上下方向にスライドする機構と、
    前記ローラー電極の移動速度を調整する機構と
    を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
11. 前記ローラー電極が互いに９０度の角度で配置されていること、または前記ローラー電極の角度を調節する機能を有することを特徴とする請求項１０記載の半導体装置の製造装置。
12. 光ディスクにレーザ光を発光する光ピックアップ装置であって、
    構成部品を保持する筐体と、
    前記筐体に保持されて前記レーザ光を発光する請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体装置と、
    前記筐体に保持されて前記レーザ光を前記光ディスク上に絞込む対物レンズと、
    前記筐体に保持されて前記半導体装置からの出射光を前記光ディスクの方向に折り曲げる立ち上げミラーと
    を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
13. 請求項１２記載の光ピックアップ装置と、
    前記光ピックアップ装置を光ディスクの半径方向に移動自在なトラバース機構と、
    前記光ディスクを回転するドライブ機構と
    を有することを特徴とする光ディスクドライブ装置。

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