(57)【要約】【構成】半導体レーザ１６を固定する取付孔１２が設けられたホルダ１０に、取付孔１２と交差するように注入孔１４を形成し、この注入孔１４から熱伝導性のよい接着剤を注入して、半導体レーザ１６と取付孔１２の内面の間の空間に拡げて固化させる。【効果】光ピックアップの量産時に複数種類の半導体レーザ固定装置を準備する必要がないので、量産性を改善することができると同時に、半導体レーザと半導体レーザ固定装置が熱伝導性の良い接着剤で接着されているので、伝熱面積も拡がり、半導体レーザで発生した熱の放熱性が改善される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザを固定する取付孔が形成された半導体レーザ固定装置において、前記取付孔と交差する少なくとも１つの注入孔を形成したことを特徴とする、半導体レーザ固定装置。
【請求項２】
前記注入孔は、前記半導体レーザ固定装置の一つの面から対向する他の面に貫通している、請求項１記載の半導体レーザ固定装置。
【請求項３】
前記注入孔は、前記取付孔に対して線対称の位置に形成された、請求項１または２記載の半導体レーザ固定装置。
【請求項４】
半導体レーザを半導体レーザ固定装置に形成された取付孔に固定する半導体レーザ固定方法であって、
前記半導体レーザを前記取付孔に挿入し、前記取付孔の内面に形成した膨張部によって、半導体レーザを挟み込むことにより固定する工程と、
前記半導体レーザ固定装置に形成され、前記取付孔と交差する注入孔に、熱伝導性の良い接着剤を注入して固化させることにより、前記半導体レーザと前記取付孔を接着する工程とを含む、半導体レーザの固定方法。
【請求項５】
前記接着剤は、アルミナ粒子配合のシリコン接着剤または銀ペーストのいずれか１つである、半導体レーザの固定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体レーザ固定装置および半導体レーザ固定方法に関し、特に光ピックアップの光源として使用するキャン型半導体レーザを固定する半導体レーザ固定装置および半導体レーザ固定方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
光ディスクに信号を記録したり、記録された信号を再生したりする光ピックアップは、光源としてキャン型レーザダイオード（以下「半導体レーザ」という）を使用している。
【０００３】
半導体レーザは、レーザ光を発光するチップを載置する台座となる円筒型のステムと、ステムの上に被せられたキャップおよびステムのキャップとは反対の面に設けられたリードから構成されており、半導体レーザ固定装置（以下「ホルダ」という）に固定されている。
【０００４】
この半導体レーザを、ホルダに形成された取付孔に固定する方法としては、かしめにより固定する方法と圧入により固定する方法とがある。
【０００５】
まず、図３を参照して、かしめにより半導体レーザ６を固定する方法について説明する。ホルダ２の取付孔４に半導体レーザ６をキャップ側から挿入した後、ホルダ２の表面を鋭利な硬い治具を使用して等間隔に３ヶ所打ち込む。この打ち込みによって、ホルダ表面に穴８ａが形成され、その結果取付孔４の内面が変形して膨張部８ｂが形成される。半導体レーザ６は、この膨張部によって３方向から挟み込まれて、ホルダ２に固定される。
【０００６】
このとき、取付孔４の直径は、使用する半導体レーザ６のステムの外径のばらつきを考慮して、最も大きい場合よりもさらに少し大きくしておいて、ステムの外径に応じて膨張部８ｂの膨らませ方を調整して半導体レーザ６を固定する。このため、ステムの外径に応じて違った形状のホルダ２を準備する必要がないので、量産性に優れている。
【０００７】
次に、圧入によって、半導体レーザをホルダに固定する方法について説明する。圧入は、半導体レーザを壊さないようにするため、ホルダの取付孔の直径を半導体レーザのステムの外径よりもわずかに小さく（例えば１０μｍ程度）しておき、その取付孔にレーザダイオードをキャップ側から押し込む。ホルダとステムは、それぞれアルミ合金、真鍮でできているので、両者はそれぞれ弾性変形して密着する。このため、半導体レーザで発生する熱は、熱伝導性のよいアルミ合金からなるホルダを介して光ピックアップのハウジングに伝わるので、放熱性に優れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かしめによる固定方法では、半導体レーザで発生する熱は、ステムからホルダの取付孔の内面に形成された膨張部の先端部を介してホルダに伝わる。例えば、半導体レーザを３ヶ所でかしめた場合、膨張部も３ヶ所しかなく、各膨張部とステムの伝熱面積も小さいので、半導体レーザで発生した熱をホルダに十分に伝えることができない。
【０００９】
このため、発生した熱は半導体レーザに蓄熱されて、半導体レーザの温度を上昇させる。この温度上昇により、半導体レーザの発光効率が低下し、印加電流を増加させても所定の最大光量が得られなくなるので、光ディスクに適正な記録ができなくなるとともに、半導体レーザの寿命も縮むという問題がある。
【００１０】
また、圧入による固定方法では、半導体レーザを壊さないようにするため、半導体レーザのステムおよびホルダがどちらも弾性変形する範囲内で半導体レーザをホルダに押し込むために、ホルダの取付孔の直径をステムの外径よりもわずかに小さく（約１０μｍ）ことが好ましい。
【００１１】
しかし、量産に用いられる半導体レーザでは、ステムの外径寸法は標準値５．６ｍｍに対して最も大きい場合と小さい場合の差が３０μｍもある。このため、圧入によりキャン型レーザダイオードが壊れないようにして、ホルダと密着させるためには、半導体レーザのステムの外径に合わせて、取付孔の直径が異なるホルダを何種類も準備しなければならないので、量産には適していない。
【００１２】
それゆえに、この発明の主たる目的は、半導体レーザから発生する熱を半導体レーザ固定装置であるホルダに逃がす放熱性を改善すると同時に、半導体レーザの外径寸法の精度が良くなくても、個々の半導体レーザの外径に応じて準備する必要がない半導体レーザ固定装置であるホルダを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、半導体レーザを固定する取付孔が形成された半導体レーザ固定装置において、取付孔と交差する少なくとも１つの注入孔を形成したことを特徴とする半導体レーザ固定装置である。
【００１４】
第２の発明は、半導体レーザを半導体レーザ固定装置に形成された取付孔に固定する半導体レーザ固定方法であって、半導体レーザを取付孔に挿入し、取付孔の内面に形成した膨張部によって、半導体レーザを挟み込むことにより固定する工程と、半導体レーザ固定装置に形成され、取付孔と交差する注入孔に、接着剤を注入して固化させることにより、半導体レーザと取付孔を接着する工程とを含む半導体レーザの固定方法である。
【００１５】
【作用】
半導体レーザ固定装置であるホルダの取付孔に半導体レーザを挿入して固定し、さらにこの取付孔と交差するように形成された注入孔から熱伝導性の良い接着剤を注入して、半導体レーザ固定装置と半導体レーザを広い面積で接着させる。この場合、光ピックアップの量産時に複数種類の半導体レーザ固定装置を準備する必要がないので、量産性を改善することができると同時に、半導体レーザと半導体レーザ固定装置が広い面積で接着するので、半導体レーザで発生した熱の放熱性が改善される。
【００１６】
また、注入孔は、半導体レーザ固定装置の一つの面から対向する他の面に貫通していることが好ましい。この場合、一つの面の開口部から注入孔に注入された接着剤が、注入孔の中を進み、他の面の開口部に達したことを確認することにより、注入された接着剤が半導体レーザと取付孔の内面の間の空間に拡がったことを間接的に確認することができる。
【００１７】
また、注入孔は取付孔に対して線対称の位置に形成されていることが好ましい。この場合、注入孔に注入された接着剤が固化した場合に発生する応力も線対称になり、光ピックアップの光学系が経時的に劣化することを防止できる。
【００１８】
半導体レーザを半導体レーザ固定装置に形成された取付孔に固定する半導体レーザ固定方法は、まず半導体レーザを取付孔に挿入して、取付孔の内面に膨張部を形成し、この膨張部によって半導体レーザを挟み込んで固定する工程と、半導体レーザ固定装置であるホルダに、取付孔と交差するように注入孔を形成して、この注入孔から接着剤を半導体レーザと取付孔の間の空間に注入して固化させて、半導体レーザと取付孔を接着する工程とを含んでいる。この場合、光ピックアップの量産時に複数種類の半導体レーザ固定装置を準備する必要がないので、量産性を改善することができると同時に、半導体レーザと半導体レーザ固定装置が広い面積で接着するので、半導体レーザで発生した熱の放熱性が改善される。
【００１９】
また、この発明のある実施例では、注入孔から注入する接着剤は、熱伝導性の良いアルミナ粒子配合のシリコン接着剤または銀ペーストのいずれか１つである。
【００２０】
【発明の効果】
この発明によれば、光ピックアップの量産時に複数種類の半導体レーザ固定装置を準備する必要がないので、量産性を改善することができると同時に、半導体レーザと半導体レーザ固定装置とが熱伝導性の良い接着剤で接着されているので、伝熱面積も拡がり、半導体レーザで発生した熱の放熱性が改善される。
【００２１】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００２２】
【実施例】
図１を参照して、光ピックアップの光源として使用する半導体レーザ１６を固定するホルダ１０の実施例について説明する。
【００２３】
ここで、半導体レーザ１６は、円筒型のステム１６ａと、ステム１６ａの上に固定されたキャップ１６ｂと、ステム１６ａからキャップ１６ｂとは逆の方向に伸びる複数のリードとからなり、レーザ光を発するチップはステム１６ａに固定されて、キャップ１６ｂで覆われている。また、ステム１６ａの材質は真鍮、キャップ１６ｂの材質はステンレスである。
【００２４】
ホルダ１０は、半導体レーザ１６を固定するためのもので、弾性変形しやすくて、放熱性もよいことが必要であるため、その材質はアルミニウム合金が最も好ましいが、放熱性をより重視する場合には銅合金でもよい。このホルダ１０の中央部付近には、半導体レーザ１６を挿入できるように、取付孔１２が設けられている。
【００２５】
この取付孔１２の直径は、使用する半導体レーザ１６のステム１６ａの外径のばらつきを考慮して、最も大きい場合よりもさらに約５０μｍ大きくしておき、半導体レーザ１６をかしめるときに、そのステム１６ａの外径に応じて膨張部の膨らませ方を調整する。このため、ステム１６ａの外径に応じて異なった形状のホルダ１０を準備する必要がない
さらに、このホルダ１０には取付孔１２と交差するように、ホルダ１０の上面から下面に貫通する注入孔１４が、取付孔を挟んで左右対称の位置に２個平行に形成されている。
【００２６】
この取付孔１２と注入孔１４の交差について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、図１のホルダ１０をＸＺ面で切ったときの断面図であり、図２（ｂ）はＸＹ面で切ったときの断面図である。これらの図からもわかるように、取付孔１２は、正確には、半導体レーザ１６のステム１６ａが収まる部分の直径は、キャップ１６ｂが収まる部分の直径に比べて小さい。
【００２７】
そして、取付孔１２の左右の注入孔１４の一部が、それぞれステム１６ａが収まる部分のうち、キャップ１６ｂが収まる部分よりも大きくなっている部分に食い込むようにして形成されている。このため、２つの注入孔１４は取付孔１２のステム１６ａが収まる部分と左右両側で繋がっている。
【００２８】
この取付孔１２の直径は、例えば、半導体レーザ１６のステム１６ａの外径が設計値５．６ｍｍに対して最も大きくずれた場合でも、挿入できるように設計値に対して約３０μｍ程度大きく形成されている。このとき、注入孔１４の直径は約１ｍｍ〜約２ｍｍが好ましい。
【００２９】
このホルダ１０を用いて半導体レーザ１６を固定する方法について説明する。まず、従来技術の欄で説明したように、半導体レーザ１６をキャップ側よりホルダの取付穴１２に挿入して、半導体レーザ１６のステム１６ａをホルダ１０にかしめて固定する。
【００３０】
次に、ホルダ１０に設けられた２つの注入孔１４の開口部からそれぞれ熱伝導性のよい接着剤を注入する。注入された接着剤は、この注入孔１４内の空気を注入孔１４の反対側の開口部から排出しながら進む。この接着剤が注入孔１４が取付孔１２と交差している位置に達すると、半導体レーザ１６のステム１６ａとホルダ１０の取付孔１２の内面との間の空間に拡がって、固化する。
【００３１】
このため、半導体レーザ１６とホルダ１０は広い表面積で接着されるので、半導体レーザ１６で発生した熱がホルダ１０に伝わる伝熱面積も拡がり、放熱性が改善される。さらに、接着剤の一部は注入孔１４の中を進み、反対側の開口部に達すると、接着剤の表面張力のため進行が止まる。このように、接着剤が反対側の開口部に達したことを確認できれば、接着剤は取付孔１２の内面とステム１６ａの間の空間にも拡がっていると考えることができる。
【００３２】
なお、使用する接着剤は、熱伝導性の良いことが必要であり、例えばアルミナ粒子配合のシリコン接着剤や銀ペーストなどが好ましい。
【００３３】
図１の実施例では、注入孔１４はホルダ１０の上面から下面にかけて貫通している。しかし、注入孔１４は必ずしも貫通している必要はなく、例えばホルダ１０の上面または下面から取付孔１２と少なくとも交差する位置まで延びていればよい。この場合、注入孔１４から注入された接着剤は注入孔１４内の空気を取付孔１２を通して排出しながら、注入孔１４と取付孔１２の交差する位置まで進み、ステム１６ａとホルダ１０との間の空間に拡がって、固化する。
【００３４】
したがって、この場合も接着剤によって、半導体レーザ１６とホルダ１０は広い面積で接着されるので、注入孔が貫通している場合と同様に半導体レーザで発生した熱がホルダに伝わる伝熱面積も拡がり、放熱性が改善される。ただし、この場合、接着剤がステムとホルダとの間の空間に拡がっていることを簡単に確認することはできない。
【００３５】
また、図１の実施例では、２つの注入孔１４を取付孔１２に対して左右対称となる位置に形成している。これは、光ピックアップの光学系の経時的安定性および熱的安定性を考えると、各構成部品は左右または上下対称となるように構成することが好ましいからである。このため、注入孔１４もホルダ１０の取付孔１２に対して左右対象に設けて、注入孔１４に注入された接着剤が固化するときに発生する応力も左右対称となるようにしている。
【００３６】
しかし、注入孔１４は必ずしも左右対称に設けなくてもよい。すなわち、取付孔１２の左右で注入孔１２の個数が異なっていてもよく、また個数は同じであっても設けられている位置が左右対称の位置からずれていてもよい。ただし、あまり多くの注入孔１４を設けると、ホルダ１０の強度が弱くなるので、注入孔は２個、しかもそれらは取付孔１２を挟んで左右対称の位置に設けるのが好ましい。
【００３７】
また、図１の実施例では、注入孔１４はホルダ１０の上面から下面にかけて形成されている。注入孔１４はホルダ１０内部で取付孔１２と交差していればよく、例えば、ホルダ１０の右側面から左側面にかけて形成されていてもよいし、またホルダ１０を斜めに横切る方向に形成されていてもよい。
【００３８】
しかし、注入孔１４の形成の容易さ、および接着剤の注入孔１４の中の通りやすさを考慮すると、図１の実施例のように、ホルダ１０の上面から下面にかけて垂直に注入孔１４を形成することが好ましい。
【００３９】
本発明の半導体レーザ固定装置の最も好ましい実施例は、図１に示す場合であるが、上述のような注入孔１４の変形例、またはそれらを２以上組み合わせた注入孔１４を有する場合であっても、本発明の半導体レーザ固定装置と同じ効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１実施例の断面を示す図解図である。
【図３】従来例を示す図解図である。
【符号の説明】
１０…ホルダ（半導体レーザ固定装置）
１２…取付孔
１４…注入孔
１６…半導体レーザ
【図１】
2004111508.tif 000003
【図２】
2004111508.tif 000004
【図３】
2004111508.tif 000005