(57)【要約】【課題】フレームレーザからレーザホルダへの熱伝導性を向上させることができ、また、フレームレーザのレーザホルダに対する位置決め精度を向上させることができるレーザユニットを提供する。【解決手段】レーザユニット１は、基板２１の表面２１ａに半導体レーザチップ２２が搭載され、半導体レーザチップ２２を囲むように基板２１にフレーム部２４が一体成形されたフレームレーザ２と、フレームレーザ２が載置される設置面３１ａが設けられたレーザホルダ３とを備える。フレームレーザ２は、基板２１の裏面２１ｂと設置面３１ａとが接するように載置され、レーザホルダ３は、設置面３１ａに凹部３１ｂが形成されており、凹部３１ｂには、充填された樹脂で樹脂部４が形成されている。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に半導体レーザチップが搭載され、前記半導体レーザチップを囲むように前記基板にフレーム部が一体成形されたフレームレーザと、前記フレームレーザが載置される設置面が設けられたレーザホルダとを備えるレーザユニットであって、
前記フレームレーザは、前記基板の裏面と前記設置面とが接するように載置され、
前記レーザホルダは、前記設置面に凹部が形成されており、
前記凹部には、充填された樹脂で樹脂部が形成されていること
を特徴とするレーザユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザユニットであって、
前記レーザホルダは、前記凹部への樹脂の充填に適用される樹脂充填口を備えること
を特徴とするレーザユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のレーザユニットであって、
前記樹脂部は、放熱樹脂で形成されており、
前記半導体レーザチップと前記樹脂部とは、前記基板を挟んで対向する位置に配置されていること
を特徴とするレーザユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載のレーザユニットであって、
前記レーザホルダは、前記基板の表面側に設けられた防塵部を備え、
前記防塵部は、前記半導体レーザチップを覆うように形成されていること
を特徴とするレーザユニット。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載のレーザユニットを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザチップが搭載されたフレームレーザを備えるレーザユニットに関し、また、そのようなレーザユニットを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ディスクに対して情報の記録や再生を行う光ディスク装置は、光ディスクにレーザを照射する半導体レーザチップを備える。近年、光ディスクに情報を記録する際の記録速度を高速化するため、半導体レーザチップは高出力化されて発生する熱量が増加している。発熱によって高温になった半導体レーザチップを使用し続けると、半導体レーザチップの発光効率や寿命が劣化して、信頼性が低下する可能性がある。そのため、光ディスク装置では、半導体レーザチップからの放熱性を高くすることが求められている。
【０００３】
また、半導体レーザチップを搭載する位置がずれると、照射されるレーザの光軸がずれるといった問題がある。そこで、半導体レーザチップ、または半導体レーザチップを搭載したレーザホルダを光ディスク装置に固定する技術が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
現在、光ディスク装置では、ＣＡＮタイプの半導体レーザ装置が用いられている。ＣＡＮタイプの半導体レーザ装置では、半導体レーザチップは、台座に搭載されて缶状の容器で密閉されており、レーザの出射面にはガラス窓が設けられている。光ディスク装置において、レーザを光ディスクの記録面で微小な点に集光する必要があるため、レーザを透過させるガラス窓の波面を精度よく揃えなければならない。波面収差が小さいガラス窓は、製造が困難なため高価であることが問題である。
【０００５】
また、近年では、光ディスク装置のコストダウンのために、フレームレーザと呼ばれる半導体レーザ装置が用いられることがある。ここで、フレームレーザとは、半導体レーザチップを基板に搭載し、半導体レーザチップを囲むように基板に樹脂がアウトサート成形されたものであって、ガラス窓や密封構造をもたないため価格が安いという特徴がある。
【０００６】
しかしながら、フレームレーザでは、半導体レーザチップが外部に露出しているため、容易に埃が付着するという問題がある。半導体レーザチップに埃が付着すると出射するレーザに大きな影響を与えるため、フレームレーザを防塵することが重要である。そこで、半導体レーザチップを覆う防塵部材を備えたフレームレーザが検討されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１７６８９０号公報
【特許文献２】特開２００７−１２１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の光ヘッドでは、レーザホルダの底面が接着剤でハウジングに固定されている。したがって、レーザホルダを固定する際に、接着剤によってレーザホルダが傾く可能性があるため、半導体レーザの位置決め精度が悪化するという課題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の光ヘッド装置では、防塵部材を必要とするため高価になるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、フレームレーザからレーザホルダへの熱伝導性を向上させることができ、また、フレームレーザのレーザホルダに対する位置決め精度を向上させることができるレーザユニットを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、熱伝導性、位置決め精度を向上させたレーザユニットを備えることによって、信頼性を向上させた電子機器を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るレーザユニットは、基板の表面に半導体レーザチップが搭載され、前記半導体レーザチップを囲むように前記基板にフレーム部が一体成形されたフレームレーザと、前記フレームレーザが載置される設置面が設けられたレーザホルダとを備えるレーザユニットであって、前記フレームレーザは、前記基板の裏面と前記設置面とが接するように載置され、前記レーザホルダは、前記設置面に凹部が形成されており、前記凹部には、充填された樹脂で樹脂部が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、基板の裏面と設置面とを密接させることによって、フレームレーザからレーザホルダへの熱伝導性を向上させることができる。また、フレームレーザを載置するときの傾きを抑制することによって、フレームレーザのレーザホルダに対する位置決め精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明に係るレーザユニットでは、前記レーザホルダは、前記凹部への樹脂の充填に適用される樹脂充填口を備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、フレームレーザをレーザホルダに載置してから樹脂を充填することができるため、位置決め精度を更に向上させることができる。
【００１６】
本発明に係るレーザユニットでは、前記樹脂部は、放熱樹脂で形成されており、前記半導体レーザチップと前記樹脂部とは、前記基板を挟んで対向する位置に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、放熱樹脂で形成された樹脂部を半導体レーザチップに近い位置に配置することによって、熱伝導性を更に向上させることができる。
【００１８】
本発明に係るレーザユニットでは、前記レーザホルダは、前記基板の表面側に設けられた防塵部を備え、前記防塵部は、前記半導体レーザチップを覆うように形成されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によると、防塵部で半導体レーザチップを覆うことによって、半導体レーザチップに埃が付着することを抑制することができる。
【００２０】
本発明に係る電子機器は、本発明に係るレーザユニットを備えたことを特徴とする。
【００２１】
この構成によると、熱伝導性、位置決め精度を向上させたレーザユニットを備えることによって、信頼性を向上させた電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、基板の裏面と設置面とを密接させることによって、フレームレーザからレーザホルダへの熱伝導性を向上させることができる。また、フレームレーザを載置するときの傾きを抑制することによって、フレームレーザのレーザホルダに対する位置決め精度を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明によると、熱伝導性、位置決め精度を向上させたレーザユニットを備えることによって、信頼性を向上させた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザユニットのフレームレーザを示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態に係るレーザユニットのレーザホルダを示す斜め前方からの斜視図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態に係るレーザユニットのレーザホルダを示す斜め後方からの斜視図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態に係るレーザユニットの概略構成を示す正面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの矢符Ａ−Ａでの断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態に係るレーザユニットを示す斜め前方からの斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の形態に係るレーザユニットを示す斜め後方からの斜視図である。
【図５】凹部に樹脂を充填する工程を示す概略断面図である。
【図６Ａ】レーザホルダの変形例を示す斜め後方からの斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。
【図７】レーザホルダの変形例を適用したレーザユニットの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るレーザユニットを備えるレーザ集積ユニットを示す概略構成図である。
【図９】図８に示すレーザ集積ユニットの光学系の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態に係るレーザユニットは、フレームレーザをレーザホルダに組み合わせた構成とされている。以下では、まず、フレームレーザおよびレーザホルダのそれぞれについて、図面に基づいて説明した後、フレームレーザおよびレーザホルダを組み合わせたレーザユニットについて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係るレーザユニットのフレームレーザを示す斜視図である。
【００２７】
フレームレーザ２は、基板２１の表面２１ａにサブマウント２３を介して半導体レーザチップ２２が搭載され、半導体レーザチップ２２を囲むように基板２１にフレーム部２４が一体成形されている。
【００２８】
半導体レーザチップ２２は、赤色光および赤外光のレーザを出射するレーザダイオードであって、出射側の端面が基板２１の端部（出射端部２１ｃ）寄りとなるように配置されている。なお、本発明はこれに限定されず、例えば、青色光のレーザを照射するレーザダイオードとしてもよい。
【００２９】
以下では説明のため、半導体レーザチップ２２からレーザが出射される方向を出射方向Ｘと呼び、基板２１の厚さ方向を高さ方向Ｚと呼び、出射方向Ｘおよび高さ方向Ｚに対して直交する方向を幅方向Ｙと呼ぶ。また、高さ方向Ｚにおいて、基板２１を基準とした表面２１ａ側を上方と呼び、基板２１を基準とした裏面２１ｂ側を下方と呼ぶことがある。
【００３０】
基板２１は、金属で形成された角型のリードフレームであって、幅方向Ｙに向かって両方の側面から突出する延長部２５が設けられている。なお、延長部２５には、出射方向Ｘに対して垂直なフレーム係止面２５ａが形成されており、幅方向Ｙに対して垂直なフレーム位置決め面２５ｂが形成されている。また、本実施の形態では、基板２１は、銀（Ａｇ）めっきを施した銅（Ｃｕ）合金で形成されているが、本発明はこれに限定されない。
【００３１】
また、基板２１には、出射方向Ｘにおいて出射端部２１ｃの反対側にピン端子２６が設けられており、ピン端子２６は、レーザユニット１と外部とを接続するのに用いられる。なお、出射方向Ｘにおいて、基板２１を基準とした出射端部２１ｃ側を前方と呼び、基板２１を基準としたピン端子２６側を後方と呼ぶことがある。基板２１の裏面２１ｂは、一様に平坦な形状とされている。
【００３２】
フレーム部２４は、基板２１の表面２１ａおよび側面に樹脂で一体成形されており、半導体レーザチップ２２およびピン端子２６を保護している。また、フレーム部２４は、高さ方向Ｚにおいて半導体レーザチップ２２より高くなるように形成されている。なお、出射端部２１ｃ（半導体レーザチップ２２の前方）および半導体レーザチップ２２の上方には、フレーム部２４は形成されていない。
【００３３】
図２Ａは、本発明の実施の形態に係るレーザユニットのレーザホルダを示す斜め前方からの斜視図であり、図２Ｂは、本発明の実施の形態に係るレーザユニットのレーザホルダを示す斜め後方からの斜視図である。
【００３４】
レーザホルダ３は、後述するレーザ集積ユニット６（図８参照）にフレームレーザ２を固定するためのホルダである。レーザホルダ３は、載置部３１、連結部３２、および防塵部３３で構成される。
【００３５】
載置部３１は、基板２１の裏面２１ｂと平行な設置面３１ａが設けられており、設置面３１ａの一部には、設置面３１ａより低い凹部３１ｂが形成されている。つまり、設置面３１ａに基板２１を載置したとき、凹部３１ｂと裏面２１ｂとの間に隙間ができる。また、載置部３１には、後方から凹部３１ｂにつながる溝状の樹脂充填口３１ｃが設けられている。樹脂充填口３１ｃについての詳細は、図５で後述する。
【００３６】
防塵部３３は、載置部３１の上方に配置されている。防塵部３３についての詳細は、図３Ａないし図３Ｃで後述する。
【００３７】
連結部３２は、載置部３１の前方の端部と防塵部３３の前方の端部とを連結するように形成され、半導体レーザチップ２２から出射されるレーザを通過させる出射口３２ａを備える。連結部３２の内側の側面には、フレームレーザ２の位置決めをするために、出射方向Ｘに対して垂直なホルダ係止面３２ｂが形成されている。また、連結部３２には、基板２１の表面２１ａおよび／またはフレーム部２４に接する接着部３２ｃが設けられている。
【００３８】
レーザホルダ３の側面には、幅方向Ｙに対して垂直なホルダ位置決め面３４が設けられている。
【００３９】
図３Ａは、本発明の実施の形態に係るレーザユニットの概略構成を示す正面図であり、図３Ｂは、図３Ａの矢符Ａ−Ａでの断面図であり、図３Ｃは、図３Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。図４Ａは、本発明の実施の形態に係るレーザユニットを示す斜め前方からの斜視図であり、図４Ｂは、本発明の実施の形態に係るレーザユニットを示す斜め後方からの斜視図である。
【００４０】
本発明の実施の形態に係るレーザユニット１は、基板２１の表面２１ａに半導体レーザチップ２２が搭載され、半導体レーザチップ２２を囲むように基板２１にフレーム部２４が一体成形されたフレームレーザ２と、フレームレーザ２が載置される設置面３１ａが設けられたレーザホルダ３とを備える。フレームレーザ２は、基板２１の裏面２１ｂと設置面３１ａとが接するように載置され、レーザホルダ３は、設置面３１ａに凹部３１ｂが形成されており、凹部３１ｂには、充填された樹脂で樹脂部４が形成されている。
【００４１】
この構成によると、基板２１の裏面２１ｂと設置面３１ａとを密接させることによって、フレームレーザ２からレーザホルダ３への熱伝導性を向上させることができる。また、フレームレーザ２を載置するときの傾きを抑制することによって、フレームレーザ２のレーザホルダ３に対する位置決め精度を向上させることができる。
【００４２】
レーザユニット１では、レーザホルダ３の後方から前方に向かってフレームレーザ２が挿入されている。ここで、互いに平行なフレーム係止面２５ａとホルダ係止面３２ｂとが接することによって、レーザホルダ３に対するフレームレーザ２の出射方向Ｘにおける位置決めがされる。また、フレーム位置決め面２５ｂおよびホルダ位置決め面３４の幅方向Ｙに対する位置を揃えることによって、レーザホルダ３に対するフレームレーザ２の幅方向Ｙにおける位置決めがされる。
【００４３】
フレームレーザ２の位置決めをする際、接着部３２ｃに接着剤を塗布することで、レーザホルダ３にフレームレーザ２を確実に固定することができる。
【００４４】
上述した防塵部３３は、レーザホルダ３とフレームレーザ２とを組み合わせたとき、半導体レーザチップ２２の上方に位置する構造とされている。また、平面視において、防塵部３３は、半導体レーザチップ２２より大きいことが望ましい。
【００４５】
上述したように、レーザホルダ３は、基板２１の表面２１ａ側に設けられた防塵部３３を備える。防塵部３３は、半導体レーザチップ２２を覆うように形成されている。この構成によると、防塵部３３で半導体レーザチップ２２を覆うことによって、半導体レーザチップ２２に埃が付着することを抑制することができる。
【００４６】
上述したように、レーザホルダ３は、凹部３１ｂへの樹脂の充填に適用される樹脂充填口３１ｃを備える。この構成によると、フレームレーザ２をレーザホルダ３に載置してから樹脂を充填することができるため、位置決め精度を更に向上させることができる。
【００４７】
本実施の形態では、樹脂部４は、放熱樹脂で形成されており、半導体レーザチップ２２と樹脂部４とは、基板２１を挟んで対向する位置に配置されている。この構成によると、放熱樹脂で形成された樹脂部４を半導体レーザチップ２２に近い位置に配置することによって、熱伝導性を更に向上させることができる。つまり、凹部３１ｂは、半導体レーザチップ２２の下方となる位置に形成されており、半導体レーザチップ２２で発生した熱は、熱伝導率の優れた放熱樹脂を経てレーザホルダ３に伝わる。
【００４８】
放熱樹脂は、例えば、オレフィン系樹脂、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）樹脂、シリコン系樹脂、またはエポキシ樹脂等の熱伝導性樹脂が主成分であって、銀（Ａｇ）等の金属、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス、炭素繊維、あるいはガラスなどからなるフィラー（ｆｉｌｌｅｒ）が含有されている。放熱樹脂の熱伝導率は、例えば、主成分がオレフィン系樹脂であって、フィラーが酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）である場合、３［Ｗ／ｍＫ］である。
【００４９】
なお、本発明はこれに限定されず、例えば、樹脂部４に紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂といった接着剤を充填してもよい。接着剤を硬化収縮させることによって、フレームレーザ２とレーザホルダ３とを固定する樹脂部４を形成することができる。
【００５０】
図５は、凹部に樹脂を充填する工程を示す概略断面図である。
【００５１】
凹部３１ｂに樹脂を充填する際、フレームレーザ２はレーザホルダ３に載置され位置決めされている。溝状の樹脂充填口３１ｃを設けることによって、基板２１の裏面２１ｂと設置面３１ａとの間には、凹部３１ｂにつながる隙間ができている。樹脂は、樹脂充填口３１ｃに差し込まれたノズル５から凹部３１ｂに注入される。なお、樹脂を充填する際には、フレームレーザ２を上方からレーザホルダ３に押し付けることが望ましい。
【００５２】
図６Ａは、レーザホルダの変形例を示す斜め後方からの斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。図７は、レーザホルダの変形例を適用したレーザユニットの断面図である。
【００５３】
変形例では、樹脂充填口３１ｃ（貫通穴）は、下方から凹部３１ｂにつながるように形成されている。この構成であっても、フレームレーザ２をレーザホルダ３に載置してから樹脂を充填することができる。
【００５４】
図８は、本発明の実施の形態に係るレーザユニットを備えるレーザ集積ユニットを示す概略構成図である。
【００５５】
本発明の実施の形態に係る電子機器は、レーザユニット１を備える。この構成によると、熱伝導性、位置決め精度を向上させたレーザユニット１を備えることによって、信頼性を向上させた電子機器を提供することができる。
【００５６】
電子機器は、例えば、３波長光ピックアップ装置などである。３波長光ピックアップ装置は、ＢＤ、ＤＶＤ、およびＣＤといった光ディスクの記録再生を行う。
【００５７】
レーザ集積ユニット６は、例えば、上述した３波長光ピックアップ装置などに適用され、赤色光および赤外光のレーザを照射する第１レーザユニット１ａと、青色光のレーザを照射する第２レーザユニット１ｂを備え、それぞれのレーザを切り替えて出射窓（図示しない）から出射する。
【００５８】
また、レーザ集積ユニット６は、特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過させるダイクロックビームスプリッタ６１を備える。なお、ダイクロックビームスプリッタ６１でどのような波長を反射させるかは、第１レーザユニット１ａおよび第２レーザユニット１ｂから照射されるレーザの波長によって、適宜選択すればよい。第１レーザユニット１ａおよび第２レーザユニット１ｂから照射されるレーザとダイクロックビームスプリッタ６１との関係については、図９で詳しく説明する。
【００５９】
図９は、図８に示すレーザ集積ユニットの光学系の構成を示す説明図である。
【００６０】
第１レーザユニット１ａから照射される赤色レーザＬａは、ダイクロックビームスプリッタ６１を透過してレーザ集積ユニット６から出射する。第２レーザユニット１ｂから照射される青色レーザＬｂは、ダイクロックビームスプリッタ６１で反射され赤色レーザＬａと同じ方向に導かれて、レーザ集積ユニット６から出射する。
【符号の説明】
【００６１】
１  レーザユニット
２  フレームレーザ
２１  基板
２１ａ  表面
２１ｂ  裏面
２２  半導体レーザチップ
２３  サブマウント
２４  フレーム部
２５  延長部
２６  端子ピン
３  レーザホルダ
３１  載置部
３１ａ  設置面
３１ｂ  凹部
３１ｃ  樹脂充填口
３２  連結部
３２ｃ  接着部
３３  防塵部
４  樹脂部
６  レーザ集積ユニット（電子機器の一例）
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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