(57)【要約】【課題】半田溶接に用いるレーザの戻り光による小型レーザヘッド内のレーザ半導体の損傷を防止するため、レーザの反射光がレーザ半導体へ戻らないようにすること。【解決手段】  溝１１または１２を備える結合ベース３に対し、溝の片側から溶接の熱源となるレーザを照射することにより、レーザは溝を通って小型レーザヘッドと結合ベース３に対して逆側へ放出されるので、レーザは小型レーザヘッド内にあるレーザ半導体へ当たらないので、損傷を防止できる。【選択図】図３
2009016007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合ベースに接合された光源と受光素子を備え、
前記結合ベースの第１表面に前記光源の中心から順に第１溝と第２溝とが形成され、前記光源と前記結合ベースとの接合部材が前記第１表面と前記第２溝にのみ存在すること
を特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記第１溝及び第２溝は、前記受光素子の受光面と平行に形成されていること
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記第２溝の幅及び深さは、それぞれ前記第１溝の幅及び深さの１．５倍以上であること
を特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記第１溝と前記第２溝との間隔は、前記第１溝の幅の０．３倍以上であること
を特徴とする請求項１から３いずれか記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記第２溝の側面が内側に向けて傾斜していること
を特徴とする請求項１から４いずれか記載の光ピックアップ。
【請求項６】
結合ベースの第１表面に光源と接合部材とを配置し、
前記第１表面に形成された第１溝及び第２溝のうちで前記光源の中心側の前記第１溝に前記第１表面と平行な方向からレーザを照射して前記接合部材を溶かした後、
前記接合部材を硬化させて前記結合ベースと前記光源とを接合すること
を特徴とする光ピックアップの製造方法。
【請求項７】
前記第２溝の幅及び深さは、それぞれ前記第１溝の幅及び深さの１．５倍以上であること
を特徴とする請求項６記載の光ピックアップの製造方法。
【請求項８】
前記第１溝と前記第２溝との間隔は、前記第１溝の幅の０．３倍以上であること
を特徴とする請求項６または７記載の光ピックアップの製造方法。
【請求項９】
前記第２溝の側面が内側に向けて傾斜していること
を特徴とする請求項６から８いずれか記載の光ピックアップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ、モバイル端末機器などの電子機器に搭載される光ディスク装置に用いられる光ピックアップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光学記録媒体として、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）、ＣＤ−Ｒ（書き込み可能なコンパクトディスク）、ＣＤ−ＲＷ（書き換え可能なコンパクトディスク）等の種々の光ディスクが開発されている。ＤＶＤにおいては、波長約６５０ｎｍのレーザにより情報の記録または再生が行われ、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷにおいては、波長約７８０ｎｍのレーザにより情報の記録または再生が行われる。このような複数種類の光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光ディスク装置において、光ディスク装置に搭載される光ピックアップの光源としては、例えば、複数の異なる波長のレーザを出射する発光素子を１つのパッケージに隣接して配置したもの（ハイブリッド型２波長半導体レーザ）が用いられている。また、１つの半導体基板に複数の波長の光源を集積化したもの（モノリシック２波長半導体レーザ）なども用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示の内容のように、モノリシック型２波長半導体レーザを光源として用いると、モノブロックでしかもレーザ出射位置が極めて隣接しているために、極めて高い発熱量があり、光源の寿命が短くなるなどの弊害が生じることがある。
【０００４】
上記課題を解決する手段として、プレートの一方の面にモノブロックで構成された複数のレーザを出射する発光素子を搭載した光源、受光素子、光学部品、結合ベースとを備え、光学部品を介して、光源からの光を媒体に向け、媒体からの戻り光を受光素子に導く光ピックアップが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
図１１は、特許文献２開示の光ピックアップの構成を示す図である。
【０００６】
図１１において、光ピックアップ１の光源２と結合ベース３とを所定の位置で仮固定し、光源２のプレート４近傍にクリーム半田５を塗布する。この状態で、結合ベース３に対し、レーザヘッド６より発せられるレーザ７を照射する。レーザ７の照射熱によって、半田５が溶融し、光源２と結合ベース３との間に流れ込む。一定時間後にレーザ７の照射を停止すると、半田５は自然冷却によって凝固し、光源２と結合ベース３とが接合される。
【特許文献１】特開平１０−２４１１８９号公報
【特許文献２】特開２００５−３３９７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、レーザの照射角度や照射位置、光ピックアップの構成部材の形状の関係によっては、レーザが部材で反射を繰り返してレーザヘッドに戻ること（戻り光の発生）があるため、安定して接合ができないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の光ピックアップは、結合ベースに接合された光源と受光素子を備え、前記結合ベースの第１表面に前記光源の中心から順に第１溝と第２溝とが形成され、前記光源と前記結合ベースとの接合部材が前記第１表面と前記第２溝にのみ存在することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の光ピックアップの製造方法は、結合ベースの第１表面に光源と接合部材とを配置し、前記第１表面に形成された相平行な第１溝及び第２溝のうちで前記光源の中心側の前記第１溝に、前記第１表面と平行な方向からレーザを照射して前記接合部材を溶かした後、前記接合部材を硬化させて前記結合ベースと前記光源とを接合することを特徴とする。
【００１０】
上記構成によって、レーザの戻り光によるレーザヘッド内の半導体の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の光ピックアップによれば、接合レーザ照射用の溝を用いることで、安定した接合を行うことができる。
【００１２】
さらには、レーザ照射用の溝を通る際にレーザを多数回反射させることによって、レーザの吸収率が向上するため、所定の熱量を得るためのレーザ出力を抑え、照射装置の効率か、高寿命化を図ることができる。また、半田の塗布位置に近い溝にレーザの熱によって溶解した半田が流れ込むため、レーザ照射用の溝へ半田が流れ込んで、レーザの進路を塞ぐことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施の形態では、同じ構成要素には同じ符号を付して、説明を省略している。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップの構成を示す図であり、図２は、本発明の実施の形態１における光ピックアップの分解図である。
【００１５】
図１において、プレート４を含む光源２、受光素子８は、結合ベース３にクリーム半田で接合されている。ここで、光源２は結合ベース３の第１表面に接合されており、受光素子８は第１表面とは異なる表面に接合されている。また、図２において、光学部品９、１０も、結合ベース３にクリーム半田で接合されている。
【００１６】
光源２は、その先端における光出射部と、結合ベース３に取り付けられた光学部品９とが対向するように結合ベース３に取り付けられている。
【００１７】
また、受光素子８の光入射面は、少なくとも光学部品１０の側方部と対向する位置に取り付けられており、光学部品１０の底部と光学部品９とは対向する位置に配置されている。
【００１８】
結合ベース３の基体としては、Ｚｎ、Ｚｎ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金などが好ましく用いられるが、本実施の形態では、Ｚｎダイカストに下地Ｃｕメッキしたものの外周に、Ｃｕよりも融点の低い金属（例えばＳｎ−Ｃｕ合金やＳｎ−Ｂｉ合金など）の被膜を形成したものを用いる。
【００１９】
結合ベース３は他の部材との接合性を向上させ、耐候性を持たせるなどの数々の目的のために、結合ベース３の全表面あるいは少なくとも一部の表面にＡｕ、Ａｕ合金、Ｓｎ、Ｓｎ合金などで構成された膜、フィルムなどを設けることが好ましい。表面に膜を構成する場合は、電解メッキや無電解メッキなどのメッキ手法や、蒸着やスパッタリングなどの手法を用いて形成する。
【００２０】
光源２のプレート４の基体は、ＣｕもしくはＣｕ合金にＡｇメッキをしたものを用いる。これ以外には、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金などの金属製の板状体が好ましく用いられる。
【００２１】
半田５には、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金などを用いる。ここで、Ａｇ含有率３％、Ｃｕ含有率０．５％のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金の融点は約２２０℃であり、Ａｇ含有率３．５％、Ｂｉ含有率０．５％、Ｉｎ含有率８．０％のＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金の融点は約１９０℃、Ｂｉ含有率５８％のＳｎ−Ｂｉ合金の融点は約１４０℃である。Ｂｉ含有率を５３％から６３％にしても融点は１５０℃程度以下であり、半田を溶解するための熱量も少なくなるため、他の部品に与える熱によるダメージを最小に抑えることができる。これらのことを考慮して、本実施の形態では、組成がＳｎ９６．５％、Ａｇ３％、Ｃｕ０．５％のクリーム半田を用いる。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態１における光ピックアップの接合部近傍の拡大図である。
【００２３】
図３において、光源２のプレート４が当接する結合ベース３の接合部近傍に、レーザ照射溝１１（第１溝）と、半田流入溝１２（第２溝）とを、受光素子８と平行な方向に設けている。ここで、レーザ照射溝１１と半田流入溝１２とは、互いに平行に形成されている。
【００２４】
図３のａ−ａ´断面を、図４に示す。図４は、本発明の実施の形態１における光ピックアップのａ−ａ´断面の一部を示す図である。
【００２５】
図４において、半田５は、レーザヘッド（図示せず）に近い側に配置されている。
【００２６】
また、レーザ照射溝１１の溝幅Ｗ1は半田流入溝１２の溝幅Ｗ2の１．５倍以上であることが望ましく、レーザ照射溝１１の溝深さｄ1は半田流入溝１２の溝深さｄ2の１．５倍以上であることが望ましい。これは、レーザ照射による熱伝達の条件と、半田５の塗布量によって変動する可能性のある数値ではあるが、半田５がレーザ照射溝１１に流れ込むのを抑えるための条件である。
【００２７】
また、溝間の距離であるＷ3や、レーザ照射溝を形成するための突起部の幅Ｗ4は、共に、ｗ1の０．３〜１．０倍が好ましい。これは、この数値より小さいと、この部位の強度が小さくなってしまい、強度上の問題が発生するためである。
【００２８】
ただし、光ピックアップ１の設計を考慮すると、レーザ照射溝１１と半田流入溝１２の幅の和は、光源２のプレート４が接合される部分における結合ベース３の最大幅１ｍｍを超えない事が好ましい。また、それぞれの溝の深さは、結合ベース３の、溝が設置される部分の最小奥行き１．２５ｍｍを超えてはならない。
【００２９】
次に、これらを用いた光ピックアップの組立工程について説明する。
【００３０】
図５は、本発明の実施の形態１における組立フローチャートを示す図である。
【００３１】
図５において、まず、ステップＳ１で、結合ベース３に、それぞれの底面が対向する位置で光学部品９、１０を接着させる。
【００３２】
次に、ステップＳ２で、結合ベース３に対して、光源２、受光素子８を位置決めする。
【００３３】
次に、ステップＳ３で、光源２を発光させ、実際の光ピックアップの構成（ないし、それを模擬した光学系）を介してディスク等で反射させた後に、受光素子８で受光した光を用いて、光源２、受光素子８の位置を相対的に調整する。この調整を、光ピックアップの光学特性が、所定の範囲内に入るまで繰り返す。
【００３４】
次に、ステップＳ４で、光学調整された光源２と受光素子８とを仮固定する。この仮固定は、接着剤を用いた仮固定や、機械的に固定することによる仮固定を用いる。
【００３５】
次に、ステップＳ５で、半田５の塗布を行う。半田５の塗布位置は、光源２や仮固定部への影響と、レーザ照射による熱伝達の影響を考慮して、本実施の形態では、図３に示す位置に塗布することが好ましい。
【００３６】
次に、ステップＳ６で、レーザ照射溝１１にレーザを照射し、このレーザ照射による熱の伝達を利用して、半田５を溶解させて、結合ベース３とプレート４との固定を行う。レーザの熱で溶解した半田５が光源２とプレート４との隙間に流れ込んできても、レーザを照射していない溝（半田流入溝１２）に半田５が流れ込む。これにより、半田５が、レーザ照射溝１１へ流れ込むのを防止することができる。そのため、レーザ照射溝１１に入射されたレーザが、溶解した半田によってその進路を遮られることがない。
【００３７】
ここで、本実施の形態では、半田５の塗布位置が半田流入溝１２より外側であるため、レーザ照射溝１１にレーザを照射する実施の形態を示した。しかしながら、半田５の塗布位置によっては、これらの溝の機能を入れ替えることも可能である。レーザ照射溝１１の内側に半田５を塗布した場合は、半田流入溝１２にレーザを照射し、レーザ照射溝１１が、半田が流れ込むための溝となる。
【００３８】
続いて、レーザ照射によって結合ベース３とプレート４とを固定する過程について説明する。
【００３９】
図６（ａ）は、本発明の実施の形態１におけるレーザ照射前の状態を示す図であり、図６（ｂ）は、本発明の実施の形態１におけるレーザ照射後の状態を示す図である。
【００４０】
図６（ａ）において、結合ベース３とプレート４との接合位置近傍に半田５を塗布し、レーザ照射溝１１へのレーザ照射により半田５を溶解させることで、図６（ｂ）に示すように、溶解した半田５は半田流入溝１２に流れ込む。ここで、前述のように、半田５の容量より半田流入溝１２の容量を大きくしているため、レーザ照射溝１１に半田５が流れ込むことはない。
【００４１】
このように、本実施の形態を用いることで、半田溶接時に熱源として利用したレーザが照射源に戻ることがなく、レーザヘッド内の半導体の損傷を防止することができる。
【００４２】
図７（ａ）は、本発明の実施の形態１における一形態を示す図であり、図７（ｂ）は、本発明の実施の形態における一形態を示す図である。
【００４３】
図７（ａ）において、結合ベース３の半田流入溝１２の外側は、結合ベース３の内側方向に向けて傾斜している。これは、レーザ照射溝１１へのレーザ照射によって溶解した半田５が、半田流入溝１２に安定して流れ込ませることを目的とした構造である。
【００４４】
また、同じ目的で、図７（ｂ）に示すように半田流入溝１２の外側に壁面１３を形成する構造も考えられる。この構造とすると、半田流入溝１２へ安定して半田５を流れ込ませることに加え、余分な半田５が結合ベース３に広がらないので、光ピックアップ１の品質安定化にも効果がある。
【００４５】
続いて、レーザ照射溝１１にレーザを照射し、溝内で反射させることによる熱吸収の効率化について説明する。
【００４６】
図８は、本発明の実施の形態１におけるレーザ反射を示す模式図であり、図９は、本発明の実施の形態１におけるレーザ照射を示す模式図である。
【００４７】
図８において、レーザ照射溝１１を通るレーザが溝の壁面で反射をする際に、結合ベース３はレーザの熱を吸収する。ここで、反射回数が多いほど、一度のレーザ照射で結合ベース３が吸収する熱量は多くなる。一度のレーザによる結合ベース３の吸熱量は約２０％であるが、残りの反射光がさらに溝の中で２回反射を繰り返す（つまり、レーザが溝の中で３回反射する）ことで、一度のレーザ照射に対する吸熱量は４８．８％となり、約２．５倍の効果が得られる。
【００４８】
レーザ照射溝１１の溝長さは、結合ベース３の寸法で規定されるが、溝の深さ、幅については設計次第で変更が可能である。前述のように、レーザがレーザ照射溝１１を通る際に、３回以上反射するための条件は、下記式（１）である。
【００４９】
【数１】
2009016007.tif 000003
【００５０】
ここで、θはレーザの溝に対する入射角度、αはレンズ１４で集光されたレーザがその中心線となす最大角、Ｌは溝長さ、ｗは溝幅または深さである。αはレンズ１４の径ｄと焦点距離ｆに依存しており、下記式（２）の関係を満たす。
【００５１】
【数２】
2009016007.tif 000004
【００５２】
なお、溝の長さＬは、図３のｂ―ｂ’の長さに相当する。これは、結合ベース３の外形に依存するため、溝を設ける位置によって異なるが、おおよそ２．４〜４．０ｍｍの範囲となる。
【００５３】
レーザの反射回数を増やすことで一度のレーザ照射における吸熱率が上がれば、半田５を溶解させるのに必要な所定の熱量を得るためのレーザ照射装置の出力を下げることができる。そのため、レーザ照射装置の効率化、高寿命化にもつながる。
【００５４】
なお、レーザ照射による吸熱量をさらに上げる必要がある場合は反射回数を増やせばよい。上記式（１）と同様の考え方により、ｎ回反射させるために必要な溝寸法に関する関係式は、下記式（３）となる。
【００５５】
【数３】
2009016007.tif 000005
【００５６】
また、半田流入溝１２については、レーザの熱によって溶解した半田５が、レーザ照射溝１１へ流れ込むのを防ぐため、塗布された半田以上の容積があることが望ましい。半田の体積をＶ、溝の深さ又は幅（ｗと垂直な方向の長さ）をｗ’とすれば、溝に関する寸法が満たすべき条件は、下記式（４）である。
【００５７】
【数４】
2009016007.tif 000006
【００５８】
半田５が、レーザ照射溝１１の内側に塗布される可能性がある場合は、両方の溝がともに上記式（３）（３回反射の場合は上記式（１））および上記式（４）の両式を同時に満たすように溝寸法を決定すればよい。
【００５９】
なお、本実施の形態の溝形状は矩形としたが、レーザの反射経路が上記に示す関係式を満たせば、溝の断面は三角形状や半円形状など、任意の形状を用いることもできる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、レーザ照射溝１１と半田流入溝１２とを互いに平行な溝としたが、設計、勢作の困難さや、レーザ照射の条件設定の複雑さを考慮しなければ、半田流入溝１２は、半田が流れ込む形状であれば良い。例えば、接合部を囲む円状の溝や、くぼみのような形状が考えられる。
【００６１】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２における光ピックアップの孔位置を示す図である。
【００６２】
図１０において、結合ベース３のプレート４の外側にレーザを照射するための孔１５を設けている。孔１５は、結合ベース３を紙面垂直方向に貫通しており、孔１５内の壁面でレーザが反射することにより、レーザの熱吸収の効率を高めることが出来る。孔１５の断面形状は円形、四角形、三角形など、どのような形状でもよいが、上記式（１）または上記式（２）の関係を満足する必要がある。本実施の形態の場合、上記式（１）のＬは孔の長さ、ｗは孔の最大幅を表し、レーザは孔の中において孔の最大幅を含む平面内で反射する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によると、半田接合時に使用するレーザの反射光がレーザ照射装置に戻ることを防止でき、レーザ照射装置の効率化、高寿命化を図ることができる。そのため、光ピックのみならず、製造工程でレーザを用いる電子部品にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態１における光ピックアップの構成を示す図
【図２】実施の形態１における光ピックアップの分解図
【図３】実施の形態１における光ピックアップの接合部近傍の拡大図
【図４】実施の形態１における光ピックアップのａ−ａ´断面の一部を示す図
【図５】実施の形態１における組立フローチャートを示す図
【図６】（ａ）実施の形態１におけるレーザ照射前の状態を示す図（ｂ）実施の形態１におけるレーザ照射後の状態を示す図
【図７】（ａ）実施の形態１における一形態を示す図（ｂ）実施の形態１における一形態を示す図
【図８】実施の形態１におけるレーザ反射を示す模式図
【図９】実施の形態１におけるレーザ照射を示す模式図
【図１０】実施の形態２における光ピックアップの孔位置を示す図
【図１１】特許文献２開示の光ピックアップの構成を示す図
【符号の説明】
【００６５】
２    光源
３    結合ベース
４    プレート
５    半田
１１  レーザ照射溝
１２  半田流入溝
【図１】
2009016007.tif 000007
【図２】
2009016007.tif 000008
【図３】
2009016007.tif 000009
【図４】
2009016007.tif 000010
【図５】
2009016007.tif 000011
【図６】
2009016007.tif 000012
【図７】
2009016007.tif 000013
【図８】
2009016007.tif 000014
【図９】
2009016007.tif 000015
【図１０】
2009016007.tif 000016
【図１１】
2009016007.tif 000017