[发明专利]利用子基座条制造激光二极管单元的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造激光二极管单元的装置和方法。特别地，本发明涉及用于将激光二极管安装在子基座上的装置和方法。

背景技术

随着硬盘驱动器（HDD）的高记录密度的进步，要求在薄膜磁头的性能方面有进一步的改善。作为薄膜磁头，广泛地使用了这样的复合型薄膜磁头，其具有层叠了具有磁阻效应元件（MR元件）的读取用的再生磁头与具有电感式电磁传感器元件的写入用的记录磁头的结构。

磁记录中所使用的电磁记录介质由不连续的介质制成，该介质由磁性纳米颗粒组成，各磁性纳米颗粒具有独立的磁域结构。记录区域（每个1bit）由多个磁性纳米颗粒形成。因此，记录区域的边界具有不平整的形状。为了提高记录密度，需要减少记录区域边界上的不平整度。为此达到该目的，减少磁性纳米颗粒的尺寸是有效的。然而，当磁性纳米颗粒尺寸减小时，热稳定性因磁性纳米颗粒体积的减小而恶化。为了增强热稳定性，优选使用具有大的磁各向异性常数K_U的磁性材料。然而，磁性纳米颗粒的各向异性能的增加将导致磁记录介质的矫顽力的增加，从而使用常规磁头来记录信息会变得困难。为此，提出了这样的方法：在记录期间，在施加磁场的同时施加热以降低矫顽力来进行记录。这样的方法被称为热辅助磁头记录。

在热辅助磁头记录技术中，产生精细的激光点很重要，但在哪和如何提供光源（激光二极管单元）也非常重要。在美国专利申请第2008/0043360号中，公开了这样的磁头结构，其中，内安装有激光二极管的激光二极管单元安装于磁头滑块的背面（空气轴承面的背面），而记录磁头和再生磁头安装在该磁头滑块上。这种结构被称为复合磁头滑块结构。

复合磁头滑块结构原则上具有激光二极管和磁头滑块在特性上能够各自被评估的优点。在晶片加工中，在单个晶片上准备激光二极管和磁头滑块，在此情况下，当在激光二极管和磁头滑块中的任一个发现了缺陷时，磁头必然是有缺陷的，从而与仅具有磁头滑块的常规磁头相比，磁头的产量可能下降。相反，在复合磁头滑块结构中，在激光二极管安装于磁头滑块之前，激光二极管能够独立地进行测试。因此，有缺陷的激光二极管能够事先被除去，只有没有缺陷的激光二极管被安装于磁头滑块。因此，能够保证相对于常规磁头的产量。

激光二极管通常可以按照下列步骤进行制作：

（1）准备基底基板（子基座（submount）），该基底基板具有安装激光二极管的安装面。焊料构件例如AuSn等形成在安装面。接着，将激光二极管置于焊料构件上，使得形成激光二极管的电极的金属膜例如Au等与焊料构件接触。之后，使用管嘴（也称为“套筒（collet）”）将几克至几十克的加压载荷施加于激光二极管，以将激光二极管压向焊料构件。

（2）对子基座加热，使子基座上的焊料构件熔融。

（3）为了使熔融的焊料构件与金属膜熔接，将加热状态维持一定的时间段。之后，降低温度。

（4）从激光二极管取走喷嘴并释放加压载荷。

采用这种普通制作方法时的问题在于，步骤（3）至（4）中的焊料构件和激光二极管会产生残余应力。即，在焊料构件的冷却和固化加工中，通过管嘴的加压载荷而施加于焊料构件的应力残留在焊料构件和激光二极管中。HDD，可带有热辅助磁头，要求平均无故障时间（MTTF）达到光盘驱动器例如DVD的1个数量级或以上。因此，当已用作例如DVD等的常规加工用于热辅助磁头用的激光二极管时，细微的应力状态也会成为问题。

在步骤（4）完成之后，通过在不施加加压载荷的状态下使焊料构件再熔融，可以释放残余应力。这是因为不施加加压载荷而使焊料构件自身在从再熔融到再固化的加工中变形，缓和了焊料构件的残余应力。然而，由于焊料构件的变形，被焊料构件固定的激光二极管可能相对于子基座移动。当激光二极管单元特别是其中的激光发射部远离磁头滑块的波导的端部而移动时，激光不能被有效地入射至波导。

本发明的目的在于提供一种制造激光二极管单元的方法，其能够减少在将激光二极管接合于子基座时焊料构件和激光二极管中产生的残余应力，并且能够位置精度高地将激光二极管安装于子基座。

发明内容