JP2007318075A - OPTICAL DEVICE, OPTICAL DEVICE MANUFACTURING METHOD, OPTICAL PICKUP DEVICE, AND OPTICAL DISK DRIVE DEVICE - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱性の向上と小型化を図ることを目的とする。
【解決手段】内部配線端子6を半導体レーザ素子の共振器方向を避けて、半導体レーザ素子の両横に突出したフレキシブル基板5上の突出部5aに設けることにより、光学デバイスの半導体レーザ共振器長方向の長さを抑制することができる。また、フレキシブル基板5上に配線パターン10を介して内部配線端子6と接続された外部配線端子8を形成することにより、フレーム体と外部配線端子8を別々に形成することが可能となり、フレーム体の厚みを十分設けて放熱性を確保しても光デバイスの小型化を実現することができる。
【選択図】図2An object of the present invention is to improve heat dissipation and reduce the size.
A semiconductor laser resonator length of an optical device is provided by providing an internal wiring terminal 6 on a protruding portion 5a on a flexible substrate 5 protruding on both sides of the semiconductor laser element so as to avoid the direction of the resonator of the semiconductor laser element. The length of the direction can be suppressed. In addition, by forming the external wiring terminal 8 connected to the internal wiring terminal 6 via the wiring pattern 10 on the flexible substrate 5, it becomes possible to form the frame body and the external wiring terminal 8 separately, and the frame body. Even if a sufficient thickness is provided to ensure heat dissipation, downsizing of the optical device can be realized.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、半導体レーザ素子や受光素子等の光学素子を実装基板に搭載してなる光学デバイス,光学デバイスの製造方法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に関するものである。 The present invention relates to an optical device in which an optical element such as a semiconductor laser element or a light receiving element is mounted on a mounting substrate, an optical device manufacturing method, an optical pickup device, and an optical disk drive device.
近年、DVDレコーダーやDVDプレーヤー、パソコン等に搭載される光ディスクドライブが急速に普及し、光ディスクドライブのキーコンポーネントである光ピックアップ装置には、市場価格に対応するための低コスト化、高倍速記録に対応するための高出力化やCDとDVDの両規格に対応するための高機能化、また、光ディスクドライブの薄型化に伴う小型化が強く要望されてきている。これらの要望に対して光ピックアップ装置に用いられる光学デバイスとしては、高出力化を実現するためにパッケージの放熱性を向上すると共に、レーザの高出力化に伴ってレーザ共振器長が長くなったレーザチップを搭載でき、かつ小型化が実現できるパッケージ構造を低コストで実現することが必要不可欠となってきている。そのために、昨今では半導体レーザ素子を備えた光学デバイス(例えばフレームレーザ等)が広く用いられている。 In recent years, optical disk drives mounted on DVD recorders, DVD players, personal computers, etc. have rapidly spread, and optical pickup devices, which are key components of optical disk drives, can be manufactured at low cost and high speed recording to meet market prices. There has been a strong demand for higher output for compatibility, higher functionality for compatibility with both CD and DVD standards, and miniaturization with thinner optical disk drives. In response to these demands, the optical device used in the optical pickup device has improved the heat dissipation of the package in order to achieve higher output, and the laser resonator length has increased with higher laser output. It has become indispensable to realize a package structure that can mount a laser chip and can be downsized at low cost. Therefore, recently, optical devices (for example, frame lasers) provided with semiconductor laser elements are widely used.
以下、図9,図10を用いて、従来の光学デバイスの構成について説明する。
図9は従来の光学デバイスを示す平面図である。図10は従来の光学デバイスの断面図であり、図9のA−A’断面図である。
Hereinafter, the configuration of the conventional optical device will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 is a plan view showing a conventional optical device. FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional optical device, and is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
図9,図10において、光学デバイス101は、支持部材102上に受光素子103が設置されており、さらに、この受光素子103上に半導体レーザ素子104が設置されている。半導体レーザ素子104の周囲には、図9に示すように、平面視してレーザ光の出射方向だけ開放し、他の方向を囲むように、コの字形状の樹脂枠108を有している。この支持部材102とリード105、106、107は、それぞれ銅や鉄などの金属板を金型プレス加工によって成型され、さらに、樹脂枠108はトランスファーモールドにより支持部材102とリード105、106、107を上下に挟み込んで固定するように形成されている。これにより、電気的に絶縁されたリード105、106、107が形成されている。さらに、半導体レーザ素子104のパッド電極104aとリード105とは、ワイヤボンディングにより金属細線109を介して電気的に接続されている。また、受光素子103のパッド電極103aとリード106とは、金属細線110により電気的に接続され、また、パッド電極103bとリード107とは金属細線111により電気的に接続されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記構成の光学デバイス101により光ピックアップ装置の高出力化や小型化に対応しようとすると二つの課題がある。一つは高出力化に伴う放熱性の改善であり、もう一つは高出力化に比例して共振器長が長くなる半導体レーザ素子を搭載しながら小型化を実現することである。近年、高倍速記録用光ディスクでは、半導体レーザユニットからの光出力として300mW以上の高出力が必要とされてきている。それに伴って半導体レーザ素子の駆動電流が高くなり、半導体レーザ素子自体の温度が上昇するために信頼性が低下する。したがって、環境温度の変化に対して安定的にレーザを駆動するためには、半導体レーザ素子で発生した熱を効率良く放熱することが不可欠となる。また、前記従来の光学デバイス101では、半導体レーザ素子104を搭載する支持部材102とリード105、106、107を絶縁して固定し、さらに半導体レーザ素子104を保護するように設けられた樹脂枠108を有しているが、樹脂枠108は熱伝導率の低い樹脂(0.5W/m/deg)製であるため、支持部材102において放熱に利用できる面積が少なくなり、支持部材102に搭載されている半導体レーザ素子104から発生する熱を効率よく逃がすことができないといった問題があった。
However, there are two problems when trying to cope with high output and miniaturization of the optical pickup device by the
また、光ピックアップ装置において光学デバイスを搭載できる寸法に制約があるが、半導体レーザ素子は高出力化に伴って共振器長が長くなるため、光学デバイスとしては高出力化に対応し、かつ小型化を実現するために、共振器長伸長に伴う共振器長方向の長さ寸法の伸長を抑制したパッケージが必要となる。しかしながら、上記従来の光学デバイス101においては、支持部材102とリード105、106、107は、それぞれ銅や鉄などの金属板を金型プレス加工により成型されるが、リード105、106、107の各インナーリード部分と支持部材102との距離119は一般にプレス加工時の成型性の問題から金属板の板厚と同等の寸法が必要である。例えば、支持部材102とリードの板厚が0.4mmの場合、支持部材102とインナーリードとの距離119は0.4mm以上必要となる。このとき、半導体レーザ素子の放熱性を考慮すると、支持部材102の板厚が厚いほど支持部材102全体への熱伝導が良くなり放熱面積を増やすことが可能であるが、板厚に比例して支持部材102とインナーリードとの距離119も長くなりパッケージの長さ寸法が長くなる。
In addition, although there are restrictions on the dimensions on which an optical device can be mounted in an optical pickup device, the semiconductor laser element has a longer resonator length as the output is increased. In order to realize the above, a package is required in which the extension of the length in the resonator length direction accompanying the extension of the resonator length is suppressed. However, in the above-described conventional
また、図10に示すように樹脂枠108は支持部材102とリード105、106、107を上下に挟み込んで固定する機能を有しており樹脂枠の幅寸法112が大きいほどパッケージ強度が増加するため、十分な強度を確保しようとするとパッケージの長さ寸法が長くなる。
Further, as shown in FIG. 10, the
また、半導体レーザ素子及び受光素子とインナーリードとの電気的接続を行うために金属細線がワイヤボンディングにより設置されるが、インナーリードへのワイヤボンディングを行う際にワイヤボンディング先端ツール113と樹脂枠108が干渉することを防ぐためインナーリードの長さ114を長くする必要があり、パッケージ長さ寸法が長くなる。
In order to electrically connect the semiconductor laser element and the light receiving element to the inner lead, a thin metal wire is installed by wire bonding. When performing wire bonding to the inner lead, the wire
また、上記従来の光学デバイスを光ピックアップに実装する方法として、ガラスエポキシ基板のスルーホールにリード105、106、107を差し込んで半田付けを行うことが一般的であるが、この場合、樹脂枠108から突出したリード105、106、107の長さLは2mm程度必要であり、光ピックアップ装置の小型化に不利である。
Further, as a method of mounting the above-described conventional optical device on an optical pickup, it is common to perform soldering by inserting the
したがって、上記従来の光学デバイスでは高出力化に伴う放熱性の向上と、高出力化に伴って長くなる半導体レーザ素子を搭載した光ピックアップ装置の小型化を実現することを両立するのは困難である。 Therefore, it is difficult for the above-mentioned conventional optical device to achieve both improvement of heat dissipation with higher output and miniaturization of an optical pickup device equipped with a semiconductor laser element that becomes longer with higher output. is there.
上記問題点を解決するために、本発明は、放熱性の向上と小型化を図ることを目的とする。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to improve heat dissipation and reduce the size.
上記目的を達成するために、請求項1記載の光学デバイスは、レーザ光を発光及び受光する光学デバイスであって、放熱性を備える板をコの字形状に折り曲げて平板状の中央フレーム板及び前記中央フレーム板を挟む側フレーム板が形成されたフレーム体と、前記中央フレーム板に当接されて搭載される基板と、前記基板上に前記側フレーム板と共振器長方向が平行となるように搭載される半導体レーザ素子と、発光方向を開放して前記基板を囲む突出部を備え一部が前記フレーム体より発光方向と逆向きにはみ出すように前記中央フレーム板に設置されるフレキシブル基板と、前記半導体レーザ素子及び前記基台に電気的に接続される複数の内部配線端子からなる前記フレキシブル基板に形成された内部配線端子群と、外部機器との接続に使用される複数の外部配線端子からなる前記フレキシブル基板に形成された外部配線端子群と、前記内部配線端子と対応する前記外部配線端子との間を接続する配線パターンと、前記半導体レーザ素子及び前記基板のパッド電極と対応する前記内部配線端子とを電気的に接続する金属細線とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical device according to
請求項2記載の光学デバイスは、レーザ光を発光及び受光する光学デバイスであって、放熱性を備える板をコの字形状に折り曲げて平板状の中央フレーム板及び前記中央フレーム板を挟む側フレーム板が形成されたフレーム体と、前記側フレーム板のいずれか一方に形成される切り欠き部と、前記中央フレーム板に当接されて搭載される基板と、前記基板上に前記側フレーム板と共振器長方向が平行となるように搭載される半導体レーザ素子と、前記切り欠き部を通して前記中央フレーム板に設置されるフレキシブル基板と、前記半導体レーザ素子及び前記基台に電気的に接続される複数の内部配線端子からなる前記フレキシブル基板に形成された内部配線端子群と、外部機器との接続に使用される複数の外部配線端子からなる前記フレキシブル基板に形成された外部配線端子群と、前記内部配線端子と対応する前記外部配線端子との間を接続する配線パターンと、前記半導体レーザ素子及び前記基板のパッド電極と対応する前記内部配線端子とを電気的に接続する金属細線とを有することを特徴とする。
3. The optical device according to
請求項3記載の光学デバイスは、請求項2記載の光学デバイスにおいて、前記フレキシブル基板が前記中央フレーム板上に前記切り欠きを通して前記半導体レーザ素子の発光方向に対して直角方向に設置されることを特徴とする。
The optical device according to
請求項4記載の光学デバイスは、請求項1または請求項2のいずれかに記載の光学デバイスにおいて、前記基台が受光素子からなることを特徴とする。
請求項5記載の光学デバイスは、請求項1から請求項4のいずれかに記載の光学デバイスにおいて、前記フレキシブル基板が屈曲自在であり、前記フレーム体からはみ出した前記フレキシブル基板を折り曲げて全長を抑制することが可能であることを特徴とする。
An optical device according to a fourth aspect is the optical device according to the first or second aspect, wherein the base comprises a light receiving element.
The optical device according to
請求項6記載の光学デバイスは、請求項1から請求項5のいずれかに記載の光学デバイスにおいて、前記フレキシブル基板がガラスエポキシ基板からなることを特徴とする。
請求項7記載の光学デバイスは、請求項1から請求項6のいずれかに記載の光学デバイスにおいて、前記フレーム体の発光方向端部に切り欠き部が設けられていることを特徴とする。
An optical device according to a sixth aspect is the optical device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the flexible substrate is made of a glass epoxy substrate.
An optical device according to a seventh aspect is the optical device according to any one of the first to sixth aspects, wherein a notch portion is provided at an end portion in the light emitting direction of the frame body.
請求項8記載の光学デバイスは、請求項1から請求項7のいずれかに記載の光学デバイスにおいて、前記半導体レーザ素子を搭載する前記フレーム体を覆うように金属製キャップが取り付けられていることを特徴とする。
The optical device according to claim 8 is the optical device according to any one of
請求項9記載の光学デバイスは、請求項8記載の光学デバイスにおいて、前記金属製キャップの出射光通過部分に光透過性部材が設置されていることを特徴とする。
請求項10記載の光学デバイスの製造方法は、金属製のフレーム体の一端または両端を折り曲げて側フレーム板を形成する第一の工程と、前記フレーム体にフレキシブル基板を設置する第二の工程と、前記フレーム体の中央フレーム板に基台及び半導体レーザ素子を設置する第三の工程と、前記半導体レーザ素子及び基台のパッド電極とフレキシブル基板の内部配線端子との電気的接続を行う第四の工程とを有することを特徴とする。
An optical device according to a ninth aspect is the optical device according to the eighth aspect, characterized in that a light transmissive member is installed in an outgoing light passage portion of the metal cap.
The method of manufacturing an optical device according to
請求項11記載の光学デバイスの製造方法は、金属製のフレーム体の一端または両端を折り曲げて側フレーム板を形成する第一の工程と、前記フレーム体にフレキシブル基板を設置する第二の工程と、前記フレーム体の中央フレーム板に基台及び半導体レーザ素子を設置する第三の工程と、前記半導体レーザ素子及び基台のパッド電極とフレキシブル基板の内部配線端子との電気的接続を行う第四の工程と、前記側フレーム板を挟み込むように金属製キャップを取り付ける第五の工程とを有することを特徴とする。
The method for manufacturing an optical device according to
請求項12記載の光学デバイスの製造方法は、請求項11記載の光学デバイスの製造方法において、前記金属製キャップの半導体レーザの出射方向前方に光透過性部材を取り付ける第六の工程とを含むことを特徴とする。
The optical device manufacturing method according to
請求項13記載の光学デバイスの製造方法は、請求項10から請求項12のいずれかに記載の光学デバイスの製造方法において、前記フレキシブル基板がガラスエポキシ基板であることを特徴とする。 An optical device manufacturing method according to a thirteenth aspect is the optical device manufacturing method according to any one of the tenth to twelfth aspects, wherein the flexible substrate is a glass epoxy substrate.
請求項14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と共に前記光ディスクからの反射光を受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及び受光する請求項1から請求項9のいずれかに記載の光学デバイスと、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光学デバイス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、前記筐体に保持されて前記光ディスクで反射した前記反射光を分岐するビームスプリッターと、前記筐体に保持されて前記分岐された反射光を受光する受光素子とを有することを特徴とする。
The optical pickup device according to
請求項15記載の光ディスクドライブ装置は、光ディスクにレーザ光を発光すると共に前記光ディスクからの反射光を受光して前記光ディスクのデータを読み書きする光ディスクドライブ装置であって、請求項14に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。
15. The optical disk drive device according to
以上により、放熱性の向上と小型化を実現することができる。 As described above, improvement in heat dissipation and miniaturization can be realized.
以上のように、本発明によると、基板の半導体レーザ素子の共振器長方向に直行する方向に隣接してフレキシブル基板の内部配線端子群を設ける構成とすることにより、半導体レーザ素子から発生した熱を効率よく放熱することができると共に、共振器長が長い半導体レーザ素子を搭載したとしてもて小型化が可能な光学デバイスを実現することができる。また、この光学デバイスを搭載することにより、光ピックアップ装置および光ディスクドライブ装置の小型化を実現することができる。 As described above, according to the present invention, the internal wiring terminal group of the flexible substrate is provided adjacent to the direction perpendicular to the resonator length direction of the semiconductor laser device of the substrate, thereby generating heat generated from the semiconductor laser device. In addition, it is possible to realize an optical device that can be miniaturized even if a semiconductor laser element having a long resonator length is mounted. Further, by mounting this optical device, it is possible to reduce the size of the optical pickup device and the optical disk drive device.
以下、本発明の第1の実施の形態を図1〜図2に基づいて説明する。
図1は第1の実施の形態における光学デバイスを示す斜視図である。図2は第1の実施の形態における光学デバイスを示す平面図である。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view showing an optical device according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the optical device according to the first embodiment.
図1に示すように、光学デバイス1は、放熱機能を有するフレーム体2に基台4と基台4上に搭載された半導体レーザ素子3及び、屈曲自在なフレキシブル基板5が設置されている。フレーム体2の材質は銅を始めとする金属などの熱伝導性が高く安価な材質が好ましい。また、フレーム体2は平板状の中央フレーム板2aと中央フレーム板2aの両側の局部2bで折り曲げられた一対の側フレーム板2cを有したコの字形状に形成されている。また、前記半導体レーザ素子3を搭載した基台4は、半導体レーザ素子3のレーザ光出射方向が側フレーム板2cの形成されていない方向となるように、半導体レーザ素子3の共振器長方向が側フレーム板2cと平行となるように前記中央フレーム板2aの表面に当接して搭載されている。尚、基台4はレーザ光を受光して電気信号に変換する受光素子であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、前記フレキシブル基板5には、半導体レーザ素子3及び基台4に接続される複数の内部配線端子6からなる内部配線端子群7と光ピックアップ装置との接続に使用される複数の外部配線端子8からなる外部配線端子群9及び各内部配線端子6と対応する外部配線端子8との間を電気的に接続する配線パターン10が形成されている。尚、前記フレキシブル基板5はガラスエポキシ基板であってもよい。また、上記フレキシブル基板5は半導体レーザ素子3から出射されるレーザ光の出射方向前方を開放して半導体レーザ素子3及び基台4の周囲を囲うように突き出た突出部5aを有しており、内部配線端子群7は前記突出部5aに配置されている。また、フレキシブル基板5は外部配線端子群9を含む一部分をフレーム体2よりはみ出して中央フレーム板2aの表面に接着固定されている。
As shown in FIG. 2, the
さらに、半導体レーザ素子3のパッド電極3aと内部配線端子6はワイヤボンディングにより金属細線11を介して電気的に接続されている。また、基台4のパッド電極4aと内部配線端子6はワイヤボンディングにより金属細線12を介して電気的に接続されている。
Further, the
内部配線端子群7は半導体レーザ素子3の共振器長方向を避けて両横に配置されており、また、内部配線端子群7が形成された長さ14は共振器長13より短いため光学デバイスの長さに影響しない。
The internal
また、フレーム体の長さ15は半導体レーザ素子3及び基台4の搭載精度を考慮して、半導体レーザ素子3及び基台4がフレーム体の長さ15からはみ出さない寸法まで短くすることができる。さらに、光ピックアップ装置への実装時に、フレーム体の長さ15よりはみ出たフレキシブル基板5の部分をフレーム体2に沿って折り曲げることにより、長さ寸法を抑制することができ、光ピックアップ装置の小型化が実現できる。
Further, the
また、フレーム体2は平板状の金属板を折り曲げた単純な構造をしているため金属板の板厚を厚くしても加工が容易である。これにより、半導体レーザ素子3から発生する熱を中央フレーム板2aから側フレーム板2cに効率よく伝えることができるため放熱面積を大きくすることが可能となり放熱性に優れている。
Further, since the
以上のように、内部配線端子を半導体レーザ素子の共振器方向を避けて、半導体レーザ素子の両横に突出したフレキシブル基板上に設けることにより、光学デバイスの半導体レーザ共振器長方向の長さを抑制することができる。また、フレキシブル基板上に配線パターンを介して内部配線端子と接続された外部配線端子を形成することにより、フレーム体と外部配線端子を別々に形成することが可能となり、フレーム体の厚みを十分設けて放熱性を確保しても光デバイスの小型化を実現することができる。さらに、フレーム体をコの字形状とすることにより、光学デバイスの大きさに影響を与えることなく、フレーム体の表面積を増大されることができるため、より、放熱効率を向上させることができる。また、フレキシブル基板を屈曲自在にすることにより、より、光学デバイスの小型化を図ることができる。 As described above, the length of the optical device in the semiconductor laser resonator length direction can be reduced by providing the internal wiring terminal on the flexible substrate protruding from both sides of the semiconductor laser element while avoiding the resonator direction of the semiconductor laser device. Can be suppressed. Also, by forming the external wiring terminals connected to the internal wiring terminals via the wiring pattern on the flexible substrate, it becomes possible to form the frame body and the external wiring terminals separately, and the frame body has a sufficient thickness. Even if heat dissipation is ensured, the optical device can be downsized. Furthermore, by making the frame body U-shaped, the surface area of the frame body can be increased without affecting the size of the optical device, so that the heat dissipation efficiency can be further improved. Further, by making the flexible substrate bendable, it is possible to further reduce the size of the optical device.
次に、本発明の第2の実施の形態を図3に基づき説明する。
図3は第2の実施の形態における光学デバイスを示す斜視図であり、第1の実施の形態の光学デバイスに対して切り欠き部を有する光学デバイスを示す斜視図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing the optical device according to the second embodiment, and is a perspective view showing the optical device having a notch with respect to the optical device according to the first embodiment.
図3に示すように、本実施の形態における光学デバイスは、第1の実施の形態における光学デバイスに対して、中央フレーム板2aのレーザ出射方向前方の端面にV字形状の切り欠き部17を形成することにより、本発明の光学デバイスの製造工程において、位置決め用のピン機構を切り欠き部17に押し当てることで、極めて簡素な機構にて精度良く光学デバイスの位置決めが可能となり、半導体レーザ素子3及び基台4のフレーム体2への搭載精度を向上させることができるため、フレーム体の長さ15を搭載精度が向上する分だけ短くできる。尚、切り欠き部17の形状はV字形状でなくU字形状でもよい。また、光ピックアップ装置への実装時においても切り欠き部17を利用することによって光学デバイスの位置決めが容易となり実装精度も向上できる。
As shown in FIG. 3, the optical device according to the present embodiment has a V-shaped
次に、本発明の第3の実施の形態を図4に基づき説明する。
図4(a)は光学デバイスに金属製キャップを取り付ける状態を説明する斜視図であり、図4(b)は光学デバイスに金属製キャップが取り付けられた状態を示す斜視図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4A is a perspective view illustrating a state in which a metal cap is attached to the optical device, and FIG. 4B is a perspective view illustrating a state in which the metal cap is attached to the optical device.
図4(a),図4(b)に示すように、光学デバイス1の長さ15で幅16のフレーム体に嵌め込むように、金属製キャップ18が取り付けられている。金属製キャップの固定方法は溶接か接着、または金属キャップとフレーム体の嵌合による締付け力のみで固定してもよい。
As shown in FIGS. 4A and 4B, a
また、金属製キャップ18には半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を妨げないように開口窓19が設けられている。このように、金属製キャップ18を取り付けることにより、半導体レーザ素子3や金属細線を保護することができ光学デバイスの取り扱いが容易となる。
The
また、開口窓19に光透過性部材(図示せず)を取り付けることにより、気密性を向上できる。
ここでは、第1の実施の形態で説明した光学デバイスに金属製キャップを取り付ける構成について説明したが、同様に、第2の実施の形態で説明した光学デバイスに金属製キャップを取り付けることも可能である。
Further, by attaching a light transmissive member (not shown) to the
Here, the configuration in which the metal cap is attached to the optical device described in the first embodiment has been described. Similarly, the metal cap can be attached to the optical device described in the second embodiment. is there.
次に、本発明の第4の実施の形態を図5に基づき説明する。
図5は第4の実施の形態における光学デバイスを示す斜視図であり、第1および第2の実施の形態の光学デバイスに対して、フレーム体2の一部である側フレーム板2cの一方の一部を残すように切り欠きを形成した光学デバイスを示す斜視図である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing an optical device according to the fourth embodiment. One of the
図5に示すように、本実施の形態における光学デバイスは、第1および第2の実施の形態における光学デバイスに対して、側フレーム板2cの一方の一部を残すように切り欠きを形成している。さらに、フレキシブル基板5の突出部が基台4を囲むような形状ではなく、側フレーム板2cの切り欠き部分を通して中央フレーム板2aの基台4に隣接する部分に接着固定できるように形成されている。そして、フレキシブル基板5の内部配線端子群7および外部配線端子群9が半導体レーザ素子3のレーザ出射方向に対して左右いずれかの直角方向に配置されるようにの切り欠き部分にフレキシブル基板5をフレーム板2に装着している。
As shown in FIG. 5, the optical device according to the present embodiment forms a notch so as to leave one part of the
これにより、半導体レーザ素子の共振器方向を避けて、フレキシブル基板5を配置できることで半導体レーザの高出力化に伴う共振器の長大化に対して、フレーム体2の全長15を必要最小限に抑えることが可能となる。
As a result, the
ここでは、フレキシブル基板をレーザ出射方向に対して直角方向に外部配線端子群が設けられるように配置する例を示したが、フレキシブル基板をフレーム板の幅よりも大きくし、切り欠き部分にてはみ出させて配置する構成とすることも可能であり、外部配線端子群の方向は任意である。 In this example, the flexible board is arranged so that the external wiring terminal group is provided in a direction perpendicular to the laser emission direction. However, the flexible board is made larger than the width of the frame plate and protrudes at the notch. The arrangement of the external wiring terminals may be arbitrary, and the direction of the external wiring terminal group is arbitrary.
また、この構成においても側フレーム板2cは一部残されているため、図6(a),図6(b)のように第3の実施の形態である金属製キャップ18の取り付けは可能となっている。
Further, even in this configuration, a part of the
次に、図1,図2を用いて上記第1の実施の形態における光学デバイスの製造方法を説明する。
先ず、第一の工程において、金属板を2ヶ所の局部2bで折り曲げてフレーム体2を形成する。次に、第二の工程において、図1に示すように、平板状のフレキシブル基板5の外部配線端子群9を含む一部分をフレーム体2からはみ出させて中央フレーム板2aに接着固定する。この際、内部配線端子群7がフレーム体2からはみ出さず中央フレーム板2aに載るように位置合わせを行う。次に、第三の工程は前工程と後工程とからなり、前工程において、半導体レーザ素子3を基台4上に接合する。そして、図2に示すように、後工程において、半導体レーザ素子3が搭載された基台4をフレキシブル基板5の突出部5aの間の中央フレーム板2aの表面に直接設置し、接着剤(銀ペースト等)で固定する。
Next, the manufacturing method of the optical device in the first embodiment will be described with reference to FIGS.
First, in the first step, the
次に、第四の工程において、ワイヤボンディングにより、金属細線11を介して半導体レーザ素子3のパッド電極3aとフレキシブル基板5の内部配線端子6の内1つとを電気的に接続し、また、金属細線12を介して基台4のパッド電極4a及び4bと内部配線端子6とをそれぞれ電気的に接続して光学デバイスを完成する。
Next, in the fourth step, the
次に、図4を用いて第3の実施の形態における光学デバイスの製造方法を説明する。
第一の工程から第四の工程までは、前記第1の実施の形態における光学デバイスの製造方法により光学デバイスを製造する工程であり、説明は省略する。次に、第五の工程において、図4に示すように、側フレーム板2c間の幅16の外側に金属製キャップ18を被せ、金属キャップ側部18aと側フレーム板2cをスポット溶接にて固定して光学デバイスを完成する。
Next, an optical device manufacturing method according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
The steps from the first step to the fourth step are steps for manufacturing an optical device by the method for manufacturing an optical device in the first embodiment, and description thereof is omitted. Next, in the fifth step, as shown in FIG. 4, a
さらに、第六の工程として、金属性キャップ18の開口部に光透過性部材を取り付けても良い。
次に、本発明の第5の実施の形態における光ピックアップ装置について図7に基づき説明する。
Furthermore, as a sixth step, a light transmissive member may be attached to the opening of the
Next, an optical pickup device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図7(a)は本発明の第5の実施の形態における光ピックアップ装置を示す概略断面図であり、第1から第3の実施の形態で示した光学デバイス1を搭載した光ピックアップ装置21の側面図を示す。図7(b)は本発明の第5の実施の形態における光ピックアップ装置を示す概略平面図である。
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing an optical pickup device according to a fifth embodiment of the present invention, and shows an
図7に示すように、光ピックアップ装置21は光学部品を支持する筐体22を有し、光学デバイス1の半導体レーザ素子(図示せず)より出射したレーザ光20は、コリメートレンズ23により平行光にコリメートされ、立ち上げミラー24により光路を90°折り曲げられたのち、対物レンズ25により光ディスク26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20は光ディスク26で反射されて、同じ経路を逆に戻りビームスプリッター27にて分岐され、受光素子28に入射して光ディスクに記録された信号を読み取る。尚、光ディスク26の回転軸29をスピンドルモータで回すこと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21において、筐体22の長さ30は光ディスクドライブ装置の寸法制約により制限があり、光学デバイス1の長さ31にも制約がある。しかしながら、第1から第4の実施の形態で示した小型化された光学デバイスを搭載すれば、高出力化に対応しても光ピックアップ装置の小型化が実現できる。
As shown in FIG. 7, the
次に、本発明の第6の実施の形態における光ディスクドライブについて図8に基づき説明する。
図8は第5の実施の形態で示した光ピックアップ装置を搭載した光ディスクドライブ装置を示す概略構成図である。
Next, an optical disk drive according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an optical disk drive device on which the optical pickup device shown in the fifth embodiment is mounted.
図8に示すように、光ディスクドライブ32は光ディスク26を回転するドライブ機構により回転軸29を駆動している。光ディスク26の信号の記録や再生を行うために、光ピックアップ装置21はディスクの半径方向に移動自在なトラバース機構の支持軸33、34により支持されて、移動方向35の方向に移動する。光ピックアップ装置21は本発明の第4の実施の形態の小型化された光ピックアップ装置が搭載されているので、光ディスクドラブ32も小型化することができる。
As shown in FIG. 8, the
本発明は、放熱性の向上と小型化を実現することができ、半導体レーザ素子や受光素子等の光学素子を実装基板に搭載してなる光学デバイス,光学デバイスの製造方法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等に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can realize improvement in heat dissipation and miniaturization, and an optical device in which an optical element such as a semiconductor laser element or a light receiving element is mounted on a mounting substrate, an optical device manufacturing method, an optical pickup device, and an optical disc Useful for drive devices and the like.
1 光学デバイス
2 フレーム体
2a 中央フレーム板
2b 局部
2c 側フレーム板
3 半導体レーザ素子
3a パッド電極
4 基台
4a パッド電極
4b パッド電極
5 フレキシブル基板
5a 突出部
6 内部配線端子
7 内部配線端子群
8 外部配線端子
9 外部配線端子群
10 配線パターン
11 金属細線
12 金属細線
13 共振器長
14 外部配線端子群の長さ
15 フレーム体の長さ
16 幅
17 切り欠き部
18 金属製キャップ
18a 金属キャップ側部
19 開口窓
20 レーザ光
21 光ピックアップ装置
22 筐体
23 コリメートレンズ
24 立ち上げミラー
25 対物レンズ
26 光ディスク
27 ビームスプリッター
28 受光素子
29 回転軸
30 筐体の長さ
31 光学デバイスの長さ
32 光ディスクドライブ
33 支持軸
34 支持軸
35 移動方向
101 光学デバイス
102 支持部材
103 受光素子
103a パッド電極
103b パッド電極
104 半導体レーザ素子
104a パッド電極
105 リード
106 リード
107 リード
108 樹脂枠
109 金属細線
110 金属細線
111 金属細線
112 幅寸法
113 ワイヤボンディング先端ツール
114 インナーリードの長さ
119 距離
DESCRIPTION OF
Claims (15)
放熱性を備える板をコの字形状に折り曲げて平板状の中央フレーム板及び前記中央フレーム板を挟む側フレーム板が形成されたフレーム体と、
前記中央フレーム板に当接されて搭載される基板と、
前記基板上に前記側フレーム板と共振器長方向が平行となるように搭載される半導体レーザ素子と、
発光方向を開放して前記基板を囲む突出部を備え一部が前記フレーム体より発光方向と逆向きにはみ出すように前記中央フレーム板に設置されるフレキシブル基板と、
前記半導体レーザ素子及び前記基台に電気的に接続される複数の内部配線端子からなる前記フレキシブル基板に形成された内部配線端子群と、
外部機器との接続に使用される複数の外部配線端子からなる前記フレキシブル基板に形成された外部配線端子群と、
前記内部配線端子と対応する前記外部配線端子との間を接続する配線パターンと、
前記半導体レーザ素子及び前記基板のパッド電極と対応する前記内部配線端子とを電気的に接続する金属細線と
を有することを特徴とする光学デバイス。 An optical device for emitting and receiving laser light,
A frame body in which a plate having a heat dissipation property is bent into a U-shape to form a flat central frame plate and a side frame plate sandwiching the central frame plate;
A substrate mounted in contact with the central frame plate;
A semiconductor laser device mounted on the substrate so that the side frame plate and the resonator length direction are parallel;
A flexible board that is provided on the central frame plate so as to protrude in a direction opposite to the light emitting direction from the frame body, and having a protruding portion that surrounds the board by opening the light emitting direction;
A group of internal wiring terminals formed on the flexible substrate comprising a plurality of internal wiring terminals electrically connected to the semiconductor laser element and the base;
A group of external wiring terminals formed on the flexible substrate comprising a plurality of external wiring terminals used for connection with an external device;
A wiring pattern for connecting between the internal wiring terminal and the corresponding external wiring terminal;
An optical device comprising: the semiconductor laser element; and a thin metal wire that electrically connects the pad electrode of the substrate and the corresponding internal wiring terminal.
放熱性を備える板をコの字形状に折り曲げて平板状の中央フレーム板及び前記中央フレーム板を挟む側フレーム板が形成されたフレーム体と、
前記側フレーム板のいずれか一方に形成される切り欠き部と、
前記中央フレーム板に当接されて搭載される基板と、
前記基板上に前記側フレーム板と共振器長方向が平行となるように搭載される半導体レーザ素子と、
前記切り欠き部を通して前記中央フレーム板に設置されるフレキシブル基板と、
前記半導体レーザ素子及び前記基台に電気的に接続される複数の内部配線端子からなる前記フレキシブル基板に形成された内部配線端子群と、
外部機器との接続に使用される複数の外部配線端子からなる前記フレキシブル基板に形成された外部配線端子群と、
前記内部配線端子と対応する前記外部配線端子との間を接続する配線パターンと、
前記半導体レーザ素子及び前記基板のパッド電極と対応する前記内部配線端子とを電気的に接続する金属細線と
を有することを特徴とする光学デバイス。 An optical device for emitting and receiving laser light,
A frame body in which a plate having a heat dissipation property is bent into a U-shape to form a flat central frame plate and a side frame plate sandwiching the central frame plate;
A notch formed in one of the side frame plates;
A substrate mounted in contact with the central frame plate;
A semiconductor laser device mounted on the substrate so that the side frame plate and the resonator length direction are parallel;
A flexible substrate installed on the central frame plate through the notch,
A group of internal wiring terminals formed on the flexible substrate comprising a plurality of internal wiring terminals electrically connected to the semiconductor laser element and the base;
A group of external wiring terminals formed on the flexible substrate comprising a plurality of external wiring terminals used for connection with an external device;
A wiring pattern for connecting between the internal wiring terminal and the corresponding external wiring terminal;
An optical device comprising: the semiconductor laser element; and a thin metal wire that electrically connects the corresponding pad electrode of the substrate and the corresponding internal wiring terminal.
前記フレーム体にフレキシブル基板を設置する第二の工程と、
前記フレーム体の中央フレーム板に基台及び半導体レーザ素子を設置する第三の工程と、
前記半導体レーザ素子及び基台のパッド電極とフレキシブル基板の内部配線端子との電気的接続を行う第四の工程と
を有することを特徴とする光学デバイスの製造方法。 A first step of bending one end or both ends of a metal frame body to form a side frame plate;
A second step of installing a flexible substrate on the frame body;
A third step of installing a base and a semiconductor laser element on the central frame plate of the frame body;
And a fourth step of electrically connecting the semiconductor laser element and the pad electrode of the base to the internal wiring terminal of the flexible substrate.
前記フレーム体にフレキシブル基板を設置する第二の工程と、
前記フレーム体の中央フレーム板に基台及び半導体レーザ素子を設置する第三の工程と、
前記半導体レーザ素子及び基台のパッド電極とフレキシブル基板の内部配線端子との電気的接続を行う第四の工程と、
前記側フレーム板を挟み込むように金属製キャップを取り付ける第五の工程と
を有することを特徴とする光学デバイスの製造方法。 A first step of bending one end or both ends of a metal frame body to form a side frame plate;
A second step of installing a flexible substrate on the frame body;
A third step of installing a base and a semiconductor laser element on the central frame plate of the frame body;
A fourth step of performing electrical connection between the semiconductor laser element and the pad electrode of the base and the internal wiring terminal of the flexible substrate;
And a fifth step of attaching a metal cap so as to sandwich the side frame plate.
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及び受光する請求項1から請求項9のいずれかに記載の光学デバイスと、
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光学デバイス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、
前記筐体に保持されて前記光ディスクで反射した前記反射光を分岐するビームスプリッターと、
前記筐体に保持されて前記分岐された反射光を受光する受光素子と
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 An optical pickup device that emits laser light to an optical disc and receives reflected light from the optical disc,
A housing that holds the components;
The optical device according to any one of claims 1 to 9, wherein the optical device is held by the casing and emits and receives the laser light;
An objective lens that is held in the housing and narrows the laser light onto the optical disc;
A rising mirror that is held in the housing and bends the light emitted from the optical device in the direction of the optical disc;
A beam splitter for branching the reflected light held by the housing and reflected by the optical disc;
An optical pickup device comprising: a light receiving element that is held by the housing and receives the branched reflected light.
請求項14に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。 An optical disk drive device that emits laser light to an optical disk and receives reflected light from the optical disk to read / write data on the optical disk,
An optical pickup device according to claim 14,
A traverse mechanism for moving the optical pickup device in the radial direction of the optical disc;
An optical disc drive apparatus comprising: a drive mechanism for rotating the optical disc.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007017218A JP2007318075A (en) | 2006-04-28 | 2007-01-29 | OPTICAL DEVICE, OPTICAL DEVICE MANUFACTURING METHOD, OPTICAL PICKUP DEVICE, AND OPTICAL DISK DRIVE DEVICE |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009147032A (en) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Panasonic Corp | Semiconductor device and optical pickup device |
JP2009152330A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Panasonic Corp | Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device manufacturing apparatus, optical pickup device, and optical disk drive device |
US8660162B2 (en) | 2010-07-30 | 2014-02-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser apparatus and optical apparatus |
WO2014119224A1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-08-07 | パナソニック株式会社 | Semiconductor laser device and laser unit |
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- 2007-01-29 JP JP2007017218A patent/JP2007318075A/en active Pending
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