CN100414792C - 半导体激光装置及具备该装置的光拾取装置 - Google Patents
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Abstract
一种半导体激光装置及具备该装置的光拾取装置,其中,将半导体激光元件、立起反射镜及信号受光元件搭载在一面上的叠层陶瓷封装,是层叠具有相互不同的导电图案的多个陶瓷薄片而构成的。由此,能够提供解除对引线接合的电极的配置或接线布置的制约,且降低向半导体激光元件的受光元件的发热的不良影响。
Description
本申请,基于合众国法典第35册第119章(a)下,请求2005年5月18日在日本申请的申请号第2005-145468号专利优先权。其公开内容都编入到本文中。
技术领域
本发明涉及一种例如在CD(微型光盘)、CD-R(可以仅写入一次的微型光盘)、DVD(数字万能光盘)及DVD-R(可以仅写入一次的数字万能光盘)等光记录介质的信息的读取、或用于向如上述那样的光记录介质写入信息的半导体激光装置。另外,本发明涉及一种具备了上述半导体激光装置的光拾取装置。
背景技术
在向半导体激光装置的小型化、薄型化的发展中,一直期待开发出更廉价的半导体激光装置。以往,作为半导体激光装置,在特开平6-203403号公报中所公开。
图5A示出了上述以往的半导体激光装置的概略俯视图。另外,图5B示出了上述以往的半导体激光装置的概略剖面图。
上述半导体激光装置,如图5A、5B所示,具备:由芯片焊盘部59及引线端子部60构成的引线框52、和对引线框52进行树脂模制的树脂制封装53。
在上述引线框52的芯片焊盘部59接合(die bond)有搭载了半导体激光元件57的硅基板58。在该硅基板58上形成有受光部56。另外,在上述硅基板58的半导体激光元件57侧的表面上形成有:接收由光盘产生的反射光的受光部56、和用于将该受光部56和半导体激光元件57与引线端子部60电连接的焊盘。
上述引线框52的引线端子部60经由金属线51和焊盘,与半导体激光元件57和信号受光元件56电连接。
在上述树脂制封装53上,BT实验(burn-in)、特性检查后,由UV(紫外线)树脂55固定全息元件54。在该全息元件54的表面形成有凹凸的沟。
根据上述构成的半导体激光装置,从半导体激光元件57射出的激光被反射镜反射而射向光盘。上述激光,被光盘反射而成为含有被写入在光盘中的各种信息的光信号,并且被全息元件54衍射成朝向信号受光元件56。上述光信号由信号受光元件56变换为电信号,该电信号经由金属线51被输出到外部。
但是,在上述以往的半导体激光装置中,由于金属线51只能绕置成2维状,因此对接合金属线51的焊盘(电极)的配置、或金属线51的接线布置存在一定的制约。
另外,在含有上述受光部56的硅基板58上配置有半导体激光元件57,因此,由受光部56产生的热会给半导体激光元件57带来不良影响。
发明内容
在此,本发明的目的是提供一种解除引线接合的电极的配置或接线布置的制约,且降低受光元件产生的热对半导体激光元件的不良影响的半导体激光装置及具备了该装置的光拾取装置。
为了解决上述目的,第1发明的半导体激光装置,具备:半导体激光元件、将所述半导体激光元件射出的激光向被照射物反射的立起反射镜、和搭载所述半导体激光元件及立起反射镜的封装,
所述封装是将具有相互不同的导电图案的多个陶瓷薄片层叠而构成的。
根据所述构成的半导体激光装置,构成所述封装的多个陶瓷薄片具有相互不同的导电图案,因此能够将由多个导电图案构成的3维布线图案设置在封装内。从而,能够解除对设在所述封装中的电极的配置的制约,能够解除将半导体激光元件与电极电连接的金属线的接线布置的制约。
另外,例如在所述封装上搭载受光元件时,通过使半导体激光元件不位于受光元件上,而能够降低受光元件的发热对半导体激光元件的不良影响。从而,能够提高所述半导体激光元件的高温工作特性。
另外,在所述封装上也可以搭载用于衍射由被照射物反射的反射光的全息元件。在这种情况下,在所述封装上也可以进一步搭载用于接收由全息元件衍射的所述反射光的受光元件。
另外,即使在封装上不搭载所述全息元件,也可以在该封装上搭载用于接收由被照射物产生的反射光的受光元件。
在另一实施方式的半导体激光装置中,
在所述陶瓷薄片上设有贯通孔,
在所述贯通孔内配置有所述半导体激光元件及所述立起反射镜。
根据所述实施方式的半导体激光装置,将所述半导体激光元件及立起反射镜配置在贯通孔内,因此能够降低装置高度。
在另一实施方式的半导体激光装置中,
在所述多个陶瓷薄片上设有贯通孔,通过所述贯通孔的大小按每个所述陶瓷薄片设置成不同,而形成台阶状的斜面,所述斜面使安装后的所述立起反射镜的所述激光的反射面相对所述半导体激光元件的共振器长度方向呈大致45度。
根据所述实施方式的半导体激光装置,所述立起反射镜的激光的反射面相对半导体激光元件的共振器长度方向呈大致45度,因此能够将从半导体激光元件射出的激光的光轴变换大致90度。
在另一实施方式的半导体激光装置中,在所述封装的侧面设有凹部。
根据所述实施方式的半导体激光装置,例如在封装上安装罩时,在封装的侧面设置凹部,因此通过在其凹部嵌合罩的一部分,能够使向封装的罩的安装简单化,同时能够提高罩和封装之间的结合力。
在另一实施方式的半导体激光装置中,所述半导体激光元件的共振器长度方向相对所述封装的外边缘呈大致45度。
根据所述实施方式的半导体激光装置,所述半导体激光元件的共振器长度方向相对封装的外边缘呈大致45度,因此无需使封装的外边缘的长度变长,而能够使半导体激光元件的共振器长度变长。
在另一实施方式的半导体激光装置中,所述陶瓷薄片的材料为氮化铝。
根据所述实施方式的半导体激光装置,作为所述陶瓷薄片的材料使用了氮化铝,因此能够提高封装的散热性。
本发明的光拾取装置,其特征在于,具备所述第1发明的半导体激光装置。
根据本发明的光拾取装置,具备所述半导体激光装置,因此能够使设计的自由度变大,同时能够提高高温工作特性。
根据本发明的光拾取装置,通过构成封装的多个陶瓷薄片具有相互不同的导电图案,而能够将由多个导电图案构成的3维布线图案设置在封装内,因此能够解除对设置在封装中的电极的配置的制约,并且能够解除对将半导体激光元件与电极电连接的金属线的接线布置的制约。
另外,例如在所述封装上搭载受光元件时,通过使半导体激光元件不位于受光元件上,而能够降低受光元件的发热对半导体激光元件的不良影响。从而,能够提高所述半导体激光元件的高温工作特性。
附图说明
本发明通过以下的详细的说明和附加的附图能够进一步完善地理解,详细的说明和附图,只作为例证,本发明并不局限于此。
图1是作为本发明的一实施方式的半导体激光装置的全息单元的概略立体图。
图2A是上述全息激光单元的部件的制造工序图。
图2B是上述全息激光单元的另一部件的制造工序图。
图2C是上述全息激光单元的再一部件的制造工序图。
图3是上述全息激光单元的变形例的概略俯视图。
图4是上述全息激光单元的另一变形例的概略俯视图。
图5A是以往的半导体激光装置的概略俯视图。
图5B是上述以往的半导体激光装置的概略剖面图。
图6是具备了本发明的另一实施方式的半导体激光装置的光拾取装置的概略构成图。
具体实施方式
以下,通过图示的实施方式进一步详细地说明本发明的半导体激光装置和具备了该装置的光拾取装置。
图1示出了作为本发明的一实施方式的半导体激光装置的全息单元的概略立体图。此外,在图1中,为了了解上述全息激光单元的内部的结构,而使罩11作成透明的结构。
上述全息激光单元,具备:半导体激光元件7、将该半导体激光元件7所射出的激光朝向光盘反射的立起反射镜13、衍射由其光盘反射的反射光的全息元件12、接收由该全息元件12所衍射的上述反射光的信号受光元件9、半导体激光元件7、立起反射镜13、和在上表面17搭载受光元件9的叠层陶瓷封装5。此外,上述光盘为被照射物的一例,叠层陶瓷封装5为封装的一例,信号受光元件9为受光元件的一例。
在上述叠层陶瓷封装5的上表面17的中央部设有凹部14。另外,在上述叠层陶瓷封装5的侧面设有凹部18及外部端子10。
上述凹部14的开口呈长方形状,凹部14的长边方向相对叠层陶瓷封装5的凹部18侧的边缘大致垂直,并且,相对叠层陶瓷封装5的外部端子10侧的边缘大致平行。并且,在上述凹部14内配置有半导体激光元件7及立起反射镜13。
详细而言,在上述凹部14的底面接合有搭载了半导体激光元件7的监控辅助支架6。上述半导体激光元件7的共振器长度方向相对叠层陶瓷封装5的凹部14侧的边缘大致垂直,并且,相对叠层陶瓷封装5的外部端子10侧的边缘大致平行。另外,关于上述凹部14,与半导体激光元件7的激光射出端面对置的侧面呈台阶形状并安装有立起反射镜13。
上述监控辅助支架6、半导体激光元件7及信号受光元件9分别与被设在叠层陶瓷封装5的上表面17的多个电极15中的至少一个由金属线8电连接。另外,半导体激光元件7及信号受光元件9被罩11覆盖保护。此外,上述电极15为导电图案的一例。
被设在上述罩11的下部中的凸部19,嵌入到被设在叠层陶瓷封装5的侧面上的凹部18中。由此,定位固定上述罩11。另外,在上述罩11的上部设有开口部21,在该开口部21上配置有全息元件12。该全息元件12在罩11的上表面调整光学位置之后,由UV树脂等固定在罩11的上表面。
上述立起反射镜13由反射面20反射从半导体激光元件7的激光射出端面射出的激光。该反射面20相对半导体激光元件7的共振器长度方向呈大致45度。由此,由上述反射面20反射出的激光相对叠层陶瓷封装5的上表面17向大致垂直方向射出。即,上述立起反射镜13将从半导体激光元件7的激光射出端面射出的激光的光轴变换大致90度。
上述电极15分别通过被3维形成在叠层陶瓷封装5内部中的导电型图案4与外部端子10电连接(参照图2B)。
在上述全息元件12的上表面(全息元件12的与半导体激光元件7相反一侧的表面)设有衍射光栅22。另外,在上述全息元件12的下表面(半导体激光元件7侧的表面)设有其形状与衍射光栅22不同的衍射光栅23。
以下,利用图2A~图2C对全息激光单元的制造方法进行说明。
接着,如图2A所示,在厚度薄的一张陶瓷薄片3A上设有过孔0A、1A和作为贯通孔的一例的透孔2A。在此,所谓过孔,虽然是贯通孔,但意指在内面也形成导电图案、并与上或下的陶瓷薄片的过孔电连接的孔。
接着,如图2B所示,在厚度薄的一张陶瓷薄片3B上设有过孔0B、1B和作为贯通孔的一例的透孔2B,并利用导电膏(例如Ag导电膏)在陶瓷薄片3B的上表面印刷导电图案4图案。该透孔2B被设置成大于透孔2A。另外,上述导电图案4,与过孔0B的内面的导电图案、和过孔1B的内面的导电图案电连接。
接着,如图2C所示,在厚度薄的一张陶瓷薄片3C上设有过孔0C、1C、电极15、和比透孔2A大的透孔2C。此外,上述透孔2C为贯通孔的一例。
接着,通过将不设有透孔的陶瓷薄片和陶瓷薄片3A~3C层叠并烧成,而得到含有多个叠层陶瓷封装5的板部件,在叠层陶瓷封装5中设有3维电路图案。
接着,将上述监控辅助支架6、半导体激光元件7及信号受光元件9搭载在叠层陶瓷封装5的规定的位置上。
接着,若上述监控辅助支架6、半导体激光元件7及信号受光元件9由金属线8与电极15电连接之后,沿着图2C的虚线(横切过孔0C的中心的虚线)进行切割,而在叠层陶瓷封装5的侧面形成凹部18及外部端子10(将过孔0A、0B、0C作成一半),则得到搭载了监控辅助支架6、半导体激光元件7及信号受光元件9的多个叠层陶瓷封装5。另外,上述电极15经由导电图案4(参照图2B)等与外部端子10电连接。
最后,若在上述叠层陶瓷封装5上组装了罩11之后,在罩11的上表面由UV树脂等固定全息元件12,则完成图1所示的全息激光单元。
在上述实施方式中,作成凹部14的开口的长边方向相对叠层陶瓷封装5的凹部18侧的边缘大致垂直的结构,但是如图3所示,也可以作成凹部14的开口的长边方向相对叠层陶瓷封装5的凹部18侧的边缘呈大致45度的结构。由此,无需使上述叠层陶瓷封装5的外部端子10侧的边缘的长度变长,而使凹部14的长边方向的长度变长,能够将共振器长度较长的半导体激光元件7配置在凹部14内。
另外,如图4所示,也可以在叠层陶瓷封装5的上表面17搭载半导体激光元件驱动用IC(集成电路)16。由此,能够谋求上述全息激光单元的集成化,可以实现光拾取装置的小型化和薄型化。
另外,虽然未图示,但是在将高频重叠所需的单模振荡模式的半导体激光元件搭载在叠层陶瓷封装5的上表面17时,也可以将高频重叠IC搭载在叠层陶瓷封装5的上表面17。
另外,作为上述叠层陶瓷封装5的材料,也可以采用与硅相比热传导率较好的AlN(氮化铝)。即,也可以由多个陶瓷薄片来构成陶瓷封装5,多个陶瓷薄片由AlN构成。由此,与将上述半导体激光元件7及信号受光元件9搭载在硅制封装上的情况相比,能够提高全息激光单元的散热性。
另外,如上所述的全息激光单元也可以搭载在光拾取装置中。
图6示出了具备了本发明的另一实施方式的半导体激光装置200的光拾取装置230的概略构成图。
上述光拾取装置230,除了半导体激光装置200以外,还具备光拾取装置用箱体231、准直透镜234、立起反射镜235及对物透镜236。
上述半导体激光装置200露出作为电极218的外部端子10,该外部端子10是在叠层陶瓷封装205的两侧面通过将过孔0C切断为一半而形成的。在图6中,对于与图1中所示的半导体激光装置的构成部相同的构成部,附加与图1中的构成部相同的参照符号并省略说明。
上述准直透镜234将入射光变换为平行光。即,上述半导体激光装置200的从半导体激光元件7(参照图1)射出的激光220a通过准直透镜234转换为平行光。
上述立起反射镜235将通过准直透镜234的激光220a的光路弯曲90度。由此,上述激光220a被引导至对物透镜236中。
上述对物透镜236将由立起反射镜235弯曲的激光220a会聚在光记录介质237的立起反射镜235侧的表面上。
上述光拾取装置用箱体(以下,简称为“箱体”。)231由金属的铸件(模铸件)作成。上述准直透镜234及立起反射镜235调整为使箱体231的安装孔(未图示)的中心与半导体激光装置200的光轴高精度地一致,然后被固定在箱体231中。
在上述光拾取装置230的组装中,将半导体激光装置200插入到箱体231的安装部(未图示)。此时,通过将上述叠层陶瓷封装5的全息元件12侧的表面与形成在箱体231的安装部上的面对接,而进行与激光220a的射出方向平行的半导体激光装置200的光轴的调整。
如图6所示,从上述半导体激光装置200射出的激光220a由准直透镜234变换为平行光,由立起反射镜235弯曲为90度,由对物透镜236会聚在光记录介质237的立起反射镜235侧的表面上。在上述光拾取装置230中,为了反射透过准直透镜234的全部的激光220a,而使用激光220a入射的入射面的面积充分大的立起反射镜235。具体而言,由于上述准直透镜234的有效直径为5mm左右,因此需要具有一边为7mm以上的长度尺寸的立起反射镜235。
由上述光记录介质237反射的激光成为含有被记录在光记录介质237中的信息的信号光220b。上述信号光220b,以对物透镜236、立起反射镜235及准直透镜234的顺序,沿着与从半导体激光装置200向光记录介质237时相同的路径,返回到半导体激光装置200。返回到上述半导体激光装置200中的信号光220b被形成在全息元件12中的全息图案(未图示)所衍射,被受光元件9(参照图1)所接收。根据从上述受光元件9得到的信号,能够取得记录在光记录介质237中的信息、或聚焦误差信号及跟踪误差信号等控制信号。
此外,上述全息图案,为了生成记录在上述的光记录介质237中的信息、或聚焦误差信号及跟踪误差信号等控制信号,而被分割成多个区域。
另外,上述全息图案也可以设置多个,各个全息图案也可以衍射相互不同的波长。在这种情况下,预先对每一个波长分离出光即可。
另外,在图6的光拾取装置230中,说明了使全息元件12与叠层陶瓷封装5一体化后的结构,但是不言而喻,不一定需要使全息元件12与叠层陶瓷封装5一体化,也可以不设置罩。
如上所述,明显可知本发明可以变更为多个方法来获得。本领域技术人员在不脱离本发明的主旨和范围内可以进行多种变更,而这些变更均涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (6)
1. 一种半导体激光装置,具备:半导体激光元件、将所述半导体激光元件射出的激光向被照射物反射的立起反射镜、和搭载所述半导体激光元件及立起反射镜的封装,
所述封装是将具有相互不同的导电图案的多个陶瓷薄片层叠而构成的,
在所述陶瓷薄片上设有贯通孔,
在所述贯通孔内配置有所述半导体激光元件及所述立起反射镜。
2. 根据权利要求1所述的半导体激光装置,其中,
在所述多个陶瓷薄片上设有贯通孔,
通过使每个所述陶瓷薄片的所述贯通孔的大小不同,而形成台阶状的斜面,
所述斜面使安装后的所述立起反射镜的所述激光的反射面相对所述半导体激光元件的共振器长度方向呈45度。
3. 根据权利要求1所述的半导体激光装置,其中,
在所述封装的侧面设有凹部。
4. 根据权利要求1所述的半导体激光装置,其中,
所述半导体激光元件的共振器长度方向相对所述封装的外边缘呈45度。
5. 根据权利要求1所述的半导体激光装置,其中,
所述陶瓷薄片的材料为氮化铝。
6. 一种光拾取装置,其中,
具备权利要求1所述的半导体激光装置。
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