CN1228861C - 复合光学元件及光接收元件装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的复合光学元件中设有：装于基片(1)的一面的至少一个光学元件(2)，装于基片(1)的另一面的半导体激光器(3)与光接收元件(4)，以及介于基片(1)和光接收元件(4)之间的中间构件(中继基片)(5)。中间构件(5)上设有用以使入射到光接收元件(4)的光束透过的通孔(6)和具有导电性的部分，通过该具有导电性的部分使光接收元件(4)的端子和基片(1)上的导体图案相连接。

Description

复合光学元件及光接收元件装置
技术领域
本发明涉及一种用于对如光盘那样的光学记录媒体进行信息信号的写入或对记录在光学记录媒体的信息信号进行读取的光学头装置的复合光学元件与光接收元件装置。
背景技术
一直以来，在将传统的CD(Compact Disc：小型光盘)、直径为64mm的小直径的所谓磁光盘MD、DVD(Digital Versatile Disc：数字化视频光盘)等光盘作记录媒体而使用的记录再现系统中，可望随着装置的进一步小型化与轻量化实现低价格化。为了对应这样的需求，有必要使得各构成零件小型且轻量化，而且能够低价制造。如上述用于光盘的光学头装置，通过集成作为光源的半导体激光器和硅(Si)作为母材的如Pin二极管等光接收元件来谋求装置本身的小型化，同时谋求轻量化，进而实现低价格化。
用于这种光学头装置的光接收元件，内置进行光接收信号的处理与运算的集成电路，接收从光盘反射的光并变换为电信号输出，构成将光接收和对被接收的光加以运算后变换为电信号输出的功能一体化的单芯片的所谓“PDIC”(光接收元件装置)，从而谋求使用这种光接收元件的光学头装置的小型化与轻量化，进而实现低价格化。
这里，将能够在构成光学头装置的光源与光接收元件上加入棱镜、透镜、衍射光栅、全息图等光学零件而一体化、小型化的元件称为复合光学元件。这种复合光学元件，如图1所示，在基片104上布置半导体激光器101和PDIC102以及透镜、棱镜、衍射光栅、全息图等光学元件，它们以电气或机械的方式相连接。
半导体激光器101通过芯片装配工序安装在辅助固定件101a上。辅助固定件101a通过芯片焊接工序安装在PDIC102上。此时，辅助固定件101a的接线端子与构成PDIC102的PDIC基片102a的接布线焊盘电连接。在PDIC基片102a上设有表示辅助固定件101a的设置位的标记102c。辅助固定件101a通过使设在辅助固定件101a本身的标记101b对应于标记102c来确定相对于PDIC基片102a的安装位置进行安装。
在PDIC102的PDIC基片102a上安装光接收元件102b。在PDIC102上，通过棱镜装配工序来安装棱镜103。PDIC102通过PDIC装配工序安装在基片104上。
在这种复合光学元件的制造中，还在基片104与各零件上预先设置作为位置标记的标记104a，将这些标记104a作为对准基准，在基片104上安装各零件。这样的定位方法称为“被动对准”。复合光学元件的精度取决于由这种对各零件基片的位置确定(对准)工序的精度。
另外，在基片104上设有用以电连接PDIC102的电极104b。如图1中箭头形符号所示，PDIC102和电极104b之间通过引线接合法实现电连接。
如图2所示，构成复合光学元件的各零件的设置，基本上使得半导体激光器(光源)101、光盘107的信号记录面与光接收元件102b的光接收部分各自经棱镜103的反射面互成镜像点位置。另外，各零件被适当配置，以使它们的位置相互偏离。
就是说，从半导体激光器101射出的光束为扩散光束，是仅以半导体激光器一侧作为焦点的光束。从半导体激光器101射出的光束经准直透镜105成为平行光束，经物镜106在光盘107的信号记录面上会聚。此时，与光轴平行的聚焦方向上移动控制物镜106，使焦点常时保持会聚在光盘107的信号记录面上。
照射在光盘107的信号记录面上的光束，在该信号记录面上反射，经物镜106、准直透镜105以及棱镜103，由透镜108、109会聚，返回光接收元件102b。各光学元件被适当地配置，以使来自光盘107的信号记录面的返回光束在光接收元件102b的光接收部分上聚成焦点。即，在半导体激光器101、光盘107的信号记录面、光接收元件102b的光接收部分中，各光束均处于焦点位置。因此，可以说光源、信号记录面、光接收部分均位于镜像点位置。
另一方面，为了更低价格提供复合光学元件，也在想办法尽可能减少零件数。例如，如图3所示，在从光盘的信号记录面返回到光接收元件102b上的多个光程相互不同的光接收部分的结构中，将用以使在各光接收部分上的光束相对于各光接收部分成为聚焦点的透镜设计成一个透镜110。
准确地说，由于这种复合光学元件从透镜110到各光接收部分的光程不同，不会同时成为聚焦点。但是，能够在实际应用容许的范围内得到聚焦错误信号、跟踪错误信号以及基于从光盘读取的返回光束的反射信号(RF信号)等。通过减少这样的光学零件数并简化调整过程，能够实现复合光学元件的小型化与低价格化。
而且，随着光盘等记录媒体的多样化，人们正试图实现光学头装置的光源的短波长化。
作为多样化的记录媒体而提出的光盘有：在光盘衬底上由细小凹凸的凹坑图案来形成信息信号的再现专用型光盘，设有相变型记录层的可记录再现信息信号的相变型光盘，以及设置磁光记录层的可记录再现信息信号的磁光盘等。
再现专用型光盘与相变型光盘按照记录在光盘上的信息信号设置不同反射率的区域，通过检测从该区域反射的光束的反射率差导致的光强变化来进行被记录信息信号的读取。磁光盘利用在磁光记录层上的磁光克尔效应(magneto-optical Kerr effect)，基于返回光束的偏振角差来进行被记录信息信号的读取。
为了应对如此多样记录方式的光盘，要求从这些光盘进行信息信号读取的光学头装置分别对应各自的方式。这些光学头装置，对应于不同记录方式的各光盘，使用的复合光学元件的结构也不同。
例如，如图4所示，用以从再现专用型光盘读取由凹坑图案来记录的信息信号的光学头装置的光接收元件102b，可以设置用于检测聚焦错误信号与RF信号的一个四分割光接收部分111和在该四分割光接收部分111的位置的两侧设置的用于检测跟踪错误信号的两个光接收部分112、113，用以使来自光盘的返回光束入射这些光接收部分的光学元件结构也不复杂。与此形成对照，用以读取记录在磁光盘上的信息信号的光学头装置的光接收元件102b，如图5所示，不仅要有用于检测聚集错误信号与RF信号的一个四分割光接收部分111与用于检测跟踪错误信号的两个光接收部分112、113，还需要检测每个不同偏振态的光强的光接收部分114、115。即，由于磁光信号微弱，必须使用光接收元件102b上的两个光接收部分114、115来进行差动检测。这样，随着增加光接收部分的数量，用以使来自光盘的返回光束入射到这些光接收部分的光学元件的结构也变得复杂。即，为了使来自光盘的返回光束入射到这些光接收部分，必须使返回光束分为三条光束，至少需要两个棱镜。此时，根据磁光克尔效应导致的偏光方向的变化，分为相对于棱镜的反射面的P偏振光、S偏振光，使得在一个棱镜的反射面上反射S偏振光入射到光接收元件102b的一个光接收部分114，使得在另一个棱镜的反射面上反射P偏振光入射光接收元件102b的另一光接收部分115上，从而可进行检测。对于光盘上没有记录任何信息信号时的返回光束S，为了使偏振光、P偏振光的强度相等，或者适当确定复合光学元件的配置，或者，例如，需要使用1/2波片等的光学元件。这样，由于对应于不同记录方式的多样光盘，使得构成光学头装置的复合光学元件的结构变得复杂。
另一方面，由于对应光源的短波长化，构成光学头装置的光学元件的折射率与衍射角将成为问题。例如，用于由凹坑图案来记录信息信号的CD等光盘或MD等磁光盘的信息信号读取的光学头装置上，使用射出波长为780nm的光源，用于DVD的光学头装置上，使用射出波长为650nm的光源，再有用于可高密度记录的光盘的光学头装置上，使用射出波长为450nm的光源。
这里，研究用于光学头装置的光学元件的折射率时，先要担心其虚部，即，吸收。作为光学头装置的光学元件材料而使用的光学玻璃或合成树脂材料，对于比400nm附近更短波长的光吸收较大。若有如此大的吸收，为了得到所需的返回光束，必须更加提高光源的发光输出功率，并进而造成光学元件的变质，因此，光学元件材料的选择自由度受到制约。光束越接近短波长衍射角越小。例如，将衍射光栅的间距设为d，该衍射光栅的衍射角θ如下式所示。
sinθ＝mλ/(nd)        …(1)
(其中m为整数、λ为波长、n为折射率)
根据该式(1)，若间距d与折射率n一定，光束成为短波长时λ越小衍射角θ就越小。
可是，形成于PDIC的多个光接收部分对于各自的大小与间隔，有必要使得对应于入射各光接收部分的光束的光检测信号能够独立检出而构成。这由光接收元件的性质或制作工序的能力所决定，不受光束波长的直接限制。即，光接收元件上的各光接收部分的大小与间隔，可以说是独立于光源的发射波长加以确定的。因此，可以认为各光接收部分为能独立检测光检测信号而设定的大小与间隔是固定的，不依赖于光源的发射波长。
此时，由上述式(1)，为了分配返回各光接收部分的返回光并使之接收，必须延长从衍射光栅到各光接收部分的光程，这会使结构大型化。这种情况下，如上所述，即使为了容易制作复合光学元件而在可容许的范围内错开返回光束的聚焦点位置和光接收元件的位置，其容许范围也会显著变窄。这时，将不能采用如上述的由一个透镜使返回光束会聚在多个光接收部分的结构。
为了进行组装方法中的光学元件的定位，采用如上所述的、将标记作为定位记号使用的方法时，随着光程的延长，位置对准精度变得严格，从而不能充分精确地定位。例如，对于同一精度的角度对准精度，设从衍射光栅到光接收部分的光程成为两倍，则光接收部分和光点的位置偏移将成为两倍。可以预想，这样的光接收部分和光点之间的位置偏移会造成所要检测的光检测信号的品质恶化，最坏的情况下会完全检测不到检测信号。
如上所述，构成光学头装置的复合光学元件，随着光盘的多样化和记录密度的高密度化，信号检测系统更趋复杂，要求更高的组装精度。
为了满足这样的要求，进行所谓的两面组装，即在成为基底的基片的一面上安装透镜、棱镜、衍射光学元件等的光学元件，而在基片的另一面上安装作为光源的半导体激光器与光接收元件；而且，在组装工序中，能够一面观察光检测信号的状态一面进行定位(主动对准)。为了实现这样的结构与组装工序，必须将基片、光学元件、半导体激光器以及光接收元件制作成适合这种结构与组装工序的形态。首先，如图6所示，在基片104上设置通孔116，使得光接收元件102b的光接收部分102c能够检测通过该通孔116且由光盘反射的返回光束。有必要将光接收元件102b与基片104相接合，使光接收部分102c对着基片104。
基于光接收元件102b所接收的返回光束来检测的电信号，需要取出到复合光学元件封装的外部。作为实现此目的之第一种结构，有：在基片104上布线，在该布线上直接接合光接收元件的端子的结构。
第二种结构有：例如，在日本专利申请特开2000-228534公报、特开2000-183368公报中所记载的结构，就是在光接收元件和基极之间设置用以从中取出电极的中继基片的结构。另外，在特开2000-228534公报中，记载了由各向异性导电材料接合光接收元件和中继基片的结构。在特开2000-183368公报中，记载了在中继基片的一面上安装光学元件，另一面上用倒装片接合法(flip chip bonding)附装光接收元件的结构。
第三种结构是采用具有光接收部分和电极端子在相对的侧面上形成的结构的光接收元件。
但是，传统上使用的光接收元件，其光接收部分和电极端子设在同一面上，还没有在一面与另一面上分别设置光接收部分和电极端子的结构。
传统的复合光学元件，将光接收元件密封在封装(PKG)内的场合，采用在树脂模塑封装内固定光接收元件的芯片，在引线接合后用树脂模塑固定光接收部分一侧的结构；或者采用在由树脂模或陶瓷构成的中空封装内装配光接收元件的芯片，在引线接合后用玻璃基片或合成树脂制的平板等盖住的结构。
如上所述，复合光学元件与PDIC(光接收元件装置)信号检测系统的结构复杂，要求高的组装精度，在组装工序中，必须进行主动对准，而不是传统的被动对准。
作为能够进行主动对准的结构，在上述第一至第三种结构之中，以第三种结构最为简要。在该第三种结构中，如图7A至图7C所示，例如用UV(紫外线)硬化树脂来粘接，使得光接收元件102b的光接收面与基片104接合，并通过在与光接收面的反面上形成取出信号用的电极来取出供给到封装外部的信号。
在制作这种结构的光接收元件时候，有若干个必须解决的技术课题。其一是通孔的形成。在这种光接收元件中，必须设置深度大于基片104厚度的通孔116，考虑到通孔116的开口面积和光接收元件102b的大小之间的关系，或者须在通孔116的内表面设置的绝缘部分以及插入的电极材料的断线与可靠性等问题，可知这种形态的光接收元件难以构成。
另外，如图7C所示，设于基片104上的光接收元件102b，通过在基片104上设置的引线接合焊盘104c和在光接收元件102b上设置的引线接合焊盘102d之间的引线接合来进行电连接。
另一方面，采用第一种结构，即在同一面上构成的光接收部分、电极部分的光接收元件被直接用倒装片方式接合在基片上的结构，很难进行一面观察来自光接收元件的光检测信号、一面进行组装与位置调整的主动对准。
如图8所示，为了采用这种第一种结构，同时在定位过程中输出来自光接收元件的光检测信号，在光接收元件102b的电极部分上必须接触，例如，探针117等的导体。即，根据第一种结构进行的主动对准中，当调整光接收元件102b位置时，在该光接收元件102b和基片104之间，必须设置可插入探针117的空隙。让基片104和光接收元件102b接触着不能进行光接收元件102b的位置调整。在光接收元件102b的位置调整中，若在该光接收元件102b和基片104之间设置空隙，则达到光接收面上的光点大小在调整位置时和组装后会不相同。因此，在调整时准确得到的输出信号，在组装后就改变了，因此难以调整到准确位置。
基于上述观点，对于第一与第三种结构而言，很难采用在基片的两面上组装透镜、棱镜、衍射元件等光学元件中的至少一个、光发射元件和光接收元件的复合光学元件。
将光接收元件密封在封装(PKG)内的场合，若采用如蓝紫激光器，射出发射波长例如为400nm左右的短波长光束的光源，则由于在模压树脂上吸收较多的这种波长带的光，将不能使用传统的在红外光或可视光(红～蓝)中使用的合成树脂材料。
也就是，在这种“在树脂模塑封装上装配光接收元件的芯片、在引线接合后将光接收部分一侧进行树脂模压”的结构中，需要使用在短波长区域具有高透射率的模压树脂，但如考虑到成形性、密封性等就没有合适的材料。在这种“由树脂模或陶瓷形成的中空封装内装配光接收元件的芯片、在引线接合后用玻璃基片或合成树脂制成的平板等盖住”的结构中，不仅增加了制造成本，而使整体尺寸也变大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够解决上述的传统技术所存在问题的新型复合光学元件与光接收元件装置。
本发明另一目的在于谋求小型化与轻量化，提供容易高精度调整光接收元件的位置的复合光学元件与光接收元件装置。
与本发明相关的复合光学元件包括：基片、安装于该基片的一面的至少一个光学元件、安装于基片另一面的光发射元件与光接收元件以及介于基片和光接收元件之间的中间构件，构成中间构件的母材是对于光发射元件的发射波长具有吸收特性的材料，该中间构件设有让入射光接收元件的光束通过的孔与具有导电性的部分，通过该具有导电性的部分来连光接收元件的端子和基片上的导体图案。再有，中间构件起到将光接收元件的端子和基片上的导体图案相连接的中继基片的作用。
与本发明相关的其它复合光学元件包括：基片、安装于该基片一面的至少一个光学元件、安装于基片另一面的光发射元件与光接收元件以及介于基片和光接收元件之间的中间构件，该中间构件对于光发射元件的发射波长没有吸收特性，即由具有透射特性的透明材料的母材形成，且设有具有导电性的部分，通过该具有导电性的部分来连光接收元件的端子和基片上的导体图案。
与本发明相关的光接收元件装置包括：基片、安装于该基片一面的至少一个光学元件、安装于基片的另一面的光接收元件以及介于基片和光接收元件之间的中间构件，该中间构件对于光发射元件的发射波长没有吸收特性，即由具有透射特性的透明材料的母材形成，且设有具有导电性的部分，通过该具有导电性的部分来连光接收元件的端子和基片上的导体图案。
与本发明相关的复合光学元件的制造方法是，在设有导体图案的基片的一面上至少安装一个光学元件，而在基片的另一面上安装光发射元件，接着，介于基片和光接收元件之间的中间构件上定位安装光接收元件，该中间构件，设有用以入射光接收元件的光束通过的孔与具有导电性的部分，然后，在基片的所述另一面上安装中间构件，再通过中间构件的具有导电性的部分来连接光接收元件的端子和基片上的导体图案。
对于本发明的其他目的，以及由本发明可得到的具体优点，在下面参照图面说明的实施例的说明中将会有更清楚的了解。
附图说明
图1是表示传统的复合光学元件的组装工序的平面图。
图2是表示使用复合光学元件来构成的光学头装置的侧视图。
图3是表示另一例传统的复合光学元件的侧视图。
图4是表示复合光学元件中的光接收元件的光接收部分的图案的俯视图。
图5是表示另一例复合光学元件中的光接收元件的光接收部分的图案的俯视图。
图6是表示传统的复合光学元件的主要部分结构的侧视图。
图7A是表示传统的复合光学元件的结构的俯视图，图7B为其侧视图，图7C为仰视图。
图8是表示传统的复合光学元件的调整过程的侧视图。
图9是表示本发明的复合光学元件的结构的侧视图。
图10是表示构成复合光学元件的不具有透光性的材料形成的中继基片的俯视图。
图11是表示在复合光学元件的制造工序中使用引线接合器在光接收元件上形成引线球形凸起的状态的侧视图。
图12是表示在复合光学元件的制造工序中整形光接收元件上的引线球形凸起的状态的侧视图。
图13是表示在复合光学元件的制造工序中进行光接收元件和中继基片的定位的状态的侧视图。
图14是表示在复合光学元件的制造工序中光接收元件和中继基片与凸起接合的状态的局部的侧视图。
图15A至图15F是表示当复合光学元件的中继基片为透明时的光接收装置的制造工序的斜视图与侧视图。
图16是表示构成复合光学元件的透明中继基片的俯视图。
图17是表示在复合光学元件的制造工序中安装光发射元件与光学元件的基片的侧视图。
图18是表示在复合光学元件的制造工序中的光接收装置的侧视图。
图19是表示在复合光学元件的制造工序中，将光接收装置定位在基片上的状态的侧视图。
图20是表示在复合光学元件的制造工序中保持光接收装置的夹头结构的侧视图。
图21是表示构成复合光学元件的光接收元件的光接收部分的图案的俯视图。
图22是表示母材为陶瓷时的中继基片制造工序的流程图。
图23是表示母材为半导体时的中继基片制造工序的流程图。
图24是表示母材为透明材料时的中继基片制造工序的流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。
如图9所示，本发明的复合光学元件与光接收元件装置中设有：安装于基片1的一面上的至少一个包含透镜、棱镜和衍射元件的光学元件2和安装于基片1的另一面的作为光发射元件的半导体激光器3和光接收元件4。在基片1和光接收元件4之间，设有作为中间构件的中继基片5。本发明的复合光学元件的制造方法是用以制造这样的复合光学元件的方法。
基片1上形成让从半导体激光器3射出的光束透至基片1的一面上的第一通孔8。该基片1上形成让后述的来自光盘的返回光束经基片1一面入射到光接收元件4的第二通孔9。半导体激光器3，例如，可使用400nm附近或具有更靠近紫外侧的发射波长区域的半导体激光器。
中继基片5是对半导体激光器3的发射波长具有吸收特性的材料作母材而形成。作为这种具有吸收400nm附近或更接近紫外侧波长的光的特性的材料，可以采用氧化铝、氮化铝或玻璃钢等任何一种陶瓷材料或硅、砷化镓、磷化铟或硒化锌等任意的半导体材料。在用这样的材料形成的中继基片5上，如图10所示，设有让来自光盘的返回光束通过的第三通孔6。
设于中继基片5上的第三通孔6的大小形成得至少能够使光接收元件4的整个光接收部分面对基片1的一面。而且，如果第三通孔6的大小使通孔6能够面对将重叠地设置在中继基片5上的光接收元件4上所设的定位用标记，就能使组装工序容易，并能简化组装装置的结构。
中继基片5的一面上设有布线7，作为具有导电性的部分。布线7将镍(Ni)作为底层金属，其上面覆盖金(Au)。构成布线7的材料除了金(Au)、镍(Ni)之外，可以用银(Ag)、钨(W)、铝(Al)等。
中继基片5的设有布线7的一面上设有：用以确定设在该中继基片5上的光接收元件4所设位置的标记7a。
构成本发明的复合光学元件与光接收元件装置的光接收元件4，预先安装在中继基片5上。
为了将光接收元件4安装在中继基片5上，如图11所示，首先，在设于光接收元件4的、例如由铝(Al)形成的电极端子上，例如，用引线接合器201，从超声波发射臂(ultrasonic horn)207施加的超声波来形成金(Au)的引线球形凸起10。金作成金丝(Au丝)202供给光接收元件4。此时，光接收元件4被放在带有温度调节的装配台203上，通过将整个光接收元件4加热至100℃以上来顺利形成引线球形凸起10。
接着，如图11所示，为对准各引线球形凸起10的高度，将光接收元件4放在挤压用基台204上，使用平坦性良好的平板状压板205来进行挤压处理。此时，压板205相对光接收元件4的下降量是由放在挤压用基台204上的定位挡块206限定。
接着，如图13所示，在中继基片5上接合形成引线球形凸起10的光接收元件4。该接合处理即凸起接合，是由超声波发射臂207经由吸附夹头208来保持光接收元件4，相对于放在加热至100℃左右的带有温度调节的装配台203上的中继基片5，下压该光接收元件4，并加以超声波振动来进行。
此时，在中继基片5与光接收元件4上形成用于对准的标记，可根据该标记进行定位。这种定位经由在相对的中继基片5与光接收元件4之间设置的定位用棱镜209与棱镜210，并通过CCD照相机212来同时观察中继基片5的标记和光接收元件4的标记而进行。定位用棱镜209具有面对中继基片5的斜面和面对光接收元件4的斜面，使来自中继基片5的光束和来自光接收元件4的光束同时到达CCD照相机212。
在这种接合处理中，必须使得中继基片5的布线7上确实跟光接收元件4的引线球形凸起10相接触。为了使布线7与引线球形凸起10可靠接触，例如，如图14所示，使中继基片5的布线7的宽度W1为100μm，使引线球形凸起10的直径R1为60μm，这样使得布线7的宽度W1比引线球形凸起10的直径R1更宽，从而使对准过程容易。也就是，将引线球形凸起10的间距P1和布线7的间距P2相等设置时，布线7的宽度W1和引线球形凸起10的直径R1之差成为接合时的位置偏移宽度W2。
定位后，如图13所示，经由连接在超声波发射臂207的吸附夹头208，从光接收元件4的里面施加超声波。该超声波通过超声波共晶化作用，使引线球形凸起10和布线7电气且机械地接合。
该接合过程中，在光接收元件4与中继基片5的四个角部，供给少量紫外线(UV)硬化树脂来硬化，从而光接收元件4和中继基片5能以更加牢固的接合强度来接合。但是，紫外线硬化树脂的施加范围不得到达光接收元件4的光接收部分。
另外，光接收元件4和中继基片5的接合过程中，最好不要使用各向异性导电材料。各向异性导电材料有液状、膜状，而液状一般触变性较低，预计会扩散到整个光接收元件4。即，各向异性导电材料可能会到达光接收元件4的光接收部分。各向异性导电材料具有与真空不同的折射率，且伴有光吸收。当各向异性导电材料到达光接收元件4的光接收部分的场合，随着各向异性导电材料的光吸收，在光发射元件4中的光检测信号的强度变弱，且由于各向异性导电材料的折射率不同于真空，光程被调制。在这种情况下，必须控制到达光接收元件4的光接收部分的各向异性导电材料的膜厚，但这样的控制很困难，因此最好不要使用各向异性导电材料。
当中继基片5，由对于从半导体激光器3射出的发射波长的光不具吸收特性的材料，即，对于从半导体激光器3射出的光具有透射性的透明材料作母材而形成的场合，如图15A所示，就没必要设置上述的通孔。此时，最好按照从半导体激光器3射出的光的发射波长，在中继基片5的各面5a、5b或任一面上附加无反射被覆(AR被覆)层。此例中，作为对于从半导体激光器3射出的发射波长的光不具有吸收特性的材料，可以采用蓝宝石、光学玻璃、合成树脂材料、III族氮化物半导体、氧化锌、氧化硅中的任一种。
如图16所示，在这种透明中继基片5上，与上述的中继基片5同样，形成含有凸起用电极部分17a的布线7。这种布线7，使得与光接收元件4进行上述凸起接合的凸起用电极部分17a和与外部进行连接的端子部分17b互相电连接。
这种场合，也与上述的中继基片5同样，图15B所示的光接收元件4被凸起接合。在光接收元件4的一侧面上，设有光接收部分4a，在外围部分上设有形成引线球形凸起10的许多用于连接的电极4b。
如图15C所示，中继基片5和光接收元件4，使中继基片5的设有布线7的面和光接收元件4的形成有引线球形凸起10的电极4b的面相对，相互面对着面。如图15C所示，从两面施压于面对面的中继基片5和光接收元件4；如图15D所示，使得光接收元件4侧的电极4b和中继基片5侧的凸起用电极部分17a通过引线球形凸起10实现电连接与机械接合。
如图15E与图15F所示，相互接合的中继基片5和光接收元件4，通过用粘接剂或低熔点玻璃12等密封材料来覆盖相互间的接合部分的周围，将接合部分的更内侧密封。光接收元件4的外侧面可以覆盖合成树脂或用胶带等来进行保护。
这样，在中继基片5上安装光接收元件4，并由低熔点玻璃12等密封材料来密封相互接合的部分，从而构成如图15F所示的光接收装置11。
接着，如图17所示，对于安装了光学元件2与半导体激光器3的基片1，如图18所示，安装使光接收元件4和中继基片5成为一体的光接收装置11。光学元件2与半导体激光器3，通过对基片1粘接进行安装。这种粘接可以是在以后的工序中能够拆开的所谓的点固定。使用的粘接剂，例如，有银(Ag)膏、热硬化树脂、紫外线(UV)硬化树脂等。另外，为了抑制粘接时的热变形，最好使用低温热硬化树脂或紫外线硬化树脂。
光接收装置11在对安装了光学元件2与半导体激光器3的基片1进行定位后，粘接安装于基片1上。这种定位可以是使用标记进行定位的被动对准，但为了提高位置精度最好采用主动对准，就是使半导体激光器3发光，一面观察来自光接收装置11的输出信号一面进行定位。
在进行主动对准的时候，如图19所示，使半导体激光器3发光，使用假光盘220，使得从半导体激光器3射出的光束L1反射，作为返回光束L2返回到光接收装置11。此时，将光接收装置11夹持在夹头219上，使中继基片5位于接触到基片1的位置。光接收装置11的相互垂直的X、Y、Z三方向的位置调整，通过监测着来自光接收装置11的输出信号，在常时与基片1接触的状态下，使光接收装置11移动来进行。通过光接收装置11之常时接触基片1，使得从假光盘220到光接收元件4的光接收面的光程常时被保持固定。
如图20所示，夹持光接收装置11的夹头219，夹持在中继基片5的周围，同时设有取出来自光接收元件4的输出信号的探测器211。
该调整中监测的信号随着光接收元件4上的光接收部分的设置而有所不同。例如，如图21所示，光接收元件4的光接收部分，通过放射状地四分割方式接收入射到假光盘220并由该假光盘220反射的返回光的光接收部分A、B、C、D，用像散差法(aStigmaticdifference method)检测聚焦错误信号，并且在将这些光接收部分A、B、C、D两侧的各返回光平行地三分割接收的光接收部分E、I、F及光接收部分G、J、H中，由推挽法(push-pull method)来检测跟踪错误信号，再有，通过剩下的两个光接收部分K、L上进行差动检测来检出RF信号的光接收部分的场合基于采用来自各光接收部分的光检测输出的以下的运算结果，能够进行光接收装置11位置调整。即，对于沿着记录媒体上的记录轨道方向即图21中沿X方向，适用以下的运算。
(A+D)-(B+C)
对于与记录媒体的记录轨道垂直的方向即图21中沿Y方向，适用以下的运算。
(A+B)-(D+C)或
(E+G)-(F+H)
由半导体半导体激光器3射出的光束的光由方向即图21中的Z方向的调整，可根据在光轴方向移动半导体激光器3或在光接收装置11与基片1之间放置设有通孔的定位挡块来进行。另外，在基片1上安装使得从半导体激光器3射出光束偏转90°后入射到基片1的棱镜的场合，图21中沿Z方向的调整可通过将半导体激光器3沿着基片1的主面移动来进行。
另外，构成复合光学元件的光接收元件4的光接收部分的图案，可用各式各样的图案，而在主动对准中用以得到监测信号的运算，可按照光接收部分的图案适当地决定。
下面，说明中继基片5的制造工序。
为了制造中继基片5，首先，构成中继基片5的母材为氧化铝、氮化铝或玻璃钢中任一陶瓷材料的场合，由于这些材料不透过可视光域的光束，如图22所示，首先，在步骤St1中，在多枚中继基片5连续的材料上开孔，并预先形成用以分离各中继基片5的沟。接着，在步骤St2中，通过印刷铝或镍来形成布线7的底层，在步骤St3中，烧结该底层。在下一步骤St4中，用电镀法在布线7的底层上形成金等上布线材料。在步骤St5中，分离成各中继基片5。本例中使用的陶瓷材料具有价格低、尽管厚度薄但强度高的优点。
构成中继基片5的材料，即母材为硅(Si)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)或硒化锌(ZnSe)中任一半导体材料的时候，如图23所示，根据所谓的干蚀刻法来形成布线7。这些半导体材料均是在一般的半导体制造工序中使用的材料，因此，使用这种材料具有其加工工艺已经确立的优点。即，在步骤St11中，形成用于开设孔的掩模，在步骤St12中，对于多枚中继基片5连续的晶圆，用干蚀刻法进行开孔加工。接着，在步骤St13至步骤St15中，进行布线图案与标记的印刷、蒸镀、剥离来形成布线7与标记7a。然后在步骤St16中，切割分离各中继基片5。
由于这里使用的半导体材料具有劈理特性，在晶圆上制造多个中继基片，以后容易分离成各个中继甚板5。这种工序，可以为一般的切割工序，也可以为有伤痕后破裂的劈理工序。在半导体制造工序中也已确立了使用半导体材料的光刻法的工序，能够高精度控制布线7的线宽度、间距以及厚度。若布线7的尺寸精度、中继基片5的尺寸精度较低，即公差较大时，由于也需要在基片1上得到对应于该公差的余量，基片1会变大。基片1变大时，复合光学元件的整体大小也增大。因此，依据布线7的尺寸精度、中继基片5的尺寸精度较高的情形，可缩小基片1，且能够缩小整个复合光学元件。
构成本发明的中继基片5上使用的半导体材料不能吸收带隙以下的光，因此，从光源半导体激光器3射出的光的发射波长在该带隙以下的场合，就没必要在中继基片5上设置通孔6。
而且，构成中继基片5的母材为蓝宝石、光学玻璃、合成树脂材料、III族氮化物半导体、氧化锌、氧化硅中的任一种，也是不吸收从半导体激光器3射出的光的波长区域的材料的情况，没必要在中继基片5上设置通孔6。此时，为了制造中继基片5，如图24所示，在步骤St21至步骤St23中，对于多枚中继基片5连续的晶圆，进行布线图案与标记的印刷、蒸镀、剥离等各工序，形成布线7与标记。在步骤St24中，切割分离出各中继基片5。
在上述的各例中，对光接收元件4的引线球形凸起10的形成依据各光接收元件4来进行，但引线球形凸起10也可以在多个光接收元件4连续的晶圆上形成。同样，在上述各例中，光接收元件4和中继基片5之间的接合也是由各个光接收元件4与中继基片5之间进行，但是，也可以一起以晶圆的状态或者其中之一以晶圆的状态来进行。从生产性的观点考虑最好是以晶圆的状态来进行。
在上述实施例中，光接收元件4上形成引线球形凸起10，在中继基片5上形成布线7，但是，也可以在光接收元件4上形成布线7，在中继基片5上形成引线球形凸起10。
再有，上述例中，作为光源使用半导体激光器3，但本发明中使用的光源种类并不限于半导体激光器，例如，可以为使用有机材料的光发射元件。
[产业上的利用可能性]
如上所述，与本发明相关的复合光学元件或光接收元件装置中设有：基片，安装于该基片一面的至少一个光学元件，安装于基片另一面的光发射元件与光接收元件，或光接收元件，基片和光接收元件之间的中继构件，该中继构件或者设有用以透过入射的光接收元件的光束的孔，或者由不具吸收从光发射元件射出光的波长的光的特性的透明材料形成的母材来形成；设有导电性的部分，通过该具有导电性的部分来连光接收元件的端子和基片上的导体图案，因此，能够监测来自光接收元件的光检测输出，并容易进行定位的主动对准，能够提高光接收元件的固定精度。随着光接收元件的固定精度的提高，能够实现提高应对光源的短波化的精度，也容易应对采用复杂信号检测的光学头装置。
制造本发明的复合光学元件或光接收元件装置时，由于能够使用已有的传统设备，可以不使制造成本增加地进行制造。

Claims (6)

1.一种复合光学元件，其中设有：
基片，
安装于所述基片的一面的至少一个光学元件，
安装于所述基片的另一面的光发射元件与光接收元件，以及
介于所述基片和所述光接收元件之间的中间构件；
所述中间构件由对于所述光发射元件的发射波长具有吸收特性的材料形成，同时设有用以使入射到所述光接收元件的光束通过的孔及具有导电性的部分，通过所述具有导电性的部分来连接所述光接收元件的端子和所述基片上的导体图案。
2.如权利要求1所述的复合光学元件，其特征在于：所述中间构件由氧化铝、氮化铝或玻璃钢中的任一种材料形成。
3.如权利要求1所述的复合光学元件，其特征在于：所述中间构件由硅、砷化镓、磷化铟或硒化锌中的任一种材料形成。
4.如权利要求1所述的复合光学元件，其特征在于：
在所述中间构件上形成与具有导电性的部分连接的电极部分，
在所述光接收元件上形成与端子连接的电极部分，
所述中间构件的电极部分和所述光接收元件的电极部分，通过倒装片接合法在所述光接收元件的光接收面朝向所述中间构件一侧的状态下被接合。
5.一种复合光学元件的制造方法，包括如下步骤：
在有导体图案的基片的一面上安装至少一个光学元件；
在所述基片的另一面上安装光发射元件；
接着，在介于所述基片和所述光接收元件之间的中间构件上定位安装所述光接收元件，所述中间构件设有使入射光接收元件的光束通过的孔和具有导电性的部分；
然后，在所述基片的所述另一面上安装所述中间构件；
通过所述中间构件的具有导电性的部分连接所述光接收元件的端子和所述基片上的导体图案。
6.如权利要求5所述的复合光学元件的制造方法，其特征在于：所述光学元件，以设于所述基片的使所述光发射元件发出的光束透过的通孔作为基准，对所述基片定位并安装。
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