JP2021052108A - 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法 - Google Patents

半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2021052108A
JP2021052108A JP2019174518A JP2019174518A JP2021052108A JP 2021052108 A JP2021052108 A JP 2021052108A JP 2019174518 A JP2019174518 A JP 2019174518A JP 2019174518 A JP2019174518 A JP 2019174518A JP 2021052108 A JP2021052108 A JP 2021052108A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
laser
driver
laser driver
wiring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019174518A
Other languages
English (en)
Inventor
加治 伸暁
Nobuaki Kaji
伸暁 加治
達矢 大岩
Tatsuya Oiwa
達矢 大岩
浩永 安川
Hironaga Yasukawa
浩永 安川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority to JP2019174518A priority Critical patent/JP2021052108A/ja
Priority to EP20753469.4A priority patent/EP4035236A1/en
Priority to KR1020227008824A priority patent/KR20220062529A/ko
Priority to CN202080064566.4A priority patent/CN114556723A/zh
Priority to US17/760,741 priority patent/US20220344897A1/en
Priority to PCT/JP2020/028243 priority patent/WO2021059708A1/en
Publication of JP2021052108A publication Critical patent/JP2021052108A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0233Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/02345Wire-bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0233Mounting configuration of laser chips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0235Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355Fixing laser chips on mounts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0239Combinations of electrical or optical elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/04Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0428Electrical excitation ; Circuits therefor for applying pulses to the laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06226Modulation at ultra-high frequencies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

【課題】半導体レーザ駆動装置において、半導体レーザとレーザドライバとの間の配線インダクタンスを低減する。【解決手段】基板100は、レーザドライバ200を内蔵する。半導体レーザ300は、半導体レーザ駆動装置の基板の一方の面に実装されて、照射面から照射光を照出する。接続配線は、レーザドライバと半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続する。受動部品500は、半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置されて、半導体レーザおよびレーザドライバに接続する。【選択図】図3

Description

本技術は、半導体レーザ駆動装置に関する。詳しくは、レーザドライバ内蔵基板と半導体レーザとを備える半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法に関する。
従来、測距機能を持つ電子装置において、ToF(Time of Flight)と呼ばれる測距方式がよく用いられている。このToFは、発光部がサイン波や矩形波の照射光を物体に照射し、その物体からの反射光を受光部が受光して、測距演算部が照射光と反射光との位相差から距離を測定する方式である。そのような測距機能を実現するため、発光素子と、その発光素子を駆動する電子半導体チップとをケース内に収容して一体化した光モジュールが知られている。例えば、基板の電極パターン上に整列して実装されたレーザーダイオードアレイと、レーザーダイオードアレイに電気的に接続されたドライバICとを備える光モジュールが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2009−170675号公報
上述の従来技術では、レーザーダイオードアレイとドライバICとを光モジュールとして一体化して構成している。しかしながら、この従来技術では、レーザーダイオードアレイとドライバICとを複数のワイヤによって電気的に接続しており、その間の配線インダクタンスが大きくなり、半導体レーザの駆動波形が歪んでしまうおそれがある。これは、数百メガヘルツで駆動させるToFでは特に問題となる。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、半導体レーザ駆動装置において、半導体レーザとレーザドライバとの間の配線インダクタンスを低減することを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、レーザドライバを内蔵する基板と、上記基板の一方の面に実装された半導体レーザと、上記レーザドライバと上記半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続する接続配線と、上記半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置されて上記半導体レーザおよび上記レーザドライバに接続する受動部品とを具備する半導体レーザ駆動装置およびその半導体レーザ駆動装置を備える電子機器である。これにより、レーザドライバと半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続するとともに、受動部品を半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置することにより、配線長を短くするという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記受動部品は、上記レーザドライバが上記半導体レーザを駆動する経路の一部を形成するようにしてもよい。これにより、レーザドライバが半導体レーザを駆動する経路の配線長を短くするという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記受動部品は、少なくともその一部が上記レーザドライバの上方に重ねて配置されるようにしてもよい。これにより、受動部品とレーザドライバとの間の配線長を短くするという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記受動部品は、コンデンサを含んでもよい。この場合において、上記コンデンサは、上記レーザドライバの電源電位と接地電位との間を接続するデカップリングコンデンサであってもよい。これにより、高周波ノイズを低減するという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記半導体レーザのパッドが最も少ない上記辺に面して配置されて上記半導体レーザから照射されたレーザ光の光強度を監視するフォトダイオードをさらに具備し、上記レーザドライバは、上記フォトダイオードによって監視された上記光強度に基づいて上記半導体レーザを駆動するようにしてもよい。これにより、フォトダイオードへの入射光量を確保して、入射感度を向上させるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記接続配線は、0.5ミリメートル以下の長さを備えることが望ましい。また、上記接続配線は、0.3ミリメートル以下であることがより好ましい。
また、この第1の側面において、上記接続配線は、上記基板に設けられる接続ビアを介してもよい。これにより、半導体レーザとレーザドライバとの間の配線長を短くするという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記半導体レーザは、その一部が上記レーザドライバの上方に重ねて配置されるようにしてもよい。この場合において、上記半導体レーザは、その面積の50%以下の部分が上記レーザドライバの上方に重ねて配置されるようにしてもよい。
また、本技術の第2の側面は、支持板の上面にレーザドライバを形成する手順と、上記レーザドライバの接続配線を形成して上記レーザドライバを内蔵する基板を形成する手順と、上記基板の一方の面に半導体レーザを実装して上記接続配線を介して上記レーザドライバと上記半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続する接続配線を形成する手順と、上記半導体レーザと上記レーザドライバとの間を接続する受動部品を上記半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置する手順とを具備する半導体レーザ駆動装置の製造方法である。これにより、レーザドライバと半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続するとともに、受動部品を半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置することにより、配線長の短い半導体レーザ駆動装置を製造するという作用をもたらす。
本技術の実施の形態における測距モジュール19の構成例を示す図である。 本技術の実施の形態における測距モジュール19の断面図の一例を示す図である。 本技術の実施の形態における発光ユニット11の上面図の一例を示す図である。 本技術の実施の形態における発光ユニット11の断面図の一例を示す図である。 本技術の実施の形態における発光ユニット11の回路構成の一例を示す図である。 本技術の実施の形態における発光ユニット11のループ509部分の断面図の例を示す図である。 本技術の実施の形態における基板100の各層のレイアウトの例を示す図である。 本技術の実施の形態における基板100の各層のレイアウトの他の例を示す図である。 本技術の実施の形態におけるレーザドライバ200と半導体レーザ300とのオーバラップ量の定義を示す図である。 アディティブ法により配線パターンを形成した場合の、配線長Lおよび配線幅Wに対する配線インダクタンスの数値例を示す図である。 サブトラクティブ法により配線パターンを形成した場合の、配線長Lおよび配線幅Wに対する配線インダクタンスの数値例を示す図である。 本技術の実施の形態のレーザドライバ200の製造過程において銅ランドおよび銅配線層(RDL)を加工する工程の一例を示す第1の図である。 本技術の実施の形態のレーザドライバ200の製造過程において銅ランドおよび銅配線層(RDL)を加工する工程の一例を示す第2の図である。 本技術の実施の形態における基板100の製造工程の一例を示す第1の図である。 本技術の実施の形態における基板100の製造工程の一例を示す第2の図である。 本技術の実施の形態における基板100の製造工程の一例を示す第3の図である。 本技術の実施の形態における基板100の製造工程の一例を示す第4の図である。 本技術の実施の形態における基板100の製造工程の一例を示す第5の図である。 本技術の実施の形態の適用例である電子機器800のシステム構成例を示す図である。 本技術の実施の形態の適用例である電子機器800の外観構成例を示す図である。
以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
1.実施の形態
2.適用例
<1.実施の形態>
[測距モジュールの構成]
図1は、本技術の実施の形態における測距モジュール19の構成例を示す図である。
この測距モジュール19は、ToF方式により距離を測定するものであり、発光ユニット11、受光ユニット12、発光制御部13、および、測距演算部14を備える。なお、発光ユニット11は、特許請求の範囲に記載の半導体レーザ駆動装置の一例である。
発光ユニット11は、周期的に明るさが変動する照射光を発して物体20に照射するものである。この発光ユニット11は、例えば、矩形波の発光制御信号CLKpに同期して照射光を発生する。また、例えば、発光ユニット11としてレーザや発光ダイオードが用いられ、照射光として波長が780nm乃至1000nmの範囲の赤外光や近赤外光などが用いられる。なお、発光制御信号CLKpは、周期信号であれば、矩形波に限定されない。例えば、発光制御信号CLKpは、サイン波であってもよい。
発光制御部13は、照射光の照射タイミングを制御するものである。この発光制御部13は、発光制御信号CLKpを生成して発光ユニット11および受光ユニット12に供給する。また、発光制御信号CLKpは受光ユニット12で生成されてもよく、その場合は、受光ユニット12で生成された発光制御信号CLKpが発光制御部13で増幅されて、発光ユニット11に供給される。この発光制御信号CLKpの周波数は、例えば、100メガヘルツ(MHz)である。なお、発光制御信号CLKpの周波数は、100MHzに限定されず、200MHzなどであってもよい。また、発光制御信号CLKpは、シングルエンド信号や差動信号であってもよい。
受光ユニット12は、物体20から反射した反射光を受光して、垂直同期信号の周期が経過するたびに、その周期内の受光量を検出するものである。例えば、60Hzの周期信号が垂直同期信号として用いられる。また、受光ユニット12には、複数の画素回路が二次元格子状に配置される。受光ユニット12は、これらの画素回路の受光量に応じた画素データからなる画像データ(フレーム)を測距演算部14に供給する。なお、垂直同期信号の周波数は、60Hzに限定されず、例えば30Hzや120Hzであってもよい。
測距演算部14は、画像データに基づいて物体20までの距離をToF方式で測定するものである。この測距演算部14は、画素回路ごとに距離を測定して、画素ごとに、物体20まで距離を階調値で示すデプスマップを生成する。このデプスマップは、例えば、距離に応じた度合いのぼかし処理を行う画像処理や、距離に応じてフォーカスレンズの合焦点を求めるAF(Auto Focus)処理などに用いられる。また、ジェスチャー認識や物体認識、障害物検知、拡張現実(AR:Augmented Reality)、仮想現実(VR:Virtual Reality)等への活用が期待されている。
なお、ここでは、距離を測定する測距モジュールの例について説明したが、本技術は、センシングモジュール全般に適用することができる。
図2は、本技術の実施の形態における測距モジュール19の断面図の一例を示す図である。
この例では、マザーボード50上にそのマザーボード50との間を中継するインターポーザ30が設けられ、インターポーザ30の上に発光ユニット11および受光ユニット12が実装される。インターポーザ30にはコネクタ40が実装され、外部のアプリケーションプロセッサ等と接続される。
受光ユニット12は、物体20から反射した反射光を受光するためのレンズ22およびセンサ21を備える。
[発光ユニットの構成]
図3は、本技術の実施の形態における発光ユニット11の上面図の一例を示す図である。
この発光ユニット11は、ToFによる距離の測定を想定したものである。ToFは、ストラクチャードライトほどではないものの奥行き精度が高く、また、暗い環境下でも問題なく動作可能という特徴を有する。他にも、装置構成の単純さや、コストなどにおいて、ストラクチャードライトやステレオカメラなどの他の方式と比べてメリットが多いと考えられる。
この発光ユニット11では、レーザドライバ200を内蔵する基板100の表面に、半導体レーザ300、フォトダイオード400および受動部品500がワイヤボンディングにより電気接続されて実装される。基板100としては、プリント配線板が想定される。
半導体レーザ300は、化合物半導体のPN接合に電流を流すことにより、レーザ光を放射する半導体デバイスである。具体的には、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)が想定される。ただし、裏面発光型、または、表面発光型の何れであってもよい。ここで、利用される化合物半導体としては、例えば、アルミニウムガリウム砒素(AlGaAs)、インジウムガリウム砒素リン(InGaAsP)、アルミニウムガリウムインジウムリン(AlGaInP)、ガリウムナイトライド(GaN)などが想定される。
レーザドライバ200は、半導体レーザ300を駆動するためのドライバ集積回路(IC:Integrated Circuit)である。このレーザドライバ200は、フェイスアップ状態で基板100に内蔵される。半導体レーザ300との間の電気接続については、配線インダクタンスを低減させる必要があるため、出来る限り短い配線長とすることが望ましい。この具体的数値については後述する。
フォトダイオード400は、光を検出するためのダイオードである。このフォトダイオード400は、半導体レーザ300の光強度を監視して、半導体レーザ300の出力を一定に維持するためのAPC制御(Automatic Power Control)に用いられる。これにより、レーザの安全基準を満たす範囲内での動作を担保することができる。
受動部品500は、コンデンサ(キャパシタ)、インダクタおよび抵抗などの能動素子以外の回路部品である。この受動部品500には、半導体レーザ300を駆動するためのデカップリングコンデンサが含まれる。
図4は、本技術の実施の形態における発光ユニット11の断面図の一例を示す図である。
上述のように、基板100はレーザドライバ200を内蔵し、その表面には半導体レーザ300などが実装される。半導体レーザ300とレーザドライバ200との間の接続は、接続配線としての接続ビア101を介して行われる。この接続ビア101を用いることにより、配線長を短くすることが可能となる。
また、基板100は、放熱のためのサーマルビア102を備える。基板100に実装された各部品は発熱源であり、サーマルビア102を用いることにより、各部品において発生した熱を基板100の裏面から放熱することが可能となる。
基板100の表面に実装された半導体レーザ300、フォトダイオード400および受動部品500は、側壁600によって囲まれる。この側壁600の材料としては、例えば、プラスティック材料、または、金属が想定される。なお、側壁600は、特許請求の範囲に記載の外壁の一例である。
側壁600によって囲まれた上面は、拡散板700によって覆われる。この拡散板700は、半導体レーザ300からのレーザ光を拡散させるための光学素子であり、ディフューザとも呼ばれる。
図5は、本技術の実施の形態における発光ユニット11の回路構成の一例を示す図である。
上述のように、この発光ユニット11では、基板100の表面に半導体レーザ300が実装され、基板100の内部にレーザドライバ200が内蔵される。レーザドライバ200は、例えば、LDGND端子201、LDOUT端子202、および、LDVCC端子203の各端子を備える。LDGND端子201は、接地電位に接続する端子である。LDVCC端子203は、電源電位に接続する端子である。LDOUT202端子は、半導体レーザ300を駆動するための出力端子である。
この例では、レーザドライバ200の最終段の内部構成を示している。LDOUT202端子とLDGND端子201との間には、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ212および電流源211が接続される。このMOSトランジスタ212の制御により、電流源211から電流が供給される。また、LDVCC端子203とLDOUT202端子との間には、MOSトランジスタ213が接続される。このMOSトランジスタ213は、負荷抵抗として動作する。
半導体レーザ300は、アノードがLDVCC端子203に接続され、カソードがLDOUT202端子に接続される。また、LDVCC端子203とLDGND端子201との間には、受動部品500のコンデンサ501が接続される。このコンデンサ501は、ESL(Equivalent Series inductance:等価直列インダクタンス)が低いコンデンサであり、デカップリングコンデンサとして機能して高周波ノイズを低減する。
この回路例において、半導体レーザ300、MOSトランジスタ212およびコンデンサ501を通る経路は、図示するようにループ509を形成する。このループ509の経路が短い程、配線長が短くなり、インピーダンスが低下する。インピーダンスが低下すれば、半導体レーザ300から発光されるレーザの立上り時間Trおよび立下り時間Tfを短縮化して、高速化することができる。以下では、半導体レーザ300とレーザドライバ200との関係については後述するものとして、受動部品500であるコンデンサ501の配置について検討する。
図6は、本技術の実施の形態における発光ユニット11のループ509部分の断面図の例を示す図である。
半導体レーザ300の裏面端子にはカソードが接続されており、その裏面端子は基板100表面の配線に電気的に接続される。また、半導体レーザ300の表面端子にはアノードが接続されており、その表面端子はボンディングワイヤ302を介して基板100表面の配線に電気的に接続される。
レーザドライバ200は、上述のように、LDVCC端子203およびLDOUT端子202を介して半導体レーザ300と接続し、LDVCC端子203およびLDGND端子201を介してコンデンサ501と接続する。したがって、この断面図から、コンデンサ501は半導体レーザ300に近い位置に配置されることが望ましいことが理解される。
図7は、本技術の実施の形態における基板100の各層のレイアウトの例を示す図である。
同図におけるaは、基板100の表面の層である第1層を示す。基板100の表面に実装される半導体レーザ300のアノードのパッド310は、ボンディングワイヤ302を介して基板100表面の端子と接続する。半導体レーザ300は、同図における上下方向に、より多くのパッドを有していることを想定する。これらのボンディングワイヤ302は、インダクタンスを低減するために有用である。
同図におけるbは、基板100内部のレーザドライバ200との接続層である第2層を示す。この例では、レーザドライバ200のパッドとして、4つのLDGND端子201、4つのLDOUT端子202、および、1つのLDVCC端子203を備えることを想定する。これらのレーザドライバ200のパッドは、全体的に半導体レーザ300に近い位置に配置される。そして、LDGND端子201はコンデンサ501にも接続されることから、LDOUT端子202よりも内側に配置される。
図8は、本技術の実施の形態における基板100の各層のレイアウトの他の例を示す図である。
同図におけるaは、基板100の表面の層である第1層を示す。基板100の表面に実装される半導体レーザ300のアノードのパッド310は、ボンディングワイヤ302を介して基板100表面の端子と接続する。半導体レーザ300は、二つの領域(図内の上下)にパッド310を有する。パッド310が上下に有る場合は、上述の図7の例と比較してより多く(例えば約2倍)のボンディングワイヤを配置することができる。ボンディングワイヤを多く配置することは、ボンディングワイヤのインダクタンスを低減するために有用である。半導体レーザ300の小型化と、半導体レーザ300にある複数のVCSELの発光点とパッド310の間の距離を均一化するために、また複数のパッドを半導体レーザ300に設ける場合には、ここに図示するように、対向するように設けることが望ましい。半導体レーザ300にある複数のVCSELの発光点とパッド310との間の距離を均一化すると、各発光点の発光タイミングと発光量(レーザ強度)のバラつきが小さくなり、測距モジュール19で測距された場合の測距精度が改善する。
同図におけるbは、基板100内部のレーザドライバ200との接続層である第2層を示す。この例では、レーザドライバ200のパッドとして、4つのLDGND端子201、4つのLDOUT端子202、および、1つのLDVCC端子203を備えることを想定する。これらのレーザドライバ200のパッドは、全体的に半導体レーザ300に近い位置に配置される。そして、LDGND端子201はコンデンサ501にも接続されることから、LDOUT端子202よりも内側に配置される。
このようなパッドの配置を考慮して、コンデンサ501は半導体レーザ300のパッドが最も少ない辺に面して配置される。すなわち、半導体レーザ300は上下方向に多くのパッドを有しているため、半導体レーザ300はパッドが最も少ない左の辺に面して配置される。このとき、レーザドライバ200との接続を考慮すると、半導体レーザ300の右辺よりも左辺の方がコンデンサ501の配置に適していることがわかる。したがって、コンデンサ501は、基板100の表面において、少なくともその一部がレーザドライバ200の上方に重ねて配置されるようにすることが望ましい。
また、フォトダイオード400の配置についても検討する。半導体レーザ300から出力されたレーザは、拡散板700において拡散板700の反射率に応じて一部が反射されて、フォトダイオード400に入光する。このフォトダイオード400に入光した反射光のレーザパワーP2は、周囲の環境が同じであれば半導体レーザ300から出力されたレーザパワーP1に比例する。すなわち、反射比「P2/P1」は、周囲の環境が同じであれば一定値を示す。換言すれば、反射比「P2/P1」が変化した場合には、何らかの要因により周囲の環境が変化したことを示す。例えば、拡散板700が破損した場合には、フォトダイオード400に入光する反射光の比率が大幅に下がる。また、長期的にみると、半導体レーザ300が徐々に劣化して、レーザドライバ200が期待していたレーザパワーP1が半導体レーザ300から出力されていない場合、フォトダイオード400の光量Pvが減って、「P1/Pv」は基準値より高くなる。例えば、「P1/Pv」が基準値の1.1倍であった場合、レーザドライバ200は、半導体レーザ300に関する温度に対応して、半導体レーザ300においてレーザパワーの要求値を10%上げて、駆動電流を供給する。このように、フォトダイオード400は、半導体レーザ300から出力されて拡散板700において反射された光を受光する。したがって、フォトダイオード400への入射光量を確保するために、フォトダイオード400は半導体レーザ300の近くに配置されることが望ましい。そのため、半導体レーザ300のパッドの配置を考慮して、フォトダイオード400は、半導体レーザ300のパッドが最も少ない辺に面して配置される。
図9は、本技術の実施の形態におけるレーザドライバ200と半導体レーザ300とのオーバラップ量の定義を示す図である。
上述のように、半導体レーザ300とレーザドライバ200との間の接続は接続ビア101を介して行われることを想定しているため、上面から見ると両者は重なって配置されることになる。その一方で、半導体レーザ300の下面にはサーマルビア102を設けることが望ましく、そのための領域を確保する必要もある。そこで、レーザドライバ200と半導体レーザ300の位置関係を明らかにするために、両者のオーバラップ量を以下のように定義する。
同図におけるaに示す配置では、上面から見て両者に重なる領域が存在しない。この場合のオーバラップ量を0%と定義する。一方、同図におけるcに示す配置では、上面から見て半導体レーザ300の全てがレーザドライバ200と重なっている。この場合のオーバラップ量を100%と定義する。
そして、同図におけるbに示す配置では、上面から見て半導体レーザ300の半分の領域がレーザドライバ200と重なっている。この場合のオーバラップ量を50%と定義する。
この実施の形態では、上述の接続ビア101のための領域を設けるために、オーバラップ量は0%よりも大きいことが望ましい。一方、半導体レーザ300の直下においてある程度の数のサーマルビア102を配置することを考慮すると、オーバラップ量は50%以下であることが望ましい。したがって、オーバラップ量を0%より大きく、50%以下とすることにより、配線インダクタンスを小さくするとともに、良好な放熱特性を得ることが可能となる。
[配線インダクタンス]
上述のように、半導体レーザ300とレーザドライバ200との間の接続においては、配線インダクタンスが問題となる。全ての導体には誘導成分があり、ToFシステムのような高周波領域では、極めて短いリード線のインダクタンスでも悪影響をおよぼすおそれがある。すなわち、高周波動作した際に、配線インダクタンスの影響によりレーザドライバ200から半導体レーザ300を駆動するための駆動波形が歪んでしまい、動作が不安定になるおそれがある。
ここで、配線インダクタンスを計算するための理論式について検討する。例えば、長さL[mm]、半径R[mm]の円形断面を持つ直線リード線のインダクタンスIDC[μH]は、自由空間において次式により表される。ただし、lnは自然対数を表す。
IDC=0.0002L・(ln(2L/R)−0.75)
また、例えば、長さL[mm]、幅W[mm]、厚さH[mm]のストリップ・ライン(基板配線パターン)のインダクタンスIDC[μH]は、自由空間において次式により表される。
IDC=0.0002L・(ln(2L/(W+H))
+0.2235((W+H)/L)+0.5)
プリント配線板の内部に内蔵されたレーザドライバとプリント配線板の上部に電気接続された半導体レーザとの配線インダクタンス[nH]を試算したものが、図10および図11である。
図10は、アディティブ法により配線パターンを形成した場合の、配線長Lおよび配線幅Wに対する配線インダクタンスの数値例を示す図である。アディティブ法とは、絶縁樹脂面の必要な部分にだけ銅を析出させて、パターン形成する方法である。
図11は、サブトラクティブ法により配線パターンを形成した場合の、配線長Lおよび配線幅Wに対する配線インダクタンスの数値例を示す図である。サブトラクティブとは、銅張積層板の不要な部分をエッチングして、パターンを形成する方法である。
ToFシステムのような測距モジュールの場合、数百メガヘルツで駆動させることを想定すると、配線インダクタンスとしては0.5nH以下であることが望ましく、さらに0.3nH以下であることがより好ましい。したがって、上述の試算結果を考慮すると、半導体レーザ300とレーザドライバ200との間の配線長としては、0.5ミリメートル以下にすることが望ましく、さらに0.3ミリメートル以下であることがより好ましいと考えられる。
[製造方法]
図12および図13は、本技術の実施の形態のレーザドライバ200の製造過程において銅ランドおよび銅配線層(RDL:Redistribution Layer)を加工する工程の一例を示す図である。
まず、図12におけるaに示すように、半導体ウェハにおいて、例えばアルミニウムなどによるI/Oパッド210が形成される。そして、表面にSiNなどの保護絶縁層220が成膜され、I/Oパッド210の領域が開孔される。
次に、図12におけるbに示すように、ポリイミド(PI:Polyimide)またはポリベンゾオキサゾール(PBO:Polybenzoxazole)による表面保護膜230が成膜され、I/Oパッド210の領域が開孔される。
次に、図12におけるcに示すように、数十乃至百nm程度のチタンタングステン(TiW)、百乃至千nm程度の銅(Cu)を連続スパッタして密着層およびシード層240を形成する。ここで、密着層は、チタンタングステン(TiW)の他にクロム(Cr)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、チタン銅(TiCu)、プラチナ(Pt)等の高融点金属やその合金を適用してもよい。また、シード層には、銅(Cu)の他にニッケル(Ni)、銀(Ag)、金(Au)、または、その合金を適用してもよい。
次に、図13におけるdに示すように、電気接合用の銅ランドと銅配線層を形成するために、フォトレジスト250をパターニングする。具体的には、表面洗浄、レジスト塗布、乾燥、露光、現像の各工程によって形成する。
次に、図13におけるeに示すように、密着層およびシード層240の上にめっき法により、電気接合用の銅ランドおよび銅配線層(RDL)260を形成する。ここで、めっき法としては、例えば、電解銅めっき法や電解ニッケルめっき法などを用いることができる。また、銅ランドの直径は50乃至100マイクロメートル程度、銅配線層の厚さは3乃至10マイクロメートル程度、銅配線層の最小幅は10マイクロメートル程度が望ましい。
次に、図13におけるfに示すように、フォトレジスト250を除去し、半導体チップの銅ランドおよび銅配線層(RDL)260をマスクして、ドライエッチングを行う。ここで、ドライエッチングは、例えば、アルゴンイオンビームを照射するイオンミリングを用いることができる。このドライエッチングにより、不要領域の密着層およびシード層240を選択的に除去することができ、銅ランドおよび銅配線層が各々分離される。なお、この不要領域の除去は、王水、硝酸第二セリウムアンモニウムや水酸化カリウムの水溶液等のウエットエッチングでも可能だが、銅ランドおよび銅配線層を構成する金属層のサイドエッチや厚み減少を考慮するとドライエッチングの方が望ましい。
図14乃至図18は、本技術の実施の形態における基板100の製造工程の一例を示す図である。
まず、図14におけるaに示すように、支持板110に接着性樹脂層120を介して、極薄銅箔132とキャリア銅箔131の2層構造から成るピーラブル銅箔130を、ロールラミネートまたは積層プレスにより片面に熱圧着させる。
支持板110は、無機材料や金属材料、樹脂材料等からなる基板を使用することができる。例えば、シリコン(Si)、ガラス、セラミック、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミ合金、ステンレス、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂を使用することができる。
ピーラブル銅箔130は、厚さ2乃至5マイクロメートルの極薄銅箔132に、厚さ18乃至35マイクロメートルのキャリア銅箔131を真空密着したものを用いる。ピーラブル銅箔130としては、例えば、3FD−P3/35(古河サーキットフォイル株式会社製)、MT−18S5DH(三井金属鉱業株式会社製)等を用いることができる。
接着性樹脂層120の樹脂材料としては、ガラス繊維の補強材入りの、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、PPE樹脂、フェノール樹脂、PTFE樹脂、珪素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、PPS樹脂、PPO樹脂などの有機樹脂を使用することができる。また、補強材としては、ガラス繊維以外に、アラミド不織布やアラミド繊維、ポリエステル繊維などを用いることもできる。
次に、図14におけるbに示すように、無電解銅めっき処理により、ピーラブル銅箔130の極薄銅箔132の表面に厚さ0.5乃至3マイクロメートルの(図示しない)めっき下地導電層を形成する。なお、この無電解銅めっき処理は、次に配線パターンを形成する電解銅めっきの下地の導電層を形成するものである。ただし、この無電解銅めっき処理を省略して、ピーラブル銅箔130に直接的に電解銅めっき用の電極を接触させて、ピーラブル銅箔130の上に直接的に電解銅めっき処理を施して、配線パターンを形成してもよい。
次に、図14におけるcに示すように、支持板の表面に感光性レジストをロールラミネートで貼り付けて、配線パターン用のレジストパターン(ソルダーレジスト140)を形成する。この感光性レジストとしては、例えば、ドライフィルムのめっきレジストを用いることができる。
次に、図14におけるdに示すように、電解銅めっき処理により、厚さ15マイクロメートル程度の配線パターン150を形成する。
次に、図15におけるeに示すように、めっきレジストを剥離させる。そして、層間絶縁性樹脂を形成するための前処理として、配線パターン表面を粗化処理して、層間絶縁性樹脂と配線パターンの接着性を向上させる。なお、粗化処理は、酸化還元処理による黒化処理または過水硫酸系のソフトエッチング処理によって行うことができる。
次に、図15におけるfに示すように、配線パターン上に層間絶縁性樹脂161を、ロールラミネートまたは積層プレスで熱圧着させる。例えば、厚さ45マイクロメートルのエポキシ樹脂をロールラミネートする。 ガラスエポキシ樹脂を使う場合は、任意の厚さの銅箔を重ね合わせて、積層プレスで熱圧着させる。層間絶縁性樹脂161の樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、PPE樹脂、フェノール樹脂、PTFE樹脂、珪素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、PPS樹脂、PPO樹脂などの有機樹脂を使用することができる。また、これらの樹脂単独でも、複数樹脂を混合あるいは化合物を作成するなどした樹脂の組み合わせも使用することができる。さらに、これらの材料に無機フィラーを含有させたり、ガラス繊維の補強材を混入させたりした層間絶縁性樹脂も使用することができる。
次に、図15におけるgに示すように、層間電気接続用のビアホールをレーザ法またはフォトエッチング法により形成する。層間絶縁性樹脂161が熱硬化性樹脂の場合は、レーザ法によりビアホールを形成する。レーザ光としては、高調波YAGレーザやエキシマレーザなどの紫外線レーザ、炭酸ガスレーザなどの赤外線レーザを用いることができる。なお、レーザ光にてビアホールを形成した場合は、ビアホール底に薄い樹脂膜が残る場合があるため、デスミア処理を行う。このデスミア処理は、強アルカリにより樹脂を膨潤させ、クロム酸、過マンガン酸塩水溶液等の酸化剤を使用して樹脂を分解除去する。また、プラズマ処理や研磨材によるサンドブラスト処理にて除去することもできる。層間絶縁性樹脂161が感光性樹脂の場合は、フォトエッチング法によりビアホール170を形成する。つまり、マスクを通して、紫外線を用いて露光した後に現像することにより、ビアホール170を形成する。
次に、粗化処理の後、ビアホール170の壁面および層間絶縁性樹脂161の表面に、無電解めっき処理を行う。次に、表面に無電解めっき処理した層間絶縁性樹脂161の面に感光性レジストをロールラミネートで貼り付ける。この場合の感光性レジストとしては、例えば、ドライフィルムの感光性めっきレジストフィルムを用いることができる。この感光性めっきレジストフィルムを露光した後に現像することにより、ビアホール170の部分および配線パターンの部分を開口しためっきレジストのパターンを形成する。 次に、めっきレジストパターンの開口部分に、厚さ15マイクロメートルの電解銅めっき処理を施す。 次に、めっきレジストを剥離し、層間絶縁性樹脂上に残っている無電解めっきを過水硫酸系のフラッシュエッチングなどで除去することにより、図15におけるhに示すような銅めっきで充填したビアホール170と配線パターンを形成する。そして、同様の配線パターンの粗化工程と層間絶縁性樹脂162の形成工程を繰り返し行う。
次に、図16におけるiに示すように、厚み約30乃至50マイクロメートルに薄化した銅ランドおよび銅配線層を加工済みのダイアタッチフィルム(Die Attach Film:DAF)290が付いたレーザドライバ200をフェイスアップ状態で実装する。
次に、図16におけるjに示すように、層間絶縁性樹脂163を、ロールラミネートまたは積層プレスで熱圧着させる。
次に、図16におけるkおよび図17におけるlに示すように、これまでと同様のビアホール加工、デスミア処理、粗化処理、無電解めっき処理、電解めっき処理を行う。なお、レーザドライバ200の銅ランドへの浅いビアホール171の加工と、1階層下の深いビアホール172の加工、デスミア処理および粗化処理とは同時に行う。
ここで、浅いビアホール171は、銅めっきで充填したフィルドビアである。ビアのサイズおよび深さは、それぞれ20乃至30マイクロメートル程度である。また、ランドのサイズは、直径60乃至80マイクロメートル程度である。
一方、深いビアホール172は、銅めっきをビア外側のみに施したいわゆるコンフォーマルビアである。ビアのサイズおよび深さは、それぞれ80乃至150マイクロメートル程度である。また、ランドのサイズは、直径150乃至200マイクロメートル程度である。なお、深いビアホール172は、レーザドライバ200の外形より100マイクロメートル程度の絶縁性樹脂を介して配置することが望ましい。
次に、図17におけるmに示すように、これまでと同様の層間絶縁性樹脂を、ロールラミネートまたは積層プレスにより熱圧着させる。この際、コンフォーマルビアの内側が層間絶縁性樹脂で充填される。次に、これまでと同様のビアホール加工、デスミア処理、粗化処理、無電解めっき処理、および、電解めっき処理を行う。
次に、図17におけるnに示すように、支持板110を、ピーラブル銅箔130のキャリア銅箔131と極薄銅箔132の界面より剥離させることによって、分離する。
次に、図18におけるoに示すように、硫酸−過酸化水素系ソフトエッチングを用いて極薄銅箔132とめっき下地導電層を除去することにより、配線パターンが露出した部品内蔵基板を得ることができる。
次に、図18におけるpに示すように、露出させた配線パターン上に、配線パターンのランド部分において開口部を有するパターンのソルダーレジスト180を印刷する。なお、ソルダーレジスト180は、フィルムタイプを用いて、ロールコーターによって形成することも可能である。次に、ソルダーレジスト180の開口部のランド部分に、無電解Niめっきを3マイクロメートル以上形成し、その上に無電解Auめっきを0.03マイクロメートル以上形成する。無電解Auめっきは1マイクロメートル以上形成してもよい。さらに、その上に半田をプリコートすることも可能である。または、ソルダーレジスト180の開口部に、電解Niめっきを3マイクロメートル以上形成し、その上に電解Auめっきを0.5マイクロメートル以上形成してもよい。さらに、ソルダーレジスト180の開口部に、金属めっき以外に、有機防錆皮膜を形成してもよい。
また、外部接続用のランドに、接続端子として、クリーム半田を印刷塗布して、半田ボールのBGA(Ball Grid Array)を搭載してもよい。また、この接続端子としては、銅コアボール、銅ピラーバンプ、または、ランドグリッドアレイ(LGA:Land Grid Array)などを用いてもよい。
このようにして製造された基板100の表面に、半導体レーザ300、フォトダイオード400および受動部品500を実装し、フレーム600および拡散板700を取り付ける。このとき、フォトダイオード400および受動部品500は、半導体レーザ300のパッドが最も少ない辺に面して配置される。その後、一般的には、集合基板状で行った後に外形をダイサーなどで加工して個片に分離する。
なお、上述の工程ではピーラブル銅箔130と支持板110を用いた例について説明したが、これらに代えて銅張積層板(CCL:Copper Clad Laminate)を用いることも可能である。また、部品を基板へ内蔵する製造方法は、基板にキャビティ形成して搭載する方法を用いてもよい。
このように、本技術の実施の形態では、コンデンサ501を半導体レーザ300のパッドが最も少ない辺に面して配置する。これにより、ループ509の経路の配線長を短くして、半導体レーザ300から発光されるレーザの立上りおよび立下りを高速化することができる。さらに、フォトダイオード400を半導体レーザ300のパッドが最も少ない辺に面して配置することにより、入射感度を向上させ、高精度なレーザパワーコントロールを行うことができる。
<2.適用例>
[電子機器]
図19は、本技術の実施の形態の適用例である電子機器800のシステム構成例を示す図である。
この電子機器800は、上述の実施の形態による測距モジュール19を搭載した携帯端末である。この電子機器800は、撮像部810と、測距モジュール820と、シャッタボタン830と、電源ボタン840と、制御部850と、記憶部860と、無線通信部870と、表示部880と、バッテリ890とを備える。
撮像部810は、被写体を撮像するイメージセンサである。測距モジュール820は、上述の実施の形態による測距モジュール19である。
シャッタボタン830は、撮像部810における撮像タイミングを電子機器800の外部から指示するためのボタンである。電源ボタン840は、電子機器800の電源のオンオフを電子機器800の外部から指示するためのボタンである。
制御部850は、電子機器800の全体の制御を司る処理部である。記憶部860は、電子機器800の動作に必要なデータやプログラムを記憶するメモリである。無線通信部870は、電子機器800の外部との無線通信を行うものである。表示部880は、画像等を表示するディスプレイである。バッテリ890は、電子機器800の各部に電源を供給する電源供給源である。
撮像部810、測距モジュール820を制御する発光制御信号の特定の位相(例えば、立上りタイミング)を0度として、0度から180度までの受光量をQ1として検出し、180度から360度までの受光量をQ2として検出する。また、撮像部810は、90度から270度までの受光量をQ3として検出し、270度から90度までの受光量をQ4として検出する。制御部850は、これらの受光量Q1乃至Q4から、次式により物体との距離dを演算し、表示部880に表示する。
d=(c/4πf)×arctan{(Q3−Q4)/(Q1−Q2)}
上式において距離dの単位は、例えば、メートル(m)である。cは光速であり、その単位は、例えば、メートル毎秒(m/s)である。arctanは、正接関数の逆関数である。「(Q3−Q4)/(Q1−Q2)」の値は、照射光と反射光との位相差を示す。πは、円周率を示す。また、fは照射光の周波数であり、その単位は、例えば、メガヘルツ(MHz)である。
図20は、本技術の実施の形態の適用例である電子機器800の外観構成例を示す図である。
この電子機器800は、筐体801に収められ、側面に電源ボタン840を備え、表面に表示部880およびシャッタボタン830を備える。また、裏面には撮像部810および測距モジュール820の光学領域が設けられる。
これにより、表示部880には、通常の撮像画像881を表示するだけでなく、ToFを利用した測距結果に応じた奥行画像882を表示することができる。
なお、この適用例では、電子機器800として、スマートフォンのような携帯端末について例示したが、電子機器800はこれに限定されるものではなく、例えばデジタルカメラやゲーム機やウェアラブル機器などであってもよい。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)レーザドライバを内蔵する基板と、
前記基板の一方の面に実装された半導体レーザと、
前記レーザドライバと前記半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続する接続配線と、
前記半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置されて前記半導体レーザおよび前記レーザドライバに接続する受動部品と
を具備する半導体レーザ駆動装置。
(2)前記受動部品は、前記レーザドライバが前記半導体レーザを駆動する経路の一部を形成する
前記(1)に記載の半導体レーザ駆動装置。
(3)前記受動部品は、少なくともその一部が前記レーザドライバの上方に重ねて配置される
前記(1)または(2)に記載の半導体レーザ駆動装置。
(4)前記受動部品は、コンデンサを含む
前記(1)から(3)のいずれかに記載の半導体レーザ駆動装置。
(5)前記コンデンサは、前記レーザドライバの電源電位と接地電位との間を接続するデカップリングコンデンサである
前記(4)に記載の半導体レーザ駆動装置。
(6)前記半導体レーザのパッドが最も少ない前記辺に面して配置されて前記半導体レーザから照射されたレーザ光の光強度を監視するフォトダイオードをさらに具備し、
前記レーザドライバは、前記フォトダイオードによって監視された前記光強度に基づいて前記半導体レーザを駆動する
する前記(1)から(5)のいずれかに記載の半導体レーザ駆動装置。
(7)前記接続配線は、0.5ミリメートル以下の長さを備える
前記(1)から(6)のいずれかに記載の半導体レーザ駆動装置。
(8)前記接続配線は、前記基板に設けられる接続ビアを介する
前記(1)から(7)のいずれかに記載の半導体レーザ駆動装置。
(9)前記半導体レーザは、その一部が前記レーザドライバの上方に重ねて配置される
前記(1)から(8)のいずれかに記載の半導体レーザ駆動装置。
(10)前記半導体レーザは、その面積の50%以下の部分が前記レーザドライバの上方に重ねて配置される
前記(9)に記載の半導体レーザ駆動装置。
(11)レーザドライバを内蔵する基板と、
前記基板の一方の面に実装された半導体レーザと、
前記レーザドライバと前記半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続する接続配線と、
前記半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置されて前記半導体レーザと前記レーザドライバとの間を接続する受動部品と
を具備する電子機器。
(12)支持板の上面にレーザドライバを形成する手順と、
前記レーザドライバの接続配線を形成して前記レーザドライバを内蔵する基板を形成する手順と、
前記基板の一方の面に半導体レーザを実装して前記接続配線を介して前記レーザドライバと前記半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続する接続配線を形成する手順と、
前記半導体レーザと前記レーザドライバとの間を接続する受動部品を前記半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置する手順と
を具備する半導体レーザ駆動装置の製造方法。
11 発光ユニット
12 受光ユニット
13 発光制御部
14 測距演算部
19 測距モジュール
21 センサ
22 レンズ
30 インターポーザ
50 マザーボード
100 基板
101 接続ビア
110 支持板
120 接着性樹脂層
130 ピーラブル銅箔
131 キャリア銅箔
132 極薄銅箔
140 ソルダーレジスト
150 配線パターン
161〜163 層間絶縁性樹脂
170〜172 ビアホール
180 ソルダーレジスト
200 レーザドライバ
210 I/Oパッド
220 保護絶縁層
230 表面保護膜
240 密着層およびシード層
250 フォトレジスト
260 銅ランドおよび銅配線層(RDL)
290 ダイアタッチフィルム(DAF)
300 半導体レーザ
302 ボンディングワイヤ
400 フォトダイオード
500 受動部品
501 コンデンサ
600 側壁
700 拡散板
800 電子機器
801 筐体
810 撮像部
820 測距モジュール
830 シャッタボタン
840 電源ボタン
850 制御部
860 記憶部
870 無線通信部
880 表示部
890 バッテリ

Claims (12)

  1. レーザドライバを内蔵する基板と、
    前記基板の一方の面に実装された半導体レーザと、
    前記レーザドライバと前記半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続する接続配線と、
    前記半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置されて前記半導体レーザおよび前記レーザドライバに接続する受動部品と
    を具備する半導体レーザ駆動装置。
  2. 前記受動部品は、前記レーザドライバが前記半導体レーザを駆動する経路の一部を形成する
    請求項1記載の半導体レーザ駆動装置。
  3. 前記受動部品は、少なくともその一部が前記レーザドライバの上方に重ねて配置される
    請求項1記載の半導体レーザ駆動装置。
  4. 前記受動部品は、コンデンサを含む
    請求項1記載の半導体レーザ駆動装置。
  5. 前記コンデンサは、前記レーザドライバの電源電位と接地電位との間を接続するデカップリングコンデンサである
    請求項4記載の半導体レーザ駆動装置。
  6. 前記半導体レーザのパッドが最も少ない前記辺に面して配置されて前記半導体レーザから照射されたレーザ光の光強度を監視するフォトダイオードをさらに具備し、
    前記レーザドライバは、前記フォトダイオードによって監視された前記光強度に基づいて前記半導体レーザを駆動する
    する請求項1記載の半導体レーザ駆動装置。
  7. 前記接続配線は、0.5ミリメートル以下の長さを備える
    請求項1記載の半導体レーザ駆動装置。
  8. 前記接続配線は、前記基板に設けられる接続ビアを介する
    請求項1記載の半導体レーザ駆動装置。
  9. 前記半導体レーザは、その一部が前記レーザドライバの上方に重ねて配置される
    請求項1記載の半導体レーザ駆動装置。
  10. 前記半導体レーザは、その面積の50%以下の部分が前記レーザドライバの上方に重ねて配置される
    請求項9記載の半導体レーザ駆動装置。
  11. レーザドライバを内蔵する基板と、
    前記基板の一方の面に実装された半導体レーザと、
    前記レーザドライバと前記半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続する接続配線と、
    前記半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置されて前記半導体レーザと前記レーザドライバとの間を接続する受動部品と
    を具備する電子機器。
  12. 支持板の上面にレーザドライバを形成する手順と、
    前記レーザドライバの接続配線を形成して前記レーザドライバを内蔵する基板を形成する手順と、
    前記基板の一方の面に半導体レーザを実装して前記接続配線を介して前記レーザドライバと前記半導体レーザとを0.5ナノヘンリー以下の配線インダクタンスにより電気接続する接続配線を形成する手順と、
    前記半導体レーザと前記レーザドライバとの間を接続する受動部品を前記半導体レーザのパッドが最も少ない辺に面して配置する手順と
    を具備する半導体レーザ駆動装置の製造方法。
JP2019174518A 2019-09-25 2019-09-25 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法 Pending JP2021052108A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019174518A JP2021052108A (ja) 2019-09-25 2019-09-25 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法
EP20753469.4A EP4035236A1 (en) 2019-09-25 2020-07-21 Semiconductor laser drive device, electronic equipment, and method for manufacturing semiconductor laser drive device
KR1020227008824A KR20220062529A (ko) 2019-09-25 2020-07-21 반도체 레이저 구동 장치, 전자 기기, 및 반도체 레이저 구동 장치의 제조 방법
CN202080064566.4A CN114556723A (zh) 2019-09-25 2020-07-21 半导体激光器驱动装置、电子设备和半导体激光器驱动装置的制造方法
US17/760,741 US20220344897A1 (en) 2019-09-25 2020-07-21 Semiconductor laser drive device, electronic equipment, and method for manufacturing semiconductor laser drive device
PCT/JP2020/028243 WO2021059708A1 (en) 2019-09-25 2020-07-21 Semiconductor laser drive device, electronic equipment, and method for manufacturing semiconductor laser drive device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019174518A JP2021052108A (ja) 2019-09-25 2019-09-25 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021052108A true JP2021052108A (ja) 2021-04-01

Family

ID=71995005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019174518A Pending JP2021052108A (ja) 2019-09-25 2019-09-25 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220344897A1 (ja)
EP (1) EP4035236A1 (ja)
JP (1) JP2021052108A (ja)
KR (1) KR20220062529A (ja)
CN (1) CN114556723A (ja)
WO (1) WO2021059708A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7404930B2 (ja) * 2020-02-26 2023-12-26 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 発光装置、光学装置及び計測装置
US11543526B2 (en) * 2020-06-09 2023-01-03 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Compact depth sensor module

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5065062B2 (ja) 2008-01-16 2012-10-31 古河電気工業株式会社 光モジュール
KR101206357B1 (ko) * 2010-12-09 2012-11-29 국방과학연구소 마이크로 렌즈를 실장한 반도체 레이저 다이오드
KR101443562B1 (ko) * 2013-03-27 2014-11-03 옵티시스 주식회사 광 커넥터
KR101929465B1 (ko) * 2016-10-18 2019-03-14 주식회사 옵텔라 광학모듈

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220062529A (ko) 2022-05-17
WO2021059708A1 (en) 2021-04-01
CN114556723A (zh) 2022-05-27
US20220344897A1 (en) 2022-10-27
EP4035236A1 (en) 2022-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11962123B2 (en) Semiconductor laser drive device and method of manufacturing the same
WO2021033439A1 (ja) 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法
WO2021059708A1 (en) Semiconductor laser drive device, electronic equipment, and method for manufacturing semiconductor laser drive device
JP2024019475A (ja) 測距装置、電子機器、および、測距装置の製造方法
WO2021039199A1 (ja) 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法
WO2021053962A1 (ja) 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法
WO2021065163A1 (ja) 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法
WO2021053961A1 (ja) 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法
JP7356287B2 (ja) 半導体レーザ駆動装置、および、電子機器
WO2021044816A1 (ja) 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法
WO2021019913A1 (ja) 半導体レーザ駆動装置、電子機器、および、半導体レーザ駆動装置の製造方法
CN112005455B (zh) 半导体激光驱动装置及其制造方法