JP4066375B2

JP4066375B2 - Semiconductor laser device

Info

Publication number: JP4066375B2
Application number: JP2004076844A
Authority: JP
Inventors: 新一井島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2024-03-17
Also published as: JP2005268443A

Description

本発明は、光情報処理、光計測、及び光通信等に使用される半導体レーザ装置及び光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device and an optical pickup device used for optical information processing, optical measurement, optical communication, and the like.

半導体レーザ装置に関し、近年では、半導体レーザ素子に加え、電流電圧変換回路や演算回路を含む受光素子基板を収納するものが開発されている。この半導体レーザ装置では、より多種の高い誤差の検出に対応するために信号配線が増加しつつある一方、装置の小型化が要望されている。半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子はより高速での記録に対応するために高出力化が要望され、受光素子基板は高速応答が要望されている。そして、これらの要望が具現化されるにつれ、半導体レーザ素子や受光素子基板の消費電力は次第に大きくなってきている。 In recent years, semiconductor laser devices have been developed that house a light-receiving element substrate including a current-voltage conversion circuit and an arithmetic circuit in addition to a semiconductor laser element. In this semiconductor laser device, while the number of signal wirings is increasing in order to cope with the detection of various types of higher errors, there is a demand for downsizing of the device. In a semiconductor laser device, a semiconductor laser element is required to have a high output in order to cope with recording at a higher speed, and a light receiving element substrate is required to have a high-speed response. As these demands are realized, the power consumption of the semiconductor laser element and the light receiving element substrate is gradually increased.

従来の半導体レーザ装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、樹脂モールド型の半導体レーザ装置１００が知られている。図１０に示すように、この半導体レーザ装置１００では、樹脂製の枠体１０１内に受光素子を有する受光素子基板１０２が設けられている。受光素子基板１０２の上面には、半導体レーザ素子１０３が実装されている。受光素子基板１０２は、水平方向に延びるリード１０４の基台搭載部１０５上に搭載されており、ワイヤ１０６によってリード１０４と接続されている。枠体１０１の上面には、受光素子基板１０２を覆うようにホログラム領域１０８を有する光学部品１０７が搭載されている。この光学部品１０７は、接着剤１０９によって枠体１０１の上面に固定されている。 As a conventional semiconductor laser device, for example, as disclosed in Patent Document 1, a resin mold type semiconductor laser device 100 is known. As shown in FIG. 10, in this semiconductor laser device 100, a light receiving element substrate 102 having a light receiving element is provided in a resin frame 101. A semiconductor laser element 103 is mounted on the upper surface of the light receiving element substrate 102. The light receiving element substrate 102 is mounted on the base mounting portion 105 of the lead 104 extending in the horizontal direction, and is connected to the lead 104 by a wire 106. An optical component 107 having a hologram region 108 is mounted on the upper surface of the frame 101 so as to cover the light receiving element substrate 102. The optical component 107 is fixed to the upper surface of the frame 101 with an adhesive 109.

受光素子基板１０２上の半導体レーザ素子１０３から光記録媒体に向けて上方へ出射された出射光１１０は、光学部品１０７を透過して半導体レーザ装置１００の外部へ出射される。光記録媒体上で反射された反射光１１１は、半導体レーザ装置１００へ入射し、光学部品１０７のホログラム領域１０８を透過する際に回折される。回折された反射光１１１は、受光素子基板１０２の受光素子へ入射して光電変換され、ワイヤ１０６を介してリード１０４から信号出力として外部へ取り出される。 The emitted light 110 emitted upward from the semiconductor laser element 103 on the light receiving element substrate 102 toward the optical recording medium passes through the optical component 107 and is emitted to the outside of the semiconductor laser device 100. The reflected light 111 reflected on the optical recording medium enters the semiconductor laser device 100 and is diffracted when passing through the hologram region 108 of the optical component 107. The diffracted reflected light 111 enters the light receiving element of the light receiving element substrate 102, undergoes photoelectric conversion, and is taken out as a signal output from the lead 104 via the wire 106.

また、従来より、発光装置と受光装置とを組み合わせて構成される半導体レーザ装置も知られている。このうち受光装置としては、例えば特許文献２に開示されているものが知られている。図１１に示すように、受光装置１２０において、窓穴を有するテープ１２１の下面には、窓穴の両側に設けられるリード１２２を介して窓穴を覆うように受光素子１２３が接着されている。テープ１２１の上面には、窓穴の周域に紫外線硬化樹脂接着剤１２４が塗布され、窓穴を覆うように透光板１２５が接着されている。受光素子１２３と透光板１２５の間の部分には、透明樹脂１２６が充填されている。受光装置１２０への入射光は、透光板１２５を透過して受光素子１２３へ入射し、光電変換された後にリード１２２から信号出力として外部へ取り出される。
特開平６−２０３４０３号公報特開平４−１３９７６８号公報 Conventionally, a semiconductor laser device configured by combining a light emitting device and a light receiving device is also known. Among these, as a light receiving device, for example, the one disclosed in Patent Document 2 is known. As shown in FIG. 11, in the light receiving device 120, a light receiving element 123 is bonded to the lower surface of the tape 121 having a window hole so as to cover the window hole via leads 122 provided on both sides of the window hole. On the upper surface of the tape 121, an ultraviolet curable resin adhesive 124 is applied to the peripheral area of the window hole, and a translucent plate 125 is bonded so as to cover the window hole. A portion between the light receiving element 123 and the light transmitting plate 125 is filled with a transparent resin 126. Incident light entering the light receiving device 120 passes through the light transmitting plate 125 and enters the light receiving element 123, and after being subjected to photoelectric conversion, is extracted from the lead 122 as a signal output.
JP-A-6-203403 Japanese Patent Laid-Open No. 4-139768

しかしながら、上記特許文献１の半導体レーザ装置１００では、受光素子基板１０２とリード１０４との配線をワイヤボンディングにより行っている。このため、枠体１０１内においてワイヤ１０６の占める空間が大きくなり、枠体１０１が大型化するという問題がある。そして、電極端子の数が増加するにつれ、枠体１０１が更に大型化するという問題がある。 However, in the semiconductor laser device 100 of Patent Document 1, wiring between the light receiving element substrate 102 and the leads 104 is performed by wire bonding. For this reason, the space which the wire 106 occupies in the frame 101 becomes large, and there exists a problem that the frame 101 enlarges. As the number of electrode terminals increases, there is a problem that the frame body 101 further increases in size.

また、リード１０４により作製される電極端子の端子ピッチは、リード１０４の厚みに依存する。小型の半導体レーザ装置１００を実現するには、端子ピッチを狭める必要があり、リード１０４の厚さを薄くしなければならない。ところが、厚さの薄いリード１０４は強度が弱く樹脂モールド時の樹脂の流れにより変形して互いに接触するおそれがあり、変形を防ぐためにその厚さをある程度以上に確保する必要がある。従って、上記半導体レーザ装置１００では、端子ピッチを一定長さ以下に狭めることができず、その小型化に限界がある。また、成型された樹脂パッケージでの狭い端子ピッチは、既存の実装技術では実装困難となるため、実装技術の開発も必要となる。 Further, the terminal pitch of the electrode terminals produced by the leads 104 depends on the thickness of the leads 104. In order to realize the small semiconductor laser device 100, it is necessary to reduce the terminal pitch, and the thickness of the lead 104 must be reduced. However, the thin leads 104 are weak in strength and may be deformed by the flow of the resin during resin molding and come into contact with each other. In order to prevent the deformation, it is necessary to secure the thickness to some extent. Therefore, in the semiconductor laser device 100, the terminal pitch cannot be reduced to a certain length or less, and there is a limit to downsizing. In addition, since the narrow terminal pitch in the molded resin package becomes difficult to mount with the existing mounting technology, it is also necessary to develop the mounting technology.

更に、上記半導体レーザ装置１００は、光ピックアップ装置の光学基台等にその基台搭載部１０５を搭載した状態で使用される。ここで、一般に、受光素子基板１０２と基台搭載部１０５との間には銀ペーストが塗布される。半導体レーザ装置１００の動作時に半導体レーザ素子１０３で生じる熱は、半導体レーザ素子１０３が周りを光学部品１０７と枠体１０１とに囲まれているために、受光素子基板１０２から基板搭載部１０５を通じて光学基台等へ放熱される。ところが、受光素子基板１０２と基台搭載部１０５との間に塗布される銀ペーストは非常に放熱性が悪く、上記半導体レーザ装置１００の構成では半導体レーザ素子１０３で生じる熱を充分に放熱できないという問題がある。 Further, the semiconductor laser device 100 is used in a state where the base mounting portion 105 is mounted on an optical base of an optical pickup device or the like. Here, generally, a silver paste is applied between the light receiving element substrate 102 and the base mounting portion 105. The heat generated in the semiconductor laser element 103 during the operation of the semiconductor laser device 100 is optically transmitted from the light receiving element substrate 102 through the substrate mounting portion 105 because the semiconductor laser element 103 is surrounded by the optical component 107 and the frame body 101. Heat is dissipated to the base. However, the silver paste applied between the light receiving element substrate 102 and the base mounting part 105 has very poor heat dissipation, and the structure of the semiconductor laser device 100 cannot sufficiently dissipate the heat generated in the semiconductor laser element 103. There's a problem.

一方、上記特許文献２の受光装置１２０の構造を半導体レーザ装置に適用した場合には、受光素子１２３の上面に半導体レーザ素子が実装される。ここで、受光素子１２３の上面は、透明樹脂１２６で覆われている。つまり、受光素子１２３の上面に半導体レーザ素子を実装した場合には、半導体レーザ素子の上面が透明樹脂１２６で覆われることとなる。この透明樹脂１２６は溶融した状態で充填されるため、溶融した高温の透明樹脂１２６が有する残存応力によって半導体レーザ素子が劣化するおそれがある。 On the other hand, when the structure of the light receiving device 120 of Patent Document 2 is applied to a semiconductor laser device, the semiconductor laser element is mounted on the upper surface of the light receiving element 123. Here, the upper surface of the light receiving element 123 is covered with a transparent resin 126. That is, when a semiconductor laser element is mounted on the upper surface of the light receiving element 123, the upper surface of the semiconductor laser element is covered with the transparent resin 126. Since the transparent resin 126 is filled in a molten state, there is a possibility that the semiconductor laser element is deteriorated due to the residual stress of the molten high-temperature transparent resin 126.

また、半導体レーザ素子の上面が透明樹脂１２６で覆われるために、直径約１０μｍ以内の範囲に数ｍＷ以上の光出力が閉じ込められることとなり、高い熱や高い光密度により半導体レーザ素子が劣化して黄変や熱変形を起こし、光学特性が著しく損なわれるという問題がある。更には、半導体レーザ素子の上面が透明樹脂１２６で覆われるために、半導体レーザ素子で生じる熱の放熱性が悪いという問題もある。 Further, since the upper surface of the semiconductor laser element is covered with the transparent resin 126, a light output of several mW or more is confined within a range of about 10 μm in diameter, and the semiconductor laser element deteriorates due to high heat and high light density. There is a problem that yellowing or thermal deformation is caused and the optical properties are remarkably impaired. Furthermore, since the upper surface of the semiconductor laser element is covered with the transparent resin 126, there is also a problem that heat radiation generated by the semiconductor laser element is poor.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体レーザ装置の小型化を図ると共に、信頼性の高い半導体レーザ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor laser device while reducing the size of the semiconductor laser device.

第１の発明は、開口部を有する回路基板と、上記開口部に受光領域が臨むようにフリップチップ工法により上記回路基板に実装され、封止用樹脂によって回路基板に封止された受光素子基板と、上記開口部に臨むように上記受光素子基板上に実装された半導体レーザ素子と、上記回路基板を挟んで上記受光素子基板と対向する側の回路基板上に上記開口部を覆うように固定された透光性部材とを備え、上記回路基板には多層配線が形成され、且つその端部に上記受光素子基板からの信号の入出力を行う電極端子が配置されており、上記開口部は、上記封止用樹脂と上記透光性部材とによって外部から仕切られた空間となっており、上記回路基板には、上記透光性部材を囲む凸部が透光性部材と間隙を持って形成され、上記凸部と上記透光性部材との間隙に透光性部材を上記回路基板上に固定する接着剤が充填されるものである。 A first invention is a circuit board having an opening, and a light receiving element substrate mounted on the circuit board by a flip chip method so that a light receiving region faces the opening, and sealed on the circuit board by a sealing resin And the semiconductor laser element mounted on the light receiving element substrate so as to face the opening, and the circuit board on the side facing the light receiving element substrate with the circuit board interposed therebetween so as to cover the opening. A transparent wiring member, multilayer wiring is formed on the circuit board, and electrode terminals for inputting / outputting signals from the light receiving element substrate are arranged at the ends thereof, and the opening is The space is partitioned from the outside by the sealing resin and the translucent member, and the circuit board has a convex portion surrounding the translucent member with a gap with the translucent member. The convex part and the translucent part formed The light-transmitting member into a gap between a shall adhesive for fixing onto the circuit board is filled.

これにより、従来のワイヤボンディングによる配線を用い、受光素子基板を枠体及び光学部品により外部の環境から保護していた構造に対し、無駄な空間を削減することができる。また、枠体内に受光素子基板を収納する形態を取らないために、回路基板及び光学部品を受光素子基板の大きさと概ね等しい大きさに形成することが可能となる。従って、半導体レーザ装置を小型化することができ、量産性に優れた半導体レーザ装置を提供することができる。また、リードを等間隔ごとに配置する必要がなく、電極端子を受光素子基板の端部に千鳥状に配置することが可能となる。これにより、接着剤が接着する部分が複雑で入り組んだ形状となり、受光素子基板を外部の環境から確実に保護することができる。従って、より信頼性の高い半導体レーザ装置を提供することができる。 Accordingly, it is possible to reduce a useless space with respect to a structure in which the wiring using conventional wire bonding is used and the light receiving element substrate is protected from the external environment by the frame body and the optical component. In addition, since the light receiving element substrate is not housed in the frame, the circuit board and the optical component can be formed to have a size approximately equal to the size of the light receiving element substrate. Therefore, the semiconductor laser device can be reduced in size, and a semiconductor laser device excellent in mass productivity can be provided. Further, it is not necessary to arrange the leads at regular intervals, and the electrode terminals can be arranged in a staggered manner at the end of the light receiving element substrate. Thereby, the part to which the adhesive is bonded is complicated and intricate, and the light receiving element substrate can be reliably protected from the external environment. Therefore, a more reliable semiconductor laser device can be provided.

また、回路基板の開口部を外部から仕切られた空間とすることで、半導体レーザ素子で生じる熱や高い光密度による光学特性の劣化を防ぐことができ、信頼性の高い半導体レーザ装置を提供することができる。更には、半導体レーザ装置を光ピックアップ装置の光学基台等に搭載する場合に、半導体レーザ素子で生じる熱を受光素子基板を通じて光学基台等へ確実に放熱することができる。従って、半導体レーザ素子で生じる熱を効率良く放熱し得る半導体レーザ装置を提供することができる。 Further, by providing the opening of the circuit board as a space partitioned from the outside, it is possible to prevent deterioration of optical characteristics due to heat generated in the semiconductor laser element and high light density, and to provide a highly reliable semiconductor laser device. be able to. Furthermore, when the semiconductor laser device is mounted on an optical base or the like of the optical pickup device, heat generated by the semiconductor laser element can be reliably radiated to the optical base or the like through the light receiving element substrate. Therefore, it is possible to provide a semiconductor laser device that can efficiently dissipate heat generated in the semiconductor laser element.

第２の発明は、開口部を有する回路基板と、上記開口部に受光領域が臨むようにフリップチップ工法により上記回路基板に実装され、封止用樹脂によって回路基板に封止された受光素子基板と、上記開口部に臨むように上記受光素子基板上に実装された半導体レーザ素子と、上記回路基板を挟んで上記受光素子基板と対向する側の回路基板上に上記開口部を覆うように固定された透光性部材とを備え、上記回路基板には多層配線が形成され、且つその端部に上記受光素子基板からの信号の入出力を行う電極端子が配置されており、上記開口部は、上記封止用樹脂と上記透光性部材とによって外部から仕切られた空間となっており、上記回路基板には、上記受光素子基板を囲む凸部が受光素子基板と間隙を持って形成され、上記凸部の内側に上記封止用樹脂が充填されるものである。これにより、従来のワイヤボンディングによる配線を用い、受光素子基板を枠体及び光学部品により外部の環境から保護していた構造に対し、無駄な空間を削減することができる。また、枠体内に受光素子基板を収納する形態を取らないために、回路基板及び光学部品を受光素子基板の大きさと概ね等しい大きさに形成することが可能となる。これにより、接着剤が接着する部分が複雑で入り組んだ形状となり、受光素子基板を外部の環境から確実に保護することができる。従って、半導体レーザ装置を小型化することができ、量産性に優れた半導体レーザ装置を提供することができる。また、封止用樹脂が接する部分が複雑で入り組んだ形状となり、受光素子基板を外部の環境からより一層確実に保護することができる。従って、より一層信頼性の高い半導体レーザ装置を提供することができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a circuit board having an opening, and a light receiving element substrate mounted on the circuit board by a flip chip method so that a light receiving region faces the opening, and sealed on the circuit board by a sealing resin And the semiconductor laser element mounted on the light receiving element substrate so as to face the opening, and the circuit board on the side facing the light receiving element substrate with the circuit board interposed therebetween so as to cover the opening. A transparent wiring member, multilayer wiring is formed on the circuit board, and electrode terminals for inputting / outputting signals from the light receiving element substrate are arranged at the ends thereof, and the opening is The space is partitioned from the outside by the sealing resin and the translucent member, and a convex portion surrounding the light receiving element substrate is formed on the circuit board with a gap from the light receiving element substrate. , Above the convex part In which the sealing resin is filled. Thereby , a useless space can be reduced with respect to the structure in which the light receiving element substrate is protected from the external environment by the frame body and the optical component using the wiring by the conventional wire bonding. In addition, since the light receiving element substrate is not housed in the frame, the circuit board and the optical component can be formed to have a size substantially equal to the size of the light receiving element substrate. Thereby, the part to which the adhesive is bonded becomes complicated and intricate, and the light receiving element substrate can be reliably protected from the external environment. Therefore, the semiconductor laser device can be reduced in size, and a semiconductor laser device excellent in mass productivity can be provided. In addition, the portion in contact with the sealing resin has a complicated and intricate shape, and the light receiving element substrate can be more reliably protected from the external environment. Therefore, a semiconductor laser device with higher reliability can be provided.

第３の発明は、第２の発明において、上記封止用樹脂は、シリコン熱伝導性ゲルであるものである。ここで、従来には、受光素子基板と基台搭載部との間に銀ペーストが塗布されていたため、半導体レーザ素子で生じる熱を充分に放熱できないという問題があった。それに対し、この発明では、半導体レーザ素子で生じた熱をシリコン熱伝導性ゲルを通じて確実に放熱することができ、光学特性の劣化を確実に防いでより一層信頼性の高い半導体レーザ装置を提供することができる。 In a third aspect based on the second aspect , the sealing resin is a silicon thermal conductive gel. Here, conventionally, since silver paste is applied between the light receiving element substrate and the base mounting portion, there is a problem that heat generated in the semiconductor laser element cannot be sufficiently dissipated. In contrast, according to the present invention, heat generated in the semiconductor laser element can be reliably radiated through the silicon thermal conductive gel, and the optical characteristics can be reliably prevented from being deteriorated, thereby providing a more reliable semiconductor laser device. be able to.

第４の発明は、第２又は第３の発明において、上記凸部の先端面に上記電極端子が配置されるものである。これにより、回路基板を実装する基板上に回路基板を容易に実装することができ、半導体レーザ装置を容易に組み立てることができる。 According to a fourth invention, in the second or third invention, the electrode terminal is disposed on a tip surface of the convex portion. Thus, the circuit board can be easily mounted on the board on which the circuit board is mounted, and the semiconductor laser device can be easily assembled.

第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、上記透光性部材には、透過光を回折させるホログラム領域が設けられ、上記ホログラム領域で回折した透過光が上記回路基板の開口部を通って上記受光素子基板の受光領域へ入射するように構成されるものである。これにより、受光素子基板への入射光をホログラム領域にて回折させて受光領域で検出し、信号出力として回路基板の電極端子から取り出すこと等が可能となる。従って、光ピックアップ装置等に用いられて優れた性能を発揮する半導体レーザ装置を提供することができる。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the translucent member is provided with a hologram region for diffracting transmitted light, and the transmitted light diffracted in the hologram region is the circuit board. The light is incident on the light receiving region of the light receiving element substrate through the opening. Thereby, incident light on the light receiving element substrate can be diffracted in the hologram region, detected in the light receiving region, and taken out from the electrode terminal of the circuit substrate as a signal output. Therefore, it is possible to provide a semiconductor laser device that is used in an optical pickup device or the like and exhibits excellent performance .

第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、上記回路基板上にチップ部品が搭載されるものである。これにより、回路基板の周辺にチップ部品が配置され、このために実装面積が拡大して受光素子とチップ部品とを結ぶ配線の長さが長くなっていた従来の半導体レーザ装置に対し、受光素子基板とチップ部品とを結ぶ配線の長さを短くする事ができ、小型で且つ電気的特性に優れた半導体レーザ装置を提供することができる。 According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, a chip component is mounted on the circuit board. As a result, the chip component is arranged around the circuit board, and therefore, the mounting area is increased, and the length of the wiring connecting the light receiving element and the chip component is increased. The length of the wiring connecting the substrate and the chip component can be shortened, and a small semiconductor laser device having excellent electrical characteristics can be provided.

本発明の半導体レーザ装置によれば、受光素子基板をフリップチップ工法により上記回路基板に実装し、電極端子を回路基板の端部に配置することで、半導体レーザ装置を小型化することができ、量産性に優れた半導体レーザ装置を提供することができる。また、回路基板の開口部を外部から仕切られた空間とすることで、光学特性の劣化を防いで信頼性の高い半導体レーザ装置を提供することができる。更には、半導体レーザ装置を光ピックアップ装置の光学基台等に搭載する場合に、半導体レーザ素子で生じる熱を受光素子基板を通じて光学基台等へ確実に放熱することができる。従って、半導体レーザ素子で生じる熱を効率良く放熱し得る半導体レーザ装置を提供することができる。 According to the semiconductor laser device of the present invention, the light receiving element substrate is mounted on the circuit board by a flip chip method, and the electrode terminals are arranged at the end of the circuit board, whereby the semiconductor laser device can be reduced in size. A semiconductor laser device excellent in mass productivity can be provided. In addition, by forming the opening of the circuit board as a space partitioned from the outside, it is possible to provide a highly reliable semiconductor laser device that prevents deterioration of optical characteristics. Furthermore, when the semiconductor laser device is mounted on an optical base or the like of the optical pickup device, heat generated by the semiconductor laser element can be reliably radiated to the optical base or the like through the light receiving element substrate. Therefore, it is possible to provide a semiconductor laser device that can efficiently dissipate heat generated in the semiconductor laser element.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、本発明に係る半導体レーザ装置である半導体レーザ装置１１を光ピックアップ装置１０に適用したものである。図１に示すように、本実施形態の光ピックアップ装置１０は、半導体レーザ装置１１と、コリメータレンズ１４と、レーザミラー１５と、対物レンズ１６とを備えている。 (First embodiment)
In the first embodiment, a semiconductor laser device 11 which is a semiconductor laser device according to the present invention is applied to an optical pickup device 10. As shown in FIG. 1, the optical pickup device 10 of this embodiment includes a semiconductor laser device 11, a collimator lens 14, a laser mirror 15, and an objective lens 16.

−半導体レーザ装置の構成−
上記半導体レーザ装置１１の構成について、図２及び図３を参照しながら説明する。 −Configuration of semiconductor laser device−
The configuration of the semiconductor laser device 11 will be described with reference to FIGS.

図２に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置１１は、面発光型の半導体レーザ素子２２と、受光素子基板２３と、受光素子２５と、回路基板２６と、透光性部材である光学部品３０とを備えている。 As shown in FIG. 2, the semiconductor laser device 11 of this embodiment includes a surface emitting semiconductor laser element 22, a light receiving element substrate 23, a light receiving element 25, a circuit board 26, and an optical material that is a light transmitting member. The component 30 is provided.

上記回路基板２６は、多層プリント配線基板からなり、中央部に開口部２４を有している。上記受光素子基板２３は、フリップチップ工法により開口部２４を覆うように回路基板２６に実装されている。 The circuit board 26 is made of a multilayer printed wiring board and has an opening 24 in the center. The light receiving element substrate 23 is mounted on the circuit board 26 so as to cover the opening 24 by a flip chip method.

具体的に、図３に示すように、上記回路基板２６の下面には、その受光素子基板２３の上面と対向する部分に内部接続電極５１が配置されている。一方、受光素子基板２３の上面には、その回路基板２６の下面と対向する部分にパッド電極５０が配置されている。そして、回路基板２６の内部接続電極５１は、金バンプ５２を介して受光素子基板２３のパッド電極５０と電気的に接続されている。また、図２に示すように、回路基板２６の下面と受光素子基板２３の上面との間にはアンダーフィル用樹脂４１が設けられており、このアンダーフィル用樹脂４１によって回路基板２６と受光素子基板２３とが機械的に接続されている。更に、受光素子基板２３は、その下面及び側面が半導体用液状封止樹脂（住友ベークライト社製、スミレジンエクセルＣＲＰシリーズ（ＣＲＰ−３１５０，ＣＲＰ−３９００，ＣＲＰ−３３００ＮＨ等））等からなる封止用樹脂３２に覆われており、この封止用樹脂３２によって回路基板２６の下面側に封止されている。 Specifically, as shown in FIG. 3, an internal connection electrode 51 is disposed on the lower surface of the circuit board 26 at a portion facing the upper surface of the light receiving element substrate 23. On the other hand, a pad electrode 50 is disposed on the upper surface of the light receiving element substrate 23 at a portion facing the lower surface of the circuit board 26. The internal connection electrodes 51 of the circuit board 26 are electrically connected to the pad electrodes 50 of the light receiving element substrate 23 through gold bumps 52. As shown in FIG. 2, an underfill resin 41 is provided between the lower surface of the circuit board 26 and the upper surface of the light receiving element substrate 23, and the circuit board 26 and the light receiving element are provided by the underfill resin 41. The substrate 23 is mechanically connected. Further, the light receiving element substrate 23 has a lower surface and side surfaces made of a liquid sealing resin for semiconductor (Sumitomo Bakelite, Sumire Resin Excel CRP series (CRP-3150, CRP-3900, CRP-3300NH, etc.)) or the like. The circuit board 26 is covered with the sealing resin 32 and is sealed to the lower surface side of the circuit board 26 by the sealing resin 32.

上記回路基板２６の内部には多層配線が形成されており、上記回路基板２６の下面の端部にはフレキシブルプリント基板２８に接続される電極端子としての外部接続電極２７が配置されている。この多層配線は、回路基板２６の内部接続電極５１と外部接続電極２７とに接続している。そして、受光素子基板２３からの信号の入出力は、回路基板２６の多層配線を通じて外部接続電極２７からフレキシブルプリント基板２８を介して行われる。 A multilayer wiring is formed inside the circuit board 26, and an external connection electrode 27 as an electrode terminal connected to the flexible printed circuit board 28 is disposed at the end of the lower surface of the circuit board 26. The multilayer wiring is connected to the internal connection electrode 51 and the external connection electrode 27 of the circuit board 26. The input / output of signals from the light receiving element substrate 23 is performed from the external connection electrodes 27 through the flexible printed circuit board 28 through the multilayer wiring of the circuit board 26.

上記受光素子基板２３では、その上面中央部に半導体レーザ素子２２が実装されている。上記受光素子基板２３の上面には受光素子２５が配置されており、受光素子２５が配置される領域が受光領域を構成している。この受光領域は、回路基板２６の開口部２４に臨む姿勢となっている。また、半導体レーザ素子２２は、受光領域の内側に設けられている。すなわち、この半導体レーザ素子２２及び受光素子２３は、回路基板２６の開口部２４の外周よりも内側に位置している。 In the light receiving element substrate 23, the semiconductor laser element 22 is mounted at the center of the upper surface. A light receiving element 25 is disposed on the upper surface of the light receiving element substrate 23, and an area where the light receiving element 25 is disposed constitutes a light receiving area. This light receiving area is positioned to face the opening 24 of the circuit board 26. The semiconductor laser element 22 is provided inside the light receiving region. That is, the semiconductor laser element 22 and the light receiving element 23 are located inside the outer periphery of the opening 24 of the circuit board 26.

上記回路基板２６を挟んで受光素子基板２３の上面と対向する側には、ホログラム領域２９を有する光学部品３０が設けられている。この光学部品３０は、回路基板２６の開口部２４を覆うように回路基板２６上に搭載されており、エポキシ樹脂等の紫外線硬化型の接着剤３１によって回路基板２６上に固定されている。尚、光学部品３０を回路基板２６上に固定するための接着剤３１は、エポキシ樹脂等の紫外線硬化型の接着剤に限らず、エポキシ樹脂及びオキセタン樹脂等のカチオン型の接着剤や、アクリル樹脂及びエンチオール樹脂等のラジカル硬化型の接着剤であってもよい。 An optical component 30 having a hologram region 29 is provided on the side facing the upper surface of the light receiving element substrate 23 with the circuit board 26 interposed therebetween. The optical component 30 is mounted on the circuit board 26 so as to cover the opening 24 of the circuit board 26, and is fixed on the circuit board 26 by an ultraviolet curable adhesive 31 such as an epoxy resin. The adhesive 31 for fixing the optical component 30 on the circuit board 26 is not limited to an ultraviolet curable adhesive such as an epoxy resin, but is a cationic adhesive such as an epoxy resin and an oxetane resin, or an acrylic resin. Further, it may be a radical curable adhesive such as an enethiol resin.

このように、上記半導体レーザ装置１１では、受光素子基板２３が封止用樹脂３２、光学部品３０、及び紫外線硬化型の接着剤３１によって外部の環境から保護されている。 As described above, in the semiconductor laser device 11, the light receiving element substrate 23 is protected from the external environment by the sealing resin 32, the optical component 30, and the ultraviolet curable adhesive 31.

−半導体レーザ装置の製造方法−
上記半導体レーザ装置１１の製造方法について、図３、図４、及び図５を参照しながら説明する。 -Manufacturing method of semiconductor laser device-
A method for manufacturing the semiconductor laser device 11 will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.

図４に示すように、上記半導体レーザ装置１１を製造するために、フレキシブルプリント基板２８と、半導体レーザ素子２２と、受光素子基板２３と、回路基板２６と、光学部品３０とを用意する。 As shown in FIG. 4, in order to manufacture the semiconductor laser device 11, a flexible printed board 28, a semiconductor laser element 22, a light receiving element board 23, a circuit board 26, and an optical component 30 are prepared.

上記フレキシブルプリント基板２８は薄板状であり、その一部が切り欠かれている。上記受光素子基板２３は矩形板状であり、フレキシブルプリント基板２８の切り欠かれた部分に挿通可能となっている。上記回路基板２６は矩形板状であり、受光素子基板２３が搭載可能な大きさである。また、上記回路基板２６は、中央部に光を通過させるための矩形状の開口部２４を有している。上記光学部品３０は、透明な材質によって構成されており、円柱状に窪んだ上面中央の部分がホログラム領域２９となっている。 The flexible printed circuit board 28 has a thin plate shape, and a part thereof is cut away. The light receiving element substrate 23 has a rectangular plate shape, and can be inserted into a notched portion of the flexible printed circuit board 28. The circuit board 26 has a rectangular plate shape and is large enough to mount the light receiving element substrate 23. The circuit board 26 has a rectangular opening 24 for allowing light to pass through the center. The optical component 30 is made of a transparent material, and a central portion of the upper surface that is recessed in a columnar shape is a hologram region 29.

図５に示すように、複数の半導体レーザ素子２２と複数の受光素子基板２３とを用意し、半導体レーザ素子２２を各受光素子基板２３の上面に１つずつ実装してから各受光素子基板２３をフリップチップ工法により多層配線基板４０に実装する。すなわち、図３に示すように、回路基板２６に分離される領域を多数有する多層配線基板４０の下面に配置された内部接続電極５１と、各受光素子基板２３の上面に配置されたパッド電極５０とを金バンプ５２を介して電気的に接続する。 As shown in FIG. 5, a plurality of semiconductor laser elements 22 and a plurality of light receiving element substrates 23 are prepared, and one semiconductor laser element 22 is mounted on the upper surface of each light receiving element substrate 23 and then each light receiving element substrate 23. Is mounted on the multilayer wiring board 40 by a flip chip method. That is, as shown in FIG. 3, the internal connection electrode 51 disposed on the lower surface of the multilayer wiring board 40 having a number of regions separated from the circuit board 26 and the pad electrode 50 disposed on the upper surface of each light receiving element substrate 23. Are electrically connected to each other through a gold bump 52.

多層配線基板４０の各回路基板２６に分離される領域の下面と各受光素子基板２３の上面との間には、アンダーフィル用樹脂４１が充填されている。各受光素子基板２３を多層配線基板４０に実装した後、封止用樹脂３２を用いて各受光素子基板２３を封止する。 Underfill resin 41 is filled between the lower surface of the region separated by each circuit board 26 of multilayer wiring board 40 and the upper surface of each light receiving element substrate 23. After each light receiving element substrate 23 is mounted on the multilayer wiring board 40, each light receiving element substrate 23 is sealed using a sealing resin 32.

続いて、多層配線基板４０をダイシング等により個々の回路基板２６に分離し、図４に示すように、回路基板２６上に回路基板２６の開口部２４を覆うように光学部品３０を搭載する。そして、光学部品３０のホログラム領域２９からの回折光を受光素子２５に受光させてこの受光素子２５の信号出力を監視し、光学部品３０の位置を回路基板２６上で２次元調整して最適となる光学部品３０の位置決めを行う。光学部品３０の位置が決まると、光学部品３０の側面と回路基板２６の上面とに紫外線硬化型の接着剤３１を塗布し、光学部品３０を回路基板２６上に固定する。そして、フレキシブルプリント基板２８の切り欠かれた部分を覆うように、回路基板２６をフレキシブルプリント基板２８上に実装する。 Subsequently, the multilayer wiring board 40 is separated into individual circuit boards 26 by dicing or the like, and the optical component 30 is mounted on the circuit board 26 so as to cover the opening 24 of the circuit board 26 as shown in FIG. Then, the diffracted light from the hologram region 29 of the optical component 30 is received by the light receiving element 25, the signal output of the light receiving element 25 is monitored, and the position of the optical component 30 is adjusted two-dimensionally on the circuit board 26 to be optimal. The optical component 30 is positioned. When the position of the optical component 30 is determined, an ultraviolet curable adhesive 31 is applied to the side surface of the optical component 30 and the upper surface of the circuit board 26 to fix the optical component 30 on the circuit board 26. Then, the circuit board 26 is mounted on the flexible printed circuit board 28 so as to cover the notched portion of the flexible printed circuit board 28.

−半導体レーザ装置の動作−
上記半導体レーザ装置１１の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。 -Operation of the semiconductor laser device-
The operation of the semiconductor laser device 11 will be described with reference to FIGS.

図２に示すように、受光素子基板２３上の半導体レーザ素子２２から上方へ出射された出射光１３は、回路基板２６の開口部２４を通り抜け、光学部品３０のホログラム領域２９を透過して半導体レーザ装置１１の外部へ出射される。図１に示すように、半導体レーザ装置１１からの出射光１３は、コリメータレンズ１４へ入射し、平行光となる。コリメータレンズ１４からの出射光１３は、レーザミラー１５上で反射して略４５°に方向を変換された後、対物レンズ１６へ入射する。対物レンズ１６からの出射光１３は、光記録媒体１７の記録面上へ集光される。 As shown in FIG. 2, the emitted light 13 emitted upward from the semiconductor laser element 22 on the light receiving element substrate 23 passes through the opening 24 of the circuit board 26 and passes through the hologram region 29 of the optical component 30 to be semiconductor. The light is emitted to the outside of the laser device 11. As shown in FIG. 1, the emitted light 13 from the semiconductor laser device 11 enters a collimator lens 14 and becomes parallel light. The outgoing light 13 from the collimator lens 14 is reflected on the laser mirror 15 and converted in direction to about 45 °, and then enters the objective lens 16. The outgoing light 13 from the objective lens 16 is condensed on the recording surface of the optical recording medium 17.

光記録媒体１７上で反射された反射光１８は、対物レンズ１６、レーザミラー１５、及びコリメータレンズ１４をこの順に通過して半導体レーザ装置１１へ入射する。図２に示すように、半導体レーザ装置１１へ入射した反射光１８は、光学部品３０のホログラム領域２９を透過する際に回折される。回折された反射光１８は、回路基板２６の開口部２４を通り抜け、受光素子基板２３の受光素子２５へ入射する。受光素子２５において、反射光１８は光電変換され、電流電圧変換や演算が行われた後に受光素子基板２３の上面に配置されたパッド電極５０へと出力される。 The reflected light 18 reflected on the optical recording medium 17 passes through the objective lens 16, the laser mirror 15, and the collimator lens 14 in this order and enters the semiconductor laser device 11. As shown in FIG. 2, the reflected light 18 incident on the semiconductor laser device 11 is diffracted when passing through the hologram region 29 of the optical component 30. The diffracted reflected light 18 passes through the opening 24 of the circuit board 26 and enters the light receiving element 25 of the light receiving element substrate 23. In the light receiving element 25, the reflected light 18 is photoelectrically converted and output to the pad electrode 50 disposed on the upper surface of the light receiving element substrate 23 after current-voltage conversion and calculation are performed.

上述のように、受光素子基板２３上のパッド電極５０は、金バンプ５２を介して回路基板２６上の内部接続電極５１と接続されている。受光素子基板２３上のパッド電極５０へ出力された電気信号は、回路基板２６上の内部接続電極５１から回路基板２６内の多層配線へと流れ、回路基板２６上の外部接続電極２７から信号出力として外部へ取り出されて誤差信号や情報記録信号として利用される。 As described above, the pad electrode 50 on the light receiving element substrate 23 is connected to the internal connection electrode 51 on the circuit board 26 through the gold bumps 52. The electrical signal output to the pad electrode 50 on the light receiving element substrate 23 flows from the internal connection electrode 51 on the circuit board 26 to the multilayer wiring in the circuit board 26, and the signal is output from the external connection electrode 27 on the circuit board 26. As an error signal or information recording signal.

−第１の実施形態の効果−
本実施形態によれば、従来のワイヤボンディングによる配線を用い、受光素子基板を枠体及び光学部品により外部の環境から保護していた構造に対し、無駄な空間を削減することができる。また、枠体内に受光素子基板を収納する形態を取らないために、回路基板２６及び光学部品３０を受光素子基板２３の大きさと概ね等しい大きさに形成することが可能となる。また、リードを等間隔ごとに配置する必要がなく、外部接続電極２７を受光素子基板２３の端部に千鳥状に配置することが可能となる。従って、半導体レーザ装置１１を小型化することができ、量産性に優れた半導体レーザ装置１１を提供することができる。また、回路基板２６の開口部２４を外部から仕切られた空間とすることで、半導体レーザ素子２２で生じる熱や高い光密度による光学特性の劣化を防ぐことができ、信頼性の高い半導体レーザ装置１１を提供することができる。 -Effects of the first embodiment-
According to the present embodiment, it is possible to reduce a useless space with respect to a structure in which the wiring by conventional wire bonding is used and the light receiving element substrate is protected from the external environment by the frame body and the optical component. Further, since the light receiving element substrate is not housed in the frame, the circuit board 26 and the optical component 30 can be formed to have a size approximately equal to the size of the light receiving element substrate 23. Further, it is not necessary to arrange the leads at regular intervals, and the external connection electrodes 27 can be arranged in a staggered manner at the end of the light receiving element substrate 23. Therefore, the semiconductor laser device 11 can be reduced in size, and the semiconductor laser device 11 excellent in mass productivity can be provided. Further, by forming the opening 24 of the circuit board 26 as a space partitioned from the outside, it is possible to prevent deterioration of optical characteristics due to heat generated in the semiconductor laser element 22 and high light density, and a highly reliable semiconductor laser device. 11 can be provided.

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、上記第１の実施形態の半導体レーザ装置１１の構成を一部変更したものである。ここでは、本実施形態について、上記第１の実施形態と異なる点を説明する。 (Second Embodiment)
In the second embodiment, the configuration of the semiconductor laser device 11 of the first embodiment is partially changed. Here, the difference between the present embodiment and the first embodiment will be described.

図６に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置１１では、回路基板２６の端部の上面側に、間隙を持って光学部品３０の下部を囲む凸部４２が形成されている。尚、この凸部４２は、回路基板２６の一部を構成している。光学部品３０の外側と凸部４２の内側との間隙には、紫外線硬化型の接着剤３１が充填されている。 As shown in FIG. 6, in the semiconductor laser device 11 of this embodiment, a convex portion 42 is formed on the upper surface side of the end portion of the circuit board 26 so as to surround the lower portion of the optical component 30 with a gap. The convex portion 42 constitutes a part of the circuit board 26. The gap between the outside of the optical component 30 and the inside of the convex portion 42 is filled with an ultraviolet curable adhesive 31.

ここで、第１の実施形態と同様に、光学部品３０は、紫外線硬化型の接着剤３１によって回路基板２６上に固定されている。紫外線硬化型の接着剤３１を光学部品３０の外側と凸部４２の内側との間隙に流し込む際において、紫外線硬化型の接着剤３１は、凸部４２によって外部へ流出することを規制される。 Here, as in the first embodiment, the optical component 30 is fixed on the circuit board 26 by an ultraviolet curable adhesive 31. When the ultraviolet curable adhesive 31 is poured into the gap between the outside of the optical component 30 and the inside of the convex portion 42, the ultraviolet curable adhesive 31 is restricted from flowing out by the convex portion 42.

また、本実施形態において、紫外線硬化型の接着剤３１は、光学部品３０の側面及び回路基板２６の上面だけでなく、回路基板２６の凸部４２の内壁面にも接着している。このため、上記実施形態１よりも紫外線硬化型の接着剤３１が接着する部分が複雑で入り組んだ形状となり、受光素子基板２３を外部の環境から確実に保護することができる。従って、より信頼性の高い半導体レーザ装置１１を提供することができる。 In the present embodiment, the ultraviolet curable adhesive 31 adheres not only to the side surface of the optical component 30 and the upper surface of the circuit board 26 but also to the inner wall surface of the convex portion 42 of the circuit board 26. For this reason, the part to which the ultraviolet curable adhesive 31 is bonded is more complicated than that of the first embodiment, and the light receiving element substrate 23 can be reliably protected from the external environment. Therefore, a more reliable semiconductor laser device 11 can be provided.

尚、光ピックアップ装置１０を組み立てる際には、回路基板２６の凸部４２を光ピックアップ装置１０の光学基台、或いは中継用の部品等に勘合させて半導体レーザ装置１１の位置決めを行えばよい。回路基板２６に凸部４２を設けることにより、光ピックアップ装置１０を容易に組み立てることができる。 When the optical pickup device 10 is assembled, the semiconductor laser device 11 may be positioned by fitting the convex portion 42 of the circuit board 26 to the optical base of the optical pickup device 10 or a relay component. By providing the convex portion 42 on the circuit board 26, the optical pickup device 10 can be easily assembled.

また、回路基板２６の凸部４２を回路基板２６と同じ材料で一体に作製してもよいし、異なる材料で別途作製してもよい。例えば、樹脂材料を用いて凸部４２の作製を別途行えば、一体に作製するよりも外形精度の高い回路基板２６を作製することができる。また、凸部４２の形状は、嵌合させる部品の形状に合わせて適切なものを選択すればよい。例えば、円形の円周部を凸部４２として残した形状とすることにより、回路基板２６を回転調整が可能な構成としてもよい。 Moreover, the convex part 42 of the circuit board 26 may be integrally manufactured with the same material as the circuit board 26, or may be separately manufactured with a different material. For example, if the protrusions 42 are separately manufactured using a resin material, the circuit board 26 with higher outer shape accuracy than that of the integrated manufacturing can be manufactured. Moreover, what is necessary is just to select an appropriate shape for the convex part 42 according to the shape of the components to be fitted. For example, the circuit board 26 may be configured to be capable of rotational adjustment by forming a circular circumferential portion as the convex portion 42.

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、上記第２の実施形態の半導体レーザ装置１１の構成を一部変更したものである。ここでは、本実施形態について、上記第２の実施形態と異なる点を説明する。 (Third embodiment)
In the third embodiment, the configuration of the semiconductor laser device 11 of the second embodiment is partially changed. Here, the difference between the present embodiment and the second embodiment will be described.

図７に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置１１では、回路基板２６の端部の上面側に第１の凸部４２が形成され、回路基板２６の端部の下面側に間隙を持って受光素子基板２３を囲む第２の凸部４３が形成されている。尚、第１の凸部４２は上記実施形態２の凸部を構成しており、第２の凸部４３は回路基板２６の一部を構成している。第２の凸部４３の先端面には、外部接続電極２７が配置されている。 As shown in FIG. 7, in the semiconductor laser device 11 of the present embodiment, the first convex portion 42 is formed on the upper surface side of the end portion of the circuit board 26, and there is a gap on the lower surface side of the end portion of the circuit board 26. Thus, a second protrusion 43 surrounding the light receiving element substrate 23 is formed. The first convex portion 42 constitutes the convex portion of the second embodiment, and the second convex portion 43 constitutes a part of the circuit board 26. An external connection electrode 27 is disposed on the tip surface of the second convex portion 43.

第２の凸部４３の内側には、封止用樹脂３２が充填されている。受光素子基板２３は、その下面及び側面が封止用樹脂３２に覆われており、この封止用樹脂３２によって回路基板２６の下面側に封止されている。封止用樹脂３２を第２の凸部４３の内側に流し込む際において、封止用樹脂３２は、第２の凸部４３によって外部へ流出することを規制される。 The sealing resin 32 is filled inside the second convex portion 43. The lower surface and side surfaces of the light receiving element substrate 23 are covered with a sealing resin 32, and are sealed on the lower surface side of the circuit substrate 26 by the sealing resin 32. When the sealing resin 32 is poured into the second convex portion 43, the sealing resin 32 is restricted from flowing out by the second convex portion 43.

本実施形態において、封止用樹脂３２は、受光素子基板２３及び回路基板２６の下面だけでなく、回路基板２６の第２の凸部４３の内壁面にも接している。このため、上記実施形態２よりも封止用樹脂３２が接する部分が複雑で入り組んだ形状となり、受光素子基板２３を外部の環境からより一層確実に保護することができる。従って、より一層信頼性の高い半導体レーザ装置１１を提供することができる。また、本実施形態では、第２の凸部４３の先端面に外部接続電極２７が配置されている。このため、回路基板２６をフレキシブルプリント基板２８上に容易に実装することができ、半導体レーザ装置１１を容易に組み立てることができる。 In the present embodiment, the sealing resin 32 is in contact with not only the lower surfaces of the light receiving element substrate 23 and the circuit board 26 but also the inner wall surface of the second convex portion 43 of the circuit board 26. Therefore, the portion in contact with the sealing resin 32 is more complicated and complicated than in the second embodiment, and the light receiving element substrate 23 can be more reliably protected from the external environment. Therefore, the semiconductor laser device 11 with higher reliability can be provided. In the present embodiment, the external connection electrode 27 is arranged on the tip surface of the second convex portion 43. Therefore, the circuit board 26 can be easily mounted on the flexible printed board 28, and the semiconductor laser device 11 can be easily assembled.

尚、回路基板２６の第２の凸部４３を回路基板２６と同じ材料で一体に作製してもよいし、異なる材料で別途作製してもよい。例えば、樹脂材料を用いて第２の凸部４３の作製を別途行えば、一体に作製するよりも外形精度の高い回路基板２６を作製することができる。 Note that the second convex portion 43 of the circuit board 26 may be integrally made of the same material as the circuit board 26 or may be separately made of a different material. For example, if the second convex portion 43 is separately manufactured using a resin material, the circuit board 26 having higher outer shape accuracy than that manufactured integrally can be manufactured.

（第４の実施形態）
本発明の実施形態４は、上記実施形態３の半導体レーザ装置１１の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態について、上記実施形態３と異なる点を説明する。 (Fourth embodiment)
In the fourth embodiment of the present invention, the configuration of the semiconductor laser device 11 of the third embodiment is changed. Here, the difference between the present embodiment and the third embodiment will be described.

図７に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置１１では、第２の凸部４３の内側にペースト状のシリコン熱伝導性ゲル４５（ジェルテック社製、熱伝導性ゲルＤＰ−１００等）が充填されている。つまり、本実施形態では、受光素子基板２３の下面及び側面がシリコン熱伝導性ゲル４５によって覆われている。第２の凸部４３の下面には、受光素子基板２３を覆うように放熱板４６が取り付けられている。このように、受光素子基板２３は、周りを回路基板２６と放熱板４６とに囲まれており、受光素子基板２３と回路基板２６と放熱板４６とによって形成される空間にシリコン熱伝導性ゲル４５が充填されている。 As shown in FIG. 7, in the semiconductor laser device 11 of the present embodiment, a paste-like silicon thermal conductive gel 45 (manufactured by Geltech Co., Ltd., thermal conductive gel DP-100, etc.) is provided inside the second convex portion 43. Is filled. That is, in this embodiment, the lower surface and the side surface of the light receiving element substrate 23 are covered with the silicon thermal conductive gel 45. A heat radiating plate 46 is attached to the lower surface of the second convex portion 43 so as to cover the light receiving element substrate 23. As described above, the light receiving element substrate 23 is surrounded by the circuit board 26 and the heat radiating plate 46, and the silicon thermal conductive gel is formed in the space formed by the light receiving element substrate 23, the circuit board 26 and the heat radiating plate 46. 45 is filled.

半導体レーザ装置１１の動作時には、半導体レーザ素子２２が発熱する。一方、本実施形態では、第２の凸部４３の内側にシリコン熱伝導性ゲル４５が充填されている。半導体レーザ素子２２で生じた熱は、シリコン熱伝導性ゲル４５を通じて放熱板４６へ伝達し、光ピックアップ装置１０の光学基台等を通じて該光ピックアップ装置１０の外部へと放熱される。また、シリコン熱伝導性ゲル４５は、電気を絶縁する性質を有すると共に密着性に優れており、電気絶縁性が確保されるだけでなく受光素子基板２３への空気の流入も阻止される。 During the operation of the semiconductor laser device 11, the semiconductor laser element 22 generates heat. On the other hand, in this embodiment, the silicon thermal conductive gel 45 is filled inside the second convex portion 43. The heat generated in the semiconductor laser element 22 is transmitted to the heat radiating plate 46 through the silicon thermal conductive gel 45 and is radiated to the outside of the optical pickup device 10 through the optical base of the optical pickup device 10 or the like. In addition, the silicon thermal conductive gel 45 has a property of insulating electricity and is excellent in adhesiveness, so that not only electrical insulation is ensured but also inflow of air into the light receiving element substrate 23 is prevented.

本実施形態では、受光素子基板２３の下面及び側面がシリコン熱伝導性ゲル４５で覆われている。ここで、従来には、受光素子基板と基台搭載部との間に銀ペーストが塗布されていたため、半導体レーザ素子で生じる熱を充分に放熱できないという問題があった。それに対し、本実施形態では、半導体レーザ素子２２で生じた熱をシリコン熱伝導性ゲル４５を通じて確実に放熱することができ、光学特性の劣化を確実に防いでより一層信頼性の高い半導体レーザ装置１１を提供することができる。 In the present embodiment, the lower surface and side surfaces of the light receiving element substrate 23 are covered with the silicon thermal conductive gel 45. Here, conventionally, since silver paste is applied between the light receiving element substrate and the base mounting portion, there is a problem that heat generated in the semiconductor laser element cannot be sufficiently dissipated. On the other hand, in the present embodiment, the heat generated in the semiconductor laser element 22 can be surely radiated through the silicon thermal conductive gel 45, and the optical characteristics are surely prevented from being deteriorated, thereby making the semiconductor laser device more reliable. 11 can be provided.

−第４の実施形態の変形例−
上記第４の実施形態の半導体レーザ装置１１の構成を一部変更してもよい。図８に示すように、本変形例の半導体レーザ装置１１では、放熱板４６の下面に放熱フィン４７が取り付けられている。この放熱フィン４７には、空気と接触する部分の面積を拡大させるために、多数の凸凹が設けられている。半導体レーザ素子２２で生じた熱は、シリコン熱伝導性ゲル４５を通じて放熱板４６へ伝達し、放熱フィン４７から空気中へ放熱される。 -Modification of the fourth embodiment-
The configuration of the semiconductor laser device 11 of the fourth embodiment may be partially changed. As shown in FIG. 8, in the semiconductor laser device 11 of the present modification, the radiation fins 47 are attached to the lower surface of the radiation plate 46. The radiating fin 47 is provided with a large number of irregularities in order to increase the area of the portion that comes into contact with air. The heat generated in the semiconductor laser element 22 is transmitted to the heat radiating plate 46 through the silicon thermal conductive gel 45 and radiated from the heat radiating fins 47 into the air.

（その他の実施形態）
−第１変形例−
上記実施形態１〜４では、面発光型の半導体レーザ素子２２が受光素子基板２３上に実装されている。これに限らず、レーザ光が受光素子基板２３から上方へ出射される構成であれば、半導体レーザ素子２２と受光素子基板２３とを一体に形成してもよい。また、受光素子基板２３上にエッチング等により反射ミラーを形成して、或いは受光素子基板２３上にミラーやプリズム等を配置して半導体レーザ素子２２からの出射光１３を上方に出射する構成であってもよい。 (Other embodiments)
-First modification-
In the first to fourth embodiments, the surface emitting semiconductor laser element 22 is mounted on the light receiving element substrate 23. However, the semiconductor laser element 22 and the light receiving element substrate 23 may be integrally formed as long as the laser light is emitted upward from the light receiving element substrate 23. Further, a reflection mirror is formed on the light receiving element substrate 23 by etching or the like, or a mirror, a prism or the like is disposed on the light receiving element substrate 23 to emit the emitted light 13 from the semiconductor laser element 22 upward. May be.

−第２変形例−
上記本実施形態１〜４において、回路基板２６上にコンデンサ、インダクタ、及び抵抗等のチップ部品（図示せず）を搭載してもよい。 -Second modification-
In the first to fourth embodiments, chip components (not shown) such as capacitors, inductors, and resistors may be mounted on the circuit board 26.

ここで、従来の半導体レーザ装置では、回路基板の周辺にチップ部品が配置されており、このために実装面積が拡大して受光素子基板とチップ部品とを結ぶ配線の長さが長くなっていた。 Here, in the conventional semiconductor laser device, the chip parts are arranged around the circuit board. For this reason, the mounting area is increased and the length of the wiring connecting the light receiving element substrate and the chip parts is increased. .

これに対し、回路基板２６上にチップ部品を搭載すれば、受光素子基板２３とチップ部品とを結ぶ配線の長さを短くする事ができ、小型で且つ電気的特性に優れた半導体レーザ装置１１を提供することができる。また、回路基板２６上に搭載可能であれば、コンデンサ、インダクタ、及び抵抗等以外にも、例えば高周波重畳回路やレーザ駆動回路等を回路基板２６上に搭載してもよい。 On the other hand, if a chip component is mounted on the circuit board 26, the length of the wiring connecting the light receiving element substrate 23 and the chip component can be shortened, and the semiconductor laser device 11 is small and has excellent electrical characteristics. Can be provided. In addition to a capacitor, an inductor, a resistor, and the like, for example, a high-frequency superposition circuit or a laser drive circuit may be mounted on the circuit board 26 as long as it can be mounted on the circuit board 26.

−第３変形例−
上記実施形態１〜４では、受光素子基板２３を回路基板２６に実装した後、この回路基板２６をフレキシブルプリント基板２８上に実装するようにしたが、フレキシブルプリント基板２８を回路基板２６と一体に作製してもよい。このような構成とすれば、回路基板２６とフレキシブルプリント基板２８とを接続する工程が不要となり、より一層信頼性の高い半導体レーザ装置１１を提供することができる。 -Third modification-
In the first to fourth embodiments, after the light receiving element substrate 23 is mounted on the circuit board 26, the circuit board 26 is mounted on the flexible printed board 28. However, the flexible printed board 28 is integrated with the circuit board 26. It may be produced. With such a configuration, the step of connecting the circuit board 26 and the flexible printed board 28 becomes unnecessary, and the semiconductor laser device 11 with higher reliability can be provided.

−第４変形例−
上記実施形態１〜４では、半導体レーザ装置１１にホログラム領域２９を有する光学部品３０を用いたが、受光素子基板２３からの出射光１３を透過するものであれば、これに限らず、ホログラム領域２９を有しないカバーガラスやレンズを透光性部材として用いてもよい。半導体レーザ装置１１にレンズを用いる場合には、受光素子基板２３からの出射光１３の発散状態を制御することができる。尚、光ピックアップ装置１０において、ホログラム素子を対物レンズ１６側に設けることも可能である。そして、ホログラム素子を対物レンズ１６側に設けた場合には、半導体レーザ装置１１にはカバーガラスが用いられる。 -Fourth modification-
In the first to fourth embodiments, the optical component 30 having the hologram region 29 is used in the semiconductor laser device 11. However, the optical region 30 is not limited to this as long as it transmits the emitted light 13 from the light receiving element substrate 23. You may use the cover glass and lens which do not have 29 as a translucent member. When a lens is used for the semiconductor laser device 11, the divergence state of the emitted light 13 from the light receiving element substrate 23 can be controlled. In the optical pickup device 10, a hologram element can be provided on the objective lens 16 side. When the hologram element is provided on the objective lens 16 side, a cover glass is used for the semiconductor laser device 11.

尚、半導体レーザ装置１１にホログラム領域２９を有する光学部品３０を用いれば、受光素子基板２３からの出射光１３を複数の方向に分散させることができ、或いは光記録媒体１７からの反射光１８をホログラム領域２９により回折させて受光素子基板２３上の受光素子２５で検出し、電流電圧変換や演算を行った後に信号出力として回路基板２６の外部接続電極２７から取り出すこと等が可能である。これにより、光ピックアップ装置１０に用いられて優れた性能を発揮する半導体レーザ装置１１を提供することができる。 If the optical component 30 having the hologram region 29 is used in the semiconductor laser device 11, the emitted light 13 from the light receiving element substrate 23 can be dispersed in a plurality of directions, or the reflected light 18 from the optical recording medium 17 can be dispersed. It can be diffracted by the hologram region 29, detected by the light receiving element 25 on the light receiving element substrate 23, and taken out from the external connection electrode 27 of the circuit board 26 as a signal output after performing current-voltage conversion and calculation. Thereby, the semiconductor laser device 11 that is used in the optical pickup device 10 and exhibits excellent performance can be provided.

以上説明したように、本発明は、光情報処理、光計測、及び光通信等に使用される半導体レーザ装置及び光ピックアップ装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for semiconductor laser devices and optical pickup devices used for optical information processing, optical measurement, optical communication, and the like.

第１の実施形態に係る半導体レーザ装置を搭載する光ピックアップ装置の概略図である。It is the schematic of the optical pick-up apparatus carrying the semiconductor laser apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る半導体レーザ装置の構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a semiconductor laser device according to a first embodiment. 第１の実施形態に係る半導体レーザ装置の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the semiconductor laser apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る半導体レーザ装置の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a semiconductor laser device according to a first embodiment. 第１の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning 1st Embodiment. 第２の実施形態に係る半導体レーザ装置の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the semiconductor laser apparatus concerning 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係る半導体レーザ装置の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the semiconductor laser apparatus concerning 3rd Embodiment. 第４の実施形態に係る半導体レーザ装置の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the semiconductor laser apparatus concerning 4th Embodiment. 第４の実施形態の変形例に係る半導体レーザ装置の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the semiconductor laser apparatus which concerns on the modification of 4th Embodiment. 従来の半導体レーザ装置の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the conventional semiconductor laser apparatus. 従来の受光装置の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the conventional light-receiving device.

Explanation of symbols

１０光ピックアップ装置
１１半導体レーザ装置
１３出射光
１４コリメータレンズ
１５レーザミラー
１６対物レンズ
１７光記録媒体
１８反射光
２２半導体レーザ素子
２３受光素子基板
２４開口部
２５受光素子
２６回路基板
２７外部接続電極
２８フレキシブルプリント基板
２９ホログラム領域
３０光学部品
３１紫外線硬化型の接着剤
３２封止用樹脂
４０多層配線基板
４１アンダーフィル用樹脂
４２第１の凸部
４３第２の凸部
４５シリコン熱伝導性ゲル
４６放熱板
４７放熱フィン
５０パッド電極
５１内部接続電極
５２金バンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical pick-up apparatus 11 Semiconductor laser apparatus 13 Output light 14 Collimator lens 15 Laser mirror 16 Objective lens 17 Optical recording medium 18 Reflected light 22 Semiconductor laser element 23 Light receiving element board | substrate 24 Opening part 25 Light receiving element 26 Circuit board 27 External connection electrode 28 Flexible Printed circuit board 29 Hologram area 30 Optical component 31 UV curable adhesive 32 Sealing resin 40 Multi-layer wiring board 41 Underfill resin 42 First convex part 43 Second convex part 45 Silicon thermal conductive gel 46 Heat radiation plate 47 Radiation fin 50 Pad electrode 51 Internal connection electrode 52 Gold bump

Claims

A circuit board having an opening;
A light receiving element substrate mounted on the circuit board by a flip chip method so that a light receiving region faces the opening, and sealed on the circuit board by a sealing resin;
A semiconductor laser element mounted on the light receiving element substrate so as to face the opening,
A translucent member fixed so as to cover the opening on the circuit board on the side facing the light receiving element substrate across the circuit board;
A multilayer wiring is formed on the circuit board, and an electrode terminal for inputting / outputting a signal from the light receiving element substrate is disposed at an end thereof,
The opening is a space partitioned from the outside by the sealing resin and the translucent member ,
On the circuit board, a convex portion surrounding the translucent member is formed with a gap with the translucent member,
A semiconductor laser device in which a gap between the convex portion and the translucent member is filled with an adhesive that fixes the translucent member on the circuit board .

A circuit board having an opening;
A light receiving element substrate mounted on the circuit board by a flip chip method so that a light receiving region faces the opening, and sealed on the circuit board by a sealing resin;
A semiconductor laser element mounted on the light receiving element substrate so as to face the opening,
A translucent member fixed so as to cover the opening on the circuit board on the side facing the light receiving element substrate across the circuit board;
A multilayer wiring is formed on the circuit board, and electrode terminals for inputting / outputting signals from the light receiving element substrate are arranged at the ends thereof,
The opening is a space partitioned from the outside by the sealing resin and the translucent member,
On the circuit board, a convex portion surrounding the light receiving element substrate is formed with a gap from the light receiving element substrate,
A semiconductor laser device in which the sealing resin is filled inside the convex portion .

The semiconductor laser device according to claim 2 ,
The semiconductor laser device, wherein the sealing resin is a silicon thermally conductive gel.

The semiconductor laser device according to claim 2 or 3 ,
A semiconductor laser device in which the electrode terminal is disposed on a tip surface of the convex portion.

The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 4 ,
The translucent member is provided with a hologram region for diffracting transmitted light,
A semiconductor laser device configured such that transmitted light diffracted in the hologram region is incident on a light receiving region of the light receiving element substrate through an opening of the circuit substrate.

The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 5 ,
A semiconductor laser device in which a chip component is mounted on the circuit board.