KR20070005464A

KR20070005464A - 반도체레이저유닛 및 광픽업장치

Info

Publication number: KR20070005464A
Application number: KR1020060048583A
Authority: KR
Inventors: 기요시 후지하라; 마사야 다테야나기; 시게키 오카모토
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-01-10
Also published as: JP2007019077A; CN1893206A; US20070008862A1; US7280573B2; TW200703827A

Abstract

본 발명은 방열(放熱)효과가 좋고, 소형화되며, 단선 발생이 방지되면서 조립이 용이한 구성을 갖는 반도체레이저유닛을 제공하는 것이다.

반도체레이저유닛은, 중앙부(100a)의 폭이 다른 영역의 폭보다 넓은 금속판(100)과, 제 1 개구부가 형성된 플렉시블기판(130)과, 중앙부(100a) 상에 탑재된 기판(120)과, 기판(120) 상에 배치된 반도체레이저(110)와, 제 2 개구부가 형성되며, 플렉시블기판(130)을 금속판(100) 상면부터 양 측면을 따라 구부린 상태로 고정시키는 틀(150)과, 제 2 개구부를 피복하는 광학소자(160)를 구비한다. 플렉시블기판(130)은, 제 1 개구부가 중앙부(100a)의 상면 및 측면에 걸쳐지도록 고정된다.

금속판, 광픽업장치, 반도체레이저유닛

Description

반도체레이저유닛 및 광픽업장치{SEMICONDUCTOR LASER UNIT AND OPTICAL PICKUP DEVICE}

도 1의 (a)∼(c)는, 본 발명의 제 1 실시예에 관한 반도체레이저유닛의 제조방법을 나타내는 사시도.

도 2의 (a)는, 제 1 실시예에 관한 반도체레이저유닛의 상면도이고, (b)는, 제 1 실시예에 관한 반도체레이저유닛의 측면도.

도 3은, 제 1 실시예의 제 1 변형예에 관한 반도체레이저유닛의 측면도.

도 4는, 제 1 실시예 반도체레이저유닛의 제 2 변형예 측면도.

도 5의 (a)는, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 광픽업장치의 상면도이고, (b)는, 제 2 실시예에 관한 광픽업장치의 단면도.

도 6의 (a)는, 종래의 반도체레이저유닛을 나타내는 상면도이고, (b)는, 종래 반도체레이저유닛의 (a)에 나타내는 VIb-VIb선에서의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 금속판 100a : 중앙부

110 : 반도체레이저 120 : 실리콘기판

130 : 플렉시블기판 130a : 내연부

130b : 외단부 132 : 단자

134 : 패드 140 : 와이어

150 : 틀 160, 200 : 광학소자

200a : 홀로그램패턴 500 : 광픽업장치

510 : 콜리메이트렌즈 520 : 반사경

530 : 대물렌즈 540 : 반도체레이저유닛

550 : 방열블록 560 : 땜 접속개소

570 : 광디스크

본 발명은 반도체레이저유닛에 관하며, 특히 광디스크, 예를 들어 DVD(digital versatile disk)나 CD(compact disk) 등의 기록매체에 정보를 기입하거나 판독하는 광픽업을 구성하는 반도체레이저유닛, 및 이를 구비한 광픽업장치에 관한 것이다.

근래, 음악정보만이 아닌 영상정보의 기록매체로서, CD계(CD-ROM, CD-R, CD-RW 등) 및 DVD계(DVD-ROM, DVD-RW, DVD-RAM 등)의 기록매체가 급속히 보급되고 있다. 동시에 이와 같은 기록매체에 정보를 기입하거나, 기입된 정보를 판독하거나 하는 광디스크 드라이브도 급속히 보급되고 있다. 광디스크 드라이브의 심장부인 광픽업장치에는, 고배속 기록에 대응하기 위한 고출력화, CD와 DVD 양 규격에 대응하기 위한 고기능화, 나아가 광디스크 드라이브의 박형화에 따르는 소형화가 강하 게 요구되고 있다. 따라서 광픽업장치에 이용되는 반도체레이저유닛에는, 고출력화를 실현하기 위한 패키지의 방열성 개선, 고기능화를 위한 다핀 대응, 나아가 소형화를 위한 폭 좁은 패키지 구조가 요구된다.

종래의 광픽업장치 반도체레이저유닛을 특허문헌1(일특허 제 3412609호 공보)에 기재된 반도체레이저유닛을 예로 들어 도 6을 이용하여 설명한다.

도 6의 (a)는 종래의 반도체레이저유닛을 나타내는 상면도이며, (b)는 종래 반도체레이저유닛의 (a)에 나타내는 VIb-VIb선에서의 단면도이다.

도 6의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 종래의 반도체레이저유닛은, 리드프레임(1600)과, 리드프레임(1600) 상에 탑재된 실리콘기판(1630)과, 패키지(1610) 중앙부의, 실리콘기판(1630) 상에 탑재되며 위쪽으로 레이저광을 출사하는 반도체레이저(1640)와, 실리콘기판(1630) 상에 탑재된 칩 형태의 수광소자(1620)와, 리드프레임(1600)을 봉입하며 수지몰딩으로 성형된 패키지(1610)와, 실리콘기판(1630) 상에 탑재되며 레이저광을 패키지(1610) 상부로 반사시키기 위한 45도 반사경과, 하면에 회절격자(grating)패턴(1650b)이 형성되고, 상면에 홀로그램패턴(1650a)이 형성된 홀로그램소자(1650)를 구비한다. 또 실리콘기판(1630) 상에는, 수광소자(1620)로 수광한 광디스크로부터의 반사광을 처리하는 회로가 형성된다.

상기 종래의 반도체레이저유닛에 있어서, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반도체레이저(1640)로부터의 출사광(1660)은 반사경에 의해 패키지(1610) 위쪽으로 반사되어, 회절격자패턴(1650b)에서 회절된 후, 홀로그램소자(1650)를 투과한다. 그 후, 출사광(1660)은 콜리메이트렌즈나 대물렌즈 등의 광학부품(도시 생략)을 통 과하여 광디스크(도시 생략)에 도달한다. 광디스크로부터의 반사광(1670)은, 출사광(1660)과 동일한 경로를 통과한 후, 회절격자패턴(1650b)에서 회절되어 신호처리회로 및 수광소자(1620)로 입사된다.

그런데, 상기 반도체레이저유닛의 구성에 의해 광픽업장치의 고출력화, 고기능화, 소형화를 실현하고자 할 경우, 주로 2 가지 과제가 발생한다. 하나는 고출력화에 따르는 방열성의 향상이며, 또 한가지는 고기능화, 소형화에 따르는 핀 피치의 협소화이다.

일반적으로, 고속기록에 대응하는 광디스크 드라이브에서는, 반도체레이저유닛으로부터 200mW 이상의 고출력 광을 출사시킬 필요가 있다. 이를 실현하고자 하면, 반도체레이저(1640)의 구동전류가 커지므로 반도체레이저(1640)의 온도가 상승하여 반도체레이저(1640)의 신뢰성이 저하된다. 때문에 반도체레이저(1640)를 안정되게 구동시키기 위해서는, 구동 시에 발생한 열을 효율적으로 발산시켜야 한다. 그러나 상기 종래의 반도체레이저유닛에서는, 패키지(1610)가 열전도율이 낮은 수지(열전도율 약 0.5W/m/deg)로 형성되므로, 열저항이 높은 구조가 되어 열을 효율적으로 발산시킬 수 없다.

또 상기 종래 반도체레이저유닛의 구성으로 패키지(1610)를 소형화하면 패키지(1610) 폭이 좁아져, 고기능화에 따라 필요한 핀 수의 증가가 제한을 받게 된다. 왜냐하면 패키지(1610)의 폭을 좁게 하고 핀 수를 증가시키려면 핀 피치를 협소화할 필요성이 생기는데, 현재의 리드프레임(1600) 가공기술로는 약 0.4mm 피치가 한계로, 약 0.4mm 피치보다 좁게 할 수 없기 때문이다.

방열성을 향상시킨 반도체레이저유닛이 특허문헌2(일특개 2003-67959호 공보)에 기재되어 있다. 이 반도체레이저유닛에서는, 반도체레이저가 탑재된 레이저유닛부 아래에 금속제 기판이 설치되어, 반도체레이저에서 발생한 열을 효율적으로 방열할 수 있도록 구성되었다.

또 특허문헌 3(일특개평 8-227532호 공보)에 기재된 광헤드장치에서는, 금속으로 형성된 판에 광학소자 구조체가 설치되므로 방열효율이 향상된다.

특허문헌 4(일특개 2002-198605호 공보)에 기재된 반도체레이저유닛에서는, 절곡된 플렉시블기판을 배선기판으로 이용하므로 배선 폭을 작게 할 수 있다. 또한 특허문헌 4에 기재된 반도체레이저유닛에서는, 반도체레이저에서 발생한 열을 금속제 아일랜드 뒤쪽에서 효율적으로 발산시킬 수 있다.

그러나 특허문헌 2에 기재된 반도체레이저유닛의 구성에서는, 소형화와 고기능화를 양립시키기가 어렵다.

또 특허문헌 3에 기재된 광헤드장치에서는, 플렉시블기판이 판에서 벗어나기 때문에 박형화가 어렵다. 또한 광헤드장치가 케이싱 접합 시에 발생하는 먼지로 오염될 가능성도 있다.

또한 특허문헌 4에 기재된 반도체레이저유닛의 제조공정은 복잡하여 작업시간을 단축하기가 어려우며, 각 부재의 배치정밀도를 충분히 확보하기가 어렵다. 그리고 특허문헌 4에 기재된 반도체레이저유닛에서는, 플렉시블기판의 단자부가 절곡된 상태로 금속제 아일랜드에 접착되므로, 제조 시의 작업이 복잡해지고 접속부분 에서 충분한 접착강도가 얻어지지 못할 우려가 있다.

그래서 본 발명은 상기 과제를 고려하여, 방열효율이 좋으며 소형화되고, 단선의 발생이 방지되면서 조립이 용이한 구성을 갖는 반도체레이저유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 반도체레이저유닛은, 제 1 부분과 상기 제 1 부분보다 폭이 넓은 제 2 부분을 갖는 금속판과, 제 1 개구부가 형성되며, 배선패턴을 갖고, 일부가 상기 제 1 부분의 상면에 접합된 플렉시블기판과, 상기 금속판 중 평면적으로 보아 상기 제 1 개구부 안쪽에 위치하는 부분의 상면 상에 탑재되며, 수광소자를 갖는 반도체기판과, 상기 반도체기판 상에 배치된 발광소자와, 상기 발광소자와 평면적으로 겹치는 위치에 제 2 개구부가 형성되고, 상기 제 1 부분, 상기 제 2 부분 및 상기 반도체기판을 피복하고, 상기 제 1 부분의 상면부터 양 측면을 따라 상기 플렉시블기판을 구부린 상태로 고정시키는 틀을 구비한다.

이 구성에 의하면, 금속판의 제 2 부분이 넓으므로, 틀이나 금속판 측면부로부터 플렉시블기판에 물리적인 부하가 가해지는 것을 방지할 수 있다. 이로써 플렉시블기판 상의 배선패턴이 단선 등의 접속불량을 일으키기 어려워진다. 제 2 부분은 반도체기판을 탑재시킬 중앙부라도 되며, 그 이외의 부분이라도 된다.

또 상기 구성에서는, 수광소자 및 발광소자를 갖는 반도체기판 하에 금속판이 배치되므로 방열효율이 좋아진다. 이로써 본 발명의 반도체레이저유닛은 종래보다 높은 온도환경 하에서도 사용할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 반도체레이저유닛에서는, 배선패턴이 형성된 플렉시블기판이 이용되므로, 반도체기판에 면한 내연부나 외부기기와 접속하기 위한 외단부에서의 배선피치를, 플렉시블기판이 사용되지 않은 종래의 반도체레이저유닛에 비해 대폭으로 축소할 수 있다. 이로써 레이저유닛의 고기능화가 진전되어 단자수가 증가해도 반도체레이저유닛의 면적 저감이 가능해진다.

그리고 본 발명의 반도체레이저유닛에서는, 틀에 투명한 광학소자를 설치하여 반도체레이저나 수광소자가 먼지 등으로 오염되는 것을 방지하는 것도 가능하다. 또 본 발명의 반도체레이저유닛에서는, 조립이 비교적 용이하게 구성된다. 더불어 광학소자에 회절패턴을 형성할 수도 있으므로, 광디스크 드라이브의 부품점수를 삭감하기가 가능하다.

본 발명의 반도체레이저유닛을 이용하면, 고성능이며 소형이고 신뢰성 높은 광픽업장치를 제작하기가 가능해진다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다.

(실시예)

제 1 실시예

우선 본 발명의 제 1 실시예에 관한 반도체레이저유닛에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 1의 (a)∼(c)는, 본 실시예의 반도체레이저유닛의 제조방법을 나타내는 사시도이다. 도 2의 (a)는, 본 실시예 반도체레이저유닛의 상면도이며, (b)는 본 실시예 반도체레이저유닛의 측면도이다.

본 실시예의 반도체레이저유닛은, 조립하기 쉬운 간소한 구조를 가지며, 방열이 용이하고 또 고기능화와 소형화가 실현된다.

본 실시예의 반도체레이저유닛은, 이하와 같이 하여 조립된다.

우선, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 구리 등으로 된 금속판(100)과, 중앙에 개구부가 형성된 플렉시블기판(130)을 준비한다. 금속판(100)은 위쪽에서 본 경우에, 긴 쪽 방향의 중앙부(100a) 폭(짧은 쪽 방향의 길이)이 다른 부분보다 크다. 플렉시블기판(130)은 예를 들어 장방형의 외형을 가지며, 이 플렉시블기판(130)에는, 개구부의 긴 변 둘레부(내연부(130a)) 상면 상에 단자(132)가 형성되고, 플렉시블기판(130) 짧은 변의 양 단부(외단부(130b)) 상면 상에 패드(134)가 형성된다.

다음으로, 플렉시블기판(130)의 이면(단자(132) 및 패드(134)가 형성되지 않은 면)을 금속판(100) 상면에 접착한다. 이때, 금속판(100) 중 폭이 넓어진 중앙부(100a)가 플렉시블기판(130)의 개구부 내로 들어가도록 플렉시블기판(130)을 금속판(100)에 접착한다. 여기서 금속판(100)에 있어서, 중앙부(100a)와 플렉시블기판(130)이 접착되는 부분과의 단차 크기는, 각 단차부분에 대해 플렉시블기판(130)의 두께 이상이다. 플렉시블기판(130)의 두께는 예를 들어 약 0.1mm이다.

다음에 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반도체레이저(발광소자)(110)가 실장된 실리콘기판(120)을, 금속판(100)의 중앙부(100a) 위에 접착 고정시킨다. 그 후, 플렉시블기판(130)의 내연부(139a)에 형성된 단자(132)와 실리콘기판(120) 위 에 형성된 단자를 와이어(140)로 접속한다.

그 다음, 도 1의 (c)에 나타내는 바와 같이, 금속제 틀(150)을 금속판(100) 위쪽으로부터 금속판(100)에 끼워 덮는다. 이 때 틀(150)은 틀(150) 측면의 플랜지부(150a)를 금속판(100)과 접착 또는 용접함으로써 고정된다. 이로써 플렉시블기판(130) 중, 평면적으로 보아 금속판(100) 양쪽으로 나온 부분이, 틀(150)에 의해 금속판(100) 측면으로 꺾여 구부려진다. 즉 플렉시블기판(130)은, 패드(134)를 바깥쪽으로 향한 상태에서 역U자형으로 구부려지게 된다. 여기서 플렉시블기판(130)의 개구부 폭(도 1의 예에서는 개구부 긴 변의 길이)은, 중앙부(100a) 폭과 금속판(100) 양 측면 두께의 합보다 크다. 이로써 틀(150)이 끼워질 때 플렉시블기판(130)이 금속판(100) 중앙부(100a)에 걸리는 일없이 구부려진다. 또한 중앙부(100a)와 금속판(100)의 다른 부분과의, 양쪽에서의 폭 차는, 각각 플렉시블기판(130)의 두께보다 커지므로, 틀(150) 안쪽 폭이 좁을 경우에도 플렉시블기판(130)에는 부하가 걸리지 않는다. 이로써 플렉시블기판(130) 상에서 단선이 발생할 위험성이 회피된다.

또 틀(150)에는, 금속판(100)의 중앙부(100a)와 평면적으로 겹치는 위치에 개구부가 형성된다. 틀(150) 설치 후, 이 개구부보다 평면크기가 큰, 유리제이며 판상의 광학소자(160)를 틀(150) 위에 접착, 고정시켜 틀(150)의 개구부를 광학소자(160)로 피복한다.

다음으로 도 2를 이용하여, 이상의 방법으로 제작되는 본 실시예에 관한 반도체레이저유닛의 구성을 설명한다. 도 2는 설명을 쉽게 하기 위해 틀(150)의 안쪽 구성도 나타낸다.

도 2의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 반도체레이저유닛은, 평면적으로 보아 긴 쪽 방향의 중앙부(100a)(도 1의 (a) 참조) 폭이 다른 부분보다 큰 금속판(100)과, 중앙부(100a) 위에 탑재되며 상면 상에 단자가 형성된 실리콘기판(120)과, 실리콘기판(120) 상에 배치된 반도체레이저(110)와, 평면크기가 중앙부(100a)보다 큰 개구부가 형성되며 금속판(100) 상면에 접착된 플렉시블기판(130)과, 반도체레이저(110)와 평면적으로 겹치는 위치에 개구부가 형성되며, 플렉시블기판(130)의 개구부가 중앙부(100a) 상면 및 양 측면에 걸쳐지도록 금속판(100) 상면부터 양 측면을 따라 플렉시블기판(130)을 구부린 상태로 고정시키는 틀(150)과, 틀(150) 상에 배치되며 틀(150)의 개구부를 피복하는 투명한 광학소자(160)를 구비한다.

금속판(100)은, 표면에 니켈도금이 실시된 구리 등의 금속으로 구성된다. 또 실리콘기판(120) 상에는 실리콘의 (111)면이 이용된 45도 마이크로거울이 배치됨과 더불어, 광검출회로인 수광소자 및 신호처리회로가 형성된다.

플렉시블기판(130)에는 상면 쪽의 외단부(130b)에 형성된 패드(134)와, 개구부 둘레 중 평면적으로 보아 금속판(100)과 겹치는 위치에 형성된 단자(132)와, 단자(132)와 패드(134)를 접속하는 배선이 형성된다. 이 단자(132), 패드(134) 및 배선은 구리 등의 금속으로 이루어지며, 폴리이미드 등의 수지에 이 배선이 매입됨으로써 플렉시블기판(130)이 구성된다. 또 본 실시예의 반도체레이저유닛에서는, 실리콘기판(120) 상의 단자와 플렉시블기판(130) 상의 단자(132)를 전기적으로 접속 하는 금 등으로 이루어지는 와이어(140)가 배치된다.

또 도 2의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이 플렉시블기판(130)에 있어서, 금속판(100) 위쪽의 내연부(130a)에 형성된 단자(132)와, 금속판(100) 바깥쪽의 외단부(130b)에 형성된 패드(134)는 서로 다른 단자간격을 갖는다. 내연부(130a)에서는 예를 들어 0.1mm×0.3mm의 면적을 갖는 복수의 단자(132)가 플렉시블기판(130)의 변을 따라 형성되며, 외단부(130b)에서는 광디스크 드라이버에의 실장 시 전기적 단락 등의 문제가 발생하지 않도록, 예를 들어 단자 폭 0.35mm, 피치 폭 0.65mm로 패드(134)가 나열 형성된다.

본 실시예의 반도체레이저유닛에서, 광학소자(160)는 반도체레이저(110)로부터 출사된 광 및 수광소자로 입사하는 광을 투과시키는 판상의 유리재로 이루어진다. 이 광학소자(160)는, 예를 들어 자외선경화수지 등의 접착제로 틀(150) 개구부를 피복하도록 틀(150) 상면 상에 고정된다. 접착제는 금속제 틀(150) 상에서의 번짐이나, 틀(150) 개구부로부터 비어져 나오는 것을 방지하기 위해, 점성이나 요변성(thixotropy)이 높은 것이 바람직하다. 또 틀(150)은 접착 혹은 레이저용접 등에 의해 금속판(100)에 고정된다.

이상과 같은 구성의 본 실시예의 반도체레이저유닛에 있어서, 반도체레이저(110)로부터 출사된 광은, 반사경(도시 생략)에 의해 금속판(100) 상면에 대해 수직 상방향으로 반사되고, 광학소자(160)를 투과하여 레이저유닛 외부로 출사된다. 그리고 광디스크(도시 생략)로부터의 반사광은, 출사광과 동일한 경로를 통과한 후, 광학소자(160)를 투과하여 실리콘기판(120)에 탑재된 수광소자로 입사된다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예의 반도체레이저유닛에서는, 금속판(100)의 양옆으로 벗어난 플렉시블기판(130)이, 틀(150)에 의해 금속판(100) 측면으로 절곡된 상태로 고정된다. 이로써 본 실시예의 반도체레이저유닛은, 소형화가 가능하다. 또 금속판(100)에 있어서, 실리콘기판(120)을 탑재하기 위한 중앙부(100a)와 플렉시블기판(130)이 접착될 부분과의 단차가 플렉시블기판(130)의 두께 이상이므로, 플렉시블기판(130)에 틀(150)로부터 커다란 부하가 가해지는 것을 방지할 수 있다. 이로써 플렉시블기판(130) 내에서 단선 등의 접속불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또 본 실시예의 반도체레이저유닛에서는, 좁은 피치로 배선을 형성할 수 있는 플렉시블기판(130)이 배선기판으로 사용된다. 이로써 본 실시예의 반도체레이저유닛에서는, 리드프레임 등을 이용하는 종래의 구성에서는 한계가 있었던 내연부의 배선피치 폭을, 종래의 약 1/5 폭까지 좁힐 수 있다. 이로써 본 실시예의 반도체레이저유닛은, 고기능화에 따르는 다핀화와 소형화를 동시에 실현하기가 가능해진다. 그러므로 본 실시예의 반도체레이저유닛을 광디스크 드라이브의 광픽업장치에 이용하면, 박형이며 다기능의 광디스크 드라이브를 실현할 수 있다.

또 본 실시예의 반도체레이저유닛에서는, 반도체레이저(110)가 탑재되며 수광소자가 형성된 실리콘기판(120)이 금속판(100) 위에 설치된다. 그러므로 발열원인 수발광부의 바로 아래는 모두 금속으로 구성되게 되어, 수발광부에서 발생한 열을 용이하게 발산시키기가 가능해진다. 그 결과, 본 실시예의 반도체레이저유닛을 광디스크 드라이브의 광픽업장치에 이용하면, 종래보다 높은 온도환경에서의 사용 이 가능한 광디스크 드라이브를 실현할 수 있다. 또 방열성의 향상에 따라 고출력의 반도체레이저를 탑재하는 것도 가능해진다.

여기서 본 실시예의 설명에서는, 중앙부(100a)가 다른 부분보다 폭이 넓은 금속판(100)에 대해 설명했으나, 플렉시블기판(130)으로 피복되는 부분의 폭보다 폭이 큰 부분이, 틀(150)이 설치될 금속판(100) 영역 내에 형성된다면 중앙부(100a)의 폭을 크게 하지 않아도 플렉시블기판(130)에 부하가 가해지는 것을 회피할 수 있다. 즉 금속판(100)에서 틀(150)로 피복된 부분 중, 플렉시블기판(130)과 접하는 부분의 폭이 접하지 않는 다른 어느 한 부분의 폭보다 작으면 된다.

또 도 1을 이용한 제조방법의 설명에서는, 금속판(100) 상에 플렉시블기판(130)을 접착한 후에 실리콘기판(120)을 실장했으나, 실리콘기판(120)을 금속판(100) 상에 실장한 후, 플렉시블기판(130)을 금속판(100)에 설치해도 된다.

또한 본 실시예의 반도체레이저유닛에서는, 틀(150)에 형성된 개구부가 판상의 광학소자(160)로 피복되므로, 광픽업장치를 조립하는 등의 경우에 수발광부로의 먼지 등의 침입이 방지된다.

도 3은, 제 1 실시예의 제 1 변형예에 관한 반도체레이저유닛의 측면도이다. 본 실시예의 반도체레이저유닛에서는, 도 1의 (c) 및 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 유리제의 광학소자(160)가 틀(150) 외부에 설치되나, 도 3에 나타내는 바와 같이, 광학소자(160)가 틀(150) 안쪽 천장 면에 설치되어도 된다. 이 경우도 틀(150)에 형성된 개구부는 광학소자(160)에 의해 막히므로, 수발광부로의 먼지 등의 침입을 막을 수 있다. 이로써 도 3에 나타내는 반도체레이저유닛을 광픽업장치 에 설치할 때, 수발광부의 특성을 손상시키는 일없이 설치작업을 할 수 있다.

그리고 본 실시예의 반도체레이저유닛은, 특허문헌 4에 기재된 종래의 반도체레이저유닛에 비해 플렉시블기판이 입체적인 배치를 취하지 않으며, 또 수발광소자와의 배선접속부를 구부리지 않으므로, 조립이 용이해져 제조원가의 증가가 억제된다.

또 틀(150)이 금속판(100)에 고정된 후, 광학소자(160)가 틀(150)에 접착제로 고정되는 예를 설명했으나, 광학소자(160)는, 미리 틀(150)에 저융점 유리로 고정되고 그 상태의 틀(150)이 금속판(100)에 고정되어도 된다.

또한 금속판(100)은 구리 이외의 금속으로 구성되어도 된다. 단 구리를 이용하면 원가를 억제할 수 있으므로 바람직하다.

또 금속판(100)과 틀(150)로 형성되는 공간에는, 투명한 수지가 충전되어도 된다.

또한 틀(150)에는, 불필요한 외광이, 중앙부(100a)에 배치되는 수광소자로 입사하는 것을 방지하는 효과도 있다. 틀(150)은 금속 이외의 재료로 구성되어도 된다.

그리고 도 4는, 본 실시예 반도체레이저유닛의 제 2 변형예 측면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 광을 회절시키는 홀로그램패턴(200a)을 갖는 광학소자(200)를 틀(150) 상에 설치해도 된다. 이로써 광디스크로부터의 반사광을 실리콘기판(120) 상의 수광부에 효율적으로 입사시킬 수 있어, 광픽업장치의 구성을 간략화할 수 있다.

여기서, 수광소자나 신호처리회로가 형성된 기판으로는, 실리콘기판 이외의 반도체기판도 사용할 수 있다.

제 2 실시예

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 광픽업장치에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5의 (a)는 본 실시예의 광픽업장치(500) 상면도이며, (b)는 광픽업장치(500) 단면도이다.

본 실시예의 광픽업장치(500)는, 콜리메이트렌즈(510)와, 반사경(520)과, 대물렌즈(530)와, 제 1 실시예에 관한 반도체레이저유닛(540)과, 반도체레이저유닛(540)의 금속판 이면에 접착제, 예를 들어 실리콘계의 열전도성 접착제로 접착, 고정된 방열블록(550)을 구비한다. 반도체레이저유닛(540)으로부터 출사된 레이저광은, 콜리메이트렌즈(510)와, 반사경(520), 및 대물렌즈(530)를 경유하여 광디스크(570)에 조사된다. 광디스크(570)로부터의 반사광은 출사광과 동일한 경로를 거쳐 반도체레이저유닛(540)에 입사된다.

반도체레이저유닛(540)의 플렉시블기판 외단부에서, 광픽업과 플렉시블기판과의 배선접속은, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 광픽업장치(500) 외부의 땜 접속개소(560)에서 이루어진다.

이와 같이, 광픽업장치(500)는 반도체레이저유닛(540)의 금속판 이면에 방열블록(550)을 구비하며, 또 반도체레이저유닛(540)의 금속판과 광픽업장치(500)의 일부(케이싱)는 접촉한다. 이로써 방열면적이 대폭으로 확대되어 방열효과가 높여 져, 반도체레이저에서 발생한 열을 효율적으로 외부에 발산하기가 가능해진다. 그 결과, 본 실시예의 광픽업장치(500)는 안정되게 동작할 수 있다.

또 본 실시예의 광픽업장치(500)를 구성하는 반도체레이저유닛(540)에서는, 배선기판으로서 플렉시블기판이 이용된다. 그리고 반도체레이저유닛(540)의 플렉시블기판과 광픽업장치와의 배선접속은, 광픽업장치(500) 내의 땜 접속개소(560)에서 이루어진다. 따라서 광학소자와 땜 접속개소가 될 플렉시블기판의 외단부와의 거리를, 종래의 구조에 비해 2배 이상으로 할 수 있으므로, 본 실시예의 광픽업장치(500)를 땜 접속에 의해 조립할 때, 반도체레이저유닛(540) 내부의 광학소자에 가해지는 열적 부하를 대폭으로 삭감할 수 있다.

즉, 땜 접속개소(560)와 플렉시블기판의 외단부와의 거리가 충분히 떨어지므로, 땜에 의한 배선 접속 시, 광학소자나 광학소자를 고정시키는 접착제가 열전도에 의해 내열온도 이상으로 가열되는 일이 없다. 그 결과 광학소자의 회절격자패턴이나 홀로그램패턴 상에 형성된 반사방지막의 박리나, 접착제의 연화에 따른 광학소자의 위치 어긋남의 발생이 억제되어, 광학소자의 특성열화나 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.

또 본 실시예의 반도체레이저유닛(540)에서는, 플렉시블기판이 금속판 측방으로 넓어지지 않으므로, 광픽업장치의 두께를 종래보다 얇게 할 수 있다.

여기서 본 실시예의 광픽업장치(500)에 있어서, 반도체레이저유닛(540)의 금속판과 방열블록(550)을 실리콘계 접착제로 접착 고정시키나, 열전도율이 높은 접착제라면 이에 한정됨 없이, 예를 들어 열전도율이 높은 흑연(graphite)시트를 이 용해도 된다.

본 발명의 반도체레이저유닛에서는, 발열원인 수발광부는 금속판의 상면 상에 배치된다. 이로써 본 발명에 의해 효율적인 방열이 가능한 반도체레이저유닛을 실현할 수 있다는 효과가 발휘된다. 따라서 본 발명의 반도체레이저유닛을 이용하면, 종래보다 높은 온도환경에서의 사용이 가능한 광디스크 드라이브를 실현할 수 있다.

또 본 발명의 반도체레이저유닛에서는, 플렉시블기판이 금속판의 상면 및 양 측면을 따라 절곡되므로, 플렉시블기판이 광픽업장치의 두께방향으로 넓어지지 않는다. 이로써 광픽업장치 박형화의 실현이 가능하다.

또한 본 발명의 반도체레이저유닛에서는, 틀과 금속판이 접하는 부분의 금속판 폭이, 플렉시블기판을 구부리는 부분의 폭보다 플렉시블기판의 두께 이상으로 넓으므로, 플렉시블기판이 금속판 측면 및 틀로부터 강한 물리적 부하를 받는 일이 없다. 때문에 플렉시블기판에서의 단선을 방지할 수 있다.

그리고 틀이 수발광부를 피복하므로, 반도체레이저유닛을 광픽업장치에 내장시킬 때, 수발광부로의 먼지 등의 침입을 억제할 수 있다. 이로써 특성이 안정된 광픽업장치를 실현할 수 있다.

또 본 발명의 반도체레이저유닛에서는, 좁은 피치로 배선이 가능한 플렉시블기판이 이용되므로, 면적을 작게 하면서 고기능화에 따른 다핀화가 실현 가능하다. 이로써 박형이며 다기능의 광디스크 드라이브를 실현할 수 있다.

또한 본 발명의 반도체레이저유닛에 있어서, 발광소자로부터의 출사광 및 수광소자로의 입사광을 회절시키는 광학소자를 배치할 때는, 회절격자나 홀로그램소자를 외장시킬 필요가 없어지므로 광디스크 드라이브의 부품점수를 삭감하여, 광디스크 드라이브의 제조원가 저감을 도모할 수 있다.

본 발명의 반도체레이저유닛은, 광디스크 드라이브의 광픽업장치 등에 이용할 수 있다.

Claims

제 1 부분과 상기 제 1 부분보다 폭이 넓은 제 2 부분을 갖는 금속판과,

제 1 개구부가 형성되며, 배선패턴을 갖고, 일부가 상기 제 1 부분의 상면에 접합된 플렉시블기판과,

상기 금속판 중 평면적으로 보아 상기 제 1 개구부 안쪽에 위치하는 부분의 상면 상에 탑재되며, 수광소자를 갖는 반도체기판과,

상기 반도체기판 상에 배치된 발광소자와,

상기 발광소자와 평면적으로 겹치는 위치에 제 2 개구부가 형성되며, 상기 제 1 부분, 상기 제 2 부분 및 상기 반도체기판을 피복하고, 상기 제 1 부분의 상면부터 양 측면을 따라 상기 플렉시블기판을 구부린 상태로 고정시키는 틀을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체레이저유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 부분은 상기 금속판의 중앙부이며,

상기 반도체기판은 상기 금속판 중앙부의 상면 상에 탑재되고,

상기 플렉시블기판은, 상기 제 1 개구부가 상기 제 2 부분의 상면 및 양 측면에 걸쳐지도록 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 개구부를 막는 광학소자를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체레이저유닛.
제 3 항에 있어서,

상기 광학소자에는, 입사된 광을 회절시키는 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 금속판은 구리를 함유하는 금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체레이저유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 단차 크기는, 상기 플렉시블기판의 두께 이상인 것을 특징으로 하는 반도체레이저유닛.
제 1 부분과 상기 제 1 부분보다 폭이 넓은 제 2 부분을 갖는 금속판과,

제 1 개구부가 형성되며, 배선패턴을 갖고, 일부가 상기 제 1 부분의 상면에 접합된 플렉시블기판과,

상기 금속판 중 평면적으로 보아 상기 제 1 개구부 안쪽에 위치하는 부분의 상면 상에 탑재되며, 수광소자를 갖는 반도체기판과,

상기 반도체기판 상에 배치된 발광소자와,

상기 발광소자와 평면적으로 겹치는 위치에 제 2 개구부가 형성되며, 상기 제 1 부분, 상기 제 2 부분 및 상기 반도체기판을 피복하고, 상기 제 1 부분의 상면부터 양 측면을 따라 상기 플렉시블기판을 구부린 상태로 고정시키는 틀을 갖는 반도체레이저유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.