专利名称：激光二极管模块多层电路板和激光二极管模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光二极管模块多层电路板和激光二极管模块，特别涉及一种在诸如DVD、CD、MO装置的光盘驱动设备的光学拾取头中使用的半导体激光二极管模块(下面，激光二极管简单缩写为“LD”)，以及适合于在其上安装该模块的电路板的结构。
背景技术：
光盘驱动设备使用诸如DVD、CD、MO等的光盘作为记录介质，包括包含生成照射至用于记录和再生信号的光盘的光的半导体LD的光学拾取头。
除了上述LD外，这样的光学拾取头可以包括用于保护LD不受由于静电放电损害、冲击电流等引起的电损害的LD保护部件；用于叠加高频电流至LD的驱动电流上的高频叠加电路；和用于减少从高频叠加电路产生的电磁噪声的抗EMC电路作为其部件。光学拾取头进一步包括用于安装和互连前述部件的软性印刷电路板，光学部件，作为光学拾取头的骨架的框架，用于保持形状的金属板，螺丝等等。
光学拾取头例如在JP-A-2002-184013，JP-A-2000-138411和JP-A-2001-014720中揭示了。
发明内容
近年，和各种电子装置一样，强烈要求光盘驱动设备的尺寸和厚度减少，较高性能和较低价格，特别这些要求对便携式装置是严格的。然而，当前的情况是虽然各个部件逐年减少尺寸，常规的光学拾取头结构在充分地满足这些要求上越来越困难。
为了解决前述问题，本发明人研究了光学拾取头的结构，其目的在于实现尺寸，厚度和成本进一步降低，以及光学拾取头较高的性能，且发现了改进。
特别的，常规的光学拾取头使用一种结构，其中软性印刷电路板安装有通常封装的LD部件(包括用于产生照射至存储介质介质的光的半导体激光器和用于接收从该存储介质介质反射的光的光接收元件的光发射/接收单元部件)；LD保护部件；和高频叠加电路部件与抗EMC部件，这些部件都是根据需要提供。然后，软性印刷电路板和这些部件一起结合在已结合了光学部件的框架中。
然而，当各个部件单独地安装在其后将结合在框架中的软性印刷电路板上时，部件结合在框架中往往在框架中留下未使用的空间，从而导致减少尺寸的困难。而且，在常规的结构中，各个部件一个一个地结合，难以减少LD和高频叠加电路之间的连接线的长度，从而引起易受到有害辐射的另外问题。
此外，电子装置的寿命周期日益变短，从而需要减少研发和设计产品需要的时间周期和减少尺寸及提高性能。然而，常规的结合型光学拾取头结构涉及LD和各个电路(部件)的设计、调节、操作确认等的长时间和努力，且因此对于成本不利。
前述问题不能由揭露光学拾取头装置的前述专利文献中描述的发明充分解决。
从而，本发明的目的在于提供一种进一步减少尺寸、成本和有害辐射的高性能光学拾取头。
为了实现解决该问题的上述目的，本发明的第一LD(激光二极管)模块多层电路板包括光发射/接收单元安装区域，用于在其上安装光发射/接收单元部件，该光发射/接收单元部件包括用于产生照射存储介质介质的光的半导体激光二极管和用于接收来自该存储介质介质的反射光的光接收元件；和激光二极管保护部件安装区域，用于在其上安装激光二极管保护部件，该激光二极管保护部件用于保护半导体激光二极管不受电损害。
记录信息到诸如DVD、CD、MO等介质存储介质/从该存储介质再生信息的光学拾取头装有光发射/接收单元(例如，全息激光二极管)，其包括用于产生入射到存储介质介质的光的LD和用于接收来自该存储介质介质的反射光的光接收元件。
本发明的多层电路板包括光发射/接收单元安装区域，用于在其上安装光发射/接收单元部件；和LD保护部件安装区域，用于在其上安装LD保护部件，该LD保护部件用于保护LD不受电损害。在此，“电损害”指静电放电损害(由于静电放电(ESD)引起的损害)或由于冲击电流引起的损害等。因此，LD和LD保护部件可以集成地安装在电路板上，以提供包括LD保护部件的LD模块，从而使得与先前技术相比减少了光学拾取头的尺寸，且简化其设计和组装步骤。
本发明的多层电路板可以是例如陶瓷多层电路板，由氧化铝和玻璃成分构成的低温共烧陶瓷(LTCC)多层电路板，或使用树脂材料用作绝缘基材的有机多层电路板。该有机多层电路板包括由树脂材料和无机材料的混合物制成的复合材料板。
本发明的第二LD模块多层电路板在第一LD模块多层电路板中包含高频叠加电路的至少一些电路元件和抗EMC电路(用于EMC(电磁兼容)的电路)的至少一些电路元件，该高频叠加电路用于将高频电流叠加在驱动所述半导体激光二极管的电流上，该抗EMC电路用于减少由所述高频叠加电路产生的电磁噪声，因而可以进一步减少光学拾取头的尺寸。
本发明的第三LD模块多层电路板在第二LD模块多层电路板中进一步包括线圈安装区域，用于在其上安装形成所述抗EMC电路的一部分的线圈，其中所述抗EMC电路包括结合在电路板中的电容，且所述电容安安排在基本上在所述线圈安装区域下面的位置。
在光学拾取头中，例如通过形成线圈和电容的滤波器，并且将该滤波器插在LD驱动电路和高频叠加电路使用的端子之间提供用于减少由高频叠加电路产生的电磁噪声的抗EMC电路，其中，由于构成该滤波器的线圈和电容相互更远地分开安装，寄生电抗增加，导致滤波器特性的降低。
相反地，根据本发明第三电路板结构，形成滤波器的线圈和电容可以相互接近地安装以减少线圈和电容之间的接线，从而使得可以保持寄生电抗为小，将滤波器的谐振频率移至较高侧，且形成更低的陷波。因此，得到的LD模块可以提供高性能，以及在EMC对抗中优越。
本发明的第四LD模块多层电路板在第一至第三LD模块多层电路板中进一步包括延伸通过该激光二极管模块多层电路板的散热通路孔(下面称为“扩散通路”)，其形成在安装所述光发射/接收单元部件的区域中，用于将所述半导体激光二极管产生的热量扩散至光发射/接收单元安装区域限定的电路板表面的所述电路板的相对的表面侧。
根据如上所述的第四电路板结构，通过在光发射/接收单元部件安装区域的该区域中提供扩散通路，由LD产生的热量可以直接扩散至电路板的背面(通过最短距离)，提高LD模块的良好的散热能力。
散热通路孔例如可以是填充有导热材料(例如导电树脂浆)的电镀通孔。而且，从散热效率的观点来看，当要确保更高的散热能力时，散热通路孔优选地由所谓的填充通路实施，该填充通路涉及沉积电镀金属来填充该通孔，以在圆柱形状中形成电镀金属。
本发明的第五LD模块多层电路板在第一至第四LD模块多层电路板中进一步包括软性印刷电路板的连接图案，其中所述光发射/接收单元安装区域限定在所述激光二极管模块多层电路板的一个表面上，以及所述软性印刷电路板的连接图案限定在所述激光二极管模块多层电路板的另一个表面上。
当光发射/接收单元安装区域限定在电路板的一个表面上，而软性印刷电路板的连接图案设置在另一个表面上时，该电路板的表面可以有效地利用，从而减小形成LD模块的电路板，进一步减少LD模块的尺寸。而且，光发射/接收单元部件例如通过引线连接等安装在电路板上，在这种情况下，如上所述，通过将限定在该电路板的一个表面上的光发射/接收单元安装区域和设置在另一个表面上的软性印刷电路板的连接图案分开，软性印刷电路板可以通过仅在设置该连接图案的一个表面上执行连接操作而连接至LD模块。从而，因为不需要接触安装光发射/接收单元部件的电路板的表面，减少了在连接操作的处理期间损坏光发射/接收单元部件，或接触连接引线引起意外断开，因此使得可以增加成品率。
在本发明的第六LD模块多层电路板中，软性印刷电路板的连接图案沿所述激光二极管模块多层电路板的边缘排列形成，从而便于将软性印刷电路板连接至LD模块多层电路板的操作。
此外，本发明的第七LD模块多层电路板进一步包括延伸通过激光二极管模块多层电路板的散热通路孔，并且形成在安装光发射/接收单元部件的区域中，用于将半导体激光二极管产生的热量扩散至光发射/接收单元安装区域限定的电路板表面的所述电路板的相对的表面侧，其中软性印刷电路板的连接图案设置在形成所述散热通路孔的区域的两侧。
通过相对于散热通路和软性印刷电路板的这样安安排连接图案，和第六电路板中一样，可以便于连接软性印刷电路板至LD模块多层电路板的操作，同时保证LD模块的良好的高的散热能力。而且，通过将连接图案安安排在散热通路的两侧，该电路板的尺寸可以减小。
本发明的第八LD模块多层电路板进一步包括有源元件安装区域，用于在其上安装半导体有源元件，其形成将高频电流叠加在驱动所述半导体激光二极管的电流上的高频叠加电路的一部分，其中所述光发射/接收单元安装区域限定在所述激光二极管模块多层电路板的一个表面上，以及所述有源元件安装区域限定在所述激光二极管模块多层电路板的另一个表面上。
此外，本发明的第九LD模块多层电路板进一步包括设置在所述光发射/接收单元安装区域和所述有源元件安装区域之间的参考电势层。
此外，本发明的第十LD模块多层电路板包括两个或多个参考电势层。
当LD和高频叠加电路集成在模块中时，LD受到与高频叠加电路耦合，特别是与该电路的振荡器电路中包括的半导体有源元件耦合的电磁有害的影响增加。另一方面，在本发明的第八电路板结构中，光发射/接收单元安装区域限定在LD模块多层电路板的一个表面，而有源元件安装区域限定在另一表面，并且还在本发明的第九电路板结构中，参考电势层被插入在这些光发射/接收单元安装区域(LD)和有源元件安装区域(半导体有源元件)之间，从而破坏这样的耦合，以减少或消除对LD的影响。此外为了防止由于具有较高确定性的耦合引起的影响，优选地提供两个或多个参考电势层，如本发明的第十电路板中所示的。
在另一方面，本发明的第一激光二极管模块包括光发射/接收单元部件，它包括用于产生照射存储介质介质的光的半导体激光二极管和用于接收来自该存储介质的反射光的光接收元件；和激光二极管保护部件，用于保护半导体激光二极管不受电损害，所述光发射/接收单元部件和所述激光二极管保护部件集成在单个模块中。
根据如上所述的模块，与根据本发明的多层电路板相类似，与以前的相比，可以减小光学拾取头的尺寸，且便利它的设计和组装步骤。
在本发明的第二激光二极管模块中，半导体激光二极管是第一模块中的单模半导体激光二极管，以及该模块还包括集成于其中的高频叠加电路，该高频叠加电路将高频电流叠加在驱动所述单模半导体激光二极管的电流上。
将高频叠加电路集成在该模块中可以减少光学拾取头的尺寸。此外，组装者/制造者不需要单独设计适用于在各种产品中使用的各种LD的高频叠加电路，或在LD和高频叠加电路之间执行复杂的调节操作等，从而可以提供高便利的光学拾取头部件，对于组装者/制造者是更加用户友好的。
单模半导体LD具有多个优点例如以低功率消耗在宽的工作温度范围内稳定工作的能力，高的批量生产率，减少光学拾取头的成本等，虽然通常需要高频叠加电路消除来自光盘的返回光引起的噪声。另一方面，多模(自激励)LD虽然不需要高频叠加电路，它具有诸如以高成品率批量生产的困难，比单模LD更窄的、可以保证稳定振动的温度范围，大的功率消耗，从而产生的大量的热以及较低的可靠性的缺点。特别的，在较短波长，得到的较高能量密度(例如对于与较短波长相关的DVD等)引起产生的热量的增加，这使得稳定控制变得很难。此外，要求大规模散热结构使得减少尺寸变得困难。
因为本发明的第二模块使用单模LD，且将适合该LD的高频叠加电路集成在该模块中，该模块可以不需要为各个高频叠加电路单独执行复杂设计、调节等，且保持由单模LD呈现的各个优点特性，从而提供在光学拾取头的研发、设计和制造期间比多模LD容易处理。
本发明的第三激光二极管模块还包括集成于其中的抗EMC电路，该抗EMC电路用于减少由所述高频叠加电路产生的电磁噪声。
根据如上所述的第三模块，光学拾取头或光盘驱动设备的组装/制造者可以在制造光学拾取头时结合该模块，而不仅对高频叠加电路而且对抗EMC电路不需要复杂的电路设计、调节等。
虽然没有特别的指出由于以下因素，可以依照特定使用(例如输入阻抗)的特别的LD的类型和特性适当设计最佳的元件或电路结构，抗EMC电路例如由无源元件，例如电感(线圈)，电容，电阻等构成，或者由多个这些无源元件的组合构成。
在本发明的第四LD模块中，光发射/接收单元部件安装在多层电路板的表面上，且构成所述高频叠加电路和所述抗EMC电路的一个或两者的至少一个电路元件集成在所述多层电路板中，从而可以进一步减少光学拾取头的尺寸。用于安装光发射/接收单元部件和LD保护部件的多层电路板可以是与如上所述的本发明的多层电路板相类似的各种电路板中的任意一种。
在根据本发明的第五LD模块中，抗EMC电路包括一个线圈和一个电容，其中该线圈安装在多层电路板的表面上，而该电容结合在所述多层电路板中且安排在基本上在所述线圈下面的位置。
根据如上所述的模块，和根据本发明的第三多层电路板的情况相同，形成滤波器的线圈和电容相互接近安排，从而得到的LD模块呈现高性能和优秀的EMC对抗。
在本发明的第六LD模块中，LD模块多层电路板在第四或第五模块中包括延伸通过该LD模块多层电路板的散热通路孔，其形成在安装所述光发射/接收单元部件的区域中，用于将所述半导体激光二极管产生的热量扩散至安装光发射/接收单元的电路板表面的所述电路板的相对的表面侧。
因此，如上所述的第六模块可以提高LD模块的散热能力，其与第四多层电路板相似。散热通路可以是填充导热材料(例如导电浆)的电镀通孔或填充通路。
本发明的第七LD模块还包括软性印刷电路板的连接图案，其中所述光发射/接收单元部件安装在所述多层电路板的一个表面上，以及所述软性印刷电路板的连接图案设置在所述多层电路板的另一个表面上。
在在本发明的第八LD模块中，其中所述软性印刷电路板的连接图案沿所述多层电路板的边缘排列形成，从而使得连接软性印刷电路板至LD模块的操作变得便利。
本发明的第九LD模块包括在第八模块中延伸通过所述多层电路板的散热通路孔，其形成在安装所述光发射/接收单元部件的区域中，用于将所述半导体激光二极管产生的热量扩散至安装光发射/接收单元的电路板表面的所述电路板的相对表面侧，所述软性印刷电路板的连接图案安排在形成所述散热通路孔的区域的两侧。
在本发明的第十LD模块中，半导体激光二极管为单模半导体激光二极管，所述模块还包括集成于其中的高频叠加电路，该高频叠加电路用于将高频电流叠加在驱动所述单模半导体激光二极管的电流上，所述光发射/接收单元部件安装在所述多层电路板的一个表面上，以及包含在所述高频叠加电路中的半导体有源元件安装在所述多层电路板的另一表面上。
本发明的第十一LD模块还包括设置在第十LD模块中的所述光发射/接收单元部件和所述半导体有源元件之间的参考电势层，本发明的第十二LD模块包括两个或多个的参考电势层。
因此，以本发明的第九和第十电路板相似的方式，这些模块可以防止LD不受与包括在高频叠加电路的振荡电路中的半导体有源元件耦合的电磁的负面影响。
本发明的第十三LD模块进一步包括在根据本发明的任一个模块中集成于其中的IC，该IC能控制从所述光发射/接收单元部件输出的再生信号，或输出至/输入自所述光发射/接收单元部件的再生信号和记录信号。
根据第十三模块，当该控制IC还安装在多层电路板上时，该多层电路板例如已安装光发射/接收单元部件，在光发射/接收单元部件和控制IC之间不需要通过软性印刷电路板等的连接，从而得到的光学拾取头可以减少尺寸，如第一至第三模块的情况。
在第十三模块中，当为软性印刷电路板提供的连接图案时，优选地光发射/接收单元部件和控制IC安装在多层电路板的一个表面上，而软性印刷电路板的连接图案设置在多层电路板的另一表面。如第七模块中的情况一样，这便利了连接软性印刷电路板的操作且防止在软性印刷电路板连接步骤期间控制IC的连接引线的意外断开。
当控制IC电处理和控制再生信号(当与仅再生的光盘驱动设备相关时)或再生信号和记录信号(当与能够记录和再生信号的光盘驱动设备相关时)，控制IC不特别限制其中包括的功能(特定电路)。例如，控制IC可以包括高频叠加电路，用于跟踪的伺服信号处理电路，A/D转换电路，D/A转换电路，信号放大电路等。
根据本发明的多层电路板和LD模块可以用来作为在光盘驱动设备(包括可以记录和再生并形成多种类型的记录介质的组合驱动装置，DVD多驱动装置等)中使用的光学拾取头的LD模块，以及作为形成该模块的一部分的电路板，该光盘驱动设备使用各种光盘作为记录介质，该光盘包括DVD(DVD-ROM，DVD-RAM，DVD-R，DVD-RW等)，CD(CD-ROM，CD-R，CD-RW等)，MD(迷你光盘)，MO(磁光盘)，视频光盘，光学PCM音频盘等。
根据本发明，可以提供高性能的光学拾取头，其尺寸较小，制造成本较低，以及减少了有害的辐射。本发明的其它目的，特征和优点从下面参照附图对本发明的实施例的描述中变得明显，在附图中相同的9标记表示相同或相应的部分。
图1是表示根据本发明的第一实施例的LD模块的方框图；图2是表示根据本发明的第一实施例的LD模块的电路图；图3是表示根据本发明的第一实施例方式的LD模块的平面图；图4是表示根据本发明的第一实施例的LD模块的侧视图；图5是表示根据本发明的第一实施例的LD模块的底视图；图6A至6T分别是表示形成第一实施例的LD模块的多层电路板的第一至第二十层的透视图；图7是表示根据本发明的第二实施例的LD模块的方框图；图8是表示根据本发明的第二实施例的LD模块的电路图；图9是表示根据本发明的第二实施例的LD模块的平面图；图10是表示根据本发明的第二实施例的LD模块的侧视图；图11是表示根据本发明的第二实施例的LD模块的底视图；图12是表示根据本发明的第三实施例的LD模块的平面图；图13是表示根据本发明的第三实施例的LD模块的侧视图；图14是表示根据本发明的第三实施例的LD模块的底视图；图15是表示根据本发明的第四实施例的LD模块的方框图；图16是表示根据本发明的第四实施例的LD模块的平面图；图17是表示根据本发明的第四实施例的LD模块的侧视图；
图18是表示根据本发明的第四实施例的LD模块的底视图。
具体实施例方式根据本发明第一实施例的LD模块将参照图1至6T进行描述。
如图1和2所示，该LD模块11包括全息激光器装置15(光发射/接收单元部件)；用于叠加高频电流至包含在全息激光器装置15中的LD 15a的驱动电流上的高频叠加电路14；用于减少从高频叠加电路14产生的电磁噪声的抗EMC电路13；和用于保护全息激光器装置15(LD 15a)不受静电放电损害(由静电放电(ESD)引起的损害)和由冲击电流引起的损害的LD保护电路16。这些部件15，14，13，16安装在多层电路板上(从图3上看)，以集成在模块中。这些部件和电路元件安装在电路板(在图3中指定的标记21)上，这是基于本发明实施的，用于集成在LD模块中。
全息激光器装置15包括单模LD 15a，光接收元件(未示出)，和全息元件(未示出)。从LD 15a发射的激光通过全息元件到达光盘。已到达光盘的激光被反射且被全息元件折射至光接收元件，从而读出记录在光盘上的信息。
该全息激光器装置15连接至信号线，通过该信号线记录/再生的信号提供/读取给/来自自全息激光器装置15；和用于保护LD 15a不受静电放电损害(由静电放电(ESD)引起的损害)和由冲击电流引起的损害的LD保护电路(部件)16。该信号线可以由软性印刷电路板(以下叫做“EPC”)。其中使用的LD保护电路(部件)16例如可以是可变电阻器。
LD模块11还包括一组外部连接端子12，这些端子包括提供驱动电流给LD 15a的电源输入端子12b，接地端子12c，和耦合至监视和控制LD 15a的输出的光电检测器(PD)的输出端子12a。
高频叠加电路14还连接至全息激光器装置15，而抗EMC电路13分别插在高频叠加电路14和外部连接端子12之间(电源输入端子12b，接地端子12c)以及外部连接端子(输出端子12a)和全息激光器装置15之间。高频叠加电路14包括振荡器电路和匹配电路和由三极管Q1，线圈L3，电容C2-C6，电阻R1，R2组成的匹配电路。抗EMC电路13由连接在电源输入端子12b与高频叠加电路14之间的线圈L2，电容C1和连接在输出端子12a与全息激光器元件15之间的线圈L1和电容C7组成。应当注意包含在抗EMC电路13中的电容C1还起着使得振荡器电路稳定工作的电源稳定电容的作用。
在构成高频叠加电路14和抗EMC电路13的无源元件中，电容C1，C2，C3，C4，C5，C6和线圈L3内置于多层电路板21，这将参照图6A至6T在后面描述，然而电容C7和线圈L1，L2是使用分离部件安装在多层电路板21的表面上。
图3至5表示LD模块11的外观，其中图3表示多层电路板21的一个表面(为了便于描述指定为上表面)；图4表示多层电路板21的侧表面；图5表示多层电路板21的另一表面(为了便于描述指定为下表面)。如这些图所示，以平面图显示的、基本上为矩形的多层电路板21具有全息激光器装置15，形成抗EMC电路13的一部分的一些无源元件，和表面安装在其上表面上的LD保护电路或部件16。
全息激光器装置15设置在多层电路板21的纵向方向21上基本上在该多层电路板21的中心，且与阵列形成在两端区域(因此为多层电路板21的两个纵向端区域)上、用于通过引线连接(连接引线没有显示。同样的情况适用于下面的描述)安装全息激光器装置15的导体图案22一起形成。同样，多个散热通路23提供在全息激光器装置下面的多层电路板21的区域中，用于将LD 15a产生的热量扩散至多层电路板21的下表面(参见图6c至6s)。
这些散热通路23基本上垂直地通过多层电路板21，直接从在全息激光器装置15的安装区域中的多层电路板21的上表面上形成的散热导体图案24延伸至在多层电路板21的下表面上形成的吸热连接图案25(将在下面描述)，且连接至吸热连接图案25，从而热量可以传导给它。如之前描述的，散热通路23可以通过例如使用导电树脂浆填充电镀通孔或者通过在圆柱形状中沉积电镀金属填满通路来以电镀金属填充通孔来形成。
另一方面，多层电路板21在其下表面上表面安装包含在高频叠加电路14中的三极管Q1和电阻R1，R2。相应于全息激光器装置15安装的位置，吸热连接图案25基本上形成在纵向方向上的多层电路板21的中心。前述的散热通路23与吸热连接图案25相连，从而LD 15a产生的热量通过最短的距离基本上直接地传送至多层电路板21的下表面，且通过吸热连接图案25有效地扩散至外部。
关于多层电路板21的纵向方向，导体图案26在吸热连接图案25(形成散热通路23的区域)的两侧(纵向方向的多层电路板21的两端区域)沿着电路板21的边缘(较短侧)安排形成，每侧皆用于连接软性印刷电路板(FPC)。这样安排在电路板21的端区域的图案26可以有利于FPC连接至LD模块11。从减少电路板21的尺寸的观点来说，形成FPC连接图案26的一部分的端子优选地在电路板21的左侧和右侧为相同或基本相同的数目。
图6A至6T是表示从上往下看的各个层的图，在下面的描述中，这些层以从电路板上表面至下表面的顺序叫做“第一层”至“第二十层”。类似图6A至6S，图6T依次表示从上往下看的电路板中的配线层，从而以透视形式显示电路板的最低层(第二十层)。
如这些图所示的，该多层电路板是由二十个配线层组成的低温共烧陶瓷多层电路板，包括电路板的上下表面，其中第一层(电路板的上表面)21a装有在电路板21的中心周围的、用于安装全息激光器装置15的全息激光器装置安装区域31。全息激光器装置安装区域31由导体图案24形成，该导体图案24连接至散热通路23，它延伸通过电路板21到电路板的下表面上的吸热连接图案25。而且，第一层21a装有连接焊片32a-32e，用于连接图3所示的各个表面安装部分13，16。在这些连接焊片中，位于电路板21角部的连接焊片32e提供用于安装形成抗EMC电路13的一部分的线圈L2。
另一方面，形成抗EMC电路13的一部分的电容C1由设置在第四层21d上的导体图案和设置在第三层21c和第五层21e上的接地图案形成。
在此，选择形成电容C1的位置基本上位于线圈L2(用于线圈L2的连接焊片32e)的下面，该电容C1表面安装在电路板的上表面(第一层)21a上，且尽可能选择安装线圈L2的位置。如果抗EMC电路13包括相互间隔很开的线圈L2和电容C1，寄生电抗增加而降低了由线圈L2和电容C1形成的滤波器的性能。如在本实施例中线圈L2越接近电容C1放置，在线圈L2和电容之间需要较短的接线，从而使得可以减少寄生电抗，使滤波器的谐振频率移至较高侧，且形成滤波器的更低陷波以进一步减少噪声。
应当注意上面使用的(同样在权利要求中使用的)“基本上在下面的位置”不仅指严格垂直地在下方(下面)的位置，而且指在水平方向稍微移位的位置。这是因为可以实现将线圈L2和电容C1较靠近的目的。同样，因为类似的原因，对于垂直方向，电容C1不需要直接形成在较低层，但是可以形成在远离两层或多层的层上。
形成高频叠加电路14的一部分的电容C2由设置在第十三层21m至第十八层21r上的导体图案形成；而电容C3分别由设置在第九层21i和第十一层21k上的接地图案以及设置在第十层21j和第十二层21l导体图案形成。类似的，包含在高频叠加电路14中的电容C4由第九层21i上的接地图案和第十层21j上的导体图案形成；电容C5由设置在第十层21j至第十三层21m上的各个导体图案形成；而电容C6由设置在第五层21e至第九层21i上的导体图案和接地图案形成。此外，包含在高频叠加电路14中的线圈L3由设置在第十五层21o至第十八层21r上的环状导体图案形成。
电路板的最底层(第二十层)21t装有用于表面安装包含在高频叠加电路14中三极管Q1和电阻R1，R2的连接焊片33a，33b，33c，以及吸热连接图案25和FPC连接图案26。
导体图案和各个层上的连接焊片之间的连接例如可以通过电镀通孔进行。另一方面，FPC连接图案26，用于表面安装部分的连接焊片32，33和诸如在电路板中的各个导体图案可以例如利用涉及在电路板上印刷导电浆的厚膜方法或者诸如溅射的薄膜方法形成。
多层电路板21例如可以是陶瓷多层电路板，或在绝缘层中使用氧化铝和玻璃成分的低温共烧陶瓷多层电路板，或使用树脂材料用作绝缘基材的有机多层电路板，或由树脂材料和无机材料的混合物制成的复合材料板。
在前述的图2的电路中，高频叠加电流通过匹配元件C4-C6从在高频叠加电路中的Q1，C2，L3等构成的振荡器电路提供给LD 15a，且通过返回路径(地)返回到振荡器电路。作为天线的高频电流的环路引起有害的辐射，高频电流从振荡器电路输出且返回。有害的辐射怎样产生主要取决于环路的阻抗和长度，且有害的辐射特别地与长度成比例增加，虽然波长同样与其相关。而且，高频电流也从连接LD 15a和高频叠加电路14的其它线路中泄露，导致有害辐射的发生。此外，通常使用的LD是封装的，啊这种情况下封装的接线(端子等)同样起着天线的作用，从而对有害辐射产生相反效果。
另一方面，依照前述实施例的模块，高频叠加电路14安装在电路板的表面或电路板内，包括外部部件的LD 15a直接安装在电路板上，用于集成在模块中，从而使得可以减少高频电流的环路的长度和形状以及高频电流泄露的路径(即，作为天线的部分)。因此，第一实施例的LD模块可以减少有害的辐射，不需要诸如提供屏蔽盒的防止辐射的对抗措施，从而也减少了光学拾取头的尺寸和成本。
根据本发明第二实施例的LD模块将参照图7至11进行描述。
如图7和8所示，这个LD模块41包括类似于根据第一实施例的模块的全息激光器装置(光发射/接收单元部件)15，LD保护电路16和抗EMC电路13，而且还包括安装在多层电路板45上的控制IC 42，用于控制提供给全息激光器装置15/从全息激光器装置15读取的记录/再生信号，用于集成在模块中。同样，高频叠加电路包含在控制IC 42中。
如图9所示，全息激光器装置15和控制IC 42通过引线连接安装在多层电路板45的上表面。如图11中的标记46所表示的，构成LD保护电路16和抗EMC电路13的分离部件和控制IC 42的外围部件表面安装在多层电路板45的下表面上。吸热连接图案25形成在电路板45的一端区域中，与全息激光器装置15在电路板上表面安装的位置对准。而且，FPC连接图案沿着除了形成吸热连接图案25的一端区域之外的电路板的剩余的周边区域的电路板45的三侧形成，且FPC47连接至该连接图案。
此外，根据本发明第三实施例的LD模块将参照图12至14进行描述。
如这些图所示，类似于根据第二实施例的模块，这个模块51集成地包括在模块中的全息激光器装置15，LD保护电路，抗EMC电路和控制IC 42以及其外围部分，但是使用双面FPC 53作为连接该模块的信号线。
如图12所示，该全息激光器装置15和控制IC 42是表面安装在多层电路板52的上表面，而IC 42的外围部件，构成LD保护电路的元件和构成抗EMC电路的元件也是分别表面安装在该多层电路板52的上表面上，如图12的标记55所示。而且，以类似于第一实施例的方式，抗EMC电路的一些元件(例如电容)结合在多层电路板52中。另一方面，用于连接FPC53的FPC连接图案54以图14所示的矩阵排列方式形成在该多层电路板52的下表面上。同样，吸热连接图案25以类似于第二实施例的模块的方式形成在电路板的一端区域，该端区域相对于形成FPC连接图案的电路板的另一端区域。
根据本发明第四实施例的LD模块将参照图15至18进行描述。
如图15所示，以类似于根据第一实施例的模块的方式，这个模块61包括安装在多层电路板63上用于集成在模块中的全息激光器装置62和LD保护电路16，但使用不需要高频叠加电路的LD(例如多模LD)。因此，模块61不包括高频叠加电路或抗EMC电路。
如图16所示，全息激光器装置62和LD保护电路16是表面安装在多层电路板63的上表面上。吸热连接图案25形成在多层电路板63的下表面上，在背面的相同的位置上与安装的全息激光器62位置对准。同样，导体图案形成在电路板的下表面的一端区域中，用于连接FPC65。
本领域的技术人员还可以理解上述描述是根据本发明的实施例进行的，且在不脱离本发明的精神和权利要求的范围内可以对本发明作出各种更改和改变。
权利要求
1.一种激光二极管模块多层电路板，包括光发射/接收单元安装区域，用于在其上安装光发射/接收单元部件，该光发射/接收单元部件包括用于产生照射存储介质的光的半导体激光二极管和用于接收来自该存储介质的反射光的光接收元件；和激光二极管保护部件安装区域，用于在其上安装激光二极管保护部件，该激光二极管保护部件用于保护所述半导体激光二极管不受电损害。
2.根据权利要求1所述的激光二极管模块多层电路板，其中所述电路板包括高频叠加电路的至少一些电路元件和抗EMC电路的至少一些电路元件，该高频叠加电路用于将高频电流叠加在驱动所述半导体激光二极管的电流上，该抗EMC电路用于减少由所述高频叠加电路产生的电磁噪声。
3.根据权利要求2所述的激光二极管模块多层电路板，进一步包括线圈安装区域，用于在其上安装形成所述抗EMC电路的一部分的线圈，其中所述抗EMC电路包括结合在所述电路板中的电容，和所述电容安排在基本上为所述线圈安装区域下面的位置。
4.根据权利要求1所述的激光二极管模块多层电路板，进一步包括延伸通过所述激光二极管模块多层电路板的散热通路孔，该散热通路孔形成在安装所述光发射/接收单元部件的区域中，用于将所述半导体激光二极管产生的热量扩散至与光发射/接收单元安装区域限定的电路板表面的所述电路板的相对的表面侧。
5.根据权利要求1所述的激光二极管模块多层电路板，进一步包括软性印刷电路板的连接图案，其中所述光发射/接收单元安装区域限定在所述激光二极管模块多层电路板的一个表面上，以及所述软性印刷电路板的连接图案限定在所述激光二极管模块多层电路板的另一个表面上。
6.根据权利要求5所述的激光二极管模块多层电路板，其中所述软性印刷电路板的连接图案沿所述激光二极管模块多层电路板的边缘排列形成。
7.根据权利要求6所述的激光二极管模块多层电路板，进一步包括延伸通过所述激光二极管模块多层电路板的散热通路孔，该散热通路孔形成在安装所述光发射/接收单元部件的区域中，用于将所述半导体激光二极管产生的热量扩散至与光发射/接收单元安装区域限定的电路板表面的所述电路板的相对的表面侧，其中所述软性印刷电路板的连接图案设置在形成所述散热通路孔的区域的一侧或两侧。
8.根据权利要求1所述的激光二极管模块多层电路板，进一步包括有源元件安装区域，用于在其上安装半导体有源元件，该半导体有源元件形成将高频电流叠加在驱动所述半导体激光二极管的电流上的高频叠加电路的一部分，其中所述光发射/接收单元安装区域限定在所述激光二极管模块多层电路板的一个表面上，以及所述有源元件安装区域限定在所述激光二极管模块多层电路板的另一个表面上。
9.根据权利要求8所述的激光二极管模块多层电路板，进一步包括设置在所述光发射/接收单元安装区域和所述有源元件安装区域之间的参考电势层。
10.根据权利要求9所述的激光二极管模块多层电路板，其中所述电路板包括两个或多个参考电势层。
11.一种激光二极管模块，包括光发射/接收单元部件，包括用于产生照射存储介质的光的半导体激光二极管和用于接收来自该存储介质的反射光的光接收元件；和激光二极管保护部件，用于保护半导体激光二极管不受电损害，所述光发射/接收单元部件和所述激光二极管保护部件集成在单个模块中。
12.根据权利要求11所述的激光二极管模块，其中所述半导体激光二极管为单模半导体激光二极管，以及所述模块进一步包括集成于其中的高频叠加电路，该高频叠加电路用于将高频电流叠加在驱动所述单模半导体激光二极管的电流上。
13.根据权利要求12所述的激光二极管模块，进一步包括集成于其中的抗EMC电路，该抗EMC电路用于减少由所述高频叠加电路产生的电磁噪声。
14.根据权利要求13所述的激光二极管模块，其中所述光发射/接收单元部件安装在多层电路板的表面上，和构成所述高频叠加电路和所述抗EMC电路的一个或二者的至少一个电路元件集成在所述多层电路板中。
15.根据权利要求13所述的激光二极管模块，其中所述光发射/接收单元部件安装在多层电路板的表面上；所述抗EMC电路包括线圈和电容；所述线圈安装在所述多层电路板的该表面上；和所述电容结合在所述多层电路板中且安排在基本上在所述线圈下面的位置。
16.根据权利要求14所述的激光二极管模块，其中所述激光二极管模块多层电路板包括延伸通过该激光二极管模块多层电路板并形成在所述光发射/接收单元部件安装的区域中的散热通路孔，用于将所述半导体激光二极管产生的热量扩散至与安装光发射/接收单元的电路板表面的所述电路板的相对的表面侧。
17.根据权利要求14所述的激光二极管模块，进一步包括软性印刷电路板的连接图案，其中所述光发射/接收单元部件安装在所述多层电路板的一个表面上，以及所述软性印刷电路板的连接图案设置在所述多层电路板的另一个表面上。
18.根据权利要求17所述的激光二极管模块，其中所述软性印刷电路板的连接图案沿所述多层电路板的边缘排列形成。
19.根据权利要求18所述的激光二极管模块，其中所述激光二极管模块多层电路板包括延伸通过所述多层电路板的散热通路孔，该散热通路孔形成在安装所述光发射/接收单元部件的区域中，用于将所述半导体激光二极管产生的热量扩散至与安装光发射/接收单元的电路板表面的所述电路板的相对的表面侧，和所述软性印刷电路板的连接图案安排在形成所述散热通路孔的区域的一侧或两侧。
20.根据权利要求14所述的激光二极管模块，其中所述半导体激光二极管为单模半导体激光二极管；所述模块进一步包括集成于其中的高频叠加电路，该高频叠加电路用于将高频电流叠加在驱动所述单模半导体激光二极管的电流上；所述光发射/接收单元部件安装在所述多层电路板的一个表面上；以及包含在所述高频叠加电路中的半导体有源元件安装在所述多层电路板的另一表面上。
21.根据权利要求20所述的激光二极管模块，进一步包括设置在所述光发射/接收单元部件和所述半导体有源元件之间的参考电势层。
22.根据权利要求21所述的激光二极管模块，其中所述模块包括两个或多个的所述参考电势层。
23.根据权利要求11所述的激光二极管模块，进一步包括集成于其中的IC，该IC能控制从所述光发射/接收单元部件输出的再生信号，或输出至/输入自所述光发射/接收单元部件的再生信号和记录信号。
全文摘要
包括激光二极管(LD)和光接收元件的光发射/接收单元以及用于保护LD不受电损害的LD保护部件安装在多层电路板上，用于集成在单个模块中。在LD驱动信号上叠加高频电流的高频叠加电路和用于减少由该电路产生的电磁噪声的抗EMC电路可以包括在该模块中，其中构成这些电路的至少一些元件可以结合在该电路板中。在该结构中，为了减少包括在抗EMC电路中的线圈和电容之间的距离，电容安排在电路板中基本上在电路板表面上安装的线圈下面的位置。
文档编号H01S5/00GK1750143SQ200510093400
公开日2006年3月22日 申请日期2005年8月23日 优先权日2004年8月24日
发明者田中宏志 申请人:Tdk株式会社