CN101854776B - 布线结构及光盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种布线结构及光盘装置。在框体内重合设置信号电流布线和返回电流布线的布线结构中，可减小信号电流布线内的信号损失。信号电流布线(10a，10b)使信号电流从第一电路块(100)流到第二电路块(200)。返回电流布线(20a)使返回电流从第二电路块(200)流到第一电路块(100)。在框体(300)的第二布线侧的面和信号电流布线(10a，10b)之间，在宽度方向上错位重合信号电流布线(10a，10b)及返回电流布线(20a)，使得以不夹持返回电流布线(20a)的方式形成信号电流布线(10a，10b)和框体(300)的第二布线侧的面相对的区域。

Description

布线结构及光盘装置

技术领域

本发明涉及一种电路块之间的布线结构以及使用该布线结构的光盘装置。

背景技术

通常，在传输信号的电路块之间，除了设置用于导通信号电流的布线(以下称为信号电流布线)外，还靠近该信号电流布线设置用于导通返回电流的布线(以下称为返回电流布线)。靠近信号电流布线设置返回电流布线的目的在于，使电流形成回路的区域的面积减小，抑制成为噪声的电磁波的辐射。

在不断推进电子产品的高性能化、小型化过程中，使用一种在电子产品的框体内缩小分配给电路块间的布线的空间而将返回电流布线与信号电流布线重合安装的方法。

专利文献1：JP特开2005-51161号公报

如果将框体薄型化，则会缩短设置在框体内的信号电流布线与该框体的上面及底面之间的距离。如果该距离变短，则在信号电流布线与框体的上面及底面之间产生的寄生电容变大。特别是，在必须扩展信号电流布线的宽度的应用中该寄生电容会进一步变大。这是因为电容与电极间的距离成反比，与电极的面积成正比。如果上述寄生电容变大，则信号电流布线内的信号损失就会变大。

发明内容

本发明是鉴于这种状况而提出的，其目的在于，提供一种在框体内重合设置信号电流布线和返回电流布线的布线结构中能够减少信号电流布线内的信号损失的技术。

为了解决上述课题，本发明的一实施方式的布线结构，包括：用于使信号电流从第一电路块流到第二电路块的第一布线以及在与第一布线不同的层上设置且用于使返回电流从第二电路块流到第一电路块的第二布线。在框体内隔着规定的间隔配置第一布线及第二布线，在框体的第二布线侧的面和第一布线之间，以不夹持第二布线的方式形成有第一布线和第二布线侧的面相对的区域。

本发明的另一实施方式提供一种光盘装置。该装置包括：对光盘照射激光的发光单元、驱动发光单元的驱动单元、用于使驱动信号电流从驱动单元流到发光单元的第一布线，以及在与第一布线不同的层上设置且用于使返回电流从发光单元流到驱动单元的第二布线。在框体内隔着规定的间隔配置第一布线及第二布线，在框体的第二布线侧的面和第一布线之间，以不夹持第二布线的方式形成有第一布线和第二布线侧的面相对的区域。

另外，将在方法、装置、***等之间转换本发明的表现方式以及以上构成要素的任意组合的方式作为本发明的方式也是有效的。

根据本发明，在框体内重合设置信号电流布线和返回电流布线的布线结构中，能够减少信号电流布线内的信号损失。

附图说明

图1(A)和(B)是表示容纳用于与实施方式做比较的第一电路块及第二电路块的框体的图；

图2(A)和(B)是表示容纳实施方式的第一电路块及第二电路块的框体的图；

图3(A)和(B)是用于说明由图1和图2所示的布线结构产生的寄生电容的示意图；

图4是表示模拟实施方式的布线结构的偏移量(ォフセット)和信号损失之间关系时的设定条件的图；

图5是表示模拟实施方式的布线结构的偏移量和信号损失之间关系的结果的图；

图6是用于说明实施方式的框体的第一面、信号电流布线、返回电流布线及框体的第二面之间的距离关系的示意图；

图7是表示应用例的光盘装置结构的方框图；

图8是用于说明在第一变化例的布线结构中产生的寄生电容的示意图；

图9是用于说明在第二变化例的布线结构中产生的寄生电容的示意图；

图10是用于说明在第三变化例的布线结构中产生的寄生电容的示意图；

图11是用于说明在第四变化例的布线结构中产生的寄生电容的示意图。

附图标记说明

10信号电流布线基板，10a第一信号电流布线，10b第二信号电流布线，10c绝缘体，20返回电流布线基板，20a返回电流布线，20b绝缘体，100第一电路块，100a驱动单元，200第二电路块，200a发光单元，250受光单元，300框体，300a第一面，300b第二面，400光盘装置，410光拾取单元，420控制单元，450光盘

具体实施方式

下面，将参照附图说明本发明的实施方式。在所有附图中，对同样的构成要素赋予相同的附图标记，并适当省略说明。

比较例

图1是表示容纳用于与实施方式做比较的第一电路块100及第二电路块200的框体300的图。在此，第一电路块100可以是驱动电路，第二电路块200可以是由该驱动电路驱动的负载电路。下面，说明第一电路块100为激光二极管驱动器、第二电路块200为激光二极管的例子。在本说明书中，以用能够成为金属等导体的原材料形成框体300为前提。

图1(A)是从上面看框体300内部的图。在第一电路块100和第二电路块200之间，设置有信号电流布线基板10及返回电流布线基板20。信号电流布线基板10及返回电流布线基板20也可以采用柔性印刷基板。

信号电流布线基板10是电连接第一电路块100的第一连接器110和第二电路块200的第一连接器210，以及电连接第一电路块100的第二连接器111和第二电路块200的第二连接器211的布线基板。返回电流布线基板20是电连接第一电路块100的第三连接器120和第二电路块200的第三连接器220的布线基板。在路径中途隔着规定的间隙重合设置信号电流布线基板10和返回电流布线基板20。

图1(B)是表示沿图1(A)的A-A′线的框体300的剖面图。信号电流布线基板10包含第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b。在信号电流布线基板10内，在宽度方向上(图中左右方向)隔着规定的间隔D1配置第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b。第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b由聚酰亚胺膜等绝缘体(电介质)10c覆盖而加以绝缘。

第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b是用于使信号电流从第一电路块100流到第二电路块200的布线。如果上述激光二极管是可照射CD、DVD的二波长的激光的类型，则第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b传输如下所示的信号。即，第一信号电流布线10a将用于对CD的表面照射CD读取用或写入用的激光的信号(以下称为CD用信号)从上述激光二极管驱动器传输给上述激光二极管，第二信号电流布线10b将用于对DVD的表面照射DVD读取用或写入用的激光的信号(以下称为DVD用信号)从上述激光二极管驱动器传输给上述激光二极管。

如果上述激光二极管是可照射CD、DVD、BD的三波长的类型，则在信号电流布线基板10内与第一信号电流布线及第二信号电流布线一同还可以含有传输用于对BD的表面照射BD读取用或写入用的激光的信号的第三信号电流布线。

返回电流布线基板20含有返回电流布线20a。返回电流布线20a由聚酰亚胺膜等绝缘体20b覆盖而加以保护。返回电流布线20a是用于使返回电流从第二电路块200流到第一电路块100的布线。

有必要将返回电流布线20a的布线宽设计成与流到第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b的最大电流量对应的布线宽度以上。在第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b中不可能同时流过电流的应用中，有必要设计成在分别流到第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b的最大电流量中与大的最大电流量对应的布线宽度以上。在此，像微波传输带状线那样，将返回电流布线基板20设计成相对于信号电流布线基板10接地。

如此，在框体300内隔着规定的间隔D2(对应于图4的距离L5)重合配置第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b和返回电流布线20a。通过这样重合布线，能够缩小在框体300内设置于电路块间的布线的空间。此外，通过重合布线，能够使第一信号电流布线10a、第二信号电流布线10b及返回电流布线20a的阻抗稳定。

实施例

图2是表示容纳实施方式的第一电路块100及第二电路块200的框体300的图。图2(A)是从上面看框体300内部的图，图2(B)是表示沿图2(A)的A-A′线的框体300的剖面图。

在图2中，在框体300的第二面(本说明书的说明中为底面)300b和第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b之间，在宽度方向上(图中左右方向)错位重合第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b和返回电流布线20a，以不夹持返回电流布线20a而形成第二信号电流布线10b和框体300的第二面300b相对的区域(另外，第一信号电流布线10a夹持返回电流布线20a与框体300的第二面300a相对)，。下面，在本说明书中将该错位称为偏移量ofs。在图2中，返回电流布线基板20相对信号电流布线基板10向左错位而重合。在图中，两根的第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b在宽度方向上隔着规定间隔D1而配置，而且，两根的第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b和返回电流布线20a隔着规定间隔D2而配置。

图3是用于说明在图1和图2所示的布线结构中产生的寄生电容的示意图。通常，电容C用下述公式1定义。

C＝εS/d  ...(公式1)

其中，ε表示电极间的绝缘物的介电常数，S表示电极的面积，d表示电极间的距离。

图3(A)示出在图1所示的布线结构中产生的寄生电容器。在框体300的第一面300a(在本说明书的说明中为上面)和第一信号电流布线10a之间产生第一寄生电容C1。在框体300的第一面300a和第二信号电流布线10b之间产生第二寄生电容C2。在第一信号电流布线10a和返回电流布线20a之间产生第三寄生电容C3。在第二信号电流布线10b和返回电流布线20a之间产生第四寄生电容C4。在返回电流布线20a和框体300的第二面300b之间产生第五寄生电容C5。

框体300的第一面300a及第二面300b的电位基本上是接地电位。由于返回电流布线20a的电位基本上也是接地电位，所以第五寄生电容C5对流过其它电流布线10a、10b的信号电流影响小。第一信号电流布线10a或第二信号电流布线10b成为一个电极的第一～第四寄生电容C1～C4对流过第一信号电流布线10a或第二信号电流布线10b的信号电流产生的影响大。

参照上述公式1，若要降低第一～第四寄生电容C1～C4，就必须降低电极间到绝缘物的介电常数或减小电极的面积或加长电极间的距离。以下，以框体300的第一面300a和第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b之间的介电常数，第一信号电流布线10a、第二信号电流布线10b及返回电流布线20a的布线宽度，以及框体300的第一面300a和第二面300b的距离为前提进行说明。

图3(B)示出在图2所示的布线结构中产生的寄生电容器。图3(B)的布线结构为，在第二信号电流布线10b和返回电流布线20a之间具有第二信号电流布线10b的布线宽度的二分之一的偏移量ofs。因此，第二信号电流布线10b的下方的电容被分解为第二信号电流布线10b和返回电流布线20a之间的第4-1寄生电容C4a和第二信号电流布线10b和框体300的第二面300b之间的第4-2寄生电容C4b。第4-1寄生电容C4a和第4-2寄生电容C4b的合成电容比图3(A)所示的第四寄生电容C4小。再有，第一～第三寄生电容C1～C3、第五寄生电容C5与图3(A)相同。

如此，即使不变更框体300的第一面300a和第二面300b的距离以及第一信号电流布线10a、第二信号电流布线10b及返回电流布线20a的布线宽度，也能够通过设计上述偏移量ofs来减小寄生电容。如果要增大上述偏移量ofs，则进一步减小寄生电容，但是在宽度方向上增加布线空间。即，上述偏移量ofs和宽度方向的布线空间处于折中的关系。

如本实施方式所示，在宽度方向上设置多个信号电流布线的情况下，优选将多个信号电流布线10a，10b和返回电流布线20a配置为，在多个信号电流布线10a，10b中传输最高速信号的信号电流布线10b的宽度方向的至少一部分区域以不夹持返回电流布线20a的方式与框体300的第二面300b相对。由此，能够减小在最容易受到因寄生电容引起的信号损失的影响的信号电流布线中产生的寄生电容。

在此，由于由第一信号电流布线10a传输的信号是上述CD用信号，由第二电流布线10b传输的信号是上述DVD用信号，所以后者是高速的信号。因此，在第二信号电流布线10b和返回电流布线20a之间设置上述偏移量ofs。

图4是表示模拟实施方式的布线结构的偏移量和信号损失的关系时的设定条件的图。在此，在第一信号电流布线10a、第二信号电流布线10b及返回电流布线20a中使用铜线，用聚酰亚胺膜覆盖第一信号电流布线10a、第二信号电流布线10b及返回电流布线20a，形成布线基板15。

框体300的第一面300a和布线基板15之间的距离L1为2.0mm，

布线基板15的厚度L2为0.18mm，

布线基板15和框体300的第二面300b之间的距离L3为2.0mm，

第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b的布线厚度L4为0.02mm，

第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b和返回电流布线20a之间的距离L5为0.1mm，

返回电流布线20a的布线厚度L6为0.02mm，

第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b的布线宽度L7为1.0mm，

返回电流布线20a的布线宽度L8为2.5mm，

第一信号电流布线10a、第二信号电流布线10b及返回电流布线20a的布线长度L9为20mm。

此外，虽然未图示，但第二电路块200的负载为50Ω。

图5是表示模拟实施方式的布线结构的偏移量和信号损失的关系的结果图。在图5所示的曲线图中，以由第二信号电流布线10b传输的信号的频率[GHz]为横轴，以在第二信号电流布线10b中产生的信号损失[dB]为纵轴。

在此，假设了四种第二信号电流布线10b和返回电流布线20a之间的偏移量ofs。即偏移量ofs为零的情形、信号电流布线10b的布线宽度L7的三分之一的情形、其布线宽度L7的二分之一的情形以及与其布线宽度L7相同长度的情形。

在图5中，第一特性线CL1表示偏移量ofs为零的情形的特性，第二特性线CL2表示偏移量ofs为布线宽度L7的三分之一的情形的特性，第三特性线CL3表示偏移量ofs为布线宽度L7的二分之一的情形的特性，第四特性线CL4表示偏移量ofs为与布线宽度L7相同长度的情形的特性。如此可知，随着变为高频，偏移量ofs就会变得越大，信号损失就会下降越多。

图6是用于说明实施方式的框体300的第一面300a、信号电流布线10a，10b、返回电流布线20a及框体300的第二面300b之间的距离关系的示意图。

在框体300内信号电流布线10a，10b及返回电流布线20a也可以配置为，使第一面300a和信号电流布线10a，10b的距离Dc比返回电流布线20a和第二面300b的距离Db长。据此，如图3所示，能够增大对信号损失影响小的第五寄生电容C5，能够减小对信号损失影响大的第一寄生电容C1、第二寄生电容C2。

此外，为了得到与此效果相同的效果，代替此信号电流布线10a，10b及返回电流布线20a的配置，或者除此配置外，也可以将第一面300a和信号电流布线10a，10b之间的介电常数设定得比返回电流布线20a和第二面300b之间的介电常数低。在此，该介电常数也可以是电介质的介电常数和空气的介电常数的合成介电常数。因此，设计者通过调整电介质的选择、电介质的厚度及空间的宽度的至少一个，能够将该介电常数设定为所希望的值。

此外，在框体300内也可以将信号电流布线10a，10b及返回电流布线20a配置为，使第一面300a和信号电流布线10a，10b的距离Dc比信号电流布线10a，10b和返回电流布线20a的距离Da长。据此，能够减少由流到信号电流布线10a，10b及返回电流布线20a的电流形成的电流回路区域的面积，能够抑制不需要的电磁波的辐射。

如以上说明那样根据本发明的实施方式，在框体300内的重合设置信号电流布线10a，10b和返回电流布线20a的布线结构中，通过使信号电流布线10a，10b和返回电流布线20a在宽度方向上错位重合，就能够减小信号电流布线10b内的信号损失。

此外，通过使框体300的第一面300a和信号电流布线10a，10b的距离Dc比返回电流布线20a和框体300的第二面300b的距离Db长，就能够进一步减小信号电流布线10b内的信号损失。

应用例

下面，说明在光盘装置中应用上述实施方式的布线结构的例子。

图7是表示应用例的光盘装置400结构的方框图。光盘装置400包括光拾取单元410及控制单元420。光拾取单元410包括驱动单元100a、发光单元200a及受光单元250。

光拾取单元410从放置在光盘装置400中的光盘450上读取数据，或者将数据写入光盘450。控制单元420控制光盘装置400的整体。例如，向驱动单元100a送出数据读取信号或数据写入信号。

发光单元200a对光盘450照射激光。驱动单元100a驱动发光单元200a。受光单元250接受来自光盘450的反射光。在驱动单元100a和发光单元200a之间的布线中，采用上述实施方式的布线结构。即，设置用于使驱动信号电流从驱动单元100a流到发光单元200a的信号电流布线以及用于使返回电流从发光单元200a流到驱动单元100a的返回电流布线。

发光单元200a内的激光二极管基本上由直流电流来驱动，但是，此直流电流中重叠有用于降低返回光噪声的高频(例如340MHz)电流。此高频电流由正弦波或矩形波给予。返回光噪声是来自光盘450的反射光的一部分返回上述激光二极管的噪声，成为散射该激光二极管的照射光的干涉噪声。通过采用上述实施方式的布线结构，就能够减小从驱动单元100a传输给发光单元200a的该高频电流信号的损失。

上述实施方式的布线结构适于向光拾取单元410的应用。近年来的光拾取器大多为将多个激光二极管(例如CD用、DVD用、BD用)集成而成，因此将多个信号布线易于集中。此外，推进薄型化，趋于缩小布线空间。此外，随着光盘容量的增加，推进激光的高输出化，趋于布线宽度增加。此外，向光盘的存取速度逐步高速化，趋于信号量增加。

这样，近年来的光拾取器趋于使信号电流布线和框体的距离变短，趋于使信号布线的宽度变宽。因此，在信号电流布线和框体之间产生的寄生电容趋于增大。但是，如果采用上述实施方式的布线结构，则不变更信号电流布线和框体的距离以及信布线的宽度，也能够减小上述寄生电容，能够降低信号损失。

本发明不限于上述各实施方式，根据本领域技术人员的知识，还能增加各种设计变更等变形，增加了此种变形的实施方式也包含在本发明的范围内。

第一变化例

图8是用于说明在第一变化例的布线结构中产生的寄生电容的示意图。在第一变化例中，将返回电流布线20a配置在宽度方向上与第一信号电流布线10a一致的位置，使得返回电流布线20a的布线宽度与第一信号电流布线10a及第二信号电流布线10b的布线宽度相对应。由此，能够利用图5所示的第四特性线CL4所描绘的特性。另外，返回电流布线20a的布线宽度有必要满足上述最大电流量的条件。

第二变化例

图9是用于说明在第二变化例的布线结构中产生的寄生电容的示意图。在上述实施方式及第一变化例中，虽然说明了信号电流布线为多个(两根)的例子，但是，即使在信号电流布线10b为一根的情形下也能适用，并得到同样的效应。此外，信号电流布线10b和返回电流布线20a也可以构成差动布线。

第三变化例

图10是用于说明在第三变化例的布线结构中产生的寄生电容的示意图。在上述实施方式及第一、第二变化例中，虽然说明了信号电流布线和返回电流布线层叠为二层的例子，但是，本发明也能够适用于层叠三层以上布线的结构。在图10中示出了第一信号电流布线10a和第二信号电流布线10b配置在不同层的例子。此情况下，通过在宽度方向上(图10中的左方向)使返回电流布线20a偏移，就能够减小第四寄生电容C4。

第四变化例

图11是用于说明在第四变化例的布线结构中产生的寄生电容的示意图。图11的布线结构与图3(B)同样，在第二信号布线10b和返回电流布线20a之间具有偏移量ofs。并且，图11的布线结构为在第一信号布线10a和返回电流布线20a之间也具有偏移量ofs′。这可通过使返回电流布线20a的宽度方向的长度比第一信号布线10a和第二信号电流布线10b的宽度方向的长度与图2的间隔D1的合计值更短来实现。

因此，与图3(B)同样，第二信号电流布线10b的下方的电容被分解为第二信号电流布线10b和返回电流布线20a之间的第4-1寄生电容C4a和第二信号电流布线10b和框体300的第二面300b之间的第4-2寄生电容C4b。并且，第一信号电流布线10a的下方的电容被分解为第一信号电流布线10a和返回电流布线20a之间的第3-1寄生电容C3a和第一信号电流布线10a和框体300的第二面300b之间的第3-2寄生电容C3b。

即，在图3(B)中，第二信号电流布线10b具有与第二面300b相对的部分，第一信号电流布线10a不具有与第二面300b相对的部分。另一方面，在图11中，除第二信号电流布线10b外，第一信号电流布线10a也具有与第二面300b相对的部分。其结果，第3-1寄生电容C3a和第3-2寄生电容C3b的合成电容比图3(B)所示的第三寄生电容C3小。如此，除偏移量ofs外，通过设置偏移量ofs′也能够进一步减小寄生电容。

在上述实施方式中，虽然说明了激光二极管驱动器作为第一电路块100，激光二极管作为第二电路块200的例子，但是第一电路决100及第二电路块200不限于此例子。例如，第一电路块100也可以是DSP(Digital SignalProcessor)，第二电路块200也可以是CMOS图像传感器或CCD传感器。在数字照相机或数字摄像机内能够采用上述布线结构。

Claims (5)

1.一种布线结构，其特征在于，包括：

第一布线，其用于使信号电流从第一电路块流到第二电路块；以及

第二布线，其被设置在与所述第一布线不同的层上，用于使返回电流从所述第二电路块流到所述第一电路块；

在框体内隔着规定的间隔配置所述第一布线及所述第二布线；

在所述框体的第二布线侧的面和所述第一布线之间，以不夹持所述第二布线的方式形成有所述第一布线与所述第二布线侧的面相对的区域。

2.根据权利要求1所述的布线结构，其特征在于，

在所述框体内配置所述第一布线及所述第二布线，使得所述框体的第一布线侧的面和所述第一布线之间的距离比所述第二布线和所述框体的第二布线侧的面之间的距离更长。

3.根据权利要求2所述的布线结构，其特征在于，

将所述框体的第一布线侧的面和所述第一布线之间的介电常数设定为比所述第二布线和所述框体的第二布线侧的面之间的介电常数更低。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的布线结构，其特征在于，

设置多个所述第一布线，

配置所述多个第一布线及所述第二布线，使得在所述多个第一布线中传输最高速信号的第一布线以不夹持所述第二布线的方式与所述第二布线侧的面相对。

5.一种光盘装置，其特征在于，包括：

发光单元，其对光盘照射激光；

驱动单元，其驱动所述发光单元；

第一布线，其用于使驱动信号电流从所述驱动单元流到所述发光单元；以及

第二布线，其被设置在与所述第一布线不同的层上，用于使返回电流从所述发光单元流到所述驱动单元；

在框体内隔着规定的间隔配置所述第一布线及所述第二布线；

在所述框体的第二布线侧的面和所述第一布线之间，以不夹持所述第二布线的方式形成有所述第一布线和所述第二布线侧的面相对的区域。

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