JP3866572B2 - 光ヘッド装置用基板ユニットとその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばデジタルビデオディスク(DVD)あるいはコンパクトディスク(CD)等の光ディスクを駆動するディスクドライブ機器において、情報の記録または再生を担う光ヘッド装置に係り、特にそのレーザーダイオード(以下LDと称する)、フォトダイオード(以下PDと称する)及び偏光素子(以下HOEと称する)等を一体化した、いわゆるインテグレーテッド光学ユニット(以下IOUと称する)に適用して好適する光ヘッド装置用基板ユニットとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、従来より、光ヘッド装置に使用されるLD及びPDは、いずれも、シリコン(Si)基板あるいはガリウム砒素(GaAs)基板上に、半導体の素子パターンを形成するのと同じような製造方法によって作られる。
【0003】
この場合、LDは、それが形成される基板の面と略平行にレーザー光を放射するように構成される。また、PDは、それが形成される基板の面に垂直に入射される光を受光するように構成される。
【0004】
このため、従来の光ヘッド装置において、LDからのレーザー光を光ディスクに照射し、その反射光をPDで受光する構成とするためには、LDとPDとを隣接させて配置し、PDの形成された基板面とLDの形成された基板面とを略直角に設定するという、立体的な構造をとる必要がある。
【0005】
なお、このように、LDとPDとを立体的な位置関係で配置した構造を有する光ヘッド装置の具体的な構成例は、例えば特許文献1等に示されている。
【0006】
ところで、光ディスクに対して信頼性の高い記録や再生を行なうためには、特にトラッキングやフォーカス等の各サーボ系を正確に駆動させることが重要であり、LDとPDとの相互の位置関係を、10μm以下という高い精度で設定する必要がある。
【0007】
また、LDの形成された基板とPDの形成された基板との相互間は、ワイヤーボンディングによって電気的に接続されることになるが、この場合、立体的なワイヤーボンディングを行なうことが必要となる。
【0008】
しかしながら、LDとPDとに対して、このような高い精度で、しかも、立体的な次元で相互間の位置調整やワイヤーボンディング等を行なうことは、その作業が非常に困難で煩雑になり、作業能率が低下するという問題が生じる。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−110796号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、LDとPDとを同一二次元面上に配置可能とすることで、LDとPDとの位置決め作業を容易化するとともに、ワイヤーボンディングの作業性も向上させることを可能とする光ヘッド装置用基板ユニットを提供することを目的とする。
【0011】
また、この発明は、上記のような光ヘッド装置用基板ユニットを、高精度で量産性よく製造することを可能とする光ヘッド装置用基板ユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ヘッド装置用基板ユニットは、取り付けられる面に対して略平行にレーザー光を発する発光素子を取り付けるための発光素子取付面と、この発光素子取付面に取り付けられた発光素子から発せられるレーザー光の光軸の方向を、反射により所定の角度変更するための光反射面と、発光素子取付面と同一二次元平面上に形成され、外部から入射される光を受光する光検出素子を取り付けるための光検出素子取付面とが形成された基板ユニットを具備し;基板ユニットは、第1の部材と第2の部材とを接合させてなり、第1の部材は絶縁部材で金属部材を挟むように形成され;光反射面は、第1の部材の第2の部材との接合面に沿って形成され、第1の部材から露出する金属部材の表面を鏡面加工した上に、金属あるいは金属酸化物による膜を形成するようにしたものである。
【0013】
上記のような構成によれば、発光素子と光検出素子とを同一二次元面上に配置可能とするようにしたので、発光素子と光検出素子との位置決め作業を容易化することができるようになるとともに、ワイヤーボンディングの作業性も向上させることが可能となる。
【0014】
また、この発明に係る光ヘッド装置用基板ユニットの製造方法は、略直方体状に形成された第1の被加工部材の一方の平面に複数の光反射面を形成する第1の工程と、この第1の工程で複数の光反射面が形成された第1の被加工部材の平面に、略直方体状に形成された第2の被加工部材の一方の平面を当て付け、光反射面を除く部分に接着媒体を介在させることによって、第1及び第2の被加工部材同士を結合させた接合ブロックを形成する第2の工程と、この第2の工程で形成された接合ブロックを、それぞれに1つの光反射面が含まれるように、該光反射面に対して所定の角度で切断することにより、複数のブロックに分割する第3の工程と、この第3の工程で得られたブロックを、その切断面を加工の基準面として設置することにより、該ブロックから、光反射面に向けてレーザー光を発する発光素子を取り付けるための発光素子取付面と、この発光素子取付面と同一二次元平面上に形成され、外部から入射される光を受光する光検出素子を取り付けるための光検出素子取付面とを備えた基板ユニットを形成する第4の工程とを有するようにしたものである。
【0015】
上記のような製造方法によれば、複数の光反射面の形成された第1の被加工部材に第2の被加工部材を結合させた接合ブロックを、光反射面に対して所定の角度で切断して複数のブロックに分割し、該ブロックをその切断面を加工の基準面として設置することにより、該ブロックから、発光素子取付面と光検出素子取付面とを備えた基板ユニットを形成するようにしたので、上記した光ヘッド装置用基板ユニットを、高精度で量産性よく製造することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第1の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1A乃至図1Cは、それぞれ、この第1の実施の形態で説明する光ヘッド装置11の基板ユニット12を示している。
【0017】
すなわち、図1Aは、基板ユニット12を正面方向から見た状態を、HOE13、対物レンズ14及び光ディスク15とともに示している。図1Bは、基板ユニット12を上面方向、つまり、光ディスク15に対してレーザー光が出入する方向から見た状態を示している。図1Cは、基板ユニット12を側面方向から見た状態を示している。
【0018】
光ヘッド装置11は、取付基体としての基板ユニット12を有し、この基板ユニット12に発光素子としてのLD16と、光検出素子としてのPD17とが取り付けられている。基板ユニット12は、熱伝導率が高い絶縁物であるセラミック、ガラスあるいはサファイア等の素材で形成された第1の部材18と第2の部材19とから構成されている。
【0019】
第1の部材18は、断面が略直角三角形状に形成され、その斜面18aの中央部から一方の先端部側にかけて、金属あるいは金属酸化物の薄膜によって形成される反射膜面20が設けられている。
【0020】
この反射膜面20は、それを形成するための第1の部材18の表面が、予めラップ、ポリシング等の手段で鏡面加工されており、その鏡面加工面に金属あるいは金属酸化物の薄膜が形成されて構成されるもので、LD16の発光波長を全反射する機能を有する。
【0021】
また、第2の部材19には、その端部に第1の部材18の斜面18aに対応する傾斜を有する斜面19aが形成されている。この第2の部材19の斜面19aが、第1の部材18の斜面18aに、ガラス、銀ろう、半田、有機接着剤等の接着媒体21で接着されることにより、第1の部材18と第2の部材19とが結合される。あるいは、加熱、加圧による拡散接合によって、第1の部材18と第2の部材19とが結合される。
【0022】
このとき、第1の部材18と第2の部材19とは、その底面18b,19bが同じ平面となるように結合されるか、あるいは、結合後に、切断等の加工により、同一平面となるように形成される。
【0023】
第1の部材18の斜面18aには、第2の部材19との結合部端部に沿って溝22が形成され、さらに、この溝22と反対側の反射膜面20の縁にも、溝23が形成されている。このうち、溝22は、第1の部材18と第2の部材19とを接着する際に、接着媒体21が反射膜面20の上に侵入するのを阻止する機能を有する。
【0024】
第2の部材19には、LD取り付け面24が形成され、このLD取り付け面24の表面に、スパッター、蒸着、鍍金等の手段により金(Au)等を素材とする導電膜25が形成される。LD16は、導電膜25上に半田等により貼り付けられる。
【0025】
また、第2の部材19には、LD取り付け面24から突出する突部26が設けられ、この突部26のLD取り付け面24から立ち上がる端面が、LD16を取り付ける際の基準面27となる。さらに、この基準面27に沿って、底面19b方向に溝28が形成されている。
【0026】
第1の部材18の反射膜面20に隣接して、第2の部材19に延びるPD取り付け面29が形成されている。このPD取り付け面29は、LD取り付け面24から底面19b方向に下がった位置に、LD取り付け面24と略平行になるように設けられる。
【0027】
このため、上面方向からLD取り付け面24とPD取り付け面29とを見た場合、2つの面24,29は、同一二次元平面内に存在することになる。
【0028】
ここで、2つの面24,29が同一二次元平面内に存在するとは、面24と面29とが平行ではあるが異なる高さで存在する場合と、面24と面29とが同じ高さで全く同一平面として存在する場合とを含むものとする。
【0029】
PD取り付け面29によって、LD取り付け面24との境界に壁30が形成され、この壁30が、PD17をPD取り付け面29に取り付ける際の基準面となる。さらに、PD取り付け面29には、壁30に沿って底面19b方向に溝31が形成されている。
【0030】
PD17は、再生のみでなく、光ディスク15の記録パターンを正確にトレースするための、いわゆるサーボ信号も読み取る機能を有するため、複数(図示の場合は4つ)の受光部17a乃至17dを備えている。
【0031】
また、このPD17には、各受光部17a乃至17dにそれぞれ対応させて、外部回路と電気的に接続するための端子17e乃至17hが形成されている。
【0032】
LD16及びPD17が取り付けられた基板ユニット12は、図2に示すように、配線基板32上に固定される。この配線基板32には、PD17の各端子17e乃至17hにそれぞれ対応して端子32a乃至32dが設けられるとともに、LD16及び導電膜25にそれぞれ対応して端子32e,32fが設けられている。
【0033】
そして、PD17の各端子17e乃至17hが端子32a乃至32dとそれぞれワイヤーボンディング32gによって接続され、LD16が端子32eとワイヤーボンディング32hによって接続され、導電膜25が端子32fとワイヤーボンディング32iによって接続されている。
【0034】
以上のように構成された光ヘッド装置11では、LD16から照射されたレーザー光が、反射膜面20で全反射されて略直角に光軸が変更された後、HOE13を通って対物レンズ14に入射されることにより、光ディスク15の記録パターン上に集光される。そして、記録パターンで反射されたレーザー光は、対物レンズ14を逆行し、HOE13により偏向されてPD17に受光される。
【0035】
このような光ヘッド装置11によれば、一体的に結合される第1の部材18と第2の部材19とに、LD取り付け面24とPD取り付け面29とを、取り付け時の基準となる面27,30を伴なって同一二次元平面内に形成するようにしたので、LD16とPD17との取り付けを精度よく簡単に行なえるようになる。
【0036】
また、ワイヤーボンディング接続についても、立体的な接続箇所がなくなり、平面的な接続のみで済むため、簡単な設備で簡単な作業で行なうことが可能になる。
【0037】
次に、上記基板ユニット12の製造方法について、図3乃至図7を参照して説明する。まず、図3において、第1の被加工部材33は、窒化アルミニウム(AlN)等の熱伝導の良好なセラミックを素材として直方体に形成され、その一方の平面の全域に反射膜面が形成される。
【0038】
この反射膜面は、第1の被加工部材33の一方の平面全域に、ラップ、ポリシング等で鏡面加工を施した上に、金属あるいは金属酸化物の薄膜を、蒸着、スパッター、鍍金等のいわゆる光学膜形成手段により形成することで設けられる。
【0039】
このように第1の被加工部材33の一方の平面全域に形成された反射膜面は、該第1の被加工部材33の長手方向に対して直交する方向に所定の幅で残すように、所定間隔で削除されることにより、複数の反射膜面20として残存する。
【0040】
また、第1の被加工部材33の各反射膜面20が形成された面には、各反射膜面20の両側に、それぞれ反射膜面20に沿うように溝22,23が形成される。
【0041】
さらに、第1の被加工部材33の各反射膜面20が形成された面と反対側の平面には、各反射膜面20にそれぞれ対応する位置に、反射膜面20に沿うように溝34が形成されている。
【0042】
また、第2の被加工部材35も、窒化アルミニウム(AlN)等の熱伝導の良好なセラミックを素材として直方体に形成され、その一方の平面に、第1の被加工部材33と同様な間隔で溝34が形成されている。
【0043】
さらに、上記した第1及び第2の被加工部材33,35と同じ素材で成型された第3の被加工部材36が設けられ、その一方の平面には、第1の被加工部材33と同様にして形成された反射膜面20と溝22,23とが設けられている。
【0044】
ここで、第1及び第2の被加工部材33,35に形成された各溝34内に、それぞれ接着媒体としてガラス材21を装填する。
【0045】
そして、第1乃至第3の被加工部材33,35,36を、同一平面内で隣接する各反射膜面20同士の中央部に、溝34が位置するような関係となるように相互に当て付け、その後、全体を加熱してガラス材21を溶融する。
【0046】
この場合、反射膜面20によって、第1の被加工部材33と第2の被加工部材35との間、及び、第1の被加工部材33と第3の被加工部材36との間には、それぞれ空隙が生じている。
【0047】
このため、加熱によって溶けたガラス材21は、毛細管現象によって空隙内に拡散し、その後、全体を冷却することにより、第1乃至第3の被加工部材33,35,36がガラス材21を介して互いに接着接合され、ここに、接合ブロックが形成される。
【0048】
ガラス材21の拡散は、反射膜面20の両側の溝22,23によって阻止されるため、ガラス材21が反射膜面20の表面にまで浸透することがなく、ガラス材21が反射膜面20の表面に付着することが防止される。
【0049】
なお、図3では、第1の被加工部材33の両面に、第2及び第3の被加工部材35,36をそれぞれ当て付けるようにした例を示したが、例えば、第1の被加工部材33と第3の被加工部材36との間に、第1の被加工部材33と同様に構成された被加工部材を1つまたは複数個介在させて、接合ブロックを形成するようにしてもよいものである。
【0050】
次に、上記のようにして形成された接合ブロックを、図3に一点鎖線Aで示すように、第1の被加工部材33の1つの反射膜面20と、第3の被加工部材36の1つの反射膜面20とが含まれるように、側面側から所定の角度で反射膜面20の長手方向に沿って切断し、ブロック37を得る。この場合、反射膜面20に対して、例えば45°の角度となるように、切断角度が選択される。
【0051】
図4は、上記のように切断分割されたブロック37に対して、LD16を取り付けるためのLD取り付け面24を得るための加工を施した状態を示している。ただし、この図4に示す例では、第1の被加工部材33が、第2の被加工部材35と第3の被加工部材36との間に、2個介在されている。
【0052】
図4において、ブロック37の底面37aと上面37bとが、図3に示した一点鎖線Aに沿って切断した切断面である。そして、ブロック37の底面37aを、以後のブロック37に対する加工の基準面として水平に設置した状態で、その上面37b側から底面37aに向かって垂直方向に、砥石加工により切り欠き部37cを形成し、その切り欠き部37cの底面にLD取り付け面24を形成する。このとき、同時に、LD取り付け面24の端部に沿って溝28が形成される。
【0053】
そして、LD取り付け面24の表面には、スパッター、蒸着、鍍金等の方法で、金(Au)等の導電膜25が形成される。
【0054】
次に、図4に示す位置に設置されたブロック37に対して、その一方の側面から所定距離を置いた位置で、上記切り欠き部37cに直交する方向に、砥石加工により、ブロック37の上面37b側から底面37aに向かう切り欠き部を形成し、その切り欠き部の底面にPD取り付け面29を形成する。このとき、同時に、PD取り付け面29の端部に沿って溝31が形成される(図6参照)。
【0055】
同様に、PD取り付け面29が形成された位置から、さらに所定距離を置いた位置で、切り欠き部37cに直交する方向に切り欠き部を形成するようにして、PD取り付け面29を形成する。つまり、図4に示したブロック37の奥行き方向(矢印方向)に、所定間隔でPD取り付け面29が順次形成されていくことになる。
【0056】
以上の砥石加工工程において、反射膜面20は、接着結合している被加工部材33,35によって覆われているため、損傷されることがなく、反射率が劣化することが防止されている。
【0057】
なお、図4に示した導電膜25の形成は、PD取り付け面29を形成した後に行なうようにしても良い。
【0058】
図5は、図4に示した位置に設置されたブロック37に対して、さらに砥石加工を施して、反射膜面20を露出させる工程を示している。
【0059】
すなわち、回転する砥石38を、第2の被加工部材35の切り欠き部37cと、第1及び第2の被加工部材33,35同士の接着結合部との間の位置に当て、その角部が溝22付近に到達するまで、底面37aに対して垂直方向に移動させる。
【0060】
また、回転する砥石39を、第1の被加工部材33の切り欠き部37cと、第1及び第2の被加工部材33,35同士の接着結合部との間の位置に当て、その角部が溝23付近に到達するまで、底面37aに垂直方向に移動させる。
【0061】
このような、砥石38,39による加工によって、反射膜面20を覆っている第2の被加工部材35が除去され、反射膜面20が露出される。
【0062】
そして、砥石38によって削られた平面を含む部分が突部26となり、溝28に続く壁が、LD16の取り付けの基準面27となる。
【0063】
上記のような工程を、第1乃至第3の被加工部材33,35,36に対応して実施することにより、各反射膜面20を露出させることができる。
【0064】
次に、このブロック37を、LD取り付け面24の溝28とは反対側の端部で、図5に点線Bに示すように切断することにより、ブロック40を得る。
【0065】
図6は、以上のようにして形成されたブロック40を示している。PD取り付け面29の形成された部分と、反射膜面20、突部26、LD取り付け面24、導電膜25、各溝22,23,28等よりなる部分とが、明確に区分されていることが理解される。
【0066】
また、PD取り付け面29の形成された部分と、LD取り付け面24の形成された部分との境界には、溝31が形成され、この溝31に続く、LD取り付け面24の形成された部分の垂直な壁30が、PD17を取り付けるための基準面となる。
【0067】
そして、このようなブロック40を、PD取り付け面29の溝31とは反対側の端部で、図6に点線Cに示すように切断することにより、前記基板ユニット12が得られる。
【0068】
以上のような製造工程とすることにより、製造が簡単で量産性に優れ、高精度の基板ユニット12を形成することができるものである。
【0069】
図7は、上記した基板ユニットの変形例を示している。この変形例に示す基板ユニット41では、LD取り付け面とPD取り付け面とが、同一平面42として形成され、この平面42の上に導電膜43が形成されている。
【0070】
このような基板ユニット41によって光ヘッド装置を構成する場合には、例えばLDを平面42に取り付けた後、このLDを発光させ、その発光点を基準にしてPDの平面42上における位置合わせを行なうようにする。
【0071】
以上に述べた第1の実施の形態では、反射膜面20を、基板ユニット12に形成された溝31の片側に配置するようにしたが、光学系、LD16及びPD17の配置設計に応じては、溝31を跨いだ基板ユニット12の中央部、溝31を挟んでLDと反対側、基板ユニット12の幅方向の全体に形成するようにしても良いものである。
【0072】
また、基板ユニット12を形成する部材としては、熱伝導性が高く絶縁性のセラミックを使用する例で説明したが、LD16、PD17及び配線基板32の接地設計によっては、熱伝導性が高く導電性の例えば銅(Cu)等の金属を素材として形成することも可能である。
【0073】
そして、このようにすれば、金(Au)等の金属膜を付加することにより、導電膜25を必要とせずに、直接LD16を基板ユニット12に貼り付けることが可能となる。
【0074】
さらに、前述したように、第2の被加工部材35と第3の被加工部材36との間に積層される第1の被加工部材33の数は、必要に応じて適当に選択することが可能である。
【0075】
また、第1乃至第3の被加工部材33,35,36に形成される反射膜面20や溝22,23,34の数も、必要に応じて適宜増減することが可能である。
【0076】
さらに、第1乃至第3の被加工部材33,35,36の結合には、ガラス材21の他、銀ろう、半田、有機接着剤等による接着結合や、加熱・加圧による拡散接合を用いることが可能である。
【0077】
また、図3乃至図7で説明した基板ユニット12の製造方法は効率的ではあるが、この発明に係る基板ユニット12の製造方法は、必ずしもこの手順に限定されるものではない。
【0078】
例えば、図4に示したブロック37を、まず、反射膜面20を横切る方向に切断し、切断したブロックに対して、PD取り付け面24を形成してから、反射膜面20を露出させるとともに、突部26を形成する加工を施し、その後、基板ユニット12の寸法に切断しても良い。
【0079】
また、反射膜面20と導電膜25,43とを、金(Au)あるいは銀(Ag)等の同じ素材で形成することも可能である。この場合は、反射膜面20を予め形成することなく、その反射膜面20を形成する部分に鏡面加工のみを施しておき、砥石加工により反射膜面20を形成する部分を露出させた後に、反射膜面20と導電膜25,43とを同時に形成すれば良い。この場合には、第1乃至第3の被加工部材33,35,36の結合体でなく、単体の部材から加工するように構成しても良い。
【0080】
上記した基板ユニット12によれば、反射膜面20、LD取り付け面24及びPD取り付け面29を、一体的に結合された部材に形成することが可能であり、組み立ての際のLD16及びPD17の取り付け位置精度を容易に向上させることができる。
【0081】
さらに、LD取り付け面24とPD取り付け面29とを同一二次元平面内に設けることができるため、配線のためのワイヤーボンディングが簡単に行なえるようになる。
【0082】
また、上記した基板ユニット12の製造方法によれば、反射膜面20を一方の面に設けた第3の被加工部材36と、接着媒体21用の溝34を一方の面に設けた第2の被加工部材35と、反射膜面20及び溝34を各面に設けた第1の被加工部材33とを、積層して接合し、この接合ブロックに切削加工、切断加工等を施して基板ユニット12を製造するようにしたため、途中の工程で反射膜面20を損傷することがなく、多量に高品質の基板ユニット12を製造することができる。
【0083】
次に、この発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。図8A乃至図8Cにおいて、図1A乃至図1Cと同一部分には同一符号を付して示している。
【0084】
すなわち、第1の部材18は、その斜面18aの反射膜面20が形成される部分から、該斜面18aに対して略直交する方向に、鉄(Fe)あるいは銅(Cu)等でなる熱伝導率の高い金属部材44を挟持している。
【0085】
そして、この金属部材44の斜面18a側に露出されている表面が、予めラップ、ポリシング等の手段で鏡面加工されており、その鏡面加工面に金属あるいは金属酸化物の薄膜が形成されて反射膜面20となされている。
【0086】
このような構成によれば、反射膜面20を金属部材44の露出表面に形成するようにしたので、上述した第1の実施の形態で説明した基板ユニット12の効果に加えて、高反射率のミラーを形成することが可能となる。
【0087】
また、金属部材44の熱伝導率が高いために、より大きな放熱効果が期待され、ヒートシンクとしての役目も担わせることができるため、基板ユニット12の形状を小型化、薄型化することができる。
【0088】
次に、この第2の実施の形態に係る上記基板ユニット12の製造方法について、図9乃至図12を参照して説明する。まず、図9において、第1の被加工部材45は、窒化アルミニウム(AlN)等の熱伝導率の高いセラミック部材と、鉄あるいは銅の金属部材44とを交互に複数重ねて、接着あるいは加熱・加圧によって互いに結合して一体化し、表面に金属部材44が所定間隔おきに帯状に露出するような直方体に成形したものである。
【0089】
そして、この第1の被加工部材45の一方の平面に露出している各金属部材44の表面に、反射膜面20がそれぞれ形成される。この反射膜面20は、金属部材44の表面にラップ、ポリシング等で鏡面加工を施した上に、金属あるいは金属酸化物の薄膜を、蒸着、スパッター、鍍金等のいわゆる光学膜形成手段により形成することで設けられる。
【0090】
また、第1の被加工部材45の各反射膜面20が形成された面には、各反射膜面20の両側に、それぞれ反射膜面20に沿うように溝22,23が形成される。
【0091】
第1の被加工部材45の各反射膜面20が形成された面に対向するように、第2の被加工部材46が配置される。この第2の被加工部材46も、窒化アルミニウム(AlN)等の熱伝導率の高いセラミックを素材として直方体に形成されている。
【0092】
そして、第1の被加工部材45と第2の被加工部材46との間には、接着部材21として働くガラス材が、第1の被加工部材45の各反射膜面20の部分を除いて配設される。
【0093】
また、第1の被加工部材45の反射膜面20が設けられている面と反対側の面に、第1の被加工部材45と同一構成の第3の被加工部材47が配置される。この第3の被加工部材47は、第1の被加工部材45に隣接して配置された金属部材44同士の中央部に、自らの金属部材44が位置するように配置される。
【0094】
そして、第1の被加工部材45と第3の被加工部材47との間にも、接着部材21として働くガラス材が、第3の被加工部材47の各反射膜面20の部分を除いて配設される。
【0095】
なお、第3の被加工部材47の反射膜面20が設けられている面と反対側の面に、第1の被加工部材45と同一構成の被加工部材をさらに配置することも可能である。
【0096】
上記のように配置された第1乃至第3の被加工部材45,46,47の全体を加熱して、ガラス材21を溶融する。
【0097】
この場合、反射膜面20によって、第1の被加工部材45と第2の被加工部材46との間、及び、第1の被加工部材45と第3の被加工部材47との間には、それぞれ空隙が生じている。
【0098】
このため、加熱によって溶けたガラス材21は、毛細管現象によって空隙内に拡散し、その後、全体を冷却することにより、第1乃至第3の被加工部材45,46,47がガラス材21を介して互いに接着接合され、ここに、接合ブロックが形成される。
【0099】
ガラス材21の拡散は、反射膜面20の両側の溝22,23によって阻止されるため、ガラス材21が反射膜面20の表面にまで浸透することがなく、ガラス材21が反射膜面20の表面に付着することが防止される。
【0100】
次に、上記のようにして形成された接合ブロックを、図9に一点鎖線Aで示すように、第1の被加工部材45の1つの反射膜面20と、第3の被加工部材47の1つの反射膜面20とが含まれるように、側面側から所定の角度で反射膜面20の長手方向に沿って切断し、ブロック48を得る。この場合、反射膜面20に対して、例えば45°の角度となるように、切断角度が選択される。
【0101】
図10は、上記のように切断分割されたブロック48に対して、LD16を取り付けるためのLD取り付け面24を得るための加工を施した状態を示している。ただし、この図10に示す例では、第1の被加工部材45と第3の被加工部材47とが、それぞれ2個含まれている。
【0102】
図10において、ブロック48の底面48aと上面48bとが、図9に示した一点鎖線Aに沿って切断した切断面である。そして、ブロック48の底面48aを、以後のブロック48に対する加工の基準面として水平に設置し、この状態で、上面48b側から底面48aに向かって垂直方向に、砥石加工により切り欠き部48cを形成し、その切り欠き部48cの底面にLD取り付け面24を形成する。このとき、同時に、LD取り付け面24の端部に沿って溝28が形成される。
【0103】
そして、LD取り付け面24の表面には、スパッター、蒸着、鍍金等の方法で、金(Au)等の導電膜25が形成される。
【0104】
次に、図10に示す位置に設置されたブロック48に対して、その一方の側面から所定距離を置いた位置で、上記切り欠き部48cに直交する方向に、砥石加工により、ブロック48の上面48b側から底面48aに向かう切り欠き部48dを形成し、その切り欠き部48dの底面にPD取り付け面29を形成する。このとき、同時に、PD取り付け面29の端部に沿って溝31が形成される(図12参照)。
【0105】
同様に、PD取り付け面29が形成された位置から、さらに所定距離を置いた位置で、切り欠き部48cに直交する方向に切り欠き部48dを形成するようにして、PD取り付け面29を形成する。つまり、図10に示したブロック48の奥行き方向(矢印方向)に、所定間隔でPD取り付け面29が順次形成されていくことになる。
【0106】
以上の砥石加工工程において、反射膜面20は、接着結合している被加工部材45,46,47によって覆われているため、損傷されることがなく、反射率が劣化することが防止されている。
【0107】
なお、図10に示した導電膜25の形成は、PD取り付け面29を形成した後に行なうようにしても良い。
【0108】
図11は、図10に示した位置に設置されたブロック48に対して、さらに砥石加工を施して、反射膜面20を露出させる工程を示している。
【0109】
すなわち、回転する砥石49を、第2の被加工部材46の切り欠き部48cと、第1及び第2の被加工部材45,46同士の接着結合部との間の位置に当て、その角部が溝22付近に到達するまで、底面48aに対して垂直方向に移動させる。
【0110】
また、回転する砥石50を、第1の被加工部材45の切り欠き部48cと、第1及び第2の被加工部材45,46同士の接着結合部との間の位置に当て、その角部が溝23付近に到達するまで、底面48aに垂直方向に移動させる。
【0111】
このような、砥石49,50による加工によって、反射膜面20を覆っている第2の被加工部材46が除去され、反射膜面20が露出される。
【0112】
そして、砥石49によって削られた平面を含む部分が突部26となり、溝28に続く壁が、LD16の取り付けの基準面27となる。
【0113】
上記のような工程を、第1乃至第3の被加工部材45,46,47に対応して実施することにより、各反射膜面20を露出させることができる。
【0114】
次に、このブロック48を、LD取り付け面24の溝28とは反対側の端部で、図10に点線Bに示すように切断することにより、ブロック51を得る。
【0115】
図12は、以上のようにして形成されたブロック51を示している。PD取り付け面29の形成された部分と、反射膜面20、突部26、LD取り付け面24、導電膜25、各溝22,23,28等よりなる部分とが、明確に区分されていることが理解される。
【0116】
また、PD取り付け面29の形成された部分と、LD取り付け面24の形成された部分との境界には、溝31が形成され、この溝31に続く、LD取り付け面24の形成された部分の垂直な壁30が、PD17を取り付けるための基準面となる。
【0117】
そして、このようなブロック51を、PD取り付け面29の溝31とは反対側の端部で、すなわち、図10に点線Cに示す位置で切断することにより、前記基板ユニット12が得られる。
【0118】
以上のような製造工程とすることにより、製造が簡単で量産性に優れ、高精度の基板ユニット12を形成することができるものである。
【0119】
上記した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様な効果が得られるばかりでなく、反射膜面20を金属部材44の露出表面に形成するようにしたため、高反射率のミラーを形成することが可能となる。
【0120】
しかも、金属部材44の熱伝導率が高いために、より大きな放熱効果も期待でき、ヒートシンクとしての役目も担わせることができるため、基板ユニット12の形状、ひいては、光ヘッド装置11の形状を小型化、薄型化することに寄与し得る。
【0121】
また、この第2の実施の形態において、第1の実施の形態で説明した各種の変形事項は、適宜適用することが可能である。
【0122】
次に、以上に述べた第1及び第2の実施の形態の変形例について説明する。この変形例は、第1及び第2の実施の形態に共通に適用可能なものであるが、ここでは、第1の実施の形態に適用した場合について説明する。
【0123】
すなわち、図13及び図14において、図3及び図4と同一部分には同一符号を付して説明すると、複数の反射膜面20が形成された第1及び第3の被加工部材33,36に、各反射膜面20の両側に沿った溝22,23を形成しない。
【0124】
そして、第2及び第1の被加工部材35,33のうち、第1乃至第3の被加工部材33,35,36を積層した状態で、第1及び第3の被加工部材33,36の各反射膜面20と対向する部分に、反射膜面20と略同じ幅を有する溝52を形成する。この溝52は、第1乃至第3の被加工部材33,35,36が積層された状態で、その底面が反射膜面20に接触しない深さに形成される。
【0125】
ここで、第1及び第2の被加工部材33,35相互間と、第1及び第3の被加工部材33,36相互間とに、接着部材21として働くガラス材を、各反射膜面20の部分を除いて配設し、全体を加熱して、ガラス材21を溶融する。
【0126】
この場合、反射膜面20によって、第1の被加工部材33と第2の被加工部材35との間、及び、第1の被加工部材33と第3の被加工部材36との間には、それぞれ空隙が生じている。
【0127】
このため、加熱によって溶けたガラス材21は、毛細管現象によって空隙内に拡散し、その後、全体を冷却することにより、第1乃至第3の被加工部材33,35,36がガラス材21を介して互いに接着接合され、ここに、接合ブロックが形成される。
【0128】
このとき、拡散されたガラス材21は、図15に示すように、反射膜面20に対応して形成された溝52内に入り込むため、ガラス材21が反射膜面20の表面にまで浸透することがなく、ガラス材21が反射膜面20の表面に付着することが防止される。
【0129】
このように、第1及び第3の被加工部材33,36に形成された反射膜面20に対応する第2及び第1の被加工部材35,33に溝52を形成する手段によれば、各反射膜面20の両側に溝22,23を形成する手段に比して、製造作業を容易とすることができる。
【0130】
次に、この発明の第3の実施の形態について図面を参照して説明する。図16において、図8Aと同一部分には同一符号を付して示している。
【0131】
すなわち、金属部材44に代えてガラス等の光を透過させる透光部材53を用い、反射膜面20をハーフミラーとしている。そして、基板ユニット12の反射膜面20の裏側に対応する部分に、モニタPD54を配置するためのモニタPD取り付け面55が形成されている。
【0132】
ここで、LD16から照射されたレーザー光の一部を、ハーフミラー(反射膜面20)及び透光部材53を通過させてモニタPD54に導くようにする。このモニタPD54によって、LD16の出力光量を監視し、LD16の発光出力が一定となるように、図示しないLD駆動回路を制御する。
【0133】
ハーフミラー(反射膜面20)は、周知の技術により形成することができる。つまり、鏡面加工された面に、金属あるいは金属酸化物の薄膜を、蒸着、スパッター、鍍金等の、いわゆる光学膜形成手段によって形成することで得られる。
【0134】
光ディスク15への情報の書き込み時には、LD16の出力を一定に保つ必要があり、モニタPD54によってLD16の動作状態を監視し制御することは広く行なわれているが、この第3の実施の形態によれば、LD16に対するモニタPD54の位置精度を高めることができ、LD16の制御を確実に効率よく行なうことができる。
【0135】
また、他の実施の形態と同様に、基板ユニット12を量産性良く製造することができる。なお、光ディスク15からの反射光は、図8Bと同様に配置されたPD17によって受光されることになる。
【0136】
なお、この発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0137】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、LDとPDとを同一二次元面上に配置可能とすることで、LDとPDとの位置決め作業を容易化するとともに、ワイヤーボンディングの作業性も向上させることを可能とする光ヘッド装置用基板ユニットを提供することができる。
【0138】
また、この発明によれば、上記のような光ヘッド装置用基板ユニットを、高精度で量産性よく製造することを可能とする光ヘッド装置用基板ユニットの製造方法を提供することができる。
【0139】
したがって、例えばデジタルビデオディスク(DVD)またはコンパクトディスク(CD)等の光ディスクに対して、情報の記録または再生を行なうためのディスク記録再生装置に、広く利用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1A】 この発明に係る光ヘッド装置用基板ユニットとその製造方法の第1の実施の形態を説明するために示す正面図、
【図1B】 この発明に係る光ヘッド装置用基板ユニットとその製造方法の第1の実施の形態を説明するために示す上面図、
【図1C】 この発明に係る光ヘッド装置用基板ユニットとその製造方法の第1の実施の形態を説明するために示す側面図、
【図2】 同第1の実施の形態における基板ユニットを配線基板上に固定した状態を説明するために示す上面図、
【図3】 同第1の実施の形態における基板ユニットの製造方法の一工程を説明するために示す斜視図、
【図4】 同第1の実施の形態における基板ユニットの製造方法の他の工程を説明するために示す斜視図、
【図5】 同第1の実施の形態における基板ユニットの製造方法のさらに他の工程を説明するために示す斜視図、
【図6】 同第1の実施の形態における基板ユニットの製造方法のさらに他の工程を説明するために示す図、
【図7】 同第1の実施の形態における変形例を説明するために示す斜視図、
【図8A】 この発明に係る光ヘッド装置用基板ユニットとその製造方法の第2の実施の形態を説明するために示す正面図、
【図8B】 この発明に係る光ヘッド装置用基板ユニットとその製造方法の第2の実施の形態を説明するために示す上面図、
【図8C】 この発明に係る光ヘッド装置用基板ユニットとその製造方法の第2の実施の形態を説明するために示す側面図、
【図9】 同第2の実施の形態における基板ユニットの製造方法の一工程を説明するために示す斜視図、
【図10】 同第2の実施の形態における基板ユニットの製造方法の他の工程を説明するために示す斜視図、
【図11】 同第2の実施の形態における基板ユニットの製造方法のさらに他の工程を説明するために示す斜視図、
【図12】 同第2の実施の形態における基板ユニットの製造方法のさらに他の工程を説明するために示す斜視図、
【図13】 同第1及び第2の実施の形態における変形例の一工程を説明するために示す斜視図、
【図14】 同第1及び第2の実施の形態における変形例の他の工程を説明するために示す斜視図、
【図15】 同第1及び第2の実施の形態における変形例を説明するために示す側面図、
【図16】 この発明に係る光ヘッド装置用基板ユニットとその製造方法の第3の実施の形態を説明するために示す正面図である。
【符号の説明】
11…光ヘッド装置、12…基板ユニット、13…HOE、14…対物レンズ、15…光ディスク、16…LD、17…PD、18…第1の部材、19…第2の部材、20…反射膜面、21…接着媒体、22,23…溝、24…LD取り付け面、25…導電膜、26…突部、27…基準面、28…溝、29…PD取り付け面、30…壁、31…溝、32…配線基板、33…第1の被加工部材、34…溝、35…第2の被加工部材、36…第3の被加工部材、37…ブロック、38,39…砥石、40…ブロック、41…基板ユニット、42…平面、43…導電膜、44…金属部材、45…第1の被加工部材、46…第2の被加工部材、47…第3の被加工部材、48…ブロック、49,50…砥石、51…ブロック、52…溝、53…透孔部材、54…モニタPD、55…モニタPD取り付け面。
Claims (11)
- 取り付けられる面に対して略平行にレーザー光を発する発光素子を取り付けるための発光素子取付面と、
この発光素子取付面に取り付けられた前記発光素子から発せられるレーザー光の光軸の方向を、反射により所定の角度変更するための光反射面と、
前記発光素子取付面と同一二次元平面上に形成され、外部から入射される光を受光する光検出素子を取り付けるための光検出素子取付面とが形成された基板ユニットを具備し、
前記基板ユニットは、第1の部材と第2の部材とを接合させてなり、前記第1の部材は絶縁部材で金属部材を挟むように形成され、
前記光反射面は、前記第1の部材の前記第2の部材との接合面に沿って形成され、前記第1の部材から露出する前記金属部材の表面を鏡面加工した上に、金属あるいは金属酸化物による膜を形成してなることを特徴とする光ヘッド装置用基板ユニット。 - 前記第1の部材には、前記光反射面の縁に沿って溝が形成されることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置用基板ユニット。
- 前記基板ユニットには、前記発光素子取付面の近傍に、前記発光素子を位置決めするための基準面が形成されることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置用基板ユニット。
- 前記基板ユニットには、前記光検出素子取付面の近傍に、前記光検出素子を位置決めするための基準面が形成されることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置用基板ユニット。
- 前記発光素子取付面と前記光検出素子取付面とは、それぞれ、互いに平行で高さの異なる平面として形成されていることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置用基板ユニット。
- 前記発光素子取付面と前記光検出素子取付面とは、同一平面に形成されていることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置用基板ユニット。
- 前記光反射面は、前記第1の部材に形成され、
前記発光素子取付面は、前記第2の部材に形成され、
前記光検出素子取付面は、前記第1の部材、前記第2の部材または前記第1及び第2の部材に跨って形成されることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置用基板ユニット。 - 前記第1の部材は、基準面に対して所定角度の傾斜を有する斜面が形成され、該斜面の一部に前記光反射面が形成され、
前記第2の部材は、前記第1の部材の斜面に接合され、前記発光素子取付面が形成されることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置用基板ユニット。 - 略直方体状に形成された第1の被加工部材の一方の平面に複数の光反射面を形成する第1の工程と、
この第1の工程で複数の光反射面が形成された前記第1の被加工部材の平面に、略直方体状に形成された第2の被加工部材の一方の平面を当て付け、前記光反射面を除く部分に接着媒体を介在させることによって、前記第1及び第2の被加工部材同士を結合させた接合ブロックを形成する第2の工程と、
この第2の工程で形成された接合ブロックを、それぞれに1つの前記光反射面が含まれるように、該光反射面に対して所定の角度で切断することにより、複数のブロックに分割する第3の工程と、
この第3の工程で得られたブロックを、その切断面を加工の基準面として設置することにより、該ブロックから、前記光反射面に向けてレーザー光を発する発光素子を取り付けるための発光素子取付面と、この発光素子取付面と同一二次元平面上に形成され、外部から入射される光を受光する光検出素子を取り付けるための光検出素子取付面とを備えた基板ユニットを形成する第4の工程とを有することを特徴とする光ヘッド装置用基板ユニットの製造方法。 - 前記第1の工程は、前記第1の被加工部材の一方の平面に、前記光反射面の縁に沿って溝を形成する工程を含むことを特徴とする請求項9記載の光ヘッド装置用基板ユニットの製造方法。
- 前記第2の工程は、前記第2の被加工部材の一方の平面で、前記第1の被加工部材に形成された複数の光反射面に対向する部分に、溝を形成する工程を含むことを特徴とする請求項9記載の光ヘッド装置用基板ユニットの製造方法。
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