(57)【要約】【課題】応答性の優れた半導体レーザ素子を搭載した半導体レーザ装置を提供することにある。【解決手段】導電性材料からなる基台１と、基台１の上面１ａ及び両側面１ｂに沿って折り曲げられた状態で、基台１に当接して配設されたフレキシブル配線基板２と、基台１上に搭載された半導体レーザ素子５とを備えており、フレキシブル配線基板２は、基板２の表面に形成された絶縁層２ｂで、基台１と電気的に絶縁されている。半導体レーザ素子５のアノードまたはカソードの何れかは、基台１の上面１ａに当接されたフレキシブル配線基板２の配線パターン２ｃに接続されており、配線パターン２ｃは、絶縁層２ｂの基台１に当接する部位に設けられた開口部７を介して、基台１に電気的に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料からなる基台と、
前記基台の上面及び両側面に沿って折り曲げられた状態で、前記基台に当接して配設されたフレキシブル配線基板と、
前記基台上に搭載された半導体レーザ素子と
を備え、
前記フレキシブル配線基板は、該基板の表面に形成された絶縁層で、前記基台と電気的に絶縁されており、
前記半導体レーザ素子のアノードまたはカソードの何れかは、前記基台の上面に当接された前記フレキシブル配線基板の配線パターンに接続されており、
前記配線パターンは、前記絶縁層の前記基台に当接する部位に設けられた開口部を介して、前記基台に電気的に接続されている、半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記基台は、接地電位に接続されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記開口部は、前記絶縁層の前記基台の上面に当接する部位に設けられている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記開口部は、複数個設けられている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記フレキシブル配線基板は、該基板と前記基台とを枠体で嵌合することによって、前記基台に固定されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記半導体レーザ素子は、前記基台上に搭載された受光素子上に搭載されており、
前記半導体レーザ素子のアノードまたはカソードの何れかは、前記受光素子の入出力端子を介して、前記基台の上面に当接された前記フレキシブル配線基板の配線パターンに接続されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記配線パターンは、前記開口部内に埋設された導電部材を介して、前記基台に電気的に接続されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記導電部材は、導電性接着剤である、請求項７に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記フレキシブル配線基板は、２層の配線層で構成されており、
前記基台の上面に接する部位において、前記フレキシブル配線基板は１層の配線層のみからなる、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記フレキシブル配線基板は、２層の配線層で構成されており、
前記半導体レーザ素子のアノードまたはカソードの何れかは、第１の配線層に形成された第１の配線パターンに接続され、
第２の配線層に形成された第２の配線パターンは、前記基台の上面において、該基台に接して形成され、
前記第１の配線パターンは、前記第１の配線層と前記第２の配線層との間に形成された層間絶縁層に設けられた開口部を介して、第２の配線パターンに接続されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の光記録媒体の光学式記録再生装置に使用される半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式記録再生装置は、ノートパソコン等の薄型の機器への組み込みに対応するため、その薄型化が要求されており、それに伴い、光学式記録再生装置に搭載される半導体レーザ装置も、薄型の構造が要求されている。
【０００３】
従来の光学式記録再生装置に搭載される半導体レーザ装置は、リードフレーム上に半導体レーザ素子と受光素子とを搭載し、かかる半導体レーザ素子と受光素子とを樹脂で封止したモールド構造のものが一般に採用されている。
【０００４】
しかしながら、モールド構造の半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と受光素子とを樹脂封止するための支持部材がリードフレーム上に設けられており、樹脂の流れや強度を確保するためには、支持部材はある程度の厚さが必要となる。それ故、モールド構造の半導体レーザ装置の薄型化には限界があった。
【０００５】
本願出願人は、半導体レーザ装置の薄型化を図ることが可能な、従来のモールド構造とは異なる新規な構造の半導体レーザ装置を提案している（特許文献１を参照）。図７は、かかる半導体レーザ装置の構成を示した図で、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は側面図を示す。
【０００６】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、基台１０１の上面１０１ａ及び両側面１０１ｂに沿って、フレキシブル配線基板１０２が折り曲げられて配設されており、このフレキシブル配線基板１０２は、枠体１０３によって基台１０１に固定されている。基台１０１上には、受光素子１０４及び半導体レーザ素子１０５が搭載されており、各々の素子１０４、１０５の端子は、基台１０１の上面１０１ａに配設されたフレキシブル配線基板１０２の内部端子１０２ｄに、金属細線１０６で接続されている。そして、内部端子１０２は、フレキシブル配線基板１０２の配線層１０２ａに形成された配線パターン１０２Ｃを介して、外部端子１０２ｅに接続されている。なお、フレキシブル配線基板１０２は、基板１０２の表面に形成された絶縁層１０２ｂによって、基台１０１と電気的に絶縁されている。
【０００７】
このように、すでに配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板１０２を利用することにより、従来のモールド構造よりも薄型の半導体レーザ装置を実現することができる。
【特許文献１】特開２００５−２２９０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光記録媒体への記録は、半導体レーザ素子１０５をパルス応答させて発光させることにより行われるが、光学式記録再生装置の高速化に伴い、半導体レーザ装置に搭載される半導体レーザ素子も高速な応答が要求される．しかしながら、図７（ａ）、（ｂ）に示した半導体レーザ装置では、受光素子１０４及び半導体レーザ素子１０５からの信号を、フレキシブル配線基板１０２に形成された配線パターン１０２ｃを介して外部端子１０２ｅに導いているため、配線長が長くなる。そのため、配線の容量及びインダクタンス成分が増加し、半導体レーザ素子の応答性が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その主な目的は、図７（ａ）、（ｂ）に示した半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子の応答性を向上することができる、改良した構成の半導体レーザ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明に係わる半導体レーザ装置は、図７（ａ）、（ｂ）に示した半導体レーザ装置において、基台上に搭載された半導体レーザ素子のアノードまたはカソードの何れかを、フレキシブル配線基板の配線パターンに接続し、該配線パターンを、フレキシブル配線基板の絶縁層の基台に当接する部位に設けられた開口部を介して、基台に電気的に接続する構成を採用する。
【００１１】
すなわち、本発明に係わる半導体レーザ装置は、導電性材料からなる基台と、基台の上面及び両側面に沿って折り曲げられた状態で基台に当接して配設されたフレキシブル配線基板と、基台上に搭載された半導体レーザ素子とを備え、フレキシブル配線基板は、該基板の表面に形成された絶縁層で基台と電気的に絶縁され、半導体レーザ素子のアノードまたはカソードの何れかは、基台の上面に当接されたフレキシブル配線基板の配線パターンに接続され、配線パターンは、絶縁層の基台に当接する部位に設けられた開口部を介して基台に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成により、半導体レーザ素子のアノードまたはカソードが、導電性材料からなる基台に直接に接続されるため、フレキシブル配線基板に形成された配線パターンの引き回しによる容量成分やインダクタンス成分を低減することができ、半導体レーザ素子の応答性を向上させることができる。
【００１３】
ある好適な実施形態において、上記基台は、接地電位に接続されている。
【００１４】
ある好適な実施形態において、上記開口部は、絶縁層の基台の上面に当接する部位に設けられている。
【００１５】
ある好適な実施形態において、上記フレキシブル配線基板は、該基板と基台とを枠体で嵌合することによって基台に固定されている。
【００１６】
ある好適な実施形態において、上記半導体レーザ素子は、基台上に搭載された受光素子上に搭載されており、半導体レーザ素子のアノードまたはカソードの何れかは、受光素子の入出力端子を介して、基台の上面に配設されたフレキシブル配線基板の配線パターンに接続されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係わる半導体レーザ装置によれば、半導体レーザ素子の駆動用の信号線の容量成分やインダクタンス成分を低減することによって、応答性の優れた半導体レーザ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１９】
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態における半導体レーザ装置の構成を模式的に示した図で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。また、図２は、本実施形態におけるフレキシブル配線基板の展開図である。
【００２０】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、導電性材料（例えば、銅）からなる基台１の上面１ａ及び両側面１ｂに沿って、フレキシブル配線基板２が折り曲げられた状態で、基台１に当接して配設されている。なお、本実施形態においては、フレキシブル配線基板２は、基板２と基台１とを枠体３で嵌合することによって、基台１に固定されている。
【００２１】
また、基台１上には、受光素子４が搭載され、さらにその上に半導体レーザ素子５が搭載されている。なお、本実施形態では、基台１上に搭載された受光素子４上に、半導体レーザ素子５が搭載されている。
【００２２】
また、フレキシブル配線基板２は、基板２の表面に形成された絶縁層２ｂで、基台１と電気的に絶縁されている。なお、本実施形態では、フレキシブル配線基板２は、一層の配線層２ａからなり、その両面に絶縁層２ｂが形成された構成になっている。また、配線層２ａには配線パターン２ｃが形成され、配線パターン２ｃの両端には、受光素子４及び半導体レーザ素子５との信号接続のための内部端子２ｄと、外部との接続のための外部端子２ｅとが形成されている。なお、内部端子２ｄ及び外部端子２ｅは、配線パターン２ｃの端部において、絶縁層２ｂに開口部２ｆを設けることによって、露出されている。
【００２３】
ここで、半導体レーザ素子５のアノード（またはカソード）８は、基台１の上面に当接されたフレキシブル配線基板２の配線パターン２ｃに接続されている。具体的には、半導体レーザ素子５のアノード（またはカソード）８は、受光素子４上の入出力端子に金属細線６で接続され、さらに、この入出力端子と電気的に接続した他の入出力端子と内部端子２ｄとを金属細線６で接続することによって、配線パターン２ｃに接続されている。
【００２４】
さらに、配線パターン２ｃは、図１（ａ）に示すように、絶縁層２ｂの基台１に当接する部位に設けられた開口部７を介して、基台１に電気的に接続されている。本実施形態においては、配線パターン２ｃは、開口部７に埋設された導電部材（例えば、導電性接着剤）を介して基台１に電気的に接続されている。
【００２５】
このような構成により、半導体レーザ素子５のアノードまたはカソードの何れかが、導電性材料からなる基台１に直接に接続されるため、フレキシブル配線基板２に形成された配線パターン２ｃの引き回しによる容量成分やインダクタンス成分を低減することができ、半導体レーザ素子５の応答性を向上させることができる。また、半導体レーザ装置の基台１は、光学式記録再生装置の光学基台に搭載されるが、通常、光学基台の電位は接地されているため、半導体レーザ素子５のアノードまたはカソードは、半導体レーザ装置の直近において接地されることになる。これにより、半導体レーザ素子５の応答性をより向上させることができる。
【００２６】
本実施形態の構成からなる半導体レーザ装置を製造して、レーザ駆動波形の立ち上がりと立下り時間を測定したところ、従来の１．９nsecから１．６nsecまで改善され、応答性の向上が確認された。
【００２７】
（本実施形態の変形例１）
本実施形態においては、フレキシブル配線基板２は、配線層２ａが１層であったが、本変形例１では、２層以上の配線層を有するフレキシブル配線基板２を用いた適用例について説明する。
【００２８】
図３（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の変形例１における半導体レーザ装置の構成を模式的に示した図で、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。また、図４は、本変形例１におけるフレキシブル配線基板の展開図である。なお、図１（ａ）、（ｂ）、及び図２に示した構成と同じものは、同一の符号で付している。
【００２９】
図１（ａ）、（ｂ）に示した半導体レーザ装置では、基台１上に受光素子４と半導体レーザ素子５とを搭載したものであるが、信号処置等の機能を備えた半導体チップ等をさらに搭載して、半導体レーザ装置の高機能化を図ることができる。このような場合、フレキシブル配線基板の高周波の応答特性を改善するために、配線層を２層構造とし，一層を信号ライン，他層を接地電位とすることが有効である．
しかしながら、フレキシブル配線基板２は、基台１の上面１ａ及び両側面１ｂに沿って折り曲げられた状態で基台１に固定されるため、配線層の数が増えると、折り曲げにくくなり、枠体３によって、基板２と基台１とを嵌合することによって、基板２を基台１に固定することが難しくなる。
【００３０】
本変形例１は、このような問題に対処するために、図３（ａ）に示すように、基台１の上面１ａに接する部位において、フレキシブル配線基板２を１層の配線層のみからなる構成にしたものである。これにより、フレキシブル配線基板２を、基台１の上面１ａ及び両側面１ｂに沿って容易に折り曲げることができ、フレキシブル配線基板２を安定して基台１に固定されることが可能となる。
【００３１】
なお、本変形例１においても、半導体レーザ素子５のアノードまたはカソードの何れかに接続された配線パターン２ｃは、図３（ａ）に示すように、絶縁層２ｂの基台１に当接する部位に設けられた開口部７を介して、基台１に電気的に接続されている。
【００３２】
また、１層目の配線層２ａ１に形成された配線パターンと、２層目の配線層２ａ２に形成された配線パターンとは、図４に示すように、任意の箇所において、層間絶縁膜に形成されたビア９を介して、互いに電気的に接続されている。
【００３３】
本変形例１の構成からなる半導体レーザ装置を製造して、レーザ駆動波形の立ち上がりと立下り時間を測定したところ、従来の１．９nsecから１．７nsecまで改善され、応答性の向上が確認された。
【００３４】
（本実施形態の変形例２）
図５（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の変形例２における半導体レーザ装置の構成を模式的に示した図で、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は側面図である。また、図６は、本変形例１におけるフレキシブル配線基板の展開図である。なお、図１（ａ）、（ｂ）、及び図２に示した構成と同じものは、同一の符号で付している。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、フレキシブル配線基板２は、２層の配線層で構成されており、半導体レーザ素子５のアノードまたはカソードの何れかは、第１の配線層２ａ１に形成された第１の配線パターン（信号ライン）に接続され、第２の配線層２ａ２に形成された第２の配線パターン（接地電位）は、基台１の上面１ａにおいて、基台１に接して形成されている。そして、第１の配線パターンは、第１の配線層２ａ１と第２の配線層２ａ２との間に形成された層間絶縁層に設けられた開口部７を介して、第２の配線パターンに接続されている。これにより、半導体レーザ素子５のアノードまたはカソードの何れかは、第１の配線パターン、第２の配線パターンを介して、基台１に電気的に接続されている。
【００３６】
本変形例２においては、基台１上においても、接地電位となる第２の配線パターンが形成されているため、信号ラインとなる第１の配線パターンのシールド効果をより発揮することができる。
【００３７】
本変形例２の構成からなる半導体レーザ装置を製造して、レーザ駆動波形の立ち上がりと立下り時間を測定したところ、従来の１．９nsecから１．４nsecまで改善され、応答性の向上が確認された。
【００３８】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、本実施形態において、開口部７を、絶縁層２ｂの基台１の上面１ａに当接する部位に設けたが、基台１の側面１ｂに当接する部位に設けてもよい。また、開口部７を複数個設けることもできる。
【００３９】
また、本実施形態においては、配線パターン２ｃを、開口部７内に埋設された導電部材を介して基台１に電気的に接続させたが、電気的に接続されれば、どのような方法で接続しても構わない。例えば、当て付けによる接触によって接続してもよい。
【００４０】
また、本実施形態において、基台１の材料を銅としたが、例えば、アルミニウムや鉄等の金属材料、あるいは導電性の樹脂材料等を用いることもできる。
【００４１】
また、半導体レーザ素子５の光軸上に、光学部品（例えば、ホログラム光学素子やプリズム等）を搭載するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の光記録媒体の光学式記録再生装置に使用さる半導体レーザ装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本実施形態におけるフレキシブル配線基板の展開図である。
【図３】本実施形態の変形例１における半導体レーザ装置の構成を示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本実施形態の変形例１におけるフレキシブル配線基板の展開図である。
【図５】本実施形態の変形例２における半導体レーザ装置の構成を示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】本実施形態の変形例２におけるフレキシブル配線基板の展開図である。
【図７】従来の半導体レーザ装置の構成を示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１        基台
１ａ      上面
１ｂ      側面
２        フレキシブル配線基板
２ａ      配線層
２ａ１    第１の配線層
２ａ２    第２の配線層
２ｂ      絶縁層
２ｃ      配線パターン
２ｄ      内部端子
２ｅ      外部端子
２ｆ      開口部
３        枠体
４        受光素子
５        半導体レーザ素子
６        金属細線
７        開口部（導電部材）
９        ビア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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