(57)【要約】【課題】小型化のみならず、薄型化の要望に応じることができ、これに伴い、効率が向上するとともにＱ値の向上が図れる構成の高周波重畳モジュールを提供する。【解決手段】誘電率の低い誘電体５０と導体とを積層することにより発振回路部の共振用受動素子であるインダクタＬ６を構成する。誘電率の高い誘電体５１と導体とを積層することにより発振回路部の共振用受動素子であるコンデンサＣ７、Ｃ８とインピーダンスマッチング回路のコンデンサＣ９、Ｃ１０を構成する。【選択図】　図３
2004054964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ用半導体素子の駆動回路の高周波重畳回路を構成する高周波重畳モジュールであって、
誘電率の低い誘電体と導体とを積層することにより発振回路部の共振用受動素子であるインダクタを構成し、
誘電率の高い誘電体と導体とを積層することにより発振回路部の共振用受動素子であるコンデンサとインピーダンスマッチング回路のコンデンサを構成した
ことを特徴とする高周波重畳モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載された高周波重畳モジュールにおいて、
前記インダクタを構成する低誘電率の誘電体の誘電率を２５以下とし、前記コンデンサを構成する高誘電率の誘電体の誘電率を５０以上とした
ことを特徴とする高周波重畳モジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載された高周波重畳モジュールにおいて、
前記インピーダンスマッチング回路と発振回路とで部品の機能を共用した
ことを特徴とする高周波重畳モジュール。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載された高周波重畳モジュールにおいて、
前記インダクタおよびコンデンサをセラミック積層体に内蔵し、
前記セラミック積層体上の中心付近に前記半導体素子および抵抗を搭載することにより、積層体上面の周辺部に幅が０．４ｍｍ以上のマウント用平坦部を形成した
ことを特徴とする高周波重畳モジュール。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載された高周波重畳モジュールにおいて、
前記低誘電率の誘電体がガラスセラミック組成物からなる
ことを特徴とする高周波重畳モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル信号の記録媒体である光ディスク（光ビデオディスク、光ＰＣＭディスク、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ等）に記録された情報を再生したり、あるいは光ディスクに情報を記録する装置の光ピックアップにおいて、光ピックアップが有する半導体レーザ素子のレーザ光を記録媒体に照射したときの戻り光ノイズを低減するための高周波重畳モジュールに係わり、特に高周波重畳回路の構成部品を積層技術により一体化したものの小型化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、前記光ディスクを情報の記録媒体とする装置では、半導体レーザ素子を内蔵した光ピックアップを備えており、半導体レーザ素子からのレーザ光を光ディスクの情報読み出しあるいは書き込みに使用している。この光ピックアップを用いた装置では、光ディスクにレーザ光を照射して光ディスクの情報を再生する際に、ディスク面からの戻り光があると、戻り光ノイズとして光ディスクの再生情報を劣化させる。
【０００３】
この戻り光ノイズを低減するために、光ピックアップでは高周波電力を半導体レーザ素子への供給電流に重畳し、半導体レーザ素子を高周波にてオンオフさせるための高周波重畳回路を備えている。例えば特公昭５９−９０８６号公報には、半導体レーザ素子を駆動する直流電流に高周波電流を重畳してマルチモードで駆動することが開示されている。
【０００４】
この高周波重畳回路の構成方法としては、第１に、発振回路や半導体レーザ素子やこれらの間のインピーダンスマッチング回路の部品等を個別に光ピックアップの基板に直接搭載して構成する方法があり、第２に高周波重畳回路を一体化（モジュール化）して１つの部品として光ピックアップの基板に搭載する方法とがある。
【０００５】
前記第２の構成方法、すなわち高周波重畳回路をモジュール化する方法としては、（１）個別の部品を樹脂等の基板に搭載してモジュール化するものと、（２）個別部品の一部を例えばセラミックあるいはセラミックを混入した材料を積層する技術を用いて一体化（ブロック化）し、ブロック化した部品とその他の構成部品とを樹脂等の基板に搭載してモジュール化するものと、（３）個別部品の一部を例えばセラミックあるいはセラミックを混入した材料を積層化する技術を用いて一体化し、その上に半導体部品および積層化が困難な部品を搭載してモジュールとするものとがある。
【０００６】
上記の構成方法のうち、近年における記録装置の小型化の要望に応えるためには、小型化が容易である点において、前記（３）が最適である。この（３）の構成方法を実現した従来の高周波重畳モジュールの外形を図６（Ａ）、（Ｂ）に示す。また図７（Ａ）はその回路構成を示すブロック図、図７（Ｂ）はその回路図である。
【０００７】
まず、図７（Ａ）、（Ｂ）のブロック図および回路図により従来の高周波重畳モジュールの回路構成について説明する。１はレーザダイオード（半導体レーザ素子）、３はこれらを駆動するための高周波重畳モジュールである。高周波重畳モジュール３は、レーザダイオード１にフィルタ６を介して直流電流を供給するための電源端子５と、レーザダイオード１に高周波電流を供給するための発振回路７と、該発振回路７の直流電源端子８と、発振した高周波が電源端子８側に戻ることを防止するフィルタ９と、発振回路７とレーザダイオード１側の回路とのインピーダンス整合をとり反射を防止するためのインピーダンスマッチング回路１０とを有している。
【０００８】
図７（Ｂ）に示すように、前記フィルタ６、９はそれぞれインダクタＬ３、Ｌ４からなる。また、発振回路７は、半導体素子としてのトランジスタＱ１と、コンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ６と、インダクタＬ１、Ｌ２と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３とからなる。インピーダンスマッチング回路１０は、コンデンサＣ４、Ｃ５からなる。
【０００９】
発振回路７は、ＬＣ共振現象を用いた発振回路を構成するもので、数百ＭＨｚの周波数で発振し、電源端子５からの直流電流に高周波電流を重畳してレーザダイオード１を駆動する。これにより、レーザダイオード１により発生する光出力は一定波長間隔の複数の波長においてピークが存在してそのピークの包絡線が山状をなす出力が得られる。すなわちレーザ光の縦モードがマルチ化され、前記戻り光ノイズが防止される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
高周波重畳モジュールにおいては、自己共振周波数を前記発振周波数（数百ＭＨｚ）より高く設定するこのため、インダクタ導体の周辺部の誘電体の誘電率は２５以下に設定する必要があり、このため、誘電体の誘電率は通常１０前後に設定されていた。従来はこのような比較的低い誘電率の材料を用いるためにコンデンサ電極に広い面積を要することと、抵抗Ｒ１〜Ｒ３が搭載スペースを必要とすることから、図６に示す従来の高周波重畳モジュールにおいては、積層体チップ１８の表面に広い搭載面積を必要とし、横幅ａ１＝４．５ｍｍ、縦幅ｂ１＝３．２を要し、高さｈ１＝２．０ｍｍのサイズを有していた。
【００１１】
本発明者等は、前記高周波重畳モジュールの小型化を達成するため、特願２００１−２９４９５０において、回路構成を簡略化すると共に、発振回路を構成する抵抗を２個に減少させて構成を簡略化し、積層体上の必要搭載面積を減少させることにより、図５（Ａ）、（Ｂ）（図５（Ａ）、（Ｂ）において、１９は積層体、１１は電源端子、１２はレーザダイオードへの出力端子、１６はグランド端子、Ｒ４、Ｒ５は発振回路を構成する抵抗、Ｑ２は発振回路を構成するトランジスタである。）に示すように、横幅ａ２＝２．５ｍｍ、縦幅ｂ２＝３．２、高さｈ２＝２．０ｍｍと小型化したものを提案している。しかしながら回路構成の簡略化や素子数の削減による薄型化は困難である。
【００１２】
また、従来の高周波重畳モジュールは、前記のように小型化、薄型化が困難であるために、素子間を接続する導体長も長くなり、このため、導体部分が抵抗として作用し、効率が悪く、Ｑ値を低下させるという問題点もある。
【００１３】
また、図５（Ａ）、（Ｂ）に示した構成のものにおいては、積層体１９上の中央に搭載する半導体素子Ｑ１をマウンタの筒状吸着子（図示せず）によって吸着させる面として使用してきたが、吸着面積が狭いために吸着力が弱く、吸着子を回転させる際等に吸着子とこのモジュールとの間に慣性力によるずれを生じてしまう場合があるという問題点もあった。
【００１４】
本発明は、前述した小型化のみならず、薄型化の要望に応じることができ、これに伴い、効率が向上するとともにＱ値の向上が図れる構成の高周波重畳モジュールを提供することを目的とする。
【００１５】
さらに本発明は、マウンタにより基板上にマウントする際に、ずれを生じることなく搭載できる構成の高周波重畳モジュールを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の高周波重畳モジュールは、光ピックアップ用半導体素子の駆動回路の高周波重畳回路を構成する高周波重畳モジュールであって、誘電率の低い誘電体と導体とを積層することにより発振回路部の共振用受動素子であるインダクタを構成し、誘電率の高い誘電体と導体とを積層することにより発振回路部の共振用受動素子であるコンデンサとインピーダンスマッチング回路のコンデンサを構成したことを特徴とする。
【００１７】
（２）本発明の高周波重畳モジュールにおいて、前記インダクタを構成する低誘電率の誘電体の誘電率を２５以下とし、前記コンデンサを構成する高誘電率の誘電体の誘電率を５０以上とすることが薄型化の面で好ましい。
【００１８】
（３）また、本発明の高周波重畳モジュールにおいて、　前記インピーダンスマッチング回路と発振回路とで部品を共用することが小型化、薄型化の面で好ましい。
【００１９】
（４）また、本発明の高周波重畳モジュールにおいて、前記インダクタおよびコンデンサをセラミック積層体に内蔵し、前記セラミック積層体上の中心付近に前記半導体素子および抵抗を搭載することにより、積層体上面の周辺部に幅が０．４ｍｍ以上のマウント用平坦部を形成することが、マウントにおける吸着力を大きくする面で好ましい。
【００２０】
（５）また、本発明の高周波重畳モジュールにおいて、前記低誘電率の誘電体がガラスセラミック組成物からなることが低温焼結の面で好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による光ピックアップ用高周波重畳モジュールの一実施の形態を示す回路図である。図１において、１は光ピックアップ用レーザダイオード（半導体レーザ素子）、Ｍは高周波重畳モジュールである。５はレーザダイオード１への直流電流供給用電源端子、１３は発振回路、８は前記発振回路１３への直流電源供給用電源端子、１６はグランド端子、１４は発振回路１３とレーザダイオード１との間に設けられたコンデンサＣ９、Ｃ１０からなるインピーダンスマッチング回路である。発振回路１３は抵抗Ｒ６、Ｒ７、インダクタＬ６、コンデンサＣ７、Ｃ８、トランジスタＱ３とからなる。ただし、該発振回路１３は、その前記構成素子と前記インピーダンスマッチング回路１４のコンデンサＣ９、Ｃ１０の定数を選択することにより、コンデンサＣ９、Ｃ１０も発振回路１３の発振周波数の設定に寄与して発振回路１３の一部とし、これらのコンデンサＣ９、Ｃ１０が発振回路１３とインピーダンスマッチング回路１４とで共用されるように構成し、これにより高周波重畳モジュールＭの小型化、薄型化に寄与している。Ｌ３は発振回路１３により発生する高周波が電源端子５側に送られることを防止するフィルタを構成するインダクタである。
【００２２】
図２は本発明の高周波重畳モジュールの他の実施の形態を示すもので、図１の回路に、さらに、発振回路１３から電源端子８側に戻ることを防止するフィルタ１５の役目を果たすコンデンサＣ１１を付設けたものである。２１はレーザダイオード１への出力端子である。
【００２３】
図３は図２に示した高周波重畳モジュールの層構造を示す図、図４はその各層の導体層の配置を示す平面図である。図３の各層Ｓ１〜Ｓ１３は図３の各層Ｓ１〜Ｓ１３の導体パターンを示している。図３において、層Ｓ１〜Ｓ７は、前記抵抗Ｒ６、Ｒ７の電極パッド２３〜２６と、前記トランジスタＱ３のコレクタ、エミッタ、ベースの各電極パッドＣ、Ｅ、Ｂと、これらの電極パッドと内部回路接続用の導体パターン２７〜２９と、前記インダクタＬ６の構成するコイル導体３０〜３２とを含む低誘電率層５０であり、この低誘電率層５０の誘電率は２５以下、好ましくは１０以下に設定される。誘電率が２５を超えるとコイルを形成する容量成分が大きくなり、インダクタの特性が劣化してしまうので、誘電率は２５以下が良く、さらに誘電率が１０以下であるとインダクタのＱ値が大きくなるからである。
【００２４】
低誘電率層５０に用いられるセラミックとしては前記誘電率の範囲のものであれば特に限定されないが、インダクタ導体やコンデンサ電極として銀や銅等の金属を用いる場合、低温焼成が可能なガラスセラミックを用いることが好ましい。
【００２５】
ここで、ガラスセラミック組成物とは、ガラスとセラミックを混合して焼成したものである。ガラスセラミック組成物に用いるガラスとしては前記誘電体の焼成温度で軟化するガラスであれば特に限定されないが、具体的には、ホウケイ酸塩系ガラス、アルミナケイ酸塩系ガラス、アルカリ土類ケイ酸塩系ガラス、アルカリケイ酸塩系ガラスを用いることができる。ガラスセラミック組成物に用いるセラミックとしては、前記誘電体の焼成温度で焼結しないセラミックであれば特に限定されないが、具体的には、石英、アルミナ、フォルステライト、ムライト、コージェライトを用いることができる。
【００２６】
一方層Ｓ８〜Ｓ１３は前記コンデンサＣ８、Ｃ９、Ｃ７を構成するコンデンサ電極３３〜３７および前記コンデンサＣ１０、Ｃ１１を構成するコンデンサ電極３９〜４１を有すると共に、底面に前記電源端子８、グランド端子１６、レーザダイオード１に接続される端子１２となる電極パッドを有する高誘電率層５１であり、該高誘電率層５１の誘電率は５０以上、好ましくは７０以上に設定される。誘電率が５０以上であるとコンデンサの層数を減らすことができ、小型化、薄型化が可能であり、ノイズが問題となる配線を短くすることができ、電磁波の不要輻射の発生や電源ライン等への漏洩を抑制することができる上、効率が向上する。さらに誘電率が７０以上になると、上記効果がさらに大きくなる。
【００２７】
この高誘電率層５１のセラミックとしても前記誘電率の範囲に属するものであれば材質的に特に限定されないが、低温焼成が可能となるものが好ましい。特に、ＢａＯ−Ｎｄ２Ｏ３−ＴｉＯ２系セラミックスに、ガラスやＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｇ等の添加物を加えてＡｇやＣｕの焼成温度で焼結可能としたＢａＯ−Ｎｄ２Ｏ３−ＴｉＯ２系低温焼成セラミックスが好ましい。
【００２８】
その他、この高誘電率層５１としては、ＭｇＴｉＯ３−ＣａＴｉＯ３系セラミックス、Ｂａ（Ｍｇ、Ｔａ）Ｏ３系セラミックス、Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０系セラミックスあるいは（Ｚｒ、Ｓｎ）ＴｉＯ４系セラミックスにガラス等を添加することによってＡｇやＣｕの焼成温度で焼結可能としたもの等を用いることができる。
【００２９】
この高周波重畳モジュールは、前記誘電率を有するセラミック粉末を有機バインダーや可塑剤、溶剤と共に混練した後にドクターブレード法等によりシート化し、そのシートの適宜箇所にスルーホール４２（図４参照）を設けると共に、そのスルーホール４２に印刷等により銀ペースト等の導体ペーストを充填する。そして、該当する層となるシートにそれぞれ前記各電極パッド２３〜２６、導体パターン２７〜２９、コイル導体３０〜３２、コンデンサ電極３３〜４１、電極端子８、１６、２１となる導体ペーストを印刷し、これらを積層して圧着した後、個々のチップに切断し、焼成後に端子電極８、１６、２１を焼き付け、メッキ等により形成する。また、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ６、Ｒ７を前記電極パッドＣ、Ｂ、Ｅ、２３〜２６上に端子を半田により接続して固定する。
【００３０】
上記構成において、低誘電率層５０として、石英とホウケイ酸塩系ガラスを混合したガラスセラミック組成物（誘電率６）を用い、高誘電率層５１として、
ＢａＯ−Ｎｄ２Ｏ３−ＴｉＯ２系低温焼成セラミックス（誘電率７０）を用いて高周波重畳モジュールＭを構成した場合、図５（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、積層体チップ２０の横幅ａ３＝２．５ｍｍ、縦幅ｂ３＝３．２ｍｍ、高さｈ３＝１．２５ｍｍのものが実現できた。この寸法は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示した従来品と比較し、取付け面積が約半分近くに狭くなり、小型化することが可能となり、かつ図５（Ａ）、（Ｂ）に示すものに比較しても高さを低く、大幅に薄型化することが可能となり、体積を約４０％削減することが可能となった。これに伴い、素子間を接続する導体部分の長さが短くなり、図５（Ａ）、（Ｂ）に記載したものに比較して効率（出力電力／入力電力）が約３０％程度向上し、Ｑ値も向上した。
【００３１】
また、本実施の形態においては、図５（Ｃ）に示すように、前記抵抗Ｒ６、Ｒ７やトランジスタＱ３をセラミックチップ積層体２０の上面の中央寄りに配置することにより、マウント時に空気吸引により吸着させる筒状吸着子（図示せず）が当接する平坦部を上面の周辺部に形成している。これにより、マウント時における吸着面積を広く確保することができ、積層体２０を吸着して回転する場合、筒状吸着子に対して積層体２０が慣性によってずれることなく、正確にマウントすることができる。ここで、抵抗Ｒ６、Ｒ７やトランジスタＱ３から積層体２０の周辺部までの平坦部の幅ｄ１、ｄ２は、前記筒状吸着子の筒部の肉厚等の関係上、０．４ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、誘電率の低い誘電体と導体とを積層することにより発振回路部の共振用受動素子であるインダクタを構成すると共に、誘電率の高い誘電体と導体とを積層することにより発振回路部の共振用受動素子であるコンデンサとインピーダンスマッチング回路のコンデンサを構成したので、小型化のみならず、薄型化の要望に応じることができ、これに伴い、素子間を接続する導体長が短くなり、効率を大幅に向上させることができ、かつＱ値の向上が図れる。
【００３３】
また、本発明において、前記インダクタおよびコンデンサをセラミック積層体に内蔵し、前記セラミック積層体上の中心付近に前記半導体素子および抵抗を搭載することにより、積層体上面の周辺部に幅が０．４ｍｍ以上のマウント用平坦部を形成すれば、マウンタにより基板上にマウントする際に、ずれを生じることなく搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高周波重畳モジュールの一実施の形態を示す回路図である。
【図２】本発明による高周波重畳モジュールの他の実施の形態を示す回路図である。
【図３】図２の高周波重畳モジュールの一実施の形態の層構造図である。
【図４】図３の層構造を有する高周波重畳モジュールの各層の導体パターンを示す図である。
【図５】（Ａ）は先に開発された高周波重畳モジュールの平面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は本実施の形態の高周波重畳モジュールの平面図、（Ｄ）はその側面図である。
【図６】（Ａ）は従来の高周波重畳モジュールの平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図７】（Ａ）は従来の高周波重畳モジュールの平面図、（Ｂ）はその回路図である。
【符号の説明】
１：レーザダイオード、５：レーザダイオードの電源端子、８：発振回路の電源端子、１３：発振回路、１４：インピーダンスマッチング回路、１５：フィルタ、１６：グランド端子、２０：積層体、２１：出力端子、２３〜２６：電極パッド、２７〜２９：導体パターン、３０〜３２：コイル導体、３３〜４１：コンデンサ電極、５０：低誘電率層、５１：高誘電率層
【図１】
2004054964.tif 000003
【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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