專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體集成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成裝置。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及這樣一種技術(shù)領(lǐng)域，用于改善半導(dǎo)體激光器中的散熱效果，并且用于改善針對(duì)光學(xué)器件的絕熱性能。
背景技術(shù)：
例如，存在有這樣一種半導(dǎo)體集成裝置，其被設(shè)置在一個(gè)光盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)拾波器內(nèi)。這種半導(dǎo)體集成裝置具有一個(gè)襯底，在襯底上安裝有規(guī)定的光學(xué)器件，比如半導(dǎo)體激光器、光電探測(cè)器、棱鏡等器件，它們均被置于一個(gè)包裝外殼的內(nèi)部。
作為常規(guī)半導(dǎo)體集成裝置的一種示例，存在有這樣一種半導(dǎo)體集成裝置，其中諸如半導(dǎo)體激光器、光電探測(cè)器等的光學(xué)器件被設(shè)置在一個(gè)形成于包裝外殼中的凹槽部分的內(nèi)部。一個(gè)具有全息圖部件(hologram section)等的器件配置塊(在下面的專(zhuān)利文獻(xiàn)1中為“光學(xué)器件2”)被聯(lián)接在所述包裝外殼上，并且諸如半導(dǎo)體激光器、光電探測(cè)器等的各種光學(xué)器件由該器件配置塊覆蓋住(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)公告No.2002-237073在前述的常規(guī)半導(dǎo)體集成裝置中，例如，如果所述包裝外殼由陶瓷制成，那么當(dāng)從半導(dǎo)體激光器發(fā)射出激光束時(shí)可以獲得良好的散熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在前述的常規(guī)半導(dǎo)體集成裝置中，由于器件配置塊被聯(lián)接在包裝外殼上，所以比如在組裝光學(xué)拾波器的過(guò)程中在將柔性印刷線路板焊接到該半導(dǎo)體集成裝置上時(shí)，熱量易于被傳導(dǎo)至所述器件配置塊，因此，諸如全息圖部件等的光學(xué)器件的功能將會(huì)受損。
相反，如果包裝外殼由一種樹(shù)脂材料或者類(lèi)似材料制成，那么當(dāng)從半導(dǎo)體激光器發(fā)射出激光束時(shí)所產(chǎn)生的熱量將無(wú)法被很快地傳導(dǎo)至器件配置塊。因此，焊接柔性印刷線路板時(shí)所產(chǎn)生的熱量對(duì)于諸如全息圖部件的光學(xué)器件的影響變小，但是在從半導(dǎo)體激光器發(fā)射出激光束時(shí)的散熱效果會(huì)受到損害，并且半導(dǎo)體集成裝置工作時(shí)的可靠性將會(huì)下降。
就此而言，本發(fā)明旨在尋求改善半導(dǎo)體激光器中的散熱效果并且改善針對(duì)光學(xué)器件的絕熱性能。
一種關(guān)于本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體集成裝置包括一個(gè)由金屬材料或者陶瓷材料制成的底部元件(base member)，在其上放置有一個(gè)襯底，該襯底具有安裝于其上的包括半導(dǎo)體激光器的規(guī)定光學(xué)器件；一個(gè)由樹(shù)脂材料或者玻璃材料制成的殼體，其覆蓋住放置在前述底部元件上的前述襯底；以及一個(gè)聯(lián)接在殼體上的器件配置塊，其具有一個(gè)不同于前述規(guī)定光學(xué)器件的光學(xué)器件。
因此，在涉及本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體集成裝置中，在器件配置塊與由金屬材料或者陶瓷材料制成的底部元件之間，設(shè)置有由樹(shù)脂材料或者玻璃材料制成的殼體。
從而，由金屬材料或者陶瓷材料制成的底部元件具有高的導(dǎo)熱性，并且實(shí)現(xiàn)了在從半導(dǎo)體激光器發(fā)射出激光束的過(guò)程中良好地進(jìn)行散熱。此外，由樹(shù)脂材料或者玻璃材料制成的殼體具有良好的阻熱和絕熱性能，并且因此，焊接線路板時(shí)所產(chǎn)生的熱量對(duì)于器件配置塊中的光學(xué)器件(比如全息圖部件)的影響得以減輕。


圖1是一個(gè)半導(dǎo)體集成裝置的分解透視圖，它示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例；圖2是一個(gè)半導(dǎo)體集成裝置的放大剖視圖，它示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例；以及圖3是一個(gè)放大平面圖，它示出了設(shè)置在一個(gè)襯底上的光學(xué)器件，和示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖對(duì)一個(gè)涉及本發(fā)明的半導(dǎo)體集成裝置的實(shí)施例進(jìn)行描述。
半導(dǎo)體集成裝置1比如被設(shè)置在一個(gè)光學(xué)拾波器的可動(dòng)底座上，所述光學(xué)拾波器被設(shè)置在一個(gè)光盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置中。在向圓盤(pán)狀記錄介質(zhì)上記錄信息信號(hào)或者從圓盤(pán)狀記錄介質(zhì)上讀取信息信號(hào)時(shí)，所述可動(dòng)底座沿著圓盤(pán)狀記錄介質(zhì)的半徑方向移動(dòng)。一個(gè)連接于一驅(qū)動(dòng)電路上的線路板(比如柔性印刷線路板)被聯(lián)接在所述可動(dòng)底座上，并且在柔性印刷線路板的一個(gè)端部上形成有一個(gè)外部電極。
在半導(dǎo)體集成裝置1中，各種部件被設(shè)置在一個(gè)包裝外殼2中。如圖1和圖2中所示，包裝外殼2由一個(gè)底部元件3和一個(gè)殼體4組成，其中底部元件3由具有高導(dǎo)熱性的金屬材料或者陶瓷材料制成平板的形狀，而殼體4由具有良好阻熱和絕熱性能的樹(shù)脂材料或者玻璃材料制成。
作為用于底部元件3的金屬材料，比如可以使用銅、鐵、鋁等材料，作為用于底部元件3的陶瓷材料，比如可以使用氧化鋁、氮化鋁等材料。在底部元件3的上表面和下表面上均設(shè)置有一個(gè)電極(未示出)，用于在一個(gè)襯底與前述線路板(柔性印刷線路板)上的外部電極之間進(jìn)行導(dǎo)電。所述襯底和外部電極均將在后面予以描述。
殼體4呈一個(gè)下側(cè)敞口的箱子形狀。在其上表面4a中形成有一個(gè)開(kāi)口4b。作為用于殼體4的樹(shù)脂材料，比如，可以使用熱固性樹(shù)脂如酚醛硬化線性酚醛清漆環(huán)氧樹(shù)脂(phenolic hardened novolak epoxy resin)等材料，熱塑性樹(shù)脂如液晶聚合物、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、econol(一種熱致變性液晶聚合物，由日本化藥公司(Sumitomo)Kagaku Corp.生產(chǎn))、聚乙基醚酮(polyethyl ether ketone)等材料。作為用于殼體4的玻璃材料，比如可以使用低熔點(diǎn)玻璃。
一個(gè)襯底5被設(shè)置在底部元件3上。如圖3中所示，在襯底5上設(shè)置有多個(gè)電極5a、5a……以及定位標(biāo)記5b、5b。
在襯底5上設(shè)置有一個(gè)輔助底座(sub-mount)6，在該輔助底座6與襯底5之間插入有銀膏，并且一個(gè)半導(dǎo)體激光器7被設(shè)置在輔助底座6上。在襯底5的上表面上設(shè)置有一個(gè)前光電二極管8，該前光電二極管8具有APC(Automatic Power Control，自動(dòng)功率控制)功能，用于對(duì)從半導(dǎo)體激光器7發(fā)射出的激光進(jìn)行控制，從而使得強(qiáng)度保持恒定。
一個(gè)棱鏡9通過(guò)粘合劑被粘接在襯底5上，并且該棱鏡9被定位成覆蓋住前光電二極管8。在棱鏡9上面對(duì)著半導(dǎo)體激光器7的位置處，形成有一個(gè)傾斜的反射表面9a。
棱鏡9被定位在設(shè)置于襯底5上的定位標(biāo)記5b、5b之間。并且通過(guò)這些定位標(biāo)記5b、5b來(lái)確定棱鏡9相對(duì)于襯底5的定位。
一個(gè)光電探測(cè)器10被設(shè)置在襯底5上，朝向棱鏡9。
一個(gè)器件配置塊11被聯(lián)接在殼體4的上表面4a上(參見(jiàn)圖1和圖2)。該器件配置塊11比如由樹(shù)脂材料制成。如圖2中所示，一個(gè)光柵12被設(shè)置在器件配置塊11的下端區(qū)域的中部。一個(gè)四分之一波長(zhǎng)板13被設(shè)置在器件配置塊11的上端區(qū)域的中部。
在器件配置塊11中，在四分之一波長(zhǎng)板13的下方設(shè)置有一個(gè)全息圖部件14，在它們之間存在預(yù)定的間隙。全息圖部件14是一個(gè)光學(xué)器件，具有用于改變激光束路徑的光路改變功能，以及用于使激光束發(fā)散的散光功能。
在由此構(gòu)造而成的半導(dǎo)體集成裝置中，當(dāng)從半導(dǎo)體激光器7發(fā)射出激光束時(shí)，射出的激光束被棱鏡9的反射表面9a反射，并且其光路改變90°(參見(jiàn)圖2)。光路已經(jīng)發(fā)生改變的激光束穿過(guò)殼體4中的開(kāi)口4b，經(jīng)由光柵12、全息圖部件14以及四分之一波長(zhǎng)板13朝向一個(gè)物鏡(未示出)前進(jìn)，并且由該物鏡聚焦在圓盤(pán)狀記錄介質(zhì)的記錄表面上。已經(jīng)聚焦在圓盤(pán)狀記錄介質(zhì)的記錄表面上的激光束被該記錄表面反射，并且經(jīng)由物鏡從四分之一波長(zhǎng)板13進(jìn)入全息圖部件14。已經(jīng)進(jìn)入全息圖部件14的激光束的光路將發(fā)生改變，并且進(jìn)入光電探測(cè)器10。由此，比如可以讀取記錄在圓盤(pán)狀記錄介質(zhì)上的信息信號(hào)。
如上所述，當(dāng)從半導(dǎo)體激光器7發(fā)射出激光束時(shí)，激光束的一部分會(huì)透射穿過(guò)棱鏡9進(jìn)入前光電二極管8。對(duì)進(jìn)入前光電二極管8的激光束的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，并且基于檢測(cè)出的強(qiáng)度，對(duì)半導(dǎo)體激光器7的輸出功率進(jìn)行控制，以便使得從半導(dǎo)體激光器7發(fā)射出的激光束的強(qiáng)度保持恒定。
如上所述，半導(dǎo)體集成裝置1具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中由樹(shù)脂材料或者玻璃材料制成的殼體4被設(shè)置在器件配置塊11與由金屬材料或者陶瓷材料制成的底部元件3之間。因此，當(dāng)從半導(dǎo)體激光器7發(fā)射出激光束時(shí)，可以通過(guò)導(dǎo)熱的底部元件3實(shí)現(xiàn)良好的散熱效果，并且可以利用具有良好阻熱和絕熱性能的殼體4，減輕在焊接柔性線路板時(shí)所產(chǎn)生的熱量對(duì)于器件配置塊11中的光學(xué)器件(比如全息圖部件14等)的影響。
此外，由于包裝外殼2由兩部分組成，即由底部元件3和殼體4組成，所以針對(duì)包裝外殼2的形狀等來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)自由度更高，并且能夠使得半導(dǎo)體集成裝置1更小和更薄，以降低成本。
還有，由于利用殼體4形成了一個(gè)用于放置襯底5的空間，在襯底5上設(shè)置有半導(dǎo)體激光器7等，所以無(wú)需在底部元件3上形成一個(gè)用于放置襯底5的凹槽部分，并且底部元件3可以因此被制成簡(jiǎn)單的平板形狀，由此使得易于進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)增強(qiáng)散熱功能。
還有，通過(guò)利用陶瓷材料形成底部元件3，設(shè)置在該底部元件3上的電極可以更為自由地進(jìn)行定位，并且設(shè)計(jì)靈活性得以提高。尤其是，通過(guò)在底部元件3的下表面上設(shè)置一個(gè)用于與線路板(柔性印刷線路板)連接起來(lái)的電極，降低了在對(duì)線路板進(jìn)行焊接的過(guò)程中烙鐵與定位在底部元件3上側(cè)面上的光學(xué)器件之間發(fā)生物理接觸的風(fēng)險(xiǎn)，并且可以防止由于焊接工藝產(chǎn)生次品。
還有，通過(guò)利用樹(shù)脂材料或者玻璃材料形成殼體4，針對(duì)殼體4形狀的設(shè)計(jì)自由度以及它的尺寸精度得以提高。因此，可以更為精確地進(jìn)行器件配置塊11相對(duì)于殼體4的定位，并且器件配置塊11可以被制成一種優(yōu)先考慮光學(xué)功能的形狀。
盡管給出了將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例應(yīng)用在一個(gè)設(shè)置于光盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)拾波器內(nèi)的半導(dǎo)體裝置上的一個(gè)例子，但是本發(fā)明并非局限于此，而是可以應(yīng)用到用在各種電子器件中的半導(dǎo)體集成裝置上。
前述實(shí)施例中各種組件的形狀和結(jié)構(gòu)僅僅是對(duì)一個(gè)實(shí)施本發(fā)明的例子的示范，因此并不構(gòu)成任何限制。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求予以明示，而并非由前面的描述予以明示，并且希望包含落入權(quán)利要求的等效含義和范圍之內(nèi)的所有改變。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體集成裝置，包括一由金屬材料和陶瓷材料中的一種制成的底部元件，在該底部元件上設(shè)置有一個(gè)襯底，該襯底具有安裝于其上的至少包括半導(dǎo)體激光器、光電探測(cè)器和棱鏡的光學(xué)器件；一由樹(shù)脂材料或者玻璃材料中的一種制成的殼體，該殼體覆蓋住設(shè)置在所述底部元件上的所述襯底；以及一聯(lián)接于所述殼體上的器件配置塊，該器件配置塊至少包括四分之一波長(zhǎng)板、全息圖部件以及光柵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體集成裝置，其中用于所述底部元件的所述金屬材料包括銅、鐵和鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體集成裝置，其中用于所述底部元件的所述陶瓷材料包括氧化鋁和氮化鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體集成裝置，其中用于所述殼體的所述樹(shù)脂材料包括熱固性樹(shù)脂和熱塑性樹(shù)脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的半導(dǎo)體集成裝置，其中所述熱固性樹(shù)脂包括酚醛硬化線性酚醛清漆環(huán)氧樹(shù)脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的半導(dǎo)體集成裝置，其中所述熱塑性樹(shù)脂包括液晶聚合物、聚苯硫醚、econol以及聚乙基醚酮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體集成裝置，其中用于所述殼體的所述玻璃材料包括低熔點(diǎn)玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體集成裝置，其中安裝于所述襯底上的所述光學(xué)器件至少包括半導(dǎo)體激光器、棱鏡、光電探測(cè)器以及前光電二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體集成裝置，旨在改善在半導(dǎo)體激光器發(fā)射出激光束時(shí)的散熱效果和針對(duì)光學(xué)器件的絕熱性能。該裝置包括一個(gè)由金屬材料或者陶瓷材料制成的底部元件、一個(gè)由樹(shù)脂材料或者玻璃材料制成的殼體、以及一個(gè)器件配置塊。在所述底部元件上放置有一個(gè)襯底，在該襯底上安裝有包括半導(dǎo)體激光器的規(guī)定光學(xué)器件。所述殼體覆蓋住設(shè)置于底部元件上的襯底。所述器件配置塊被聯(lián)接在殼體上，并且具有不同于前述光學(xué)器件的光學(xué)器件。
文檔編號(hào)H01S5/026GK1519829SQ20031011314
公開(kāi)日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者根本和彥 申請(qǐng)人:索尼公司