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、 系统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。