專利名稱：光學(xué)讀寫頭的控制芯片散熱機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種光盤驅(qū)動(dòng)器中的讀寫頭(pick-up head)有關(guān)，特別是關(guān)于一種能提高讀寫頭中控制芯片散熱效率的讀寫頭，以大幅提升讀寫頭散熱效率。
(2)背景技術(shù)隨著個(gè)人電腦的快速發(fā)展，電腦輔助產(chǎn)品也快速成長且日新月異。如硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、掃描器、打印機(jī)等電腦輔助產(chǎn)品已是現(xiàn)代辦公室必備的工具，并且隨著產(chǎn)品價(jià)格的降低，電腦輔助產(chǎn)品也已從辦公室普及至家庭了。其中，光盤驅(qū)動(dòng)器便是目前極為方便與普遍應(yīng)用的儲(chǔ)存媒介，除了因?yàn)楣獗P片具有極大的儲(chǔ)存容量外，更因?yàn)樗鶅?chǔ)存的數(shù)據(jù)可以包含音樂與圖像格式，而且能長期保存。特別是，隨著新一代數(shù)字化視頻光盤(Digital Versatile Disc；DVD)的發(fā)展，由于具有高達(dá)17GB的容量以及更高品質(zhì)的輸出特性，而使得光盤驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用更加廣泛。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，此圖顯示了光盤驅(qū)動(dòng)器中承載組件(traverse module)1的相關(guān)結(jié)構(gòu)。如圖中所示，在光盤驅(qū)動(dòng)器承載組件1包括一個(gè)主軸馬達(dá)(spindle motor)10以及裝置于主軸馬達(dá)10上緣的盤片承載機(jī)構(gòu)(disk loader)12，用以旋轉(zhuǎn)消費(fèi)者所置入的光盤片。另外，一光學(xué)讀寫頭(pickup head)14，它包含一個(gè)基座(carriage)141，此基座141由傳動(dòng)馬達(dá)(sled motor)18驅(qū)動(dòng)，可沿著導(dǎo)軌17前后滑動(dòng)，順便帶著光學(xué)讀寫頭14沿光盤片的盤面水平移動(dòng)。在光學(xué)讀寫頭14中具有一致動(dòng)器(actuator)(圖中未顯示)，用以調(diào)整光學(xué)讀寫頭14中的光學(xué)元件(例如物鏡)16進(jìn)行垂直方向的尋軌(tracking)及垂直方向的聚焦(foussing)的上下位移，使激光光能精確的聚焦于光盤片上。這樣，當(dāng)光盤片放置于盤片承載機(jī)構(gòu)12上時(shí)，便可藉由傳動(dòng)馬達(dá)與致動(dòng)器，分別調(diào)整光學(xué)讀寫頭14的位置，以讀取光盤片上的數(shù)據(jù)。
值得注意的是，隨著光盤驅(qū)動(dòng)器讀取數(shù)據(jù)或燒錄數(shù)據(jù)的倍數(shù)不斷提升，上述主軸馬達(dá)10、傳動(dòng)馬達(dá)、致動(dòng)器、以至于光學(xué)讀寫頭14，進(jìn)行操作的轉(zhuǎn)速或是頻率也大幅增高，而容易使光盤驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生過熱的問題。在習(xí)知的光盤驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中，為了解決這個(gè)問題，往往會(huì)在光盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部設(shè)置冷卻風(fēng)扇，以借著快速導(dǎo)動(dòng)的氣流，來加強(qiáng)光盤驅(qū)動(dòng)器的散熱效果。
盡管這樣，但對(duì)于光學(xué)讀寫頭14而言，上述風(fēng)扇所產(chǎn)生的散熱效果仍然十分有限。請(qǐng)參照?qǐng)D2，此讀寫頭14的主要元件包括有基座(carriage)141、一光學(xué)元件(未顯示)、激光二極管(未顯示)、一致動(dòng)器142、一控制芯片143、加強(qiáng)板144以及軟性電路板(FPC)145。在組裝于光盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)時(shí)，可藉由讀寫頭14側(cè)邊的滑套146，穿套于光盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的導(dǎo)軌17上，而使此讀寫頭14能沿著導(dǎo)軌前后移動(dòng)。
基座141是用來承載或是容納光學(xué)元件、激光二極管、致動(dòng)器142及控制芯片143。激光二極管是裝設(shè)于基座141中，能以激光光束對(duì)光盤片進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取或燒錄程序。至于致動(dòng)器142則裝置于基座141下方，用來調(diào)整光學(xué)讀寫頭的光學(xué)元件進(jìn)行垂直或水平方向的移動(dòng)，以調(diào)整光學(xué)讀寫頭射出光束的角度。
此外，為了將控制芯片143組裝焊接至軟性電路板145上，在讀寫頭14的基座141表面與軟性電路板(FPC)145之間，會(huì)先架設(shè)一塊加強(qiáng)板144。此塊加強(qiáng)板144一般是由塑膠材料所構(gòu)成，以便在使用表面黏著技術(shù)(SMT)將控制芯片143組裝于軟性電路板145上時(shí)，提供足夠的支撐力。此塊軟性電路板145是纏繞于整個(gè)基座141的表面上，而由基座141的上表面，向下延伸分布于基座141的側(cè)壁與下表面，使相關(guān)的元件產(chǎn)生電性連結(jié)。在軟性電路145的上表面，則具有以SMT制程組裝的控制芯片143。
值得注意的是，由于讀寫頭14同時(shí)組裝了致動(dòng)器142、控制芯片143以及激光二極管、光學(xué)元件等易發(fā)熱元件，一旦這些元件在進(jìn)行高速燒寫或讀取的操作時(shí)，整個(gè)讀寫頭14便會(huì)陷入過高的操作溫度。特別是控制芯片143需要處理大量的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因此當(dāng)其溫度過高時(shí)，容易導(dǎo)致邏輯執(zhí)行發(fā)生錯(cuò)誤。為了克服此問題，習(xí)知技術(shù)中會(huì)在控制芯片143上表面貼附一塊散熱板147，用來提升其散熱效率，而降低控制芯片143的溫度。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，此圖顯示了上述讀寫頭14的截面結(jié)構(gòu)。如同上述，在組裝軟性電路板145時(shí)，是先在基座141上架設(shè)一加強(qiáng)板144，再把軟性電路板145伏貼于加強(qiáng)板144上。隨后，可將整個(gè)控制芯片143焊接組裝于軟性電路板145上表面，并在控制芯片143上方加裝散熱板147，來增進(jìn)控制芯片143的散熱效率。但值得注意的是，習(xí)知技術(shù)中由于控制芯片143下方的加強(qiáng)板144是由塑膠材料所構(gòu)成，所以并無法在控制芯片143下方形成另一個(gè)散熱路徑，也即習(xí)知技術(shù)中控制芯片143僅能藉由上方的散熱板147來散熱。
盡管這樣，但隨著光盤驅(qū)動(dòng)器的讀/寫倍率不斷增加，控制芯片143的操作頻率也持續(xù)攀升，而使其本身的散熱問題變得更加嚴(yán)重。在此種情形下，如何降低控制芯片143由于過熱發(fā)生故障，已成為高倍數(shù)光盤驅(qū)動(dòng)器/燒錄機(jī)開發(fā)與設(shè)計(jì)的重要課題。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可減少控制芯片過熱而發(fā)生的故障的光學(xué)讀寫頭的控制芯片散熱機(jī)構(gòu)及采用該散熱機(jī)構(gòu)的光學(xué)讀寫頭。
根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種光學(xué)讀寫頭，應(yīng)用于一光盤驅(qū)動(dòng)器中，該光學(xué)讀寫頭至少包括一基座；一軟性電路板，組裝于該基座上表面，該軟性電路板具有一開口，導(dǎo)熱材料，形成于該開口中；及一控制芯片，連接于該軟性電路板上表面，該控制芯片壓覆于該導(dǎo)熱材料上表面。
根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種光盤驅(qū)動(dòng)器，至少包括一組導(dǎo)軌；一光學(xué)讀寫頭，由該組導(dǎo)軌所支撐，其中該光學(xué)讀寫頭還包括一基座，用來容納光學(xué)元件；一軟性電路板，組裝于該基座上表面，該軟性電路板具有一開口；導(dǎo)熱材料，形成于該開口中；及一控制芯片，連接于該軟性電路板上表面，該控制芯片壓覆于該導(dǎo)熱材料上表面。
本發(fā)明的讀寫頭的控制芯片，由于連接于軟性電路板上表面并壓覆于導(dǎo)熱材料上表面，而可沿著導(dǎo)熱材料與基座的路徑進(jìn)行散熱，因此可有效減少控制芯片過熱而發(fā)生的故障。
(4)


藉由以下結(jié)合附圖所進(jìn)行的詳細(xì)描述，將可輕易的了解上述內(nèi)容及本發(fā)明的諸多優(yōu)點(diǎn)，其中圖1顯示習(xí)知技術(shù)中光盤驅(qū)動(dòng)器承載組件的相關(guān)組件結(jié)構(gòu)；圖2是顯示習(xí)知技術(shù)中光學(xué)讀寫頭的結(jié)構(gòu)分解立體圖；圖3是顯示習(xí)知技術(shù)中光學(xué)讀寫頭的結(jié)構(gòu)截面圖；圖4是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例中光學(xué)讀寫頭的結(jié)構(gòu)分解立體圖；圖5是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例中光學(xué)讀寫頭的結(jié)構(gòu)截面圖；及圖6是顯示本發(fā)明第二實(shí)施例中光學(xué)讀寫頭的結(jié)構(gòu)截面圖。
(5)具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種使光盤驅(qū)動(dòng)器讀寫頭中的控制芯片通過基座進(jìn)行散熱的設(shè)計(jì)。借著在控制芯片下方的空間中制作導(dǎo)熱金屬材料，能提供控制芯片沿著導(dǎo)熱金屬材料與基座進(jìn)行散熱的路徑，進(jìn)而提升其散熱效率。有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明如下所述。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，此圖顯示了由本發(fā)明所提供的讀寫頭4。此讀寫頭4是組裝于一光盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)，并且藉由讀寫頭4側(cè)邊的滑套46，穿套于光盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的導(dǎo)軌17上，而使此讀寫頭4能沿著導(dǎo)軌17前后移動(dòng)。此讀寫頭4的主要元件，包括有一基座(carriage)41、一光學(xué)元件(未顯示)、激光二極管(未顯示)、一致動(dòng)器(actuator)42、一控制芯片43、一加強(qiáng)板44以及一軟性電路板(FPC)45。
此基座41由金屬制成，主要是用來承載或是容納光學(xué)元件、激光二極管、致動(dòng)器42以及控制芯片43。激光二極管裝設(shè)于基座41中，能以激光光束對(duì)光盤片進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取或燒錄程序。至于致動(dòng)器42則裝置于基座41下方，用來調(diào)整光學(xué)讀寫頭4其光學(xué)元件進(jìn)行垂直或水平方向的移動(dòng)，并調(diào)整這些光學(xué)元件射出光束的位置或角度。
在較佳實(shí)施例中，為了讓控制芯片43在使用表面黏著技術(shù)(SMT)組裝至軟性電路板45上時(shí)能提供足夠的支撐力，在基座41的上表面架設(shè)有一塊加強(qiáng)板(Main Plate)44。如圖所示，此塊加強(qiáng)板44正好位于基座41上表面與軟性電路板(FPC)45之間。此塊加強(qiáng)板44一般是由塑膠材料所構(gòu)成，但在增強(qiáng)控制芯片43散熱效率的考慮下，本發(fā)明中也可考慮采用金屬材料來構(gòu)成加強(qiáng)板44。并且，可在加強(qiáng)板44的上表面選擇性的涂布一助焊層48。此助焊層的功效將進(jìn)一步說明于下。
軟性電路板45則纏繞于整個(gè)基座41的表面上。如圖中所示，其是由加強(qiáng)板44的上表面向后側(cè)延伸并貼附于基座41的側(cè)壁與下表面，以便使相關(guān)的元件產(chǎn)生電性連結(jié)。值得注意的是，在軟性電路板45上預(yù)定組裝控制芯片43的位置上制作有一開口45a，以便在此開口45a中填入諸如金屬的導(dǎo)熱材料。這樣一來，在以SMT制程組裝控制芯片43于軟性電路板45上時(shí)，控制芯片43正好會(huì)壓覆于填入開口45a的導(dǎo)熱材料上表面，而可提升其散熱效能。
另外，在控制芯片43上表面貼附有一塊散熱板47。當(dāng)光盤驅(qū)動(dòng)器在進(jìn)行操作時(shí)，位于光盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的冷卻風(fēng)扇，可以產(chǎn)生快速導(dǎo)動(dòng)的氣流，通過該散熱板47的上表面，而有助于控制芯片43進(jìn)行散熱。
為了便于了解，并請(qǐng)參照?qǐng)D5，此圖是以剖面圖顯示上述讀寫頭4的結(jié)構(gòu)。如上所述，加強(qiáng)板44是架設(shè)于基座41上表面，并且在加強(qiáng)板44的上表面，可選擇性的涂布一助焊層48。在加強(qiáng)板44的上表面，則伏貼了軟性電路板45，在軟性電路板45的上表面并制作了貫穿的開口45a。如圖中所示，在開口45a中并填入了導(dǎo)熱材料49，諸如錫、金屬、錫膏、導(dǎo)熱膠或?qū)岣?。其中，選用錫膏的好處是可以在此讀寫頭的SMT制程中一并形成。這樣一來，在組裝控制芯片43于軟性電路板45上表面時(shí)，控制芯片43會(huì)正好壓覆于導(dǎo)熱材料49上表面，而可沿著此導(dǎo)熱材料49朝向基座41的路徑(如圖中箭頭)進(jìn)行散熱，也即控制芯片43可經(jīng)由開口45a中的導(dǎo)熱材料49、助焊層48、加強(qiáng)板44及基座41所構(gòu)成的路徑來散熱。
在一實(shí)施例中，上述加強(qiáng)板44可選用鋁、銅、鋅等金屬材質(zhì)來構(gòu)成。至于作為導(dǎo)熱材料49的錫膏，則可由含磷的化學(xué)鎳、或是錫鉛等材料來構(gòu)成。
參照?qǐng)D5，助焊層48是用以加強(qiáng)導(dǎo)熱材料49與金屬加強(qiáng)板44間的附著結(jié)合力，其材質(zhì)可為鎳或鉛。例如當(dāng)導(dǎo)熱材料49為錫且金屬加強(qiáng)板44為鋁時(shí)，使用此助焊層48可以幫助導(dǎo)熱材料49與金屬加強(qiáng)板44間的附著結(jié)合力。但是當(dāng)導(dǎo)熱材料49為導(dǎo)熱膠或?qū)岣鄷r(shí)，此助焊層48可以省略。另外，加強(qiáng)板44也可為銅或鋅所構(gòu)成。
仍請(qǐng)參照?qǐng)D5，在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制芯片43主要包括了下列元件。一晶元墊431，其下表面具有焊點(diǎn)，用來與軟性電路板45產(chǎn)生電性連結(jié)，在晶元墊431的上表面則具有接點(diǎn)，可經(jīng)由晶元墊431的內(nèi)部連線，連結(jié)至對(duì)應(yīng)的焊點(diǎn)。一晶元433，則貼附于晶元墊431上表面，并且以打線434連結(jié)于該些接點(diǎn)。另外，一封裝材料435，則覆蓋于晶元431與晶元墊433上表面，以保護(hù)晶元433與該些打線434。
要特別強(qiáng)調(diào)的是，在制作軟性電路板45上的開口45a(如圖4所示)時(shí)，除了要將開口45a設(shè)置于預(yù)定組裝控制芯片43的區(qū)域中，尚需注意開口45a的尺寸面積要小于控制芯片43的尺寸面積，且開口45a的位置須對(duì)應(yīng)于上述晶元墊431。這樣一來，在組裝控制芯片43于軟性電路板45上時(shí)，位于控制芯片43下表面周圍的焊點(diǎn)，才不致于碰觸到由錫金屬構(gòu)成的導(dǎo)熱材料49，而導(dǎo)致短路等問題。
此外，要特別指出的是，在使用金屬材料構(gòu)成加強(qiáng)板44的情形下，由于金屬材料具有較佳的散熱效果，因此即使不制作開45a與填充導(dǎo)熱材料49，晶元433所產(chǎn)生的熱能，依舊能通過下方的金屬加強(qiáng)板44傳導(dǎo)逸散，而可以有效的降低整體結(jié)構(gòu)的溫度。請(qǐng)參照?qǐng)D6，此圖即顯示了直接利用金屬加強(qiáng)板44來提供控制芯片下方的散熱路徑。其中，在軟性電路板45上并未制作開口，也沒有填充導(dǎo)熱材料49。
使用本發(fā)明的控制芯片散熱結(jié)構(gòu)，具有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)。首先，由于基座41大部份都是金屬材質(zhì)，并且其表面積遠(yuǎn)比散熱板47大，因此將控制芯片43產(chǎn)生的熱能，通過基座41來進(jìn)行散熱，將可大幅度增進(jìn)其散熱效果。其次，在利用本發(fā)明所提供由錫金屬導(dǎo)熱材料49經(jīng)由基座41進(jìn)行的散熱路徑時(shí)，尚可同時(shí)利用習(xí)知技術(shù)中由控制芯片43上方的散熱片47進(jìn)行散熱的路徑。換言之，借著提供控制芯片43朝上、下兩個(gè)方向的散熱路徑，將可大幅增進(jìn)控制芯片的散熱效率，進(jìn)而達(dá)到增加其工作穩(wěn)定性，延長其工作壽命的目的。
上面雖以較佳實(shí)施例予以具體說明本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明精神與范圍；在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的種種等效的修改或替換，均應(yīng)包含在下述的權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一光學(xué)讀寫頭，應(yīng)用于一光盤驅(qū)動(dòng)器中，該光學(xué)讀寫頭至少包括一基座；一軟性電路板，組裝于該基座上表面，該軟性電路板具有一開口，導(dǎo)熱材料，形成于該開口中；及一控制芯片，連接于該軟性電路板上表面，該控制芯片壓覆于該導(dǎo)熱材料上表面。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于所述導(dǎo)熱材料是選自錫、錫膏、金屬、導(dǎo)熱膏之一。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于還包括一加強(qiáng)板，架設(shè)于該基座與該軟性電路板之間以提供支撐力。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于還包含一助焊層，形成于該導(dǎo)熱材料與該加強(qiáng)板之間。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于所述助焊層選自鎳或鉛。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于所述控制芯片至少包括一晶元墊，下表面具有焊點(diǎn)用來與該軟性電路板產(chǎn)生電性連結(jié)，上表面具有接點(diǎn)，經(jīng)由該晶元墊的內(nèi)部連線，連結(jié)至對(duì)應(yīng)的該焊點(diǎn)；一晶元，貼附于該晶元墊上表面，電性連結(jié)至該些接點(diǎn)；及一封裝材料，覆蓋于該晶元與該晶元墊上表面。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于還包括一散熱板，貼附于該控制芯片上表面。
8.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于所述開口對(duì)應(yīng)于所述晶元墊。
9.一光盤驅(qū)動(dòng)器，至少包括一組導(dǎo)軌；一光學(xué)讀寫頭，由該組導(dǎo)軌所支撐，其中該光學(xué)讀寫頭還包括一基座，用來容納光學(xué)元件；一軟性電路板，組裝于該基座上表面，該軟性電路板具有一開口；導(dǎo)熱材料，形成于該開口中；及一控制芯片，連接于該軟性電路板上表面，該控制芯片壓覆于該導(dǎo)熱材料上表面。
10.如權(quán)利要求9所述的光盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于該光學(xué)讀寫頭還包括一加強(qiáng)板，架設(shè)于該基座與該軟性電路板之間以提供支撐力。
全文摘要
一種光學(xué)讀寫頭，應(yīng)用于一光盤驅(qū)動(dòng)器中，此光學(xué)讀寫頭至少包括下列元件一基座，能沿著光盤驅(qū)動(dòng)器中的導(dǎo)軌前后移動(dòng)；一加強(qiáng)板，架設(shè)于基座上表面，在加強(qiáng)板上表面涂布有一助焊層；一軟性電路板，伏貼于加強(qiáng)板上表面，軟性電路板具有一開口，在開口中填入有金屬導(dǎo)熱材料；以及一控制芯片，連接于軟性電路板上表面，控制芯片壓覆于金屬導(dǎo)熱材料上表面，而可沿著金屬材料、助焊層與基座所構(gòu)成的路徑進(jìn)行散熱。
文檔編號(hào)G11B33/14GK1607585SQ200310102830
公開日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2003年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者唐修文, 陳僧明 申請(qǐng)人:華碩電腦股份有限公司