KR0149128B1 - 고속 광통신용 반도체 레이저 모듈 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 광학 부품수를 줄이고 레이저 다이오드의 열전달 경로를 최소화하는 동시에 광섬유를 보다 견고히 고정함으로써 초고속 광통신의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지에 관한 것이다.
본 발명의 반도체 레이저모듈 패키지는, 레이저 다이오드(1)가 열분산용 기판(103) 상에 결합형성되고, 전기한 열분산용 기판(103)과 전기한 레이저다이오드(101)에서의 광신호를 검출하기 위한 모니터 광검출기(104), 열측정소자(106), 단자(123) 및 박막저항(102) 및 열전 냉각소자(109)의 일면이 칩캐리어(107) 상에 형성되고, 전기한 레이저다이오드(101)와 칩캐리어(107)의 전기적 연결시 기생성분을 감소시키기 위한 접지용 블록(133)이 칩캐리어(107) 상에 형성되고, 칩캐리어(107)는 그 수직면에 집속형 단일렌즈(118)가 입설된

Description

고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지
제1(a)도 및 제1(b)도는 종래의 고속 광통신용 반도체 레이저 모듈 패키지에 대한 개략적인 평면도 및 측면도.
제2(a)도 및 제2(b)도는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 광통신용 반도체 레이저 모듈 패키지에 대한 개략적인 평면도 및 측면도.
제3도는 제2(a)도 및 제2(b)도에 도시된 칩캐리어 기판의 상세도.
제4도는 본 발명에 따른 렌즈 고정대의 정열방법을 설명하기 위한 렌즈 고정대의 개략적 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 레이저 다이오드 102 : 박막저항
103 : 열분산용 기판 104 : 모니터 광 검출기
106 : 열측정소자 107 : 칩캐리어
109 : 열전 냉각소자 110 : 마이크로 스트립라인
111 : 궤환광 차단기 113 : 광섬유
114 : 광섬유 보호대 115 : 버터플라이 패키지
118 : 집속형 단일렌즈 119 : 렌즈 고정대
120 : 나사산 121 : 애폭시 흐름방지용 홈
122 : 윈도캡 123 : 단자
124 : 칩 인덕터 125 : 광섬유 페룰
126 : 링 127 : 페룰 하우징
128, 129 : 플랜지 130,131,132 : 레이저 웰딩부위
133 : 접지용 블록
본 발명은 고속 광통신용 반도체 레이저 모듈 패키지에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 광학 부품수를 줄이고 레이저 다이오드의 열전달 경로를 최소화하는 동시에 광섬유를 보다 견고히 고정함으로써 초고속 광통신 신뢰도를 향상시킬 수 있는 고속 광통신용 반도체 레이저 모듈 패키지에 관한 것이다.
광통신에 있어서 가장 근간이 되는 목표는 사용자의 신호를 신호전달 매개체로 사용되는 광섬유를 통하여 신호의 잡음이나 왜곡의 발생없이 상대방에게 절달하는 것으로, 이러한 광통신의 핵심부품으로서 반도체 레이저 모듈 패키지가 사용되고 있다.
특히 Gbps급 이상의 고속 광통신용 반도체 레이저 모듈 패키징할 때, 최우선으로 고려해야할 사항으로는 광출력, 광변조 및 단일모드 동작과 같은 레이저 다이오드 특성을 악화시키지 않으면서 광신호를 광섬유에 전달할 수 있도록 패키징하여야 한다는 것이다.
광학적인 측면에서 반도체 레이저모듈의 패키징을 고려하면, 레이저다이오드와 광섬유와의 높은 광결합효율(optical coupling efficiency)을 확보함으로써 레이저다이오드 자체의 낮은 전/광(electrical/optical)변환효율을 보상하여 시스템이 요구하는 평균 광출력을 유지함과 동시에 레이저다이오드의 안정된 단일모드 동작에 악영향을 미치는 광궤한(opticl feedback)을 차단시키는 것이 요구된다.
또한, 전기적인 측면에서 패키징을 고려하면, 레이저다이오드 구동회로(driver)로부터 레이저다이오드에 인가되는 고속 전기신호가 효율적으로 전달될 수 있도록, 임피던스 정합 및 패키지의 기생성분(parasitics) 특히, 본딩 와이어(bonding wire) 및 리드(lead)에 의한 인덕턴스가 레이저다이오드 소자의 정전용량(capacitance)과 결합되어 반도체 레이저모듈의 변조 대역폭이 제한되는 현상를 방지하여야 한다.
아울러, 기계적인 측면에서 패키징을 고려하면, 레이저 다이오드모듈의 패키지에 사용된 광부품의 정렬이 외부의 환경변화에 대하여 변동되지 않도록 반도체 레이저모듈을 설계 및 제조하여야 한다.
따라서, 최근에는 전술한 요구사항을 만족할 수 있는 반도체 레이저모듈 패키지를 개발하기 위한 시도가 끊임없이 행하여져 왔으며, 이러한 반도체 레이저모듈 패키징 중에서 현재 주로 사용되고 있는 대표적인 고속 광통신용 반도체 레이저 모듈 패키지를 제1(a)도 및 제1(b)도에 나타내었다.
제1(a)도 및 제1(b)도는 종래의 고속 광통신용 반도체 레이저 모듈 패키지에 대한 개략적인 평면도 및 측면도로서, 도시된 바와 같이, 종래의 레이저 모듈 패키지는, 광신호를 발생시키기 위한 레이저 다이오드(1)가 박막저항(2)이 부설된 열분산용 기판(3) 상에 다이본딩 및 와이어본딩으로 결합형성되고, 전기한 열분산용 기판(3)과 전기한 레이저다이오드(1)에서의 광신호를 검출하기 위한 모니터 광검출기(4), 평행광으로 변환시키기 위한 평행광 1차렌즈(5) 및 열측정소자(chip thermistor)(6)가 칩캐리어(7)상에 형성되고, 전기한 챕캐리어(7)는자 형상의 지지대(8) 상에 부설되며, 전기한 지지대(8)의 일면은 버터플라이 패키지(15)의 내부 측면에 부설된 열전 냉각소자(9)에 고정되고, 고속신호를 패키지 핀으로 전달시키기 위한 마이크로 스트립라인(10)이 버터플라이 패키지(15) 내에 설치되고, 전기한 1차렌즈(5)로부터 방출된 평행광이 광궤한 차단기(optical isolator)(11)를 통하여 광섬유(13)에 전달되도록 집속광 2차렌즈(12)가 형성되고, 외부로 돌출된 광섬유(14)를 보호하기 위한 광섬유 페룰(18) 및 고무재의 광섬유 보호대(14)가 버터플라이 패키지(15)와 레이저 웰딩부위(16,17)에 국부적으로 레이저웰딩되어 구성되었다.
그러나, 전기한 종래의 반도체 레이저모듈 패키지는 열전 냉각소자가 패키지의 내부 측면에 형성되어 레이저 다이오드로부터 열전 냉각소자까지의 열전달 경로가 길어 효율적인 열전냉각을 이룰 수 없고, 1차렌즈(5) 및 2차렌즈(12)의 이중렌즈를 사용하기 때문에, 광학계가 복잡해져 경제적으로 반도체 레이저모듈 패키지를 제조할 수 없을 뿐 아니라 제조과정이 복잡해지며, 레이저 다이오드 칩이 형성된 칩캐리어(7)가 부설된자 형상이 지지대(8)를 집속광 2차렌즈(12)를 통하여 광섬유와 광정열시키기 위해서는 지지대(8)를 횡방향의 y-방향에 대한 수직정열과 x-방향의 수평정렬을 동시에 최적화시킨 후 지지대(8)를 고정시켜야 한다는 문제점을 지니고 있다. 또한, 외부로 돌출된 광섬유(14)를 보호하기 위한 고무재의 광섬유 보호대(14)가 버터플라이 패키지(15)와 레이저 웰딩부위(16,17)에 국부적으로 레이저웰딩으로 형성되어, 광섬유가 견고히 고정되지 못하고 외부의 충격에 의해 광섬유의 정열이 흐트러질 수 있다는 단점을 지니고 있었다.
결국, 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광학 부품수를 줄여 경제적으로 반도체 레이저모듈 패키지를 제조할 수 있고, 레이저 다이오드의 열전달 경로를 최소화하여 효율적인 열전냉각을 이룰 수 있는 동시에 광섬유를 보다 견고히 고정함으로써 초고속 광통신의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하는 본 발명의 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지는, 광신호를 발생시키기 위한 레이저 다이오드가 열분산용 기판 상에 결합형성되고, 전기한 열분산용 기판과 전기한 레이저다이오드에서의 광신호를 검출하기 위한 모니터 광검출기, 열측정소자, 전기한 부품의 전기적 연결을 위한 단자 및 박막저항 및 열전 냉각소자의 일면이 칩캐리어 상에 형성되고, 전기한 레이저다이오드와 칩캐리어의 전기적 열결시 개생성분을 감소시키기 위한 접지용 블록이 칩캐리어 상에 형성되고, 전기한 칩 캐리어는 그 수직면에 집속형 단일렌즈가 입설된자 형상의 렌즈고정대 상에 부설되며, 전기한 렌즈 고정대는 버터플라이 패키지의 하부에 부설된 열전 냉각소자 상에 형성되고, 고속신호를 패키지 핀으로 전달시키기 위한 마이크로 스트립라인의 버터플라이 패키지 내에 설치되고, 전기한 버터플라이 패키지의 전면에는 윈도캡과 궤환광 차단기가 부설되고, 버터플라이 패키지의 일단에는 외면에 나사산을 지닌 링이 레이저 웰딩으로 고정설치되고, 외부로 돌출된 광섬유를 보호하기 위한 광섬유 페룰 및 페룰 하우징과 전기한 페룰 하우징 및 링의 접합부는 레이저 웰딩으로 결합되고, 광섬유 보호대는 그 일면의 전기한 링의 나사산과 나합되어 고정설치되어 구성된다.
이때, 칩캐리어 상에 레이저다이오드 등의 구성부품을 형성한 다음, 칩의 신뢰도 시험(purge)을 간편히 수행할 수 있도록, 전기한 단자는 칩캐리어의 일단에 일괄 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 전기한 집속형 단일렌즈가 입설되는 렌즈 고정대의 수직 일면에는 전기한 단일렌즈를 렌즈 고정대에 고정시키기 위한 에폭시가 렌즈의 고정부위에 충분히 묻을 수 있도록, 에폭시 흐름방지용 홈을 형성하는 것이 바람직하다.
아울러, 전기한 광섬유 페룰 및 페룰 하우징과 전기한 페룰 하우징 및 링의 접합부에 대한 레이저 웰딩을 거친 후, 접합부의 변형을 최소화하기 위하여 전기한 페룰 하우징의 양단에는 플렌지를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 전기한 레이저 다이오드와 집속형 단일렌즈의 정열시 횡방향의 수직(y-축)방향의 정열이 필요없도록, 전기한 레이저 다이오드, 열분산용 기판 및 칩캐리어의 총 두께는 렌즈의 광축과 일치되도록 형성하는 것이 바람직하다.
아울러, 레이저다이오드의 상면과 칩캐리어와의 와이어본딩시 본딩길이를 줄이기 위하여, 전기한 접지용 블록의 두께는 레이저다이오드와 열분산용기판의 총 두께와 일치하도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 전기한 마이크로 스트립라인은, 레이저다이오드와 버터플라이 패키지단자 사이에서 고속신호의 반사계수를 감소시켜 효율적으로 신호가 전달될 수 있도록, 레이저다이오드의 기생저항과 박막저항의 합으로 임피던스 정합되도록 설계된 구조를 지니는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
제2(a)도 및 제2(b)도는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지에 대한 개략적인 평면도 및 측면도이며, 제3도는 제2(a)도 및 제2(b)도 도시된 칩캐리어 기판의 상세도이다.
제2(a)도 및 제2(b)도 내지 제3도에서 보듯이, 본 발명의 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지는, 광신호를 발생시키기 위한 레이저 다이오드(101)가 열분산용 기판(103) 상에 결합형성되고, 전기한 열분산용 기판(103)과 전기한 레이저다이오드(101)에서의 광신호를 검출하기 위한 모니터 광검출기(104), 열측정소자(106), 전기한 부품의 전기적 연결을 위한 단자(123) 및 박막저항(102) 및 열전 냉각소자(109)의 일면이 칩캐리어(107)상에 형성되고, 전기한 레이저다이오드(101)와 칩캐리어(107)의 전기적 연결시 기생성분을 감소시키기 위한 접지용 블록(133)이 칩캐리어(107)상에 형성된다.
또한, 전기한 칩캐리어(107)는 그 수직면에 집속형 단일렌즈(118)가 입설된자 형상의 렌즈 고정대(119)상에 부설되며, 전기한 렌즈 고정대(119)는 버터플라이 패키지(115)의 하부에 부설된 열전 냉각소자(109) 상에 형성되고, 고속신호를 패키지 핀으로 전달시키기 위한 마이크로 스트립라인(110)이 버터플라이 패키지(115)내에 설치된다.
아울러, 전기한 버터플라이 패키지(115)의 전면에는 윈도캡(122)과 궤환광차단기(111)가 부설되고, 버터플라이 패키지(115)의 일단에는 외면에 나사산(120)을 지닌 링(126)이 레이저 웰딩으로 고정설치되고, 외부로 돌출된 광섬유(113)을 보호하기 위한 광섬유 페룰(125) 및 페룰 하우징(127)과 전기한 페룰 하우징(127) 및 링 (126)의 접합부는 레이저 웰딩으로 결합되고, 광섬유 보호대(114)는 그 일면의 전기한 링(126)의 나사산과 나합되어 고정설치되어 구성한다.
이때, 레이저다이오드(101)는 활성층이 위에 형성된(cavity-up) 구조를 지니며, 그 상면에는 (-)전극의 본딩패드가 형성되고 있고, 하면 전체는 (+)극으로 형성된다.
또한, 연분산용 기판(103)으로는 열전도도가 약 15W/cm℃인 구리보다 우수한 열전도로를 지닌 다이아몬드 기판이 사용되며, 레이저다이오드(101)가 부설될 부위에만 은/주석(Au/Sn)을 3㎛ 정도 두께로 증착시키고, 6면 모두를 금으로 증착시켜 레이저다이오드(101)를 칩캐리어(107)에 보다 완벽하게 전기적으로 연결되도록 한다.
아울러, 칩캐리어(107)의 재질로는 0.2W/cm℃의 열전도도를 지닌 알루미나보다 열전도도가 우수한 1.7W/cm℃의 열전도도를 지닌 질화알루미늄이 사용된다.
또한, 레이저 다이오드(101)의 내부저항이 약 5Ω이므로, RF 단자와의 임피던스 정합을 위하여 20Ω의 박막저항(102)을 니켈/크롬(Ni/Cr)을 사용하여 열분산용 기판(103) 상에 형성한다.
이때, 칩캐리어(107) 상에 레이저다이오드(101) 등의 구성부품을 형성한 다음, 칩의 신뢰도 시험을 간편히 수행할 수 있도록, 전기한 단자(123)는 칩캐리어(107)의 일단에 일괄 형성한다.
또한, 레이저다이오드(101)의 상면과 칩캐리어 기판(107)과의 전기적 연결시 기생성분을 줄이기 위해서는 와이어 본딩의 길이를 감소시켜야 하는데, 이를 위하여 레이저다이오드(101)와 열분산용 기판(103)의 총 두께인 약 500㎛ 정도의 접지용 블록(133)을 채용한다.
제4도는 본 발명에 따른 렌즈 고정대(119)의 정열방법을 설명하기 위한 렌즈 고정대의 개략적 구성도로서, 렌즈 고정대(119)의 재질로는 질화알루미늄과 열팽창율이 유사한 구리/텅스텐(Cu/W)을 사용하고, 그 위에 구성부품의 조립이 완료된 칩캐리어 기판(107)을 솔더링으로 고정시킨 다음, 레이저다이오드(101)와 단일렌즈(118)의 거리(L1)가 약 0.45 내지 0.5mm 정도 되도록 정열시킨후, 단일렌즈(118)를 에폭시로 고정시킨다.
또한, 전기한 레이저 다이오드(101)와 집속형 단일렌즈(118)의 정열시 횡방향의 수직(y-축)방향의 정열이 필요없도록, 전기한 레이저 다이오드(101), 열분산용 기판(103) 및 칩캐리어 (107)의 총 두께는 렌즈(118)의 광축과 일치 되도록 형성한다.
아울러, 전기한 집속형 단일렌즈(118)가 입설되는 렌즈 고정대(119)의 수직 일면에는 전기한 단일렌즈(118)를 렌즈 고정대(119)에 고정시키기 위한 에폭시가 렌즈(118)의 고정부위에 충분히 묻을 수 있도록, 에폭시 흐름방지용홈(121)을 형성한다.
이때, 렌즈(118) 구조는 플라노-콘벡스(plano-convex) 형태를 지니고, 렌즈(118)의 양면이 모두 무반사(anti-reflection)코팅되며, 에폭시 또는 솔더링을 용이하게 수행할 수 있도록 렌즈(118) 주위는 금도금을 한다.
또한, 버터플라이 패키지(115) 전면에 있는 구멍은 4 내지 6° 정도 경사진 사파이어 재질의 원도캡(122)을 사용하여 완전히 밀봉하며, 직경이 약 4mm, 길이가 약 3mm인 소형의 궤환광 차단기(111)가 전기한 윈도캡(122)의 구명을 통하여 용이하게 삽입되어 고정될 수 있도록 형성한다.
또한, 레이저다이오드(101)와 버터플라이 패키지 단자(123) 사이에서 고속신호의 반사계수를 감소시켜 효율적으로 신호가 전달될 수 있도록, 전기한 마이크로 스트립라인(110)은 레이저다이오드(101)의 기생저항과 박막저항(102)의 합으로 임피더스 정합되도록 구성한다.
이때, 고속신호가 전달되는 단자는 마이크로스트립라인(110)을 사용하여 25Ω으로 특성 임피던스값을 조정하며, DC-바이러스(bias)가 전달되는 단자에는 150nH의 칩 인덕터(124)를 버터플라이 단자에 직접 솔더링할 수 있도록 형성한다.
이하, 전기한 본 발명에 따른 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지의 제조과정을 상세히 설명한다.
먼저, 버터플라이 패키지(115)의 하면에 열전 냉각소자(109)를 저융점 솔더인 인듐/주석(In/Sn)계 합금를 사용하여 고정시키고, 그 위에 구성부품 및 집속형 단일랜드(118)의 형성이 완료된 렌즈 고정대(119)를 열전도성 에폭시또는 솔더링으로 고정시킨다.
이때, 레이저다이오드(101)로부터 렌즈(118)를 거쳐 출사된 입속광의 촛점위치를 정열시키기 위하여, 윈도캡(122)의 직후방에 적외선 카드를 위치시키고, 적외선 카메라를 통하여 적외선 카드에 생성되는 집속광의 촛점위치에 중앙을 위치하도록 렌즈 고정대(119) 상에 형성된 레이저다이오드(101)를 정열시킨 다음, 렌즈(118)를 열전도성이 우수한 에폭시 또는 솔더로 고정시킨다.
그후에는, 단일모드 광섬유(113)를 고정시키게 되는데, 단일모드 광섬유를 고정시키는 방법으로 레이저 웰딩을 사용하게 된다. 이때, 레이저 웰딩시에는 3가닥의 야그(YAG) 레이저빔이 원통형상의 웰딩 재질 주위에 120°의 각도록 위치하게 된다.
전기한 과정에 의해 광정열이 완료된 후에는 레이저 웰딩에 의해 접합될 부위(130,131,132)를 약 15kg 이상의 힘을 가하여 압착한 다음 45°각도로 동시에 레이저빔을 주사하여 접합부위(130,131,132)가 직경이 약 600㎛의 레이저빔 스펏(spot)으로 동시에 고정되도록 한다.
이를 위하여, 단일모드 광섬유(113)는 원통형의 스테인레스 재질인 광섬유페룰(125) 내에 삽입되고, 이때 페룰(125)의 전면은 외부 광궤환을 차단하기 위하여 약 6 내지 8°정도의 경사로 갈아낸다.
일반적으로, 약 10%의 결합손실을 감안하면 광섬유(113)의 정열 허용오차는 종(z-) 방향으로는 수십㎛인 반면에, 횡(x-,y-)방향으로는 약 1 내지 2㎛ 정도로 매우 엄한 조건을 지니고 있다.
따라서, 레이저 웰딩후 광섬유의 횡(x-,y-)방향 정열을 최소화하기 위하여는, 버터플라이 패키지(115)와 버터프라이 패키지(115)에 고정될 부위는 동일한 재질을 지니는 것이 웰딩을 수행시 유리하지만, 버터플라이 패키지(115)에 고정될 부위의 재질이 서로 다르기 때문에, 스테인레스강 재질인 링(126)을 먼저 버터플라이 패키지(115)와 웰딩한 다음, 광섬유(113)를 고정시킨다.
또한, 전기한 링(126)의 측면에는 나사산(120)을 형성하여 금속재의 광섬유 보호대(125)와 나합함으로써, 광섬유 보호대(125)가 견고히 고정되도록 한다.
링(126)과 버터플라이 패키지(115)의 웨딩부위(130)는 견고한 고정이 요구되므로, 약 5J/fiber의 에너지와 약 3msec의 펄스폭으로 조정된 3가닥의 레이저빔을 사용하여 버터플라이 패키지(115)와 링(126)의 웰딩부위(130)를 30°씩 회전하면서 다수의 부위를 버트웰딩한다.
또한, 페룰 하우징(127)은 광섬유 페룰(125)을 링(126) 위에 횡방향으로 고정시키면서 종방향으로 고정시키기 위하여 스테인레스강 재질을 사용하며, 그 구조로는 횡(x-,y-)방향과 종(z-)방향으로 웰딩 쉬프트(welding shift)가 적은 얇은 플랜지(128,129)로 형성하고, 약 3J/fiber의 에너지 및 약 3msec의 펄스폭을 웰딩조건으로 하여 고정시킨다.
본 발명에서는 평행광 1차렌즈 및 집속광 2차렌즈가 형성된 종래의 반도체 레이저모듈 패키지와 달리, 1개의 집속형 단일렌즈(118) 만을 채용하여 광학부품수를 줄임으로써 경제적으로 반도체 레이저모듈 패키지를 제조할 수 있다.
또한, 접지용 블록(133)을 칩캐리어(107) 상에 형성하여 레이저다이오드(101)와 칩캐리어(107)의 전기적 연결시 기생성분의 발생을 감소시킬 수 있다.
아울러, 열전 냉각소자(109)를 칩캐리어(107)가 구비된 렌즈 고정대(119)의 하단에 형성함으로써, 레이저 다이오드의 열전달 경로를 최소화하여 효율적인 열전냉각을 이룰 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 레이저모듈에서는 단자(123)가 칩캐리어(107)의 일단에 일괄 형성되어 칩의 신뢰도 시험을 간편하게 수행할 수 있으며, 구성부품을 렌즈 고정대에 레이저 다이오드, 열분산용 기판 및 칩캐리어의 총 두께가 렌즈의 광축과 일치되도록 형성함으로써, 레이저 다이오드와 렌즈의 정열시 횡방향의 수직(y-축)방향의 정열이 필요없으므로, 간편하게 광학계의 정열을 수행할 수 있다.
또한, 광섬유 보호대 (114)를 버터플라이 패키지(115)에 고정된 링(126)의 나사산과 나합하여 광섬유 보호대(114)를 고정설치하고 페룰 하우징(127)의 양단에는 플렌지(128,129)를 형성함으로써, 광섬유(113)를 보다 견고히 고정할 수 있을 뿐 아니라 웰딩부위의 변형을 최소화하여 초고속 광통신의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지는 광학 부품수를 줄여 경제적으로 반도체 레이저모듈 패키지를 제조할 수 있고, 레이저 다이오드의 열전달 경로를 최소화하여 효율적인 열전냉각을 이룰 수 있는 동시에, 광섬유를 보다 견고히 고정함으로써 초고속 광통신의 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 것이 확인되었다.

Claims (7)

  1. 광신호를 발생시키기 위한 레이저 다이오드(1)가 열분산용 기판(103) 상에 결합형성되고, 전기한 열분산용 기판(103)과 전기한 레이저다이오드(101)에서의 광신호를 검출하기 위한 모니터 광검출기(104), 열측정소자(106), 전기한 부품의 전기적 연결을 위한 단자(123) 및 박막저항(102) 및 열전 냉각소자(109)의 일면이 칩캐리어(107)상에 형성되고, 전기한 레이저다이오드(101)와 칩캐리어(107)의 전기적 연결시 기생성분을 감소시키기 위한 접지용 블록(133)이 칩캐리어(107)상에 형성되고, 전기한 칩캐리어(107)는 그 수직면에 집속형 단일렌즈(118)가 입설된자 형성의 렌즈 고정대 (119)상에 부설되며, 전기한 렌즈 고정대(119)는 버터플라이 패키지(115)의 하부에 부설된 열전 냉각소자(109) 상에 형성되고, 고속신호를 패키지 핀으로 전달시키기 위한 마이크로 스트립라인(110)이 버터플라이 패키지(115)내에 설치되고, 전기한 버터플라이 패키지(115)의 전면에는 윈도캡(122)과 궤환광 차단기(111)가 부설되고, 버터플라이 패키지(115)의 일단에는 외면에 나사산(120)을 지닌 링(126)이 레이저 웰딩으로 고정설치되고, 외부로 돌출된 광섬유(113)를 보호하기 위한 광섬유 페룰(125) 및 페룰 하우징(127)과 전기한 페룰 하우징(127)및 링(126)의 접합부는 레이저 웰딩으로 결합되고, 광섬유 보호대(113)는 그 일면이 전기한 링(126)의 나사산(120)과 나합되어 구서된 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 전기한 단자(123)는 칩캐리어(127)의 일단에 일괄 형성된 것을 특징으로 하는 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 전기한 집속형 단일렌즈(118)가 입설되는 렌즈 고정대(119)의 수직 일면에는 에폭시 흐름방지용 홈(121)이 형성된 것을 특징으로 하는 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 전기한 페룰 하우징(127)의 양단에는 플렌지(128,129)가 형성된 것을 특징으로 하는 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 전기한 레이저 다이오드(101), 열분산용 기판(103) 및 칩캐리어(107)의 총 두께는 렌즈(118)의 광축과 일치되도록 형성된 것을 특징으로 하는 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 전기한 접지용 블록(133)의 두께는 레이저다이오드(101)와 열분산용 기판(103)의 총 두께와 일치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 고속 광통신용 반도체 레이저모듈 패키지.
  7. 제1항에 있어서 전기한 마이크로 스트립라인(110)은 레이저다이오드(101)의 기생저항과 박막저항의 합으로 임피던스 정합되도록 설계된 구조를 지닌 것을 특징으로 하는 고속 관통신용 반도체 레이저모듈 패키지.
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