KR100281918B1 - 레이저 다이오드 패케이지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 다이오드 패키지에 관한 것으로서, 레이저 다이오드, 포토 디텍터, 서어미스터 및 냉각장치가 하나의 헤드에 집적된 개선된 구조의 레이저 다이오드 패키지에 관한 것이다.

본 발명의 레이저 다이오드 패키지는 서어미스터와 포토 디텍터가 하나의 본딩 패드 상에 에폭시 수지 등의 접착제에 의해서 고정되며, 본딩 패드 상에는 상기 서어미스터와 포토 디텍터의 전극을 접속하기 위한 시그널 라인이 마련된다.

이러한 구조에 의하면, 본딩 패드에 이에 탑재된 서어미스터와 포토디텍터 만을 열처리 할 수 있고, 그리고 서어미스터와 리이드를 잇는 금선과 이를 지지하는 열전 냉각 소자간의 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.

Description

레이저 다이오드 패케이지

제1도는 종래 레이저 다이오드 패키지의 개략적 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 레이저 다이오드 패키지의 한 실시예의 사시도.

제3도는 본 발명 레이저 다이오드 패키지에 적용되는 본딩 패드와 이에 탑재되는 포토 디텍터 및 서어미스터와의 관계를 보인 발췌 사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 헤더 11, 110 : 히이트 싱크

12, 120 : 레이저다이오드 13, 130 : 포토디텍터

14, 140 : 본딩패드 15, 150 : 열전냉각소자

17, 170 : 서어미스터 18, 180 : 에폭시수지

19, 190 : 리이드 20, 200 : 금선

본 발명은 레이저 다이오드 패키지에 관한 것으로서, 레이저 다이오드, 포토 디텍터, 온도검지기 및 냉각 장치가 하나의 헤드에 집적된 개선된 구조의 레이저 다이오드 패키지에 관한 것이다.

레이저 다이오드 패키지는 광원인 레이저 다이오드를 헤드에 고정하고, 이에 부수하는 요소 즉, 레이저 다이오드를 냉각시키기 위한 냉각 장치, 레이저 다이오드의 출력을 검지하는 포토 디텍터, 헤드전체의 온도를 검지하는 온도 검지기가 부가되어 있는 하나의 집적체이다.

이러한 레이저 다이오드 패키지는 제1도에 도시된 바와 같이 다수의 리이드(19)가 마련된 TO-3 헤더(10)의 상면 중앙에 열전냉각소자(Thermo-Electric Cooler, 15)가 냉각측면이 상방을 향하도록 고정되고, 이의 상부, 즉 냉각측면 상에는 레이저 다이오드(12), 포토디텍터(13) 그리고 온도감지소자인 서어미스터(17)가 장착되어 있다. 구체적으로, 상기 열전냉각소자(15)의 상면의 한쪽으로 치우친 측에 레이저 다이오드로 부터의 열을 흡수하기 위한 소정 높이의 히이트 싱크(11)가 마련되고, 그리고 헤더의 중앙을 향하는 히이트 싱크(11)의 내측면 상방 중앙에 상기 레이저 다이오드(12)가 부착되어 있다. 이때에 레이저 다이오드는 레이저 출사 방향이 상기 히이트 싱크(11)의 평면에 대해 수직 방향으로 배치되어서 후방으로의 레이저는 히이트 싱크(11)를 향하도록 하여 후술하는 포토 디텍터(13)로 입사되도록 되어 있다. 따라서, 레이저 다이오드(12)의 하부에 전술한 바와 같이, 포토 디텍터(13)가 위치하는데 이것은 본딩 패드(14)에 의해 열전 냉각소자(15)에 고정된다. 그리고 상기 본딩 패드(14)로 부터 떨어져 있는 곳에는 칩(Chip) 형의 서어미스터(17)가 에폭시 수지(18)에 의해 고착되어 있는데, 이것은 일반적인 칩형 소자에서와 같이 그 양단에 은(Ag) 소재의 전극이 마련되어 있어서, 이 전극을 금선(Au wire)으로 헤더(10)의 리이드(19)에 접속한다.

이러한 구조의 종래 레이저 다이오드 패키지에 있어서, 상기한 바와 같이 서어미스터(14)를 에폭시수지(18)로 고정하는 형태이기 때문에 헤터 전체를 큐어링(Curing)해야 하는 결점이 있고, 그리고 구조적으로 서어미스터(17)가 열전냉각소자(15)의 표면에 인접해 있는 관계로 서어미스터의 전극이 열전 냉각소자(15)와 전기적으로 쇼트(Short)를 일으킬 우려가 있다. 또한 서어미스터(17)가 열전냉각소자(15)에 직접고정되는 형태이기 때문에 재생이 사실상 불가능하다.

본 발명은 서어미스터의 본딩을 위한 큐어링 공정이 최소의 필요부품에 대해서만 이루어 지고, 서어미스터와 열전 냉각소자와의 쇼트를 방지한 개선된 구조의 레이저 다이오드 패키지를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이저 다이오드 패키지는, 다수의 리이드를 갖는 헤더와, 상기 헤더의 상면에 고정되는 열전 냉각소자와, 상기 열전 냉각 소자의 일측에 설치되는 히이트 싱크와, 상기 히이트 싱크의 내측면에 설치되는 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드의 후방 레이저의 도달위치에 마련되는 본딩 패드와, 상기 본딩 패드상에 마련되어 상기 레이저를 검지하는 포토 디텍터와, 상기 열전냉각소자의 온도를 검지하는 서어미스터를 구비한 레이저 다이오드 패키지에 있어서, 상기 후방 레이저가 도달하지 않는 위치의 상기 본딩 패드 상에 상기 서어미스터가 접착제에 의해 고정되어 있는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 레이저 다이오드 패키지의 한 실시예를 상세히 설명한다.

제2도에 도시된 바와 같이, 전체 부품을 지지하는 베이스로서의 TO-3 헤더(100)에 다수의 리이드(190)가 원형으로 배치 고정되어 있고, 헤더 상면으로 그 상단부가 소정 높이 돌출되어 있다. 상기 헤드(100)의 상면 중앙에 기존의 구조에서와 같이 열전냉각소자(Thermo -Electric Cooler, 150)가 냉각측면이 상방을 향하도록 고정되어 있다. 그리고, 열전냉각소자(150)의 상면의 일측에 히이트 싱크(110)가 고정되어 있고 이에 인접하여 본 발명의 특징적 요소를 구성하는 세라믹 재질의 본딩 패드(140)가 고정되어 있다. 상기 본딩 패드(140)를 향하는 상기 히이트 싱크(110)의 내측면 상방에는 레이저 다이오드(120)가 고정되어 있다. 이때에 레이저 다이오드(120)는 레이저의 진행 축이 상기 열전냉각소자(150)의 수직이 되도록 배치된다. 그리고 레이저 다이오드(120)의 직하방에는 레이저 다이오드(120)의 후방 레이저를 검지하는 포토디텍터(130)가 마련된다. 이 포토디텍터(130)는 상기 본딩 패드(140)에 고정된다. 그리고 이에 인접하여 온도감지소자인 서어미스터(170)는 열감지가 용이하도록 에폭시 수지(180)가 그 중앙에 사용된다. 상기 본딩 패드(140)와 이에 장착되는 상기 서어미스터(170)와 포토 디텍터(130)를 구체적으로 살펴보면, 제3도에 도시된 바와 같다. 즉, 상기 본딩 패드(140)는 상기 서어미스터(170)와 포토 디텍터(130)를 수용하는 정도의 충분한 크기를 가지며, 그 상면에 서어미스터(170)의 양측 전극(171)(172)과, 상기 포토 디텍터(130)의 전후면의 단자가 접속되는 시그널 라인(141)(142)(143)(144)을 갖는다. 그리고 상기 각 시그널 라인(141)(142)(143)(144)들은 각각 금선(200)에 의해 상기 헤드(100)의 리이드(190)에 전기적으로 접속된다.

이상과 같은 구조를 가지는 본 발명 레이저 다이오드 패키지를 제작함에 있어서, 상기 본딩 패드(140)는 열전달 특성이 우수한 A1N을 적용하고, 그 두께는 약 400 마이크로 미터가 되도록 하였다. 그리고 본딩 패드(140)의 양면은 미세 표면 가공을 수행한 후 부품이 탑재되는 그 상면에 크롬(Cr) 과 금(Au)을 증착하였고, 그리고 열전냉각소자에 접촉되는 측, 즉 그 저면에는 인듐(In)을 약 5 마이크로 미터의 두께로 증착하였다. 한편 양 부품간의 쇼트와 이들의 전극 접속을 위한 시그널 라인을 소잉(Sawing)에 의해 형성하였다. 그리고 상기 서어미스터의 양 전극은 은(Ag)으로 되어 있으므로 은 페이스트로 해당 시그널 라인에 접속시켰고, 그리고 그 저면 중앙에는 에폭시 수지를 개재시켜 본딩 패드를 통한 열이 서어미스터로 잘 전달될 수 있도록 하였다. 그리고 포토 디텍터도 역시 은 페이스터를 이용해 그 저면의 전극을 대응 시그널 라인에 접착시켰다. 이와 같은 제작된 부품을 열처리 함에 있어서, 약 150℃의 온도대에서 1시간 가량 가열하였다. 그리고 이에 이어 포토디텍터의 상부의 전극은 금선으로 해당 시그널 라인에 접속시켰다. 그리고 상기 본딩패드는 상기 열전냉각소자에 In 소재의 용접제로 고정시켰다.

이상과 같은 본 발명 레이저 다이오드 패키지는 전술한 바와 같은 구조적 특징에 의해 제작단계에 있어서, 서어미스터의 접착이 용이하고 이에 발생할 수 있는 불량요인을 크게 줄일 수있고, 특히 서어미스터와 헤더의 리이드를 금선으로 접속하기 용이하다.

Claims (5)

1. 다수의 리이드를 갖는 헤더와, 상기 헤더의 상면에 고정되는 열정 냉각소자와, 상기 열전 냉각 소자의 일측에 설치되는 히이트 싱크와, 상기 히이트 싱크의 내측면에 설치되는 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드의 후방 레이저의 도달위치에 마련되는 본딩 패드와, 상기 본딩 패드상에 마련되어 상기 레이저를 검지하는 포토 디텍터와, 상기 열전냉각소자의 온도를 검지하는 서어미스터를 구비한 레이저 다이오드 패키지에 있어서, 상기 후방 레이저가 도달하지 않는 위치의 상기 본딩 패드 상에 상기 서어미스터가 접착제에 의해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 패키지.
2. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 패키지.
3. 제1항에 있어서, 상기 본딩 패드는 상기 서어미스터와 포토디텍터의 전극 접속을 위한 시그널 라인을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 패키지.
4. 제3항에 있어서, 상기 서어미스터와 포토 디텍터의 각 전극은 해당 시그널 라인에 대해 은 페이스트에 의해 접속되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 패키지.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 본딩패드는 A1N으로 이루어 지며, 상기 열전냉각소자에 대해 In 소재의 용접제로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 패키지.