KR100439399B1 - 광픽업장치를 위한 포토다이오드 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수광홀이 형성된 기판과 그 수광홀에 포토다이오드의 수광부가 위치하도록 상기 기판 상에 배치된 포토다이오드 칩과 상기 포토다이오드 칩이 배치된 인쇄회로기판 부분을 에폭시 수지로 몰딩한 수지몰딩부를 포함하는 포토다이오드 패키지를 제공한다. 이러한 포토다이오드 패키지는 인쇄회로기판에 수광홀을 형성하여 그 위에 포토다이오드가 배치되도록 포토다이오드 칩을 형성하고, 이어 포토다이오드 칩이 형성된 인쇄회로기판의 상면을 몰딩함으로써 포토다이오드가 직접 광신호를 수신할 수 있도록 제조된다. 본 발명에 따른 포토다이오드 패키지는 포토다이오드의 광전 변환 효율을 극대화 시킬 수 있으며, 상기 포토다이오드 칩을 리드프레임 방식이 아닌 연결패드를 구비한 플립형태로 구성함으로써 제조공정을 간소화하고 코스트를 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은 광픽업장치에 채용되는 포토다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명 플라스틱 물질을 사용하지 않고 수광홀이 구비된 기판을 이용함으로써 광전 변환효율이 향상된 포토다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 광픽업장치는 콤팩트 디스크(compact disk: CD)나 디지탈 비디오 디스크(digital video disk: DVD)에 기록된 정보를 재생하는데 사용되는 장치로서, 도1에 도시된 바와 같이, 레이저광을 출사하는 레이저 다이오드(11), 격리 및 원편광을 발생시키는 빔스플리터(beam splitter: 12), 레이저광을 평행광으로 발생시키는 콜리메이트 렌즈(collimate lens: 13), 미러에 의해 반사된 레이저광의 촛점을 디스크(15) 상에 맞추기 위한 대물렌즈(14), 상기 디스크(15)로부터 반사된 광신호를 집광하는 센서렌즈(16) 및 상기 집광된 광신호를 수광하는 포토다이오드(17)로 구성되어 있다. 상기 광신호를 검출하는데 사용하는 포토다이오드(17)는 패키지화되어 광픽업장치에 구현된다.
도2를 참조하면 종래의 투명 플라스틱 방식에 의한 포토다이오드 패키지가 도시되어 있다. 상기 방식에 따른 제조방법은 포토다이오드(17)가 실장된 IC칩(20: 이하, 포토다이오드 칩이라 함)을 리드프레임(22)과 연결하고 투명 플라스틱 에폭시 물질 등과 같은 투명 플라스틱물질(25)로 봉합하는 방식을 이용하여 왔다. 이러한 투명 플라스틱 패키지로 제조된 포토다이오드 패키지는 광픽업장치에 수광위치에 장착하고 리드프레임을 통해 광픽업장치와 전기적으로 연결하여 사용된다.
이와 같은 종래의 포토다이오드 패키지는 리드프레임을 이용하므로 봉합물질의 사용이 불가피하다. 이러한 봉합물질로 포토다이오드 칩의 전체를 봉합하게 되므로 봉합물질로는 광신호를 투과시킬 수 있는 투명 소재를 채택해야 한다. 따라서, 투명 플라스틱 물질로 봉합공정을 실시한다. 그러나, 투명 플라스틱 물질을 사용하더라도 그 물질의 광투과율에 따라 광전 변환 효율의 저하를 야기하며, 통상 사용되는 투명 에폭시 물질 같은 경우에 약 20%의 광전 변환 효율의 저하가 관찰되었다.
한편, 투명 플라스틱 물질을 봉합하는 과정에서는, 액상에서 발생된 기포가 응고되어 광을 굴절시키는 원인이 될 수 있다. 이 또한, 포토다이오드의 광전 변환 효율을 심각한 악영향을 초래하는 외부요인이 된다.
또한, 도2와 같이, 종래의 포토다이오드 패키지방식은 포토다이오드 칩(20)과 리드프레임(22)을 와이어본딩(23)으로 연결시키는 공정이 요구된다. 이로 인해, 제조공정에 복잡해지며, 이와 같은 와이어본딩(23)의 면적에 의해 패키지의 소형화에 장애가 되어 왔다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 투명플라스틱 봉합물질이나 리드프레임을 사용하지 않고 포토다이오드의 수광부가 완전 개방될 수 있는 수광홀이 형성된 인쇄회로기판을 마련하고 그 위에 포토다이오드의 수광부가 위치하도록 칩을 실장함으로써 광전 변환 효율을 극대화시킬 수 있는 새로운 포토다이오드 패키지를 제공하는데 있다.
나아가, 본 발명의 다른 목적은 상기 포토다이오드 패키지의 제조방법을 제공하는데 있다.
도1은 광픽업장치의 개략도이다.
도2는 종래의 투명 플라스틱 패키지방식에 따라 제조된 포토다이오드 패키지의 개략도이다.
도3은 본 발명에 따른 포토다이오드 패키지의 개략도이다.
도4a 내지 4e는 본 발명에 따른 포토다이도 패키지 제조공정의 각 단계를 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
32: 포토다이오드
35: 포토다이오드 칩
40: 인쇄회로기판
45: 수광홀
47: 수지몰딩부
본 발명은 빛을 통과시키도록 수광홀이 형성된 인쇄회로기판과, 상기 수광홀에 포토다이오드의 수광부가 위치되도록 상기 인쇄회로기판에 배치되고, 그 인쇄회로기판과 전기적으로 연결하기 위한 복수개의 연결패드를 구비한 포토다이오드 칩과, 상기 포토다이오드 칩를 포함하여 상기 인쇄회로기판의 일부를 몰딩하는 수지몰딩부를 포함하는 포토다이오드 패키지를 제공한다. 바람직하게는, 상기 수광홀은 상기 포토다이오드의 면적보다 크게 형성한다.
또한, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 포토다이오드 칩은 연결패드를 구비하여 인쇄회로기판에 연결되며, 상기 수지몰딩부는 플라스틱 에폭시 수지로 구성하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명은 광픽업장치에 사용되는 포토다이오드 패키지의 제조방법에 있어서, 상기 패키지의 기판으로 사용될 인쇄회로기판을 마련하는 단계와, 상기 인쇄회로기판의 일부가 관통하여 수광홀을 형성하는 단계와, 상기 수광홀 상에 포토다이오드 수광부가 위치하도록 상기 인쇄회로기판 상에 포토다이오드 칩을 형성하는 단계와, 상기 포토다이오드 칩을 포함되도록 상기 인쇄회로기판의 일부를 수지로 몰딩하는 단계를 포함하는 포토다이오드 패키지 제조방법을 제공한다. 상기 수광홀을 형성하는 단계에서는 상기 배치될 포토다이오드의 면적보다 큰 크기로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인쇄회로기판과 상기 포토다이오드 칩은 연결패드에 의해 연결시킬 수 있으며, 상기 수지는 플라스틱 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 상기 인쇄회로기판을 플랙서블 인쇄회로기판(flexible PCB)으로 사용하여 구현될 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시형태를 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 일실시형태에 따른 포토다이오드 패키지의 개략도이다. 상기 포토 다이오드 칩(35)은 연결패드(37)를 구비한 플립칩(flip chip) 형태를 가지며, 포토다이오드(32)가 아래로 향하도록 인쇄회로기판(40) 상에 장착되어 있다. 또한, 상기 인쇄회로기판(40)은 금속으로 이루어진 패드 또는 볼 형태의 연결부(42)를 이용하여 광픽업장치에 연결될 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판(40) 상에는 상기 포토다이오드(32)가 위치한 인쇄회로기판 부분을 상하 관통하는 수광홀(45)이 형성되어 있다. 상기 수광홀(45)을 통해 인쇄회로기판(40) 아래에서 발생되는 광신호는 상기 포토다이오드(32)에 직접 수용될 수 있다. 한편, 인쇄회로기판(40) 상에 장착된 포토다이오드 칩(35)을 보호하기 위해 에폭시 수지 등의 물질로 이루어진 수지몰딩부(47)를 형성한다.
이와 같이, 인쇄회로기판에 수광홀을 형성하고 상기 포토다이오드를 상기 수광홀 상에 배치함으로써 수지몰딩부로 포토다이오드를 도포하지 않고 패키지화시킬 수 있다. 따라서, 상기 포토다이오드는 레이저 다이오드에 의해 디스크에서 발생되는 광신호를 직접 수용하여 광전 변환 효율을 극대화시킬 수 있으며, 투명 플라스틱 패키지에서 발생될 수 있는 기포에 의한 효율저하문제를 극복할 수 있다.
본 실시형태에서 채용된 인쇄회로기판은 통상의 기판 상에 회로패턴을 구현한 일반적인 형태의 인쇄회로기판이지만, 이를 대신하여 플랙서블 인쇄회로기판으로도 본 발명을 구현할 수도 있다.
도4(a) 내지 4(e)는 본 발명의 포토다이오드 패키지 제조방법에 따른 각 공정단계의 개략도이다.
우선, 도4(a)와 같이 포토다이오드(32)가 실장된 칩(35)과 이를 상기 광픽업장치(미도시)와 연결하기 위한 인쇄회로기판(40)을 마련한다. 상기 포토다이오드 칩(35)은 연결패드 또는 볼(37)을 구비한 플립칩형태로 구성하는 것이 바람직하다. 이는 와이어본딩 공정을 생략함으로써 제조공정을 간소화시킬 수 있는 잇점이 있다.
이어, 도4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판의 일부영역을 관통하는 수광홀(45)을 형성한다. 상기 수광홀(45)에 의해 개방된 부분의 면적은 상기 포토 다이오드(32) 수광부의 면적보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.
그 다음으로, 도4(c)와 같이, 상기 수광홀(45) 상에 상기 포토다이오드(32)의 수광부가 위치하도록 포토다이오드 칩(35)을 장착한다. 이와 같이, 상기 수광홀(45)을 통해 주입되는 광신호를 포토 다이오드(32)에 직접 이르게 할 수 있다.
끝으로, 도4(d)와 같이, 포토다이오드 칩(35)을 보호하기 위해 상기 칩(35)이 배치된 인쇄회로기판(40)의 상면을 플라스틱 에폭시 수지(47)로 몰딩한다. 이 단계에서 몰딩하기 위한 수지(47)는 포토다이오드(32)의 광수신부를 도포하지 않으므로 반드시 투명 플라스틱 에폭시 수지일 필요는 없다.
도4(e)는 도4(d)의 최종결과물인 포토다이오드 패키지의 하부면의 개략도이다. 도4(e)와 같이, 인쇄회로기판(40)에 형성된 수광홀(45)을 통해 포토다이오드 칩(35)의 포토다이오드(32)부분이 개방되어 있다. 이와 같이, 상기 포토다이오드 패키지의 하부면을 통해 들어오는 광신호를 센서렌즈를 통해 수광홀(45)로 집광시킴으로써 상기 포토다이오드(32)에 직접 광신호가 이르게 할 수 있다. 따라서, 종래의 투명 플라스틱 패키지 방식에서 채용되는 투명 플라스틱 물질에 의한 광손실을 방지하고 플립칩 형태인 포토다이오드 칩(35)을 효율적으로 인쇄회로기판(45) 상에 적용함으로써 제조공정을 간소화할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토다이오드 패키지는 인쇄회로기판에 수광홀을 형성하여 그 위에 포토다이오드가 배치되도록 포토다이오드 칩을 형성하고, 이어 포토다이오드 칩이 형성된 인쇄회로기판의 상면을 몰딩함으로써 포토다이오드가 직접 광신호를 수신할 수 있도록 보장할 수 있다. 이로써, 포토다이오드의 광전 변환 효율을 극대화 시킬 수 있는 포토 다이오드 패키지 구조를 제공할 수 있다. 또한, 상기 포토다이오드 칩을 리드프레임 방식이 아닌 연결패드를 구비한 플립형태로 구성함으로써 제조공정을 간소화하고 코스트를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명은 예시와 설명의 목적으로 제공된다. 이는 발명을 개시된 대로 엄격하게 발명을 한정하고자 하는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 이러한 상세한 설명이 아닌 첨부한 청구범위에 의해 한정된다. 상기 명세서, 실시형태는 본 발명의 구성요소 및 단계에 대한 설명을 제공하고자 하는 것이며 상기의 설명된 내용에 비추어 각 구성요소 및 단계는 다수의 개조 또는 변형이 가능하다는것을 인지해야 할 것이다.
Claims (9)
- 광픽업장치에 장착하기 위한 포토다이오드 패키지에 있어서,일부영역을 관통시켜 형성된 수광홀을 갖는 플랙서블 인쇄회로기판(flexible PCB)과,포토 다이오드를 구비하며, 상기 수광홀 상에 상기 포토다이오드의 수광부가 위치하도록 상기 플레서블 인쇄회로기판 상에 배치되며, 그 인쇄회로기판과 플립칩 본딩을 형성하는 복수개의 연결패드를 갖는 포토다이오드 칩과,상기 포토다이오드 칩이 탑재된 상기 인쇄회로기판의 상면을 형성된 수지몰딩부를 포함하며,상기 수광홀의 크기는 상기 포토다이오드의 수광부 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 포토다이오드 패키지.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 수지몰딩부는 플라스틱 에폭시 수지로 이루어짐을 특징으로 하는 포토다이오드 패키지.
- 삭제
- 광픽업장치에 사용되는 포토다이오드 칩을 갖는 포토다이오드 패키지의 제조방법에 있어서,상기 포토다이오드 칩과 상기 광픽업장치를 전기적으로 연결하기 위한 플렉서블 인쇄회로기판을 제공하는 단계와,상기 인쇄회로기판의 일부를 관통시킴으로써 상기 포토다이오드 칩에 실장된 포토다이오드의 수광부 면적보다 큰 수광홀을 형성하는 단계와,상기 수광홀 상에 상기 포토다이오드 칩의 포토다이오드 수광부가 위치되도록, 상기 포토다이오드 칩에 마련된 연결패드를 이용하여 상기 인쇄회로기판 상에 상기 포토다이오드 칩을 플립칩본딩하는 단계와,상기 포토다이오드 칩이 배치된 상기 인쇄회로기판의 상면을 수지로 몰딩하는 단계를 포함하는 포토다이오드 패키지 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제5항에 있어서,상기 몰딩하는 단계에서 사용되는 수지는 플라스틱 에폭시 수지로 이루어짐을 특징으로 하는 포토다이오드 패키지 제조방법.
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