KR100590991B1 - 레이저 유니트 및 이에 사용되는 절연블록 - Google Patents

레이저 유니트 및 이에 사용되는 절연블록 Download PDF

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Abstract

레이저 유니트는 레이저 소자를 포함하고, 그 레이저 소자는 서브마운트에 접합된다.
서브마운트는 절연블록의 좌측면에 다이본딩되고, 절연블록의 하면이 패키지의 기준면에 접합된다.
절연블록의 좌측면과 하면은 상호 직교하기 때문에, 좌측면, 즉 서브마운트는 기준면에 대하여 수직으로 놓인다.

Description

레이저 유니트 및 이에 사용되는 절연블록 {LASER UNIT AND INSULATION BLOCK USED FOR SAME}
도 1은, 본 발명의 한 실시예를 나타내는 도해도.
도 2는, 도 1의 실시예가 적용되는 광 픽업 장치를 나타내는 도해도.
도 3은, 광 검출기 및 절연블록을 나타내는 사시도.
도 4는, 절연블록을 나타내는 사시도.
도 5는, 서브마운트 및 레이저 소자를 나타내는 사시도.
도 6은, 절연블록의 형성방법을 나타내는 도해도.
도 7은, 절연블록 및 서브마운트를 나타내는 사시도.
도 8은, 상기 도 1의 실시예의 조립방법을 나타내는 도해도.
도 9는, 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도해도.
도 10은, 본 발명의 그 밖의 실시예를 나타내는 도해도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10. 레이저 유니트 12. 광 픽업장치
14. 광 디스크 16. 패키지
18. 기준면 20. 본체(本體)
22. 벽부(壁部) 24. 리드 단자
26. 단자 28. 광 검출기
30. 절연블록 32. 본체
34. 수광부 36. 신호 단자
38. 전압 단자 40. 직방체 본체
42a∼42d. 홈 44. 금속배선
46. 서브마운트 48. 레이저 소자
50. 볼록형 본체 52, 54, 56. 단자
58. 홀루그랩 소자 60. 대물(對物) 렌즈
본 발명은, 레이저 유니트 및 절연블록에 관한 것이며, 특히 예를들면 CD나 DVD 등과 같은 광 디스크로부터 정보를 판독하는데 사용되는 레이저 유니트 및 그와 같은 레이저 유니트에 사용되는 절연블록에 관한 것이다.
종래의 레이저 유니트의 일예가 일본국 특개평6-76340호 공보[G11B 7/135〕에 개시되어 있다.
이 종래의 기술은, 패키지의 기준면에 설치된 반도체 레이저 소자로부터 기준면에 대하여 평행방향으로 레이저광을 출사하고, 이 레이저광을 광학소자(45° 프리즘)에 의해 직각으로 반사하도록 한 것이다.
종래의 기술에서는, 고가의 광학소자를 사용하고 있었기 때문에, 전체적으로 고비용이 되는 문제점이 있었다.
또, 조립공정에 있어서는, 광학소자의 위치를 조정하는 작업이 필요하게 되며, 또한 이 조정작업은 레이저광의 입사각과 반사각을 고려하지 않으면 안되기 때문에 기술적으로 곤란하고, 조립작업성 및 품질면에서 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 주된 목적은, 새로운 구조의 레이저 유니트를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 새로운 레이저 유니트에 이용될 수 있는 절연블록을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 저렴하고 간단하며 또한 정확하게 조립할 수가 있는 레이저 유니트 및 그와 같은 레이저 유니트에 사용되는 절연블록을 제공하는데 있다.
본 발명에 다른 레이저 유니트는, 다음의 것을 구비한다 : 기준면을 갖는 패키지와 ; 상호 직교하는 제1면과 제2면을 가지며, 제1면이 기준면에 접합되는 절연블록과 ; 제2면에 접합되는 서브마운트과 ; 서브마운트에 접합되는 레이저 소자를 구비하는 레이저 유니트이다.
본 발명에 의한 절연블록은, 그와 같은 레이저 유니트에 사용될 수 있으며, 다음의 것을 구비한다.
상호 직교하는 제1면과 제2면을 가짐과 동시에 절연재료로 이루어진 본체와 ; 제1면과 제2면에 걸쳐 본체에 형성되는 홈과 ; 홈에 매입되는 금속배선이다.
레이저 유니트를 조립할 때에는, 레이저 소자가 접합된 서브마운트가 절연블록의 제2면에 접합되고, 이 절연블록의 제1면이 패키지의 기준면에 접합된다.
절연블록의 제1면과 제2면은 상호 직교하도록 형성되어 있기 때문에, 제1면을 기준면에 접합시키면 제2면은 필연적으로 기준면에 대하여 수직으로 배치되게 된다.
따라서, 기준면에 대하여 레이저광의 광축을 수직으로 하기 위해서는, 서브마운트를 절연블록의 제2면에 접합시킬 때에, 레이저 소자의 광축이 제1면에 대하여 수직이 되도록 조정하는 것 만으로도 되어, 종래와 같은 광학소자의 위치조정 작업은 필요 없다.
본 발명에 의하면, 광학 소자를 사용할 필요가 없기 때문에, 전체적으로 염가로 제조할 수 있다.
또, 레이저 유니트를 간단한 공정으로 정확히 조립할 수가 있기 때문에, 제조공정을 간소화 할 수 있음과 동시에 품질을 안정시킬 수 있다.
본 발명의 상술한 목적과 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 도면을 참조하여 행하는 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 일층 명확하게 될 것이다.
(실시예)
도 1에 나타내는 본 실시예의 레이저 유니트(10)은, 도 2에 나타내는 바와 같은 광 픽업장치(12)내에 편입되어, CD나 DVD 등과 같은 광 디스크(14)로부터 정보를 판독하는 것이다.
레이저 유니트(10)은, 수지나 세라믹 등으로 이루어진 패키지(16)을 포함한다.
패키지(16)은, 기준면(18)을 갖는 판형상의 본체(20)을 포함하고, 본체(20)의 상면 둘레 가장자리부로부터 기립되는 벽부(22)가 형성된다.
또, 본체(20)의 길이방향 양 끝부에는 복수의 리드단자(24)가 설치되며, 벽부(22)의 내측에 있어서의 본체(20)의 상면에는 리드단자(24)와 전기적으로 도통된 복수의 단자(26)이 설치된다.
그리고, 벽부(22)의 내측에 있어서의 기준면(18)에는, 광 검출기(28) 및 절연블록(30)이 다이본딩(die-bonding)된다.
광 검출기(28)은, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 실리콘 등과 같은 반도체 재료로 이루어진 직방체의 본체(32)를 포함한다.
본체(32)의 상면과 하면은 상호 평행하게 형성되며, 상면에는 레이저광을 수광하는 복수의 수광소자(34a)∼(34f)를 포함하는 수광부(34)와, 수광부(34)로부터의 신호를 끌어내기 위한 신호단자(36) 및 수광부(34)에 전압을 부여하기 위한 전압단자(38)이 형성된다.
그리고, 본체(32)의 하면이 기준면(18)에 다이본딩되며, 신호단자(36) 및 전압단자(38)의 각각이 패키지(16)에 설치된 대응하는 단자(26)에 와이어 본딩된다.
절연블록(30)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 세라믹 등과 같은 절연재료로 이루어진 직방체의 본체(40)을 포함하고, 본체(40)의 상면과 하면은 상호 평행하게 형성되며, 본체(40)의 하면과 좌측면과는 상호 직교하도록 형성된다.
또, 본체(40)에는, 상면과 좌우 양 측면에 걸쳐 대략 "U"형의 홈(42a) 및 (42b)가 형성되며, 하면과 좌우 양 측면에 걸쳐 대략 "U"형의 홈(42c) 및 (42d)가 형성되고, 각각의 홈(42a)∼(42d)에는, Al, Cu 또는 42합금 등과 같은 금속배선(44a)∼(44d)가 매입된다.
또한, 금속배선(44a)∼(44d)의 표면에는 Ag 또는 Au 등과 같은 도금층이 형성된다.
그리고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 본체(40)의 하면이 기준면(18)에 다이본딩되며, 금속배선(44a) 및 (44b)와 대응하는 리드단자(26)이 와이어 본딩된다.
금속배선(44c)는 절연블록(30) 자신의 GND단자로 된다.
또, 절연블록(30)의 좌측면에 있어서의 금속배선(44a)에 대응하는 위치에는, 도 5에 도시하는 바와 같은 서브마운트(46)이 다이본딩되며, 서브마운트(46)에는 반도체 레이저 소자(이하, 간단히「레이저 소자」라 함)(48)이 다이본딩된다.
서브마운트(46)은, 실리콘 등과 같은 절연재료로 이루어진 블록 형상의 본체(50)을 포함하고, 본체(50)의 좌측면과 우측면은 상호 평행하게 형성되며, 본체(50)의 내부에는 레이저 소자(48)의 출력을 모니터하기 위한 포토다이오드가 내장된다.
또, 본체(50)의 좌측면에는, 우측면에 형성된 단자와 전기적으로 도통하는 단자(52)와, 레이저 소자(48)의 하부전극과 도통하는 단자(54) 및 본체(50)의 내부에 설치된 포토다이오드와 도통하는 단자(56)이 형성된다.
한편, 레이저 소자(48)은, 레이저광의 출사단면(48a)를 포함하며, 레이저 소 자(48)의 상부 전극면과 하부 전극면은 레이저광의 광축에 대하여 평행하게 형성된다.
그리고, 레이저 소자(48)의 하부 전극면이 서브마운트(46)의 좌측면에 다이본딩되며, 그에 의해 레이저 소자(48)의 하부 전극과 서브마운트(46)의 단자(54)가 접속된다.
그리고, 레이저 소자(48)의 상부 전극과 서브마운트(46)의 단자(52)가 와이어 본딩(도5)되며, 서브마운트(46)의 단자(54) 및 (56)과 대응하는 금속배선(44)가 각각 와이어 본딩(도1, 도3)된다.
그리고, 패키지(16)의 상부에는, 레이저광을 투과시키기 위한 창을 갖는 도시하지 않은 커버가 장착된다.
레이저 유니트(10)을 조립할 때에는, 패키지(16), 광 검출기(28), 절연블록(30), 서브마운트(46) 및 레이저소자(48) 등의 각 부품을 개별로 형성하여 준비한다.
절연블록(30)을 형성할 때에는, 먼저, 도 6에 나타내는 바와 같이, 세라믹 등으로 이루어진 판체(40a)를 준비하고, 이 판체(40a)에 복수의 긴구멍(42a)를 형성한다.
그리고, 긴구멍(42a)의 각각에 Al, Cu 또는 42합금 등과 같은 금속(금속배선)(44)를 충전한 후, 도 6 가운데 2점 쇄선으로 나타낸 절단선에 따라 판체(40a)를 절단한다.
이와같이 하여 본체(40)을 얻은 후에, 금속배선(44)의 표면에 Ag 또는 Au 등 과 같은 도금층을 전해도금법 등에 의해 형성한다.
또한, 판체(40a)의 두께는 0.8∼1.5mm 정도, 긴구멍(42a)의 긴 지름은 0.5∼0.8mm 정도로 설정된다.
조립공정에 있어서는, 먼저 도 7에 나타내는 바와 같이, 레이저 소자(48)을 서브마운트(46)에 다이본딩하고, 또한 서브마운트(46)을 절연블록(30)의 금속배선(44a)에 대응하는 위치에 다이본딩하여 이들을 일체화한다.
이때, 레이저 소자(48)의 광축이 절연블록(30)의 하면에 대하여 수직이 되도록 절연블록(30)에 대한 서브마운트(46)의 위치를 조정한다.
이어서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 패키지(16)의 기준면(18)에 광 검출기(28) 및 절연블록(30)을 Ag페이스트 등의 금속 페이스트 또는 도전성 접착제를 사용하여 다이본딩한다.
절연블록(30)의 하면과 좌측면은 서로 수직으로 형성되어 있기 때문에, 절연블록(30)의 하면을 기준면(18)에 다이본딩하면, 좌측면은 기준면(18)에 대하여 반드시 수직으로 되며, 레이저 소자(48)의 광축도 기준면(18)에 대하여 반드시 수직으로 된다.
따라서, 기준면(18)에 절연블록(30)을 다이본딩 할 때에는, 광축방향을 조정할 필요가 없다.
그리고, 필요한 개소를 와이어본딩에 의해 상호 접속시키고, 최후에 커버를 장착한다.
이와같은 레이저 유니트(10)이, 도 2에 나타내는 바와 같이, 홀로그램 소자(58) 및 대물 렌즈(60) 등과 함께 픽업장치(12)내에 조립된다.
그리고, 레이저 소자(48)로부터의 레이저광이 디스크(14)에서 정확히 반사되고, 또한 레이저 유니트(10)의 수광부(34)에 정확히 집광되도록, 수광부(34)로부터의 출력신호에 기초하여 홀로그램 소자(58) 및 대물 렌즈(60)의 위치가 조정된다.
이 실시예에 의하면, 절연블록(30)의 죄측면이 기준면(18)에 대하여 수직으로 배치되므로, 좌측면에 접합된 레이저 소자(48)의 광축도 기준면(18)에 대하여 수직으로 된다.
따라서, 종래와 같은 번잡한 광축의 조정작업이 불필요하며, 간단한 공정으로 정확히 조립할 수가 있다.
또, 고가의 광학 소자를 필요로 하지 않기 때문에, 제조비를 저감할 수가 있다.
또한, 상기한 실시예에서는, 절연블록(30)에 대략 "U"형의 홈(42a)∼(42d)를 형성하고 있으나, 홈(42a)∼(42d)의 형상은 적절히 변경 가능하며, 예를들어 도 9에 나타내는 바와 같이, 대략 "コ"형으로 형성하여도 좋다.
또, 도 10에 나타내는 바와 같이, 패키지(16)의 기준면(18)에 오목부(64)를 형성하고, 이 오목부(64)에 절연블록(30)을 끼워넣도록 하여도 좋다.
오목부(64)를 미리 형성해 두면, 기준면(18)에 절연블록(30)을 위치결정할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 홀로그램 소자(58)과 패키지(16)의 커버를 일체로 형성하고, 수광부(34)로부터의 출력신호에 기초하여 홀로그램 소자(56)의 위치를 조정한 후, 이 일체물을 패키지(16)에 접착시키도록 하여도 좋다.
상기한 바와 같이 본 발명이 상세히 설명되고 도시되었으나, 이것은 도면에 의한 설명과 한 예로서 사용한 것으로서, 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 사상과 범위는 첨부된 특허청구의 범위의 기재에 의해서만 한정된다.
본 발명에 의하면, 광학 소자를 사용할 필요가 없기 때문에, 전체적으로 염가로 제조할 수 있다.
또, 레이저 유니트를 간단한 공정으로 정확히 조립할 수가 있기 때문에, 제조공정을 간소화할 수 있으며, 동시에 품질을 안정시킬 수 있다.



Claims (12)

  1. 기준면을 갖는 패키지와 ;
    상호 직교하는 제1면과 제2면을 갖고, 상기 제1면이 상기 기준면에 접합되는 절연블록과 ;
    상기 제2면과 상기 제2면에 대향하는 제3면에 걸쳐서 상기 절연블록에 형성되는 홈과 ;
    상기 홈에 매입되는 금속배선과 ;
    상기 제2면에 접합되는 서브마운트와 ;
    상기 서브마운트에 접합되는 레이저 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브마운트는, 상기 레이저 소자의 광축에 대하여 평행하게 형성된 접합면을 갖고, 상기 접합면은 상기 제2면에 접합되는 것을 특징으로 하는 레이저 유니트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기준면에 오목부가 형성되며, 상기 오목부에 상기 절연블록이 끼워지는 것을 특징으로 하는 레이저 유니트.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절연재료는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유니트.
  6. 기준면을 갖는 패키지에 접합되는 한편 레이저 소자를 접합하기 위한 서브마운트 및 본체가 접합되는 절연블록에 있어서,
    상기 기준면에 접합되는 제1면 및 상기 제1면에 직교하는 제2면을 가지고, 절연재료로 이루어져 있으며,
    상기 제2면과 상기 제2면에 대향하는 제3면에 걸쳐서 형성되는 홈 및 상기 홈에 매입되는 금속배선을 포함하고,
    상기 금속배선에 의해 상기 제2면에 접합되는 상기 서브마운트와 상기 제3면에 접합되는 상기 본체를 접속하는 것을 특징으로 하는 절연블록.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 절연재료는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연블록.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절연블록의 상기 제3면에 접합되는 본체를 더 포함하며, 상기 서브마운트와 상기 본체는 상기 금속배선에 의해 접속되는 것을 특징으로 하는 레이저 유니트.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 절연블록의 상기 제3면에 접합되는 본체를 더 포함하며, 상기 서브마운트와 상기 본체는 상기 금속배선에 의해 접속되는 것을 특징으로 하는 레이저 유니트.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 절연재료는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유니트.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 절연재료는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유니트.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 절연재료는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유니트.
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