KR100657945B1 - 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지 - Google Patents

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Abstract

발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지가 개시된다. 개시된 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지는: 상면에 미러면이 형성된 광스캐너; 상기 광스캐너가 캐버티의 바닥에 설치된 세라믹 패키지; 상기 세라믹 패키지의 측벽을 커버하는 글래스 리드;
상기 세라믹 패키지의 측벽 상에 형성된 발열댐; 상기 발열댐의 상부에서 상기 글래스 리드 및 상기 세라믹 패키지의 측벽 사이를 실링하는 솔더;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 발열댐은 상기 솔더를 국부적으로 가열하여 허메틱 실링을 형성한다.

Description

발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지{Scanner package having heating dam}
도 1은 종래의 광스캐너 패키지 구조의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발열댐을 구비한 광스캐너 패키지의 일부를 확대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발열댐을 구비한 광스캐너 패키지의 일부를 확대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발열댐을 구비한 광스캐너 패키지의 일부를 확대한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100,400: 광스캐너 패키지 110,210,310,410,510: 세라믹 패키지
112,212,312,412,512: 측벽 120,420: 광스캐너
130,430: 리드 140,240,340,440,540: 글래스 리드
150,250,350: 발열댐 142,242,342,442,542: 솔더
450,550: 발열막
본 발명은 광스캐너 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 국부가열이 가능한 댐을 구비한 광스캐너 패키지에 관한 것이다.
프로젝션 TV 또는 레이저 TV 등에서 레이저 빔을 주사시키는 광스캐너로서, 빗살 모양의 콤전극(comb-typed electrode) 구조에 의한 정전효과(electro static effect)를 이용하는 MEMS(Micro-electro-mechanical system) 구조의 광스캐너가 사용되고 있다. 광스캐너는 기판 위에 스테이지가 현가되어 있으며, 상기 스테이지 위에 미러면이 형성되어 있다. 광스캐너는 외부 환경의 변화로부터 보호하기 위하여 허메틱 실링(hermetic sealing)이 반드시 필요하다.
도 1은 종래의 광스캐너 패키지 구조의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 세라믹 패키지(10)의 바닥에 접착제(14)로 MEMS 기술로 제작된 광스캐너(20)가 다이 본딩되어 있으며, 광스캐너(20)에 형성된 전극패드(21)가 패키지(10)에 형성된 전극패드(32)에 와이어(22)로 연결되어 있다. 전극패드(32)는 리드선(30)과 전기적으로 연결되어 있다. 패키지(10)의 측벽(12) 상부는 글래스 리드(40)와 솔더(42)로 결합 및 밀봉되어 있다.
상기 구조의 광스캐너 패키지에 칩 대신에 광스캐너(20)가 사용되는 경우, 광스캐너(20) 표면에 형성된 미러(24)가 글래스 리드(40)를 통과한 영상 레이저를 주사시켜서 영상을 주사한다.
상기 솔더(42) 구조를 형성하기 위해서 글래스 리드(42) 및 패키지(10) 사이에 솔더(42)를 개재하고, 광스캐너 패키지를 가열하여 상기 솔더(42)를 녹이는 경우, 고온으로 광스캐너(20)가 열적 손상(thermal damage)를 입을 수 있다. 또한, 솔더 구조의 두께가 일정하지 않게 되고, 솔더(42)가 용융되어 캐버티 내부로 흘러들어와 광스캐너 패키지의 수율을 감소시킬 수 있다.
한편, 글래스 리드 및 광스캐너 패키지 사이의 양호한 접합 및 허메틱 실링(hermetic sealing)을 위해서는 그들간의 접촉 면적을 넓히고, 두께는 얇게 하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다.
본 발명의 목적은 세라믹 패키지 및 글래스 리드 사이에 발열물질로 된 댐을 형성하고 상기 댐 상에 솔더를 위치시킴으로써 상기 발열물질로 상기 솔더를 국부적으로 가열함으로써 글래스 리드를 세라믹 패키지에 접합시 생기는 열적 손상을 줄인 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 댐의 형상을 이용하여 허메틱 실링이 잘된 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지는:
미러면이 형성된 광스캐너;
상기 광스캐너가 캐버티의 바닥에 설치된 세라믹 패키지;
상기 세라믹 패키지의 측벽을 커버하는 글래스 리드;
상기 세라믹 패키지의 측벽 상에 형성된 발열댐; 및
상기 발열댐의 상부에서 상기 글래스 리드 및 상기 세라믹 패키지의 측벽 사이를 실링하는 솔더;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 국면에 따르면,
상기 발열댐은, 상기 세라믹 패키지의 측벽 상에서 양측의 댐과 상기 댐 사이의 오목부를 구비하며,
상기 솔더는 상기 오목부 및 상기 댐을 커버하도록 형성된다.
본 발명의 다른 국면에 따르면,
상기 발열댐은, 상기 세라믹 패키지의 측벽 상에서 양측에 각각 형성되어 있으며, 상기 솔더는 상기 댐 및 상기 댐 사이의 측벽을 커버하도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 국면에 다르면,
상기 발열댐은, 상기 세라믹 패키지의 측벽 상에서 내측에 형성되어 있으며,
상기 솔더는 상기 댐 및 상기 측벽 상부를 커버하도록 형성된다.
상기 발열댐은, Ni, Al, Au, Pt, Ni Alloy, Al Alloy, Au Alloy, Pt Alloy 로 이루어진 그룹 중 선택된 어느 하나로 제조된다.
상기 세라믹 패키지는, 알루미나 또는 AlN 로 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지는:
상면에 미러면이 형성된 광스캐너;
상기 광스캐너가 캐버티의 바닥에 설치된 세라믹 패키지;
상기 세라믹 패키지의 측벽을 커버하는 글래스 리드;
상기 측벽의 상부를 덮는 발열막; 및
상기 발열막 및 상기 글래스 리드 사이에 형성되어 상기 글래스 리드 및 상기 세라믹 패키지를 실링하는 솔더;를 구비한다.
본 발명의 일 국면에 따르면,
상기 세라믹 패키지의 상부는 양측에 각각 댐이 형성된다.
본 발명의 다른 국면에 따르면,
상기 세라믹 패키지의 상부는 내측에 댐이 형성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지를 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 광스캐너 패키지(100)는 내부에 캐버티가 형성된 세라믹 패키지(110)와, 세라믹 패키지(110)의 바닥에 배치된 광스캐너(120)와, 세라믹 패키지(110)의 상부를 덮는 글래스 리드(140)와, 상기 세라믹 패키지(110) 및 상기 글래스 리드(140) 사이에 형성된 솔더(142) 및 발열댐(150)을 구비한다.
세라믹 패키지(110)의 바닥과 측벽(112)은 캐버티를 형성하며, 광스캐너(120)는 접착제(114)를 매개로 세라믹 패키지(110)의 바닥에 다이본딩된다. 세라믹 패키지(110)에는 캐버티에 노출된 부분에 외부와의 전기적 연결을 위한 전극패드(132)가 다수 형성되어 있다. 각 전극패드(132)는 세라믹 패키지(110)의 외부에 노 출된 리드(lead)(130)와 연결되어 있다. 세라믹 패키지(110)는 알루미나 또는 AlN 로 제조되는 것이 바람직하다.
광스캐너(120)의 상면에는 레이저 광을 반사하는 미러면(124)이 형성되어 있으며, 미러면(124)은 미도시된 스테이지에 의해서 1축 또는 2축 구동된다. 스테이지의 구동은 미도시된 구동콤전극 및 고정콤전극 사이의 정전기력과 스테이지를 지지하는 토션바(미도시)의 복원력으로 구동된다. 광스캐너(120)에는 구동콤전극 및 고정콤전극에 전기를 공급하기 위한 전극패드(121)가 형성되어 있다. 이 전극패드(121)는 상기 전극패드(132)와 와이어(122)로 본딩될 수 있다.
상기 발열댐(150)은 세라믹 패키지(110)의 측벽(112) 상부에 형성되어 있으며, 상기 솔더(142)는 상기 발열댐(150) 상부에 형성되어 있다. 상기 발열댐(150)은 중앙에 오목부(152)가 형성되고 양 가장자리가 돌출되어 댐(154)이 형성되어 있다. 상기 발열댐(150)은, Ni, Al, Au, Pt, Ni Alloy, Al Alloy, Au Alloy, Pt Alloy 중 어느 하나로 패터닝되어 형성된다.
상기 솔더(142)는 글래스 리드(140)에 프리폼(preform) 형태로 부착되어서 글래스 리드(140)를 세라믹 패키지(110)의 상부에 정렬함으로써 솔더(142)가 상기 오목부(152)에 위치시키게 한다. 또한 상기 솔더(142)는 상기 글래스 리드(140) 또는 상기 오목부(152)에 도포된 상태에서 상기 글래스 리드(140) 및 상기 세라믹 패키지(110)가 접촉되게 정렬될 수 있다. 이어서, 상기 발열댐(150)에 소정의 전압을 가함으로써 상기 발열댐(150)을 가열하고, 따라서 솔더(142)는 녹으면서 발열댐(150)과 글래스 리드(140) 사이를 밀봉한다. 이때 솔더(142)는 바람직하게는 일부 가 발열댐(150)의 상부를 커버한다. 이러한 솔더(142) 구조는 넓은 영역에서 글래스 리드(140) 및 세라믹 패키지(110)의 측벽(112) 상부를 접촉하므로 실링이 잘된다. 또한, 글래스 리드(140) 및 측벽(112) 사이에서 노출되는 높이가 극히 낮으므로 헤메틱 실링을 형성하기가 용이하다. 또한, 발열댐(150)에서 내측에 형성된 댐(154)에 의해 솔더(142)가 캐버티내로 유입되는 것이 효과적으로 방지된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발열댐을 구비한 광스캐너 패키지의 일부를 확대한 단면도이며, 제1 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 명칭을 사용하고 상세한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 세라믹 패키지(210)의 측벽(212) 상부에서 양측에 두 개의 발열댐(250)이 형성되어 있으며, 상기 발열댐들(250) 상에는 솔더(242)가 측벽(212) 상부 및 발열댐들(250)을 덮도록 형성되어 있다 솔더(242)의 상부는 글래스 리드(240)의 하부에 접촉된다.
상기 발열댐들(250)은 상기 솔더(242), 예컨대 프리폼 형태 또는 발열댐(250) 사이로 인젝션된 형태로 측벽(212) 및 글래스 리드(240) 사이에 배치되며, 상기 발열댐(250)의 발열로 발열댐(250)과의 끼워지는 형상을 이룬다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발열댐을 구비한 광스캐너 패키지의 일부를 확대한 단면도이며, 상기 실시예들과 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 명칭을 사용하고 상세한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 세라믹 패키지(310)의 측벽(312) 상부에서 내측에 발열댐(350)이 형성되어 있으며, 상기 발열댐(350)의 측면 및 상부에는 솔더(342)가 형성 되어 있다. 솔더(342)의 상부는 글래스 리드(340)의 하부에 접촉된다.
상기 솔더(342)는 글래스 리드(340)에 프리폼 형태로 접착되어서 세라믹 패키지(310)와 본딩될 수 있다. 또한, 상기 솔더(342)는 글래스 리드(340) 또는 측벽(312) 상부에서 소정 형상으로 도포된 상태에서 글래스 리드(340) 및 측벽(312) 사이에 배치될 수 있다. 상기 발열댐(350)의 가열로 상기 솔더(342)는 글래스 리드(340) 및 측벽(312) 사이의 허메틱 실링을 형성한다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지를 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 광스캐너 패키지(400)는 내부에 캐버티가 형성된 세라믹 패키지(410)와, 세라믹 패키지(410)의 바닥에 배치된 광스캐너(420)와, 세라믹 패키지(410)의 상부를 덮는 글래스 리드(440)와, 상기 세라믹 패키지(410)의 측벽(412) 상부에 형성된 발열막(450)과, 상기 발열막(450) 및 상기 글래스 리드(440) 사이에 형성된 솔더(442)를 구비한다.
세라믹 패키지(410)의 바닥과 측벽(412)은 캐버티를 형성하며, 광스캐너(420)는 접착제(414)를 매개로 세라믹 패키지(410)의 바닥에 다이본딩된다. 세라믹 패키지(410)에는 캐버티에 노출된 부분에 외부와의 전기적 연결을 위한 전극패드(432)가 다수 형성되어 있다. 각 전극패드(432)는 세라믹 패키지(410)의 외부에 노출된 리드(lead)(430)와 연결되어 있다. 세라믹 패키지(410)는 알루미나 또는 AlN 로 제조되는 것이 바람직하다.
광스캐너(420)의 상면에는 레이저 빔을 반사하는 미러면(424)이 형성되어 있 으며, 미러면(424)은 미도시된 스테이지에 의해서 1축 또는 2축 구동된다. 스테이지의 구동은 미도시된 구동콤전극 및 고정콤전극 사이의 정전기력과 스테이지를 지지하는 토션바(미도시)의 복원력으로 구동된다. 광스캐너(420)에는 구동콤전극 및 고정콤전극에 전기를 공급하기 위한 전극패드(421)가 형성되어 있다. 이 전극패드(421)는 상기 전극패드(432)와 와이어(422)로 본딩될 수 있다.
상기 세라믹 패키지(410)의 측벽(412) 상부에서 양측에는 소정 높이의 댐(416)이 형성되어 있다. 상기 발열막(450)은 상기 측벽(412) 상부의 형상으로 증착된다. 상기 측벽(412) 상부 및 상기 발열막(450)은 중앙에 오목부(452)가 형성되고 양 가장자리가 돌출되게 형성되어 있다. 상기 발열막(450)은, Ni, Al, Au, Pt, Ni Alloy, Al Alloy, Au Alloy, Pt Alloy 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 솔더(442)는 글래스 리드(440)에 프리폼(preform) 형태로 부착되어서 글래스 리드(440)를 세라믹 패키지(410)의 상부에 정렬함으로써 솔더(442)가 상기 오목부(452)에 위치시키게 한다. 또한 상기 솔더(442)는 상기 글래스 리드(440) 또는 상기 오목부(452)에 도포된 상태에서 상기 글래스 리드(440) 및 상기 세라믹 패키지(410)가 접촉되게 정렬될 수 있다.
상기 발열막(450)에 소정의 전압을 가함으로써 상기 발열막(450)을 가열하고, 따라서 솔더(442)는 녹으면서 발열막(450)과 글래스 리드(440) 사이를 밀봉한다. 이때 솔더(442)는 바람직하게는 일부가 발열막(450)의 상부를 커버한다. 이러한 솔더(442) 구조는 넓은 영역에서 글래스 리드(440) 및 세라믹 패키지(410)의 측벽(412) 상부를 접촉하므로 실링이 잘된다. 또한, 글래스 리드(440) 및 측벽(412) 사이에서 노출되는 높이가 극히 낮으므로 허메틱 실링을 형성하기가 용이하다. 또한, 발열막(450)에서 내측에 형성된 댐에 의해 솔더(442)가 캐버티내로 유입되는 것이 효과적으로 방지된다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발열댐을 구비한 광스캐너 패키지의 일부를 확대한 단면도이며, 제4 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 명칭을 사용하고 상세한 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 세라믹 패키지(510)의 측벽(512) 상부의 내측에 댐(516)이 형성되어 있으며, 상기 측벽(512) 상부에는 상기 댐(516)을 덮는 발열막(550)이 형성되어 있다. 상기 발열막(550) 및 상기 글래스 리드(540) 사이에 솔더(542)가 형성되어 있다. 솔더(542)의 상부는 글래스 리드(540)의 하부에 접촉된다.
상기 솔더(542)는 글래스 리드(540)에 프리폼 형태로 접착되어서 세라믹 패키지(510)와 본딩될 수 있다. 또한, 상기 솔더(542)는 글래스 리드(540) 또는 측벽(512) 상부에서 소정 형상으로 도포된 상태에서 글래스 리드(540) 및 측벽(512) 사이에 배치될 수 있다. 상기 발열막(550)의 가열로 상기 솔더(542)는 글래스 리드(540) 및 측벽(512) 사이의 허메틱 본딩을 형성한다.
본 발명의 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지에 따르면, 솔더가 발열댐 또는 발열막에 의해서 국부적으로 가열되므로, 글래스 리드를 패키지에 본딩시 광스캐너를 열적 손상으로부터 보호할 수 있으며, 댐에 의해서 솔더가 캐버티 내부로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 글래스 리드 및 광스캐너 패키지 사이의 접촉 면적 을 높여 접착성을 증가시키면 서도 댐 및 글래스 리드 사이의 솔더의 두께를 줄임으로써 밀봉성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 종래에 비해 제품의 신뢰성 및 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 미러면이 형성된 광스캐너;
    상기 광스캐너가 캐버티의 바닥에 설치된 세라믹 패키지;
    상기 세라믹 패키지의 측벽을 커버하는 글래스 리드;
    상기 세라믹 패키지의 측벽 상에 형성된 발열댐; 및
    상기 발열댐의 상부에서 상기 글래스 리드 및 상기 세라믹 패키지의 측벽 사이를 실링하는 솔더;를 구비하는 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열댐은, 상기 세라믹 패키지의 측벽 상에서 양측의 댐과 상기 댐 사이의 오목부를 구비하며,
    상기 솔더는 상기 오목부 및 상기 댐을 커버하도록 형성된 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열댐은, 상기 세라믹 패키지의 측벽 상에서 양측에 각각 형성되어 있으며,
    상기 솔더는 상기 댐 및 상기 댐 사이의 측벽을 커버하도록 형성된 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열댐은, 상기 세라믹 패키지의 측벽 상에서 내측에 형성되어 있으며,
    상기 솔더는 상기 댐 및 상기 측벽 상부를 커버하도록 형성된 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열댐은, Ni, Al, Au, Pt, Ni Alloy, Al Alloy, Au Alloy, Pt Alloy 로 이루어진 그룹 중 선택된 어느 하나로 제조된 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 패키지는, 알루미나 또는 AlN 로 제조된 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  7. 미러면이 형성된 광스캐너;
    상기 광스캐너가 캐버티의 바닥에 설치된 세라믹 패키지;
    상기 세라믹 패키지의 측벽을 커버하는 글래스 리드;
    상기 측벽 상에 형성된 발열막; 및
    상기 발열막 및 상기 글래스 리드 사이에 형성되어 상기 글래스 리드 및 상기 세라믹 패키지를 실링하는 솔더;를 구비하며,
    상기 측벽의 상부는 댐 형상이며, 상기 측벽 상의 상기 발열막은 발열댐 형상인 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 세라믹 패키지의 상부는 양측에 각각 댐이 형성된 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 세라믹 패키지의 상부는 내측에 댐이 형성된 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 발열막은, Ni, Al, Au, Pt, Ni Alloy, Al Alloy, Au Alloy, Pt Alloy 로 이루어진 그룹 중 선택된 어느 하나로 제조된 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 세라믹 패키지는, 알루미나 또는 AlN 로 제조된 것을 특징으로 하는 발열 댐을 구비한 광스캐너 패키지.
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