KR101024664B1 - 반도체 레이저 다이오드 패키지 - Google Patents

반도체 레이저 다이오드 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR101024664B1
KR101024664B1 KR1020080053832A KR20080053832A KR101024664B1 KR 101024664 B1 KR101024664 B1 KR 101024664B1 KR 1020080053832 A KR1020080053832 A KR 1020080053832A KR 20080053832 A KR20080053832 A KR 20080053832A KR 101024664 B1 KR101024664 B1 KR 101024664B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
intermediate member
fixed
emitting device
heat sink
Prior art date
Application number
KR1020080053832A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090127730A (ko
Inventor
한규진
Original Assignee
주식회사 코스텍시스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 코스텍시스 filed Critical 주식회사 코스텍시스
Priority to KR1020080053832A priority Critical patent/KR101024664B1/ko
Publication of KR20090127730A publication Critical patent/KR20090127730A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101024664B1 publication Critical patent/KR101024664B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 레이저 다이오드 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용량이 큰 발광소자에서 고열이 발생될 때 히트싱크와 발광소자 사이에 열팽창계수의 조절을 위한 중간부재가 개재되어 발광소자가 히트싱크에서 분리 및 손상되거나 열 방출효과가 저하되는 등의 폐단을 방지할 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 금속판재로 구성된 히트싱크(10)의 전방에는 안내홈(11)이 형성되고, 안내홈(11)에는 발광소자(30)와 열팽창계수가 유사한 중간부재(20)가 금속 접착소재(21)의 용융에 의하여 고정되며, 중간부재(20)에는 발광소자(30)가 금속 접착소재(31)의 용융에 의하여 고정되고, 히트싱크(10)의 상면에 고정된 절연체(41)에는 금속 리드(40)가 일 방향으로 길게 고정되어 발광소자(30)와 와이어(42)에 의하여 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 패키지에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

반도체 레이저 다이오드 패키지{a crystal laser diode package}
본 발명은 반도체 레이저 다이오드 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용량이 큰 발광소자에서 고열이 발생될 때 히트싱크와 발광소자 사이에 열팽창계수의 조절을 위한 중간부재가 개재되어 발광소자가 히트싱크에서 분리 및 손상되거나 열 방출효과가 저하되는 등의 폐단을 방지할 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.
일반적으로, 레이저 다이오드(Laser Diode)에서 발진되는 레이저빔은 주파수 폭이 좁고 지향성이 높기 때문에 광통신, 다중통신, 우주통신 등과 같은 여러 분야에 응용되고 있다.
현대에는 원거리 통신 서비스에 대한 요구가 증가함에 따라 광통신 망과 함께 레이저 다이오드의 주요한 응용 분야 중의 하나인 광디스크 즉, 컴팩트 디스크 플레이어(Compact Disk Player) 및 컴팩트 디스크 재생/기록(Compact Disk Reading/Writing System)장치에서는 저 전류 발진이 가능하고 장시간 작동할 수 있 는 우수한 특성을 갖는 레이저 다이오드가 요구되고 있다.
그리고, 근래에는 용량이 큰 발광소자들이 개발되어 고 출력을 발산할 수 있도록 되어 있고, 이와 같은 고 출력의 발광소자는 고열을 발생시킴에 따라 금속으로 구성된 히트싱크(heat sink)에 금속 접착소재를 용융시켜 접착하는 방식을 사용하고 있다.
그러나, 히트싱크의 열팽창계수는 16∼25×10-6/K인 반면 발광소자의 열팽창계수는 4∼8×10-6/K인 관계로 발광소자에서 고열이 발생되면 열팽창계수의 차이로 인하여 발광소자를 고정하고 있는 금속 접착소제에 상당한 응력이 발생되어 발광소자가 히트싱크에서 분리되는 등의 폐단이 발생되었다.
더욱이, 금속 접착소재에서 발생된 응력이 발광소자에 전달되는 경우에는 발광소자가 손상되는 등의 문제점이 발생되었을 뿐 아니라 열팽창계수 차이로 인하여 발생되는 응력은 결국 히트싱크의 열 방출효과를 저하시키는 주요 원인이 되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 용량이 큰 발광소자에서 고열이 발생될 때 히트싱크와 발광소자 사이에 열팽창계수의 조절을 위한 중간부재가 개재되어 발광소자가 히트싱크에서 분리 및 손상되거나 열 방출효과가 저하되는 등의 폐단을 방지할 수 있는 반도체 레이저 다이오드 패키지를 제공 함에 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 금속판재로 구성된 히트싱크(10)의 전방에는 안내홈(11)이 형성되고, 안내홈(11)에는 발광소자(30)와 열팽창계수가 유사한 중간부재(20)가 금속 접착소재(21)의 용융에 의하여 고정되며, 중간부재(20)에는 발광소자(30)가 금속 접착소재(31)의 용융에 의하여 고정되고, 히트싱크(10)의 상면에 고정된 절연체(41)에는 금속 리드(40)가 일 방향으로 길게 고정되어 발광소자(30)와 와이어(42)에 의하여 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 패키지에 의하여 달성될 수 있는 것이다.
이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 용량이 큰 발광소자(30)에서 고열이 발생되더라도 발광소자(30)와 열팽창계수가 유사한 중간부재(20)가 응력의 발생을 방지하는 한편, 열의 일부를 흡수한 후 히트싱크(10)로 보내는 것이므로 중간부재(20) 및 발광소자(30)의 분리가 방지되어 열 방출효과가 높은 고효율의 반도체 레이저 다이오드 패키지를 제공할 수 있을 뿐 아니라 중간부재(20)에 일부 응력이 발생되더라도 중간부재(20)가 안내홈(11)의 내부에 위치되어 안정적으로 고정되어 있는 것이므로 응력에 효과적으로 대응하여 중간부재(20)의 분리를 방지할 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.
이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지는 도 3에서 도시한 바와 같이, 금속판재로 구성된 히트싱크(10)의 전방에는 얕은 안내홈(11)이 형성되어 있다.
상기 안내홈(11)에는 발광소자(30)와 열팽창계수가 유사한 금속 중간부재(20)가 고정되어 있고, 중간부재(20)는 열에 의하여 용융되는 금속 접착소재(21)에 의하여 고정된다.
상기 중간부재(20)에는 발광소자(30)가 고정되어 있고, 발광소자(30)는 열에 의하여 용융(鎔融)되는 금속 접착소재(31)에 의하여 고정된다.
상기 히트싱크(10)의 상면에는 세라믹소재로 구성된 절연체(41)가 고정되어 있고, 절연체(41)의 상면에는 금속 리드(40)가 고정되어 있으며, 금속 리드(40)는 일 방향으로 길게 형성되어 있다.
상기 금속 리드(40)는 발광소자(30)와 와이어(42) 본딩 작업에 의하여 연결되어 전극을 형성하고 있다.
따라서, 히트싱크(10)는 금속 리드(40)와 다른 전극을 형성하여 발광소자(30)가 점등될 수 있도록 구성되어 있다.
전술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 용량이 큰 발광소자(30)에서 고열이 발생되더라도 발광소자(30)와 열팽창계수가 유사한 중간부재(20)가 응력의 발생을 방지하는 한편, 열의 일부를 흡수한 후 히트싱크(10)로 보내는 것이므로 중간부 재(20) 및 발광소자(30)의 분리가 방지되어 열 방출효과가 높은 고효율의 반도체 레이저 다이오드 패키지를 제공할 수 있을 뿐 아니라 중간부재(20)에 일부 응력이 발생되더라도 중간부재(20)가 안내홈(11)의 내부에 위치되어 안정적으로 고정되어 있는 것이므로 응력에 효과적으로 대응하여 중간부재(20)의 분리를 방지할 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.
한편, 상기 중간부재(20)의 재질은 카파텅스텐(CuW), 알루미늄라이트(AlN), 실리콘(Si), 코바(Kovar), 몰리브덴(Mo), 카파몰리브덴(CuMo), 알루미늄실리카게이트(AlSiC) 중의 어느 하나이다. 이들 중간부재(20)들의 열팽창계수는 4∼10×10-6/K정도로 열팽창계수가 4∼8×10-6/K인 발광소자와 유사하므로 발광소자(30)에서 고열이 발생 되더라도 이를 고정하고 있는 접착소재(21)에서 응력이 발생되는 폐단이 방지되는 것이다.
상기 중간부재(20)를 고정하고 있는 접착소재(21)는 은(Ag)과 동(Cu)의 합금이거나 은(Ag)으로 구성되어 500∼900℃의 열에 용융되면서 중간부재(20)를 히트싱크(10)의 안내홈(11)에 용접하여 견고하게 접착시킬 수 있도록 구성되어 있다.
상기 발광소자(30)를 고정하고 있는 접착소재(31)는 금(Au)과 주석(Sn)의 합금이거나 인디움(Indium)으로 구성되어 180∼300℃의 열에 용융되면서 발광소자(30)를 중간부재(20)에 용접하여 견고하게 접착시킬 수 있도록 구성되어 있다.
상기 접착소재(21)(31)들은 접착강도가 매우 높아 발광소자(30) 및 중간부재(20)를 견고하게 고정시키는 한편 열팽창계수에 의한 응력에 효과적으로 대응할 수 있도록 구성되어 있다.
도면중 미설명 부호 12는 히트싱크(10)를 고정하기 위하여 히트싱크(10)에 뚫려진 구멍이다.
한편, 경우에 따라서는 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 히트싱크(10)는 세워지고, 세워진 히트싱크(10)의 상면에 안내홈(11)이 형성되어 중간부재(20)와 발광소자(30)가 차례로 용접되며, 히트싱크(10)의 상면 일측에 고정된 절연체(41)에는 금속리드(40)가 고정되어 발광소자(30)와 와이어(42)로 연결되도록 구성할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예를 예시한 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예를 예시한 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 예시한 사시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 예시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 히트싱크 11 : 안내홈
12 : 구멍 20 : 중간부재
21, 31 : 접착소재 30 : 발광소자
40 : 리드 41 : 절연체
42 : 와이어

Claims (4)

  1. 금속판재로 구성된 히트싱크(10)의 전방에는 안내홈(11)이 형성되고, 안내홈(11)에는 발광소자(30)와 열팽창계수가 0∼2×10-6/K 차이나는 중간부재(20)가 금속 접착소재(21)의 용융에 의하여 고정되며, 중간부재(20)에는 발광소자(30)가 금속 접착소재(31)의 용융에 의하여 고정되고, 히트싱크(10)의 상면에 고정된 절연체(41)에는 금속 리드(40)가 일 방향으로 길게 고정되어 발광소자(30)와 와이어(42)에 의하여 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간부재(20)의 재질은 카파텅스텐(CuW), 알루미늄라이트(AlN), 실리콘(Si), 코바(Kovar), 몰리브덴(Mo), 카파몰리브덴(CuMo), 알루미늄실리카게이트(AlSiC) 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간부재(20)를 고정하고 있는 접착소재(21)는 은(Ag)과 동(Cu)의 합금이거나 은(Ag)으로 구성되고,
    상기 발광소자(30)를 고정하고 있는 접착소재(31)는 금(Au)과 주석(Sn)의 합 금이거나 인디움(Indium)으로 구성되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 패키지.
  4. 삭제
KR1020080053832A 2008-06-09 2008-06-09 반도체 레이저 다이오드 패키지 KR101024664B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080053832A KR101024664B1 (ko) 2008-06-09 2008-06-09 반도체 레이저 다이오드 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080053832A KR101024664B1 (ko) 2008-06-09 2008-06-09 반도체 레이저 다이오드 패키지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090127730A KR20090127730A (ko) 2009-12-14
KR101024664B1 true KR101024664B1 (ko) 2011-03-25

Family

ID=41688347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080053832A KR101024664B1 (ko) 2008-06-09 2008-06-09 반도체 레이저 다이오드 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101024664B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970018887A (ko) * 1995-09-29 1997-04-30 로더리히 네테부쉬 ; 롤프 옴케 히트 싱크를 가지는 레이저 다이오드 소자
KR20000064636A (ko) * 1996-03-20 2000-11-06 칼 하인쯔 호르닝어 반도체장치
JP2006294943A (ja) 2005-04-12 2006-10-26 Sony Corp 半導体レーザ装置及びヒートシンク
JP2006344743A (ja) 2005-06-08 2006-12-21 Sony Corp 半導体レーザ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970018887A (ko) * 1995-09-29 1997-04-30 로더리히 네테부쉬 ; 롤프 옴케 히트 싱크를 가지는 레이저 다이오드 소자
KR20000064636A (ko) * 1996-03-20 2000-11-06 칼 하인쯔 호르닝어 반도체장치
JP2006294943A (ja) 2005-04-12 2006-10-26 Sony Corp 半導体レーザ装置及びヒートシンク
JP2006344743A (ja) 2005-06-08 2006-12-21 Sony Corp 半導体レーザ装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090127730A (ko) 2009-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7026655B2 (en) Light-transmitting module containing an driving device in a package
US8537873B2 (en) High power surface mount technology package for side emitting laser diode
JP2000196175A (ja) サブキャリア及び半導体装置
JP6984801B1 (ja) 半導体レーザ光源装置
JP2006351610A (ja) 光モジュール
JP2001358398A (ja) 半導体レーザー素子ユニットおよび半導体レーザーモジュール
US8138663B2 (en) Light emitting device and method of manufacturing the same
JP2006237103A (ja) 熱伝導部材および電子装置
CN111712975A (zh) 光模块
KR101024665B1 (ko) 반도체 레이저 다이오드 패키지
KR101024664B1 (ko) 반도체 레이저 다이오드 패키지
JP6667149B1 (ja) 半導体レーザ光源装置
JP2002299744A (ja) 半導体レーザアセンブリ
JP2007305977A (ja) 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP2003023200A (ja) 半導体レーザ装置
JP2005032937A (ja) 半導体レーザ装置
JP2007025433A (ja) 光素子モジュールおよび光送信器
US10985527B2 (en) Laser diode surface mounting structure
WO2009116503A1 (ja) 光半導体装置
US20050047732A1 (en) Optical transmitting module having a de-coupling inductor therein
JP2009111065A (ja) 光半導体装置
TWM567505U (zh) 雷射二極體表面安裝結構
TWI661628B (zh) 雷射二極體表面安裝結構
JP2010098144A (ja) リードフレーム及び半導体装置
JP2003008133A (ja) 光素子モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140416

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150316

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee