KR101436075B1 - 레이저 다이오드 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

레이저 다이오드 패키지 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지지부, 상기 지지부 상에 배치되고 광을 발생하는 레이저 다이오드, 상기 레이저 다이오드에서 발생한 광이 입사되도록 배치된 광섬유 부재, 상기 지지부 상에 형성되고 상기 광섬유 부재를 지지하도록 형성되는 서브 마운트 및 상기 광섬유 부재를 상기 서브 마운트에 고정하도록 형성된 솔더부를 포함하는 레이저 다이오드 패키지를 제공한다.

Description

레이저 다이오드 패키지 및 그 제조 방법{Laser diode package and manufacturing the same}
본 발명은 레이저 다이오드 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 공간 이용 효율성 및 제조 효율성이 향상된 레이저 다이오드 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
레이저 다이오드 패키지는 광특성이 우수하여 광 소자 또는 광통신 모듈 등에 널리 사용되고 있다.
이러한 레이저 다이오드 패키지는 크게 레이저 광을 발생하는 하나 이상의 레이저 다이오드 및 이러한 레이저 광을 전송하는 광섬유를 포함한다.
레이저 다이오드에서 발생하 광이 효율적으로 광섬유에 전달되도록, 레이저 다이오드와 광섬유는 레이저 광의 광축에 대응되도록 정렬 및 패키징해야 한다.
이 때 미세한 움직임에 의하여 광의 특성이 변하는 레이저 다이오드 및 미세한 폭을 갖는 광섬유의 특성으로 인하여 레이저 다이오드와 광섬유의 정렬 및 광섬유의 고정 작업은 정밀한 과정을 필요로한다.
예를들면 소정의 플레이트 상에 레이저 다이오드를 배치한 후, 광섬유 부재를 플레이트 상에 레이저 다이오드와 정렬한 후 플레이트와 고정하는데, 이러한 고정을 위해서 새들(saddle)과 같은 부재를 이용하고, 이 때 광섬유 부재에는 페룰(ferrule)과 같은 접속 부재가 부착된다. 즉 새들을 플레이트에 고정한 후 페룰이 결합된 광섬유 부재를 새들과 접합하는 작업을 통하여 광섬유 부재를 플레이트에 고정한다.
그러나 새들 및 페룰과 같은 부재를 이용 시 광섬유 부재의 고정 공정이 까다롭고 비용도 상승한다. 또한 레이저 다이오드 패키지 내의 공간이 협소하여 공간 활용도가 감소한다.
이로 인하여 원하는 레이저 다이오드 내의 공간 이용 효율성 및 제조 효율성을 향상하는데 한계가 있다.
본 발명은 공간 이용 효율성 및 제조 효율성이 향상된 레이저 다이오드 패키지 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 지지부, 상기 지지부 상에 배치되고 광을 발생하는 레이저 다이오드, 상기 레이저 다이오드에서 발생한 광이 입사되도록 배치된 광섬유 부재, 상기 지지부 상에 형성되고 상기 광섬유 부재를 지지하도록 형성되는 서브 마운트 및 상기 광섬유 부재를 상기 서브 마운트에 고정하도록 형성된 솔더부를 포함하는 레이저 다이오드 패키지를 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 서브 마운트는 오목부를 구비하고, 상기 솔더부는 오목부에 대응하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 광섬유 부재는 상기 오목부에 대응하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 서브 마운트는 메탈 재질로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 서브 마운트와 상기 지지부는 접합될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 광섬유 부재는 상기 레이저 다이오드에서 발생한 광을 가이드 하는 코어, 상기 코어의 주위에 형성된 클래딩 및 상기 코어의 적어도 일면에 코팅된 금속층을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 금속층은 금(Au)을 함유할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 금속층은 상기 솔더부와 접하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 솔더부는 금(Au) 및 주석(Sn)의 합금 재질을 함유할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 광섬유 부재는 상기 서브 마운트의 상면과 접할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 지지부의 면 중 상기 서브 마운트를 향하는 면의 반대면과 접하도록 배치된 방열 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 방열 부재는 열전 냉각 소자(TCE: thermoelectric cooling element)타입인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서 베이스 및 상기 베이스상에 형성된 하우징을 더 포함하고, 상기 지지부, 레이저 다이오드 및 서브 마운트는 상기 베이스와 상기 하우징 사이에 정의되는 공간에 배치되고, 상기 광섬유 부재는 상기 베이스와 상기 하우징 사이에 정의되는 공간에 배치 및 상기 하우징을 관통하도록 길게 연장된 형태를 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 레이저 다이오드와 상기 지지부 사이에 배치되어 상기 레이저 다이오드를 지지하도록 형성된 받침 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 레이저 다이오드의 면 중 상기 광섬유 부재를 향하는 면의 반대면을 향하도록 배치되어 상기 레이저 다이오드에서 발생한 광을 모니터링 하는 포토 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 포토 센서는 포토 다이오드 타입으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 지지부 상에 광을 발생하는 레이저 다이오드를 배치하는 단계 및 상기 레이저 다이오드에서 발생한 광이 입사되도록 광섬유 부재를 배치하는 단계를 포함하고, 상기 광섬유 부재를 배치하는 단계는 상기 지지부 상에 상기 광섬유 부재를 지지하도록 형성된 서브 마운트를 배치하고, 솔더부를 이용하여 상기 광섬유 부재를 상기 서브 마운트에 고정하는 단계를 포함하는 레이저 다이오드 패키지 제조 방법을 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 광섬유 부재를 배치하는 단계는, 상기 서브 마운트 상에 상기 서브 마운트의 오목부에 대응하도록 상기 광섬유 부재를 배치하는 단계, 상기 오목부에 대응하도록 솔더볼을 배치하는 단계 및 상기 솔더볼에 열을 가하여 용융하여 상기 광섬유 부재를 상기 서브 마운트에 고정하도록 상기 솔더부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 솔더볼은 상기 광섬유 부재를 기준으로 상기 광섬유 부재의 양쪽에 배치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 솔더볼을 용융하는 단계는 레이저를 조사하여 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 관한 레이저 다이오드 패키지 및 그 제조 방법은 공간 이용 효율성 및 제조 효율성을 용이하게 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 레이저 다이오드 패키지를 도시한 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1의 일부를 도시한 부분적인 사시도이다.
도 3은 도 1의 일부를 도시한 부분적인 측면도이다.
도 4는 도 1의 광섬유 부재를 확대 도시한 도면이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 6은 도 1의 서브 마운트를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 솔더부를 형성하는 과정을 도시한 도면들이다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
여기서 i) 첨부된 도면들에 도시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수, 동작 등은 개략적인 것으로 다소 변경될 수 있다. ii) 도면은 관찰자의 시선으로 도시되기 때문에 도면을 설명하는 방향이나 위치는 관찰자의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다. iii) 도면 번호가 다르더라도 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용될 수 있다. iv) '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. v) 단수로 설명되는 경우 다수로도 해석될 수 있다. vi) 수치, 형상, 크기의 비교, 위치 관계 등이 '약', '실질적', '상대적' 등으로 설명되지 않아도 통상의 오차 범위가 포함되도록 해석된다. vii) '~후', '~전', '이어서', '그리고', '여기서', '후속하여' 등의 용어가 사용되더라도 시간적 위치를 한정하는 의미로 사용되지는 않는다. viii) '~상에', '~상부에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우 '바로'가 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 개재될 수도 있다. ix) 부분들이 '~또는', '및/또는' 으로 연결되는 경우 부분들 단독뿐만 아니라 조합도 포함되게 해석되나 '~또는 ~중 하나'로 연결되는 경우 부분들 단독으로만 해석된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 레이저 다이오드 패키지를 도시한 개략적인 측면도이고, 도 2는 도 1의 일부를 도시한 부분적인 사시도이고, 도 3은 도 1의 일부를 도시한 부분적인 측면도이다.
도 4는 도 1의 광섬유 부재를 확대 도시한 도면이고, 도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절취한 단면도이고, 도 6은 도 1의 서브 마운트를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면 본 실시예의 레이저 다이오드 패키지(100)는 베이스(101), 하우징(110), 지지부(120), 레이저 다이오드(130), 광섬유 부재(140), 솔더부(150), 서브 마운트(160) 및 방열 부재(180)를 포함한다.
베이스(101)는 레이저 다이오드 패키지(100)의 기저를 이루고 후술할 복수의 부재들이 배치되는 영역으로서 내구성을 확보할 수 있는 재질로 형성한다. 예를들면 베이스(101)는 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
하우징(110)은 베이스(101)상에 배치되어 하우징(110)과 베이스(101)사이에 소정의 공간을 형성한다. 그리고 하우징(110)과 베이스(101)사이에 정의되는 공간에 후술할 부재들이 배치된다.
이를 위하여 하우징(110)은 덮개와 유사한 형태를 가질 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 하우징(110)이 두 개로 나뉘어 형성될 수도 있다. 즉, 하우징(110)이 측면 부재 및 상면 부재로 나뉘어 별개로 형성된 후에 베이스(101)상에 배치될 수 있다.
하우징(110)은 베이스(101)와 마찬가지로 내구성 및 방열 특성이 우수한 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
지지부(120)가 베이스(101)와 하우징(110)으로 정의되는 공간에 배치된다. 지지부(120)는 레이저 다이오드(130)를 배치 및 지지하도록 평탄한 상면을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 지지부(120)는 내구성 및 방열 특성이 우수한 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
레이저 다이오드(130)가 지지부(120)상에 배치된다. 레이저 다이오드(130)는 광을 발생하는 부재로서, 구체적으로 레이저광을 발생한다. 레이저 다이오드(130)는 배치의 용이성을 확보하고 방열 특성 향상을 위하여 받침 부재(135)상에 배치하는 것이 바람직하다.
즉, 받침 부재(135)가 지지부(120)상에 배치되고, 레이저 다이오드(130)는 받침 부재(135)상에 배치된다. 받침 부재(135)를 통하여 레이저 다이오드(130)를 효과적으로 지지부(120)상에 원하는 위치에 배치할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 설계 조건에 따라서 받침 부재(135)를 생략할 수도 있다.
서브 마운트(160)가 지지부(120)상에 배치되고, 서브 마운트(160)상에 광섬유 부재(140)가 배치된다. 서브 마운트(160)는 내구성 및 변형 방지를 위하여 메탈 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 예를들면 서브 마운트(160)는 스테인리스 스틸, Kovar, CuW 또는 Ni을 함유할 수 있고, 이러한 재료를 함유하는 합금 재료를 이용하여 형성할 수 있다. Kovar는 Ni-Fe-Co 계열의 합금 재료이다.
또한 서브 마운트(160)는 지지부(120)과 고정이 되어야 한다. 이를 위하여 서브 마운트(160)와 지지부(120)사이에 에폭시 계열의 접합층(미도시) 또는 솔더층(미도시)을 형성할 수 있다.
서브 마운트(160)는 오목부(161)를 구비한다. 오목부(161)는 소정의 폭, 길이 및 깊이를 갖는다. 이 때 오목부(161)는 서브 마운트(160)의 바닥면까지 관통하지 않도록 소정의 크기 이하의 깊이를 갖도록 형성한다.
도 6에 설명의 편의를 위하여 오목부(161)를 구비하는 서브 마운트(160)만을 도시하였다. 도 6을 참조하면 오목부(161)는 직사각형과 유사한 형태의 평면을 갖는다. 그리고 서브 마운트(160)의 상면의 영역의 중앙 영역을 기준으로 레이저 다이오드(130)에 더 가깝게 배치된다. 이를 통하여 레이저 다이오드(130)에 대응하도록 광섬유 부재(140)를 정밀하게 배치하는 것이 가능하다.
또한 오목부(161)의 폭은 서브 마운트(160)의 폭의 일정 정도를 벗어나지 않도록 한다. 즉, 서브 마운트(160)의 상면의 일정 영역은 잔존하여야 잔존하는 서브 마운트(160)의 상면의 영역에 광섬유 부재(140)가 접할 수 있다. 이를 통하여 광섬유 부재(140)가 안정적으로 서브 마운트(160)상에 배치될 수 있다.
광섬유 부재(140)는 적어도 레이저 다이오드(130)를 향하도록 배치된다. 즉, 레이저 다이오드(130)에서 발생한 레이저광이 광섬유 부재(140)의 일단으로 효과적으로 입사되도록 광섬유 부재(140)의 일단이 레이저 다이오드(130)에 대응되도록 배치된다.
또한 광섬유 부재(140)는 하우징(110)을 관통하도록 길게 연장된 형태를 갖는다. 광섬유 부재(140)의 영역 중 하우징(110)의 외측면과 연결되는 부분을 포함한 영역을 보강하도록 보강재(170)가 배치될 수도 있다.
즉, 보강재(170)는 하우징(110)의 외측면에 배치된 채 광섬유 부재(140)를 감싸도록 배치된다.
광섬유 부재(140)는 레이저 다이오드(130)에 대응된 위치에서 고정된다. 구체적으로 광섬유 부재(140)는 서브 마운트(160)에 고정된다. 이 때 솔더부(150)가 광섬유 부재(140) 및 서브 마운트(160)에 배치되어 광섬유 부재(140)를 서브 마운트(160)에 효과적으로 고정한다.
솔더부(150)는 도 2에 도시한 것과 같이 서브 마운트(160)의 오목부(161)에 대응되도록 배치된다. 이를 통하여 솔더부(150)의 배치를 용이하게 한다. 특히 솔더부(150)가 서브 마운트(160)의 외곽으로 흐르는 것을 방지하고, 솔더부(150)의 최상면이 지나치게 서브 마운트(160)로부터 튀어나오는 것을 방지한다.
또한, 오목부(161)에 대응되도록 광섬유 부재(140)가 배치되므로 광섬유 부재(140)가 서브 마운트(160)의 상면과 접하면서도 오목부(161)에서는 서브 마운트(160)와 이격될 수 있다. 이러한 오목부(161)에서의 서브 마운트(160)와 광섬유 부재(140)간 이격된 공간에도 솔더부(150)가 배치되어 광섬유 부재(140)를 효과적으로 고정할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면서 광섬유 부재(140)에 대하여 설명하기로 한다.
광섬유 부재(140)는 코어(141), 클래딩(142) 및 금속층(143)을 포함한다. 코어(141)는 레이저 다이오드(130)에서 발생한 레이저광을 가이드하도록 형성된다. 클래딩(142)는 코어(141)를 감싸도록 배치되고, 코어(141)의 광굴절율(refractive index)보다 낮은 값의 광굴절율을 갖는다.
금속층(143)은 코어(141)의 소정의 영역을 코팅하도록 형성된다. 구체적으로 클래딩(142)으로 덮이지 않은 코어(141)의 소정의 영역에 금속층(143)이 형성된다. 그리고, 금속층(143)은 적어도 소정의 영역에서 솔더부(150)와 접촉한다.
즉, 솔더부(150)는 금속 재질인 금속층(143)과 용이하게 접합하고, 이를 통하여 광섬유 부재(140)는 서브 마운트(160)에 용이하게 고정된다.
금속층(143)은 다양한 금속을 함유할 수 있는데, 금(Au)을 함유하는 것이 바람직하다. 이를 통하여 금속층(143)과 솔더부(150)의 접합 특성을 향상한다.
방열 부재(180)는 지지부(120)와 베이스(101)사이에 배치된다. 구체적으로 방열 부재(180)의 상면이 지지부(120)의 하면과 접하고 방열 부재(180)의 하면은 베이스(101)와 접한다. 방열 부재(180)는 부재들, 특히 레이저 다이오드(130)에서 발생한 열이 용이하게 외부로 방출되도록 한다. 방열 부재(180)는 열을 효과적으로 방출하는 다양한 형태 및 재질로 형성할 수 있다. 예를들면 방열 부재(180)는 열전 냉각 소자(TCE: thermoelectric cooling element)타입 일 수 있다.
레이저 다이오드(130)의 세기를 실시간으로 모니터링하도록 하나 이상의 포토 센서(190)가 더 구비될 수 있다. 포토 센서(190)는 레이저 다이오드(130)의 면 중 광섬유 부재(140)를 향하는 면의 반대면을 향하도록 배치된다. 이를 통하여 포토 센서(190)는 레이저 다이오드(130)에서 발생한 광 중 광섬유 부재(140)와 반대 방향으로 진행한 광을 모니터링한다. 그리고 이러한 모니터링을 통하여 실시간으로 레이저 다이오드(130)에서 발생한 광의 크기를 제어한다. 포토 센서(190)를 통하여 광섬유 부재(140)를 직접적으로 측정하지 않고서도 레이저 다이오드(130)에서 발생한 광의 크기를 모니터링하여 광섬유 부재(140)의 움직임을 억제한 채 레이저 다이오드(130)의 정밀한 제어가 가능하다.
포토 센서(190)는 레이저광을 센싱하는 다양한 형태를 가질 수 있는데, 예를들면 포토 다이오드 타입으로 형성할 수 있다.
또한 포토 센서(190)의 용이한 배치 및 파손을 방지하도록 포토 센서(190)는 받침대(195)위에 배치할 수 있다. 즉, 지지부(120)상에 받침대(195)를 배치하고, 받침대(195)상에 포토 센서(190)를 배치할 수 있다.
또한 도시하지 않았으나 하우징(110)의 측면에는 리드부(미도시)가 형성될 수 있고, 리드부(미도시)를 통하여 하우징(110)내부의 부재, 특히 레이저 다이오드(130)에 전압을 제공할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 솔더부를 형성하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 7a를 참조하면 광섬유 부재(140)를 서브 마운트(160)상에 적어도 오목부(161)에 대응하도록 배치한다. 물론, 전술한 대로 광섬유 부재(140)는 레이저 다이오드(130)를 향하도록 정렬한다. 또한, 광섬유 부재(140)의 금속층(143)이 오목부(161)에 대응되도록 배치한다.
오목부(161)에 2개의 솔더볼(151, 152)를 배치한다. 이 때 2개의 솔더볼(151, 152)는 광섬유 부재(140)를 기준으로 양쪽에 배치한다. 즉 2개의 솔더볼(151, 152)사이에 광섬유 부재(140)가 배치되도록 한다.
2개의 솔더볼(151, 152)은 다양한 금속 재질로 형성할 수 있는데, 구체적으로 금(Au) 및 주석(Sn)을 함유할 수 있다. 즉, Au와 Sn이 적절한 비로 포함된 합금형태 재질로 2개의 솔더볼(151, 152)을 형성할 수 있다. 이를 통하여 2개의 솔더볼(151, 152)은 용융 후 광섬유 부재(140)의 금속층(143) 및 오목부(161)와 용이하게 접합한다.
도 7b를 참조하면 열을 가하여 2개의 솔더볼(151, 152)을 용융 및 경화시켜 솔더부(150)를 형성한다. 즉 2개의 솔더볼(151, 152)는 열에 의하여 용융되면서 서로 유동하여 하나로 뭉쳐지고, 특히 광섬유 부재(140)의 금속층(143)과 접한 채 뭉쳐진다. 그리고 경화하면서 하나의 솔더부(150)를 형성한다. 이 때 오목부(161)를 통하여 용융된 2개의 솔더볼(151, 152)는 서브 마운트(160)의 외곽으로 흘러 나가지 않고 오목부(161)를 벗어나지 않는다.
구체적으로 2개의 솔더볼(151, 152)에 레이저를 가하여 2개의 솔더볼(151, 152)을 용융시킬 수 있고, 특히 Nd:YAG 레이저를 이용할 수 있다.
본 실시예의 레이저 다이오드 패키지(100)는 지지부(120)상에 서브 마운트(160)를 배치한 후 솔더부(150)를 서브 마운트(160)상에 형성하여 솔더부(150)에 의하여 광섬유 부재(140)를 서브 마운트(160)에 용이하게 고정한다. 이를 통하여 광섬유 부재(140)를 레이저 다이오드(130)와 대응하도록 정밀한 배치가 용이하게 수행된다.
특히, 광섬유 부재(140)를 고정시키기 위한 별도의 체결 부재가 필요 없고 또한 체결 부재를 위한 배치 공간도 필요 없으므로 레이저 다이오드 패키지(100)내의 공간의 활용도가 향상되고 레이저 다이오드 패키지(100)를 제조하는 과정이 현저하게 간소화된다.
또한, 서브 마운트(160)에 오목부(161)를 형성한 후 오목부(161)에 대응되도록 솔더부(150)를 형성하므로 솔더부(150)의 정확한 위치 제어가 용이하고 솔더부(150)의 퍼짐으로 인한 불량을 원천적으로 차단한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 레이저 다이오드 패키지
101: 베이스
110: 하우징
120: 지지부
130: 레이저 다이오드
140: 광섬유 부재
150: 솔더부
160: 서브 마운트
180: 방열 부재

Claims (20)

  1. 지지부;
    상기 지지부 상에 배치되고 광을 발생하는 레이저 다이오드;
    상기 레이저 다이오드에서 발생한 광이 입사되도록 배치된 광섬유 부재;
    상기 지지부 상에 형성되고 상기 광섬유 부재를 지지하도록 형성되고, 오목부를 구비하는 서브 마운트; 및
    상기 광섬유 부재를 상기 서브 마운트에 고정하도록 형성되고 상기 오목부에 대응하도록 형성된 솔더부를 포함하고,
    상기 오목부는 상기 솔더부를 수용하고 상기 솔더부가 넘치지 않도록 폐쇄된 형태의 내측면을 갖고,
    상기 오목부의 내측면은 상기 서브 마운트의 가장자리를 벗어나지 않고 상기 서브 마운트의 가장자리와 이격되는 레이저 다이오드 패키지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 마운트는 메탈 재질로 형성된 레이저 다이오드 패키지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 마운트와 상기 지지부는 접합된 레이저 다이오드 패키지.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 광섬유 부재는 상기 레이저 다이오드에서 발생한 광을 가이드 하는 코어, 상기 코어의 주위에 형성된 클래딩 및 상기 코어의 적어도 일면에 코팅된 금속층을 포함하는 레이저 다이오드 패키지.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 금속층은 금(Au)을 함유하는 레이저 다이오드 패키지.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 솔더부와 접하도록 배치된 레이저 다이오드 패키지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 솔더부는 금(Au) 및 주석(Sn)의 합금 재질을 함유하는 레이저 다이오드 패키지.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 광섬유 부재는 상기 서브 마운트의 상면과 접하는 레이저 다이오드 패키지.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부의 면 중 상기 서브 마운트를 향하는 면의 반대면과 접하도록 배치된 방열 부재를 더 포함하는 레이저 다이오드 패키지.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 방열 부재는 열전 냉각 소자(TCE:thermoelectric cooling element)타입인 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 패키지.
  13. 제1 항에 있어서,
    베이스 및 상기 베이스상에 형성된 하우징을 더 포함하고,
    상기 지지부, 레이저 다이오드 및 서브 마운트는 상기 베이스와 상기 하우징 사이에 정의되는 공간에 배치되고,
    상기 광섬유 부재는 상기 베이스와 상기 하우징 사이에 정의되는 공간에 배치 및 상기 하우징을 관통하도록 길게 연장된 형태를 갖도록 형성된 레이저 다이오드 패키지.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드와 상기 지지부 사이에 배치되어 상기 레이저 다이오드를 지지하도록 형성된 받침 부재를 더 포함하는 레이저 다이오드 패키지.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드의 면 중 상기 광섬유 부재를 향하는 면의 반대면을 향하도록 배치되어 상기 레이저 다이오드에서 발생한 광을 모니터링하는 포토 센서를 더 포함하는 레이저 다이오드 패키지.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 포토 센서는 포토 다이오드 타입으로 형성된 레이저 다이오드 패키지.
  17. 지지부 상에 광을 발생하는 레이저 다이오드를 배치하는 단계; 및
    상기 레이저 다이오드에서 발생한 광이 입사되도록 광섬유 부재를 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 광섬유 부재를 배치하는 단계는 상기 지지부 상에 상기 광섬유 부재를 지지하도록 형성되고 오목부를 구비하는 서브 마운트를 배치하고, 상기 오목부에 대응하도록 형성되는 솔더부를 이용하여 상기 광섬유 부재를 상기 서브 마운트에 고정하는 단계를 포함하고, 상기 오목부는 상기 솔더부를 수용하고 상기 솔더부가 넘치지 않도록 폐쇄된 형태의 내측면을 갖고,
    상기 오목부의 내측면은 상기 서브 마운트의 가장자리를 벗어나지 않고 이격되는 레이저 다이오드 패키지 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 광섬유 부재를 배치하는 단계는,
    상기 서브 마운트 상에 상기 서브 마운트의 오목부에 대응하도록 상기 광섬유 부재를 배치하는 단계;
    상기 오목부에 대응하도록 솔더볼을 배치하는 단계; 및
    상기 솔더볼에 열을 가하여 용융하여 상기 광섬유 부재를 상기 서브 마운트에 고정하도록 상기 솔더부를 형성하는 단계를 포함하는 레이저 다이오드 패키지 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 솔더볼은 상기 광섬유 부재를 기준으로 상기 광섬유 부재의 양쪽에 배치하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 패키지 제조 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 솔더볼을 용융하는 단계는 레이저를 조사하여 수행하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 패키지 제조 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02308108A (ja) * 1989-05-23 1990-12-21 Japan Aviation Electron Ind Ltd レーザダイオードと光ファイバとの結合基台
US6146025A (en) * 1998-08-03 2000-11-14 Litton Systems Inc. Laser diode and substrate
US6219484B1 (en) * 1997-08-27 2001-04-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal coated optical fiber array module
WO2012172855A1 (ja) * 2011-06-16 2012-12-20 株式会社フジクラ レーザモジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02308108A (ja) * 1989-05-23 1990-12-21 Japan Aviation Electron Ind Ltd レーザダイオードと光ファイバとの結合基台
US6219484B1 (en) * 1997-08-27 2001-04-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal coated optical fiber array module
US6146025A (en) * 1998-08-03 2000-11-14 Litton Systems Inc. Laser diode and substrate
WO2012172855A1 (ja) * 2011-06-16 2012-12-20 株式会社フジクラ レーザモジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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