KR102189250B1 - A laser chip module and a laser chip module array and substrate heat treatment apparatus including a VCSEL - Google Patents

A laser chip module and a laser chip module array and substrate heat treatment apparatus including a VCSEL Download PDF

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Abstract

레이저 칩 모듈은 VCSEL을 발진하는 복수 개의 레이저 칩들이 어레이 형태로 배열되는 레이저 어레이; 및 상기 레이저 어레이 하부에 배치되어 상기 레이저 어레이를 냉각시키는 쿨링 블록을 포함한다.The laser chip module includes a laser array in which a plurality of laser chips oscillating the VCSEL are arranged in an array form; And a cooling block disposed under the laser array to cool the laser array.

Description

VCSEL을 포함하는 레이저 칩 모듈과 레이저 칩 모듈 어레이 및 기판 열처리 장치{A laser chip module and a laser chip module array and substrate heat treatment apparatus including a VCSEL}A laser chip module and a laser chip module array and substrate heat treatment apparatus including a VCSEL}

본 발명은 VCSEL에서 조사되는 레이저를 이용하는 기판 열처리 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 복수의 VCSEL이 탑재되는 레이저 칩 모듈과 상기 레이저 칩 모듈이 어레이 형태로 배치되는 레이저 칩 모듈 어레이 및 기판 열처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate heat treatment apparatus using a laser irradiated from a VCSEL, and specifically, to a laser chip module on which a plurality of VCSELs are mounted, a laser chip module array in which the laser chip modules are arranged in an array form, and a substrate heat treatment apparatus. .

반도체 웨이퍼의 어닐링(annealing) 공정과 같은 열처리 공정에서는 할로겐 램프를 사용하여 반도체 웨이퍼를 가열하여 열처리하는 열처리 기술이 많이 사용되고 있다. 할로겐 램프를 이용한 열처리 기술은 반도체 웨이퍼의 전면 또는 후면에 광을 조사하고 복수 개의 위치에서 반도체 웨이퍼의 온도를 측정하면서 실시간으로 반도체 웨이퍼의 온도를 제어하면서 진행한다. 할로겐 램프를 이용한 열처리 장치는 반도체 웨이퍼로 조사된 후 반사되는 광을 다시 웨이퍼로 조사하기 위한 반사판 구조가 복잡하고, 반도체 웨이퍼의 온도 균일도를 증가시키기 위하여 플래시 램프의 배열 구조가 복잡해지는 측면이 있다. 또한, 상기 할로겐 램프를 이용한 어닐링 장치는 할로겐 램프의 수명이 짧아 장치의 유지 비용이 증가되는 측면이 있다.In a heat treatment process such as an annealing process of a semiconductor wafer, a heat treatment technique in which a semiconductor wafer is heated and heat treated using a halogen lamp is widely used. The heat treatment technology using a halogen lamp irradiates light to the front or rear surface of a semiconductor wafer and measures the temperature of the semiconductor wafer at a plurality of locations while controlling the temperature of the semiconductor wafer in real time. A heat treatment apparatus using a halogen lamp has a complicated structure of a reflector for irradiating light reflected back to the wafer after being irradiated to a semiconductor wafer, and an arrangement structure of a flash lamp to increase temperature uniformity of the semiconductor wafer. In addition, the annealing apparatus using the halogen lamp has a short lifespan of the halogen lamp, thereby increasing the maintenance cost of the apparatus.

한편, 평판 패널 디스플레이 장치는 유리 기판에 저온 다결정 실리콘 박막이 증착되는 평판 기판을 사용한다. 상기 평판 기판은 실리콘 결정화 공정, 유전층 재료 증착 공정 및 이온 주입과 액티베이션 공정에 있어서 엄격한 제어를 필요로 한다. 특히 상기 액티베이션 공정은 소스/드레인에서의 전기적 활성화와 이온이 소량 주입된 드레인을 제공하여, 실리콘 및 주입 이온의 크고 작은 범위에서 이온의 재배열을 도와준다.Meanwhile, a flat panel display device uses a flat substrate on which a low-temperature polycrystalline silicon thin film is deposited on a glass substrate. The flat substrate requires strict control in a silicon crystallization process, a dielectric layer material deposition process, and an ion implantation and activation process. In particular, the activation process provides electrical activation at the source/drain and a drain into which a small amount of ions are implanted, thereby helping rearrangement of ions in a large and small range of silicon and implanted ions.

상기 액티베이션 장치는 일반적으로 할로겐 램프를 이용하는 장치 또는 칸탈 열선을 이용하는 장치등이 많이 사용되고 있다. 상기 액티베이션 장치는 평판 기판을 300 ~ 600℃의 온도로 가열하면서 주입 이온을 활성화시킨다. 최근에는 평판 디스플레이 장치의 고해상도화에 따라, 액티베이션 공정에서 유발되는 평판 기판의 열 수축 또는 변형이 문제가 된다.In general, the activation device is a device using a halogen lamp or a device using a Kanthal heating wire. The activation device activates implanted ions while heating the flat substrate to a temperature of 300 to 600°C. In recent years, as a flat panel display device becomes more high-resolution, heat shrinkage or deformation of a flat substrate caused by an activation process becomes a problem.

본 발명은 평판 기판의 열 수축 또는 변형을 감소시키고, 공정 시간을 단축시키는 기판 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate heat treatment apparatus that reduces heat shrinkage or deformation of a flat substrate and shortens a process time.

또한, 본 개시는 대면적 열처리 구현이 가능한 VCSEL을 포함하는 레이저 칩 모듈 어레이를 제공하여 기판 열처리 장치의 수명을 연장시키는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present disclosure is to extend the life of the substrate heat treatment apparatus by providing a laser chip module array including a VCSEL capable of implementing large-area heat treatment.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 칩 모듈은 VCSEL을 발진하는 복수 개의 레이저 칩들이 어레이 형태로 배열되는 레이저 어레이; 및 상기 레이저 어레이 하부에 배치되어 상기 레이저 어레이를 냉각시키는 쿨링 블록을 포함할 수 있다.A laser chip module according to an embodiment of the present invention includes a laser array in which a plurality of laser chips oscillating a VCSEL are arranged in an array form; And a cooling block disposed under the laser array to cool the laser array.

일 실시예에 따르면, 상기 레이저 어레이는, 상기 복수 개의 레이저 칩들이 안착되는 지지판; 상기 지지판 하부에 배치되는 세라믹 기판; 및 상기 기판 하부에 배치되며, 상기 쿨링 블록의 상면에 접하는 접합판을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the laser array includes: a support plate on which the plurality of laser chips are mounted; A ceramic substrate disposed under the support plate; And a bonding plate disposed under the substrate and in contact with an upper surface of the cooling block.

일 실시예에 따르면, 레이저 어레이는, 상기 지지판, 상기 세라믹 기판 및 상기 접합판을 상하로 관통하며, 내부에 원통형의 빈 공간인 관통홀이 형성되는 어레이 고정부를 포함하고, 상기 쿨링 블록은, 상기 쿨링 블록을 상하로 관통하며, 상기 어레이 고정부와 수직으로 연결되고, 평면적 관점에서 상기 관통홀과 대응되는 위치에 상기 관통홀과 연통되도록 비아홀이 형성되는 블록 고정부를 포함하며, 상기 어레이 고정부와 상기 블록 고정부는 부도체로 이루어질 수 있다.According to an embodiment, the laser array includes an array fixing unit that vertically penetrates the support plate, the ceramic substrate, and the bonding plate, and has a through hole formed therein, which is a cylindrical empty space, and the cooling block, And a block fixing part which penetrates the cooling block vertically, is vertically connected to the array fixing part, and has a via hole formed to communicate with the through hole at a position corresponding to the through hole in a plan view, and the array high The government and the block fixing part may be made of a non-conductor.

일 실시예에 따르면, 상기 블록 고정부의 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다.According to an embodiment, a thread may be formed on an inner peripheral surface of the block fixing part.

일 실시예에 따르면, 상기 레이저 칩 모듈은, 상기 관통홀과 상기 비아홀에 삽입되어 상기 어레이 고정부와 상기 블록 고정부에 고정 결합되며, 상기 레이저 어레이를 상기 쿨링 블록의 상면에 고정시키는 결합 부재를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the laser chip module includes a coupling member inserted into the through hole and the via hole to be fixedly coupled to the array fixing unit and the block fixing unit, and fixing the laser array to the upper surface of the cooling block. It may contain more.

일 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는, 내부에 원통형의 빈 공간인 전선 통로가 형성될 수 있다.According to an embodiment, the coupling member may have a wire passage that is a cylindrical empty space therein.

일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 레이저 칩들은, 와이어 의해 서로 전기적으로 연결되며, 상기 와이어는 상기 결합 부재의 상기 전선 통로를 통과하여 전력을 공급하는 전원에 연결될 수 있다.According to an embodiment, the plurality of laser chips may be electrically connected to each other by wires, and the wires may be connected to a power supply supplying power through the wire passage of the coupling member.

일 실시예에 따르면, 상기 쿨링 블록은, 내부에 냉각수가 이동하는 통로인 냉각 유로를 더 포함하며, 상기 냉각 유로는, 상기 쿨링 블록의 일 측면에 상기 냉각수가 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 냉각수가 배출되는 배출구가 다른 일 측면에 형성될 수 있다.According to an embodiment, the cooling block further includes a cooling passage, which is a passage through which cooling water moves, and the cooling passage has an inlet through which the cooling water flows into one side of the cooling block, and the cooling water The outlet through which is discharged may be formed on the other side.

일 실시예에 따르면, 상면에 VCSEL을 발진하는 적어도 하나의 레이저 칩이 안착되며, 하부에 상기 적어도 하나의 레이저 칩을 냉각시키는 쿨링 블록을 포함하는 복수 개의 레이저 칩 모듈이 평판 기판 또는 반도체 웨이퍼의 소정의 면적에 대응되도록 배열될 수 있다.According to an embodiment, a plurality of laser chip modules including at least one laser chip for oscillating VCSEL is mounted on an upper surface, and a cooling block for cooling the at least one laser chip at a lower portion thereof. It can be arranged to correspond to the area of.

일 실시예에 따르면, 상기 레이저 칩 모듈 어레이를 포함하는 히팅 모듈; 및상기 평판 기판 또는 상기 반도체 웨이퍼가 상기 레이저 칩 모듈 어레이와 대면하도록 안착되는 기판 지지판을 포함할 수 있다.According to an embodiment, a heating module including the laser chip module array; And a substrate support plate mounted so that the flat substrate or the semiconductor wafer faces the laser chip module array.

본 개시의 실시예에 따르면, VCSEL 소자의 하부에 냉각수가 흐르는 쿨링 블록을 포함하는 레이저 칩 모듈을 제공하여, VCSEL에서 방출되는 열을 냉각시키고, 방출되는 열에 의한 VCSEL 소자의 성능 열화를 개선시킬 수 있다. 또한, 레이저 칩 모듈을 어레이 형태로 배열하는 레이저 칩 모듈 어레이를 제공하여 평판 기판의 종류에 따라 VCSEL 소자를 보다 효율적으로 배치시킬 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, by providing a laser chip module including a cooling block through which coolant flows under the VCSEL element, it is possible to cool the heat emitted from the VCSEL and improve performance degradation of the VCSEL element due to the emitted heat. have. In addition, by providing a laser chip module array in which the laser chip modules are arranged in an array form, VCSEL elements can be more efficiently arranged according to the type of flat substrate.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 VCSEL을 이용하는 기판의 열처리 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 레이저 칩 모듈 어레이를 일 방향에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 2의 레이저 칩 모듈의 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 레이저 칩 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'에 대한 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a substrate heat treatment apparatus using a VCSEL according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 2 is a perspective view of the laser chip module array of FIG. 1 viewed from one direction.
3 is an enlarged perspective view of the laser chip module of FIG. 2.
4 is an exploded perspective view of the laser chip module of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 3.

이하에서 본 개시의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to clarify the technical idea of the present disclosure.

먼저 본 개시의 일 실시예에 따른 VCSEL을 이용하는 기판의 열처리 장치의 구조에 대하여 설명한다.First, a structure of a heat treatment apparatus for a substrate using a VCSEL according to an embodiment of the present disclosure will be described.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 VCSEL을 이용하는 기판의 열처리 장치의 개략적인 구성도이다. 도 2는 도 1의 레이저 칩 모듈 어레이를 일 방향에서 바라본 사시도이다. 도 3은 도 2의 레이저 칩 모듈의 확대 사시도이다. 도 4는 도 3의 레이저 칩 모듈의 분해 사시도이다. 도 5는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'에 대한 단면도이다. 도 2 및 도 4에서는 편의상 와이어를 생략하고 도시하였다.1 is a schematic configuration diagram of a substrate heat treatment apparatus using a VCSEL according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a perspective view of the laser chip module array of FIG. 1 viewed from one direction. 3 is an enlarged perspective view of the laser chip module of FIG. 2. 4 is an exploded perspective view of the laser chip module of FIG. 3. 5 is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 3. In FIGS. 2 and 4, the wire is omitted for convenience.

도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 VCSEL을 이용한 기판 열처리 장치(1000)는 기판 지지판(100)과 히팅 모듈(200)을 포함할 수 있다. 상기 기판 열 처리 장치(1000)는 구체적으로 도시하지는 않았지만, 내부가 중공이며 열처리 분위기가 형성되는 열처리 챔버를 구비하며, 열처리 챔버 내부에 상기 기판 지지판(100) 및 상기 히팅 모듈(200)이 위치할 수 있다. Referring to FIG. 1, a substrate heat treatment apparatus 1000 using a VCSEL according to an embodiment of the present disclosure may include a substrate support plate 100 and a heating module 200. Although not specifically shown, the substrate heat treatment apparatus 1000 includes a heat treatment chamber having a hollow interior and forming a heat treatment atmosphere, and the substrate support plate 100 and the heating module 200 are located inside the heat treatment chamber. I can.

상기 기판 열처리 장치(1000)는 유리 기판 또는 플렉서블 기판에 형성되는 박막 트랜지스터를 구비하는 평판 기판(2000)의 상부 또는 하부에서 소스 영역 또는 드레인 영역과 같은 액티베이션 영역에 VCSEL을 선택적으로 조사하여 액티베이션 공정과 같은 열처리 공정을 진행할 수 있다. 또한, 상기 기판 열처리 장치(1000)는 유리 기판 또는 플렉서블 기판에 형성되는 비정질 실리콘 박막을 구비하는 평판 기판(2000)의 상부 또는 하부에서 비정질 실리콘 박막에 VCSEL을 조사하여 결정화 공정과 같은 열처리 공정을 진행할 수 있다.The substrate heat treatment apparatus 1000 selectively irradiates the VCSEL to an activation region such as a source region or a drain region from above or below a flat substrate 2000 including a thin film transistor formed on a glass substrate or a flexible substrate, thereby performing an activation process and The same heat treatment process can be performed. In addition, the substrate heat treatment apparatus 1000 may perform a heat treatment process such as a crystallization process by irradiating a VCSEL to the amorphous silicon thin film on or under the flat substrate 2000 having an amorphous silicon thin film formed on a glass substrate or a flexible substrate. I can.

상기 기판 열처리 장치(1000)는 면발광 레이저인 VCSEL을 평판 기판(2000)의 소정 면적에 조사하여 열처리 공정을 진행할 수 있다. 상기 기판 열처리 장치(1000)는 바람직하게는 평판 기판(2000)에서 열처리가 필요한 열처리 영역의 전체 면적에 VCSEL을 동시에 조사하여 열처리 공정을 진행할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 열처리 장치(1000)는 평판 기판(2000)에서 액티베이션 영역의 전체에 VCSEL을 조사하여 액티베이션 공정을 진행할 수 있다. 상기 기판 열처리 장치(1000)는 액티베이션 영역을 전체적으로 균일하게 가열하므로 액티베이션 과정에서 평판 기판(2000)의 열 수축 또는 변형을 최소화시킬 수 있다. 또한, 상기 기판 열처리 장치(1000)는 평판 기판(2000)에서 비정질 실리콘 박막이 형성된 결정화 영역의 전체에 VCSEL을 조사하여 결정화 공정을 진행할 수 있다. 상기 기판 열처리 장치(1000)는 결정화 영역을 전체적으로 균일하게 가열하므로 결정화 과정에서 평판 기판(2000)의 열 수축 또는 변형을 최소화시킬 수 있다.The substrate heat treatment apparatus 1000 may perform a heat treatment process by irradiating VCSEL, which is a surface-emission laser, onto a predetermined area of the flat substrate 2000. The substrate heat treatment apparatus 1000 may perform a heat treatment process by simultaneously irradiating the VCSEL onto the entire area of the heat treatment region requiring heat treatment on the flat substrate 2000. For example, the substrate heat treatment apparatus 1000 may perform an activation process by irradiating the VCSEL over the entire activation region in the flat substrate 2000. Since the substrate heat treatment apparatus 1000 uniformly heats the activation region as a whole, thermal contraction or deformation of the flat substrate 2000 may be minimized during the activation process. In addition, the substrate heat treatment apparatus 1000 may perform a crystallization process by irradiating the VCSEL over the entire crystallization region in which the amorphous silicon thin film is formed on the flat substrate 2000. Since the substrate heat treatment apparatus 1000 uniformly heats the crystallization region as a whole, heat shrinkage or deformation of the flat substrate 2000 may be minimized during the crystallization process.

상기 평판 기판(2000)은 유리 기판 또는 플렉서블 기판일 수 있다. 상기 평판 기판(2000)은 평판 디스플레이 장치인 액정 디스플레이 장치 또는 유기 발광 디스플레이 장치에 사용될 수 있다. 또한, 상기 평판 기판(2000)은 태양 전지와 같은 장치에도 사용될 수 있다.The flat substrate 2000 may be a glass substrate or a flexible substrate. The flat substrate 2000 may be used in a liquid crystal display device or an organic light emitting display device, which is a flat panel display device. In addition, the flat substrate 2000 may be used in devices such as solar cells.

상기 기판 지지판(100)은 상면에 안착되는 평판 기판(2000)보다 큰 면적을 갖는 판상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판 지지판(1000)은 평판 디스플레이 장치용 평판 기판의 제조에 사용되는 일반적인 기판 지지판(1000)으로 형성될 수 있다. 상기 기판 지지판(1000)은 상면에 안착되는 평판 기판(2000)을 고정하기 위한 척킹 수단(미도시)을 구비하여 형성될 수 있다.The substrate support plate 100 may be formed in a plate shape having an area larger than that of the flat substrate 2000 mounted on the upper surface. For example, the substrate support plate 1000 may be formed of a general substrate support plate 1000 used for manufacturing a flat substrate for a flat panel display device. The substrate support plate 1000 may be formed with a chucking means (not shown) for fixing the flat substrate 2000 mounted on the upper surface.

상기 히팅 모듈(200)은 히팅 프레임(210)과 레이저 칩 모듈 어레이(220)를 포함할 수 있다. 상기 히팅 모듈(200)은 기판 지지판(100)의 상부 또는 하부에 위치하며, 기판 지지판(100)에 안착되는 평판 기판(2000)에서 전체 열처리 영역에 레이저를 동시에 조사한다.The heating module 200 may include a heating frame 210 and a laser chip module array 220. The heating module 200 is positioned above or below the substrate support plate 100, and simultaneously irradiates a laser to the entire heat treatment area in the flat substrate 2000 mounted on the substrate support plate 100.

상기 히팅 모듈(200)은 레이저 칩 모듈 어레이(220)와 평판 기판(2000)의 상면 또는 하면이 소정의 거리로 이격되도록 위치한다. 상기 이격 거리는 레이저 칩 모듈 어레이(220)에 포함되는 레이저 칩 모듈(도 2의 223 참조)의 배열 간격과 배열 형태에 따라 평판 기판(2000)의 열처리 영역 또는 액티베이션 영역만을 가열할 수 있도록 조정된다.The heating module 200 is positioned so that the laser chip module array 220 and the top or bottom surface of the flat substrate 2000 are separated by a predetermined distance. The separation distance is adjusted to heat only the heat treatment area or activation area of the flat substrate 2000 according to the arrangement interval and arrangement shape of the laser chip modules included in the laser chip module array 220 (see 223 in FIG. 2 ).

상기 히팅 프레임(210)은 전체적으로 판상을 이루도록 형성되며, 평판 기판(2000)의 폭 및 길이보다 큰 폭과 길이를 갖는 원형 또는 사각 판상으로 형성될 수 있다. 상기 히팅 프레임(210)은 안착홈(211)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 안착홈(211)에는 레이저 칩 모듈 어레이(220)가 안착되어 히팅 프레임(210)에 고정 결합될 수 있다. 상기 안착홈(211)은 평판 기판(2000)의 폭 및 길이와 대응되거나 그보다 큰 폭과 길이를 갖는 원형 또는 사각 판상으로 형성될 수 있다.The heating frame 210 is formed to form a plate shape as a whole, and may be formed in a circular or square plate shape having a width and length greater than that of the flat substrate 2000. The heating frame 210 may be formed including a seating groove 211. The laser chip module array 220 may be mounted in the mounting groove 211 and fixedly coupled to the heating frame 210. The mounting groove 211 may be formed in the shape of a circular or square plate corresponding to or having a width and length greater than the width and length of the flat substrate 2000.

도 2를 참조하면, 상기 레이저 칩 모듈 어레이(220)는 배열판(221)과 복수개의 레이저 칩 모듈(223)을 포함할 수 있다. 상기 레이저 칩 모듈 어레이(220)는 판상의 배열판(221) 상에 복수개의 레이저 칩 모듈(223)이 배치되어 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the laser chip module array 220 may include an array plate 221 and a plurality of laser chip modules 223. The laser chip module array 220 may be formed by arranging a plurality of laser chip modules 223 on a plate-shaped array plate 221.

상기 배열판(221)은 안착홈(211)에 안착되어 히팅 프레임(210)에 고정 결합되도록 안착홈(211)과 대응되는 형상과 크기로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 배열판(221)은 원형 또는 사각 판상으로 형성될 수 있다. The arrangement plate 221 may be seated in the seating groove 211 and formed in a shape and size corresponding to the seating groove 211 so as to be fixedly coupled to the heating frame 210. For example, the arrangement plate 221 may be formed in a circular or square plate shape.

일 실시예에 있어서, 상기 배열판(221)에는 배열홈(221a)이 포함되어 형성될 수 있다. 상기 배열홈(221a)은 히팅 프레임(210)에 결합되는 배열판(221)에서 평판 기판(2000)과 대향하는 면에 하부 또는 상부로 개방되어 형성될 수 있다. 상기 배열홈(221a)은 격자 형상으로 배열되어 형성될 수 있다. 상기 배열홈(221a)은 레이저 칩 모듈 어레이(220)가 수용되는 공간을 제공한다. 상기 배열홈(221a)은 레이저 칩 모듈 어레이(220)가 수용되는데 필요한 부피를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 배열홈(221a)은 레이저 칩 모듈 어레이(220)가 분리 가능하게 결합되도록 형성될 수 있다.In one embodiment, the array plate 221 may be formed to include an array groove 221a. The arrangement groove 221a may be formed by opening downward or upward on a surface facing the flat substrate 2000 in the arrangement plate 221 coupled to the heating frame 210. The arrangement groove 221a may be formed by being arranged in a grid shape. The arrangement groove 221a provides a space in which the laser chip module array 220 is accommodated. The arrangement groove 221a may be formed to have a volume required to accommodate the laser chip module array 220. The arrangement groove 221a may be formed so that the laser chip module array 220 is detachably coupled.

일 실시예에 있어서, 상기 배열판(221)에는 복수 개의 배열홀(221b)이 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 배열홀(221b)은 배열판(221)을 상하로 관통하여 형성된다. 상기 복수 개의 배열홀(221b)은 규칙적이고 반복적인 패턴으로 형성될 수 있다.In one embodiment, a plurality of array holes 221b may be formed in the array plate 221. The plurality of array holes 221b are formed by vertically penetrating the array plate 221. The plurality of array holes 221b may be formed in a regular and repetitive pattern.

상기 레이저 칩 모듈 어레이(220)는 평판 기판(2000)의 면적보다 큰 면적에 레이저 칩 모듈(223)이 평면 형상으로 배열되도록 형성된다. 상기 복수개의 레이저 칩 모듈(223)은 배열판(221) 상에 어레이 형상으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 배열판(221) 상에는 복수개의 레이저 칩 모듈(223)이 행 방향과 열 방향으로 배열될 수 있다. 상기 레이저 칩 모듈 어레이(220)는 평판 기판(2000)의 액티베이션 온도와 평판 기판(2000)의 면적에 따라 레이저 칩 모듈(223)의 배열 간격과 개수가 달라질 수 있다. The laser chip module array 220 is formed so that the laser chip modules 223 are arranged in a planar shape in an area larger than the area of the flat substrate 2000. The plurality of laser chip modules 223 may be arranged in an array shape on the array plate 221. For example, a plurality of laser chip modules 223 may be arranged in a row direction and a column direction on the array plate 221. In the laser chip module array 220, the arrangement interval and number of the laser chip modules 223 may vary according to the activation temperature of the flat substrate 2000 and the area of the flat substrate 2000.

상기 레이저 칩 모듈 어레이(220)는 평판 기판(2000)의 상면 형상에 따라 레이저 칩 모듈(223)의 배열 구조가 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 2에는 레이저 칩 모듈(223)이 사각형의 배열판(221)의 상면의 면적을 모두 덮도록 도시되었으나, 상기 레이저 칩 모듈 어레이(220)는 평판 기판(2000)의 상면의 형상에 따라, 평판 기판(2000)의 상면에 대응되는 위치에만 레이저 칩 모듈(223)이 배치될 수 있다. 상기 레이저 칩 모듈 어레이(220)는 평판 기판(2000)의 상면과 대응되지 않는 위치에서는 레이저 칩 모듈(223)이 배치되지 않고 배열판(221)의 상면이 노출될 수 있다.The laser chip module array 220 may have a different arrangement structure of the laser chip module 223 according to the shape of the top surface of the flat substrate 2000. For example, in FIG. 2, the laser chip module 223 is illustrated to cover all the area of the upper surface of the rectangular array plate 221, but the laser chip module array 220 has the shape of the upper surface of the flat substrate 2000. Accordingly, the laser chip module 223 may be disposed only at a position corresponding to the upper surface of the flat substrate 2000. In the laser chip module array 220, the laser chip module 223 may not be disposed at a position that does not correspond to the upper surface of the flat substrate 2000 and the upper surface of the array plate 221 may be exposed.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 레이저 칩 모듈(223)은 레이저 어레이(10), 복수 개의 레이저 칩(30), 쿨링 블록(50) 및 결합 부재(70)를 포함할 수 있다. 상기 레이저 어레이(10)의 상면에는 복수 개의 레이저 칩(30)이 배치되어 VCSEL이 발산된다. 상기 쿨링 블록(50)은 레이저 어레이(10) 하부에 배치되어, 레이저 어레이(10)로부터 생성되는 열을 냉각 처리한다. 상기 결합 부재(70)는 레이저 어레이(10)와 쿨링 블록(50)에 결합되어 쿨링 블록(50) 상에 배치되는 레이저 어레이(10)를 쿨링 블록(50)에 고정시킬 수 있다. 상기 결합 부재(70)는 쿨링 블록(50)과 레이저 어레이(10)를 일체로 결합시킬 수 있다. 또한, 상기 결합 부재(70)는 배열판(221)에 결합되어 레이저 칩 모듈(223)을 배열판(221)에 고정시킬 수 있다.2 to 5, the laser chip module 223 may include a laser array 10, a plurality of laser chips 30, a cooling block 50, and a coupling member 70. A plurality of laser chips 30 are disposed on the upper surface of the laser array 10 to emit VCSELs. The cooling block 50 is disposed under the laser array 10 to cool heat generated from the laser array 10. The coupling member 70 may be coupled to the laser array 10 and the cooling block 50 to fix the laser array 10 disposed on the cooling block 50 to the cooling block 50. The coupling member 70 may integrally couple the cooling block 50 and the laser array 10. In addition, the coupling member 70 may be coupled to the array plate 221 to fix the laser chip module 223 to the array plate 221.

상기 레이저 어레이(10)는 원형 또는 사각형의 판상 형상으로 형성될 수 있다. 상기 레이저 어레이(10)는 지지판(11), 세라믹 기판(13), 접합판(15) 및 어레이 고정부(17)를 포함할 수 있다. 상기 레이저 어레이(10)는 접합판(15), 세라믹 기판(13) 및 지지판(11)이 순차로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 레이저 어레이(10)는 어레이 고정부(17)가 지지판(11), 세라믹 기판(13) 및 접합판(15)을 관통하여 형성될 수 있다.The laser array 10 may be formed in a circular or rectangular plate shape. The laser array 10 may include a support plate 11, a ceramic substrate 13, a bonding plate 15, and an array fixing part 17. The laser array 10 may be formed by sequentially stacking a bonding plate 15, a ceramic substrate 13, and a support plate 11. The laser array 10 may be formed through the array fixing part 17 passing through the support plate 11, the ceramic substrate 13, and the bonding plate 15.

상기 지지판(11)의 상면에 복수 개의 레이저 칩(30)이 안착될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지판은 Au, Au-Sn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 지지판(11)은 브레이징(blazing) 공정을 통해 상면에 복수 개의 레이저 칩(30)을 고정 접합할 수 있다. 또한, 상기 지지판(11)은 브레이징(blazing) 공정을 통해 세라믹 기판(13)과 고정 접합될 수 있다.A plurality of laser chips 30 may be mounted on the upper surface of the support plate 11. For example, the support plate may include at least one of Au and Au-Sn. The support plate 11 may be fixedly bonded to a plurality of laser chips 30 on an upper surface of the support plate 11 through a brazing process. In addition, the support plate 11 may be fixedly bonded to the ceramic substrate 13 through a brazing process.

일 실시예에 있어서, 상기 지지판(11)은 제1 영역(11a)과 제2 영역(11b)으로 나뉘어 형성될 수 있다. 상기 제1 영역(11a)과 상기 제2 영역(11b)은 이격되어 배치된다. 상기 제1 영역(11a)과 상기 제2 영역(11b)은 상기 지지판(11)이 이등분된 것으로, 서로 동일한 형상과 면적을 갖는다. 예를 들어, 상기 제1 영역(11a)과 제2 영역(11b)은 단변과 장변의 모서리를 포함하는 직사각형의 상면을 가질 수 있다.In one embodiment, the support plate 11 may be formed by being divided into a first region 11a and a second region 11b. The first region 11a and the second region 11b are disposed to be spaced apart. The first region 11a and the second region 11b are formed by bisecting the support plate 11 and have the same shape and area. For example, the first region 11a and the second region 11b may have a rectangular upper surface including corners of a short side and a long side.

상기 세라믹 기판(13)은 상면이 지지판(11)의 하면에 접할 수 있다. 상기 세라믹 기판(13)은 열전도성이 높은 물질로 이루어진 기판일 수 있다. 예를 들어, 세라믹 기판(13)은 Al2O3, AlN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The ceramic substrate 13 may have an upper surface in contact with the lower surface of the support plate 11. The ceramic substrate 13 may be a substrate made of a material having high thermal conductivity. For example, the ceramic substrate 13 may include at least one of Al 2 O 3 and AlN.

상기 접합판(15)은 상면이 세라믹 기판(13)의 하면에 접할 수 있다. 상기 접합판(15)은 세라믹 기판(13)을 쿨링 블록에 결합시킨다. 상기 접합판(15)은 브레이징(blazing) 공정을 통해 세라믹 기판(13)을 쿨링 블록(50) 상에 고정 접합할 수 있다. 상기 접합판(15)은 지지판(11)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 접합판(15)은 Au, Au-Sn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The bonding plate 15 may have an upper surface in contact with the lower surface of the ceramic substrate 13. The bonding plate 15 couples the ceramic substrate 13 to the cooling block. The bonding plate 15 may be fixedly bonded to the ceramic substrate 13 on the cooling block 50 through a brazing process. The bonding plate 15 may be made of the same material as the support plate 11. For example, the bonding plate 15 may include at least one of Au and Au-Sn.

상기 레이저 칩(30)은 VCSEL 소자일 수 있다. VCSEL 소자는 면발광 레이저를 발진하는 소자로 형성된다. VCSEL 소자는 사각 형상으로 이루어지며, 바람직하게는 정사각형 또는 폭과 길이의 비가 1:2를 초과하지 않는 직사각형 형상으로 형성될 수 있다. VCSEL 소자는 육면체 형상의 칩으로 제조되며, 일면에서 고출력의 레이저가 발진된다. VCSEL 소자는 고출력의 레이저를 발진하므로, 기존의 할로겐 램프에 대비하여 평판 기판(2000)의 온도 상승률을 증가시킬 수 있으며, 수명도 상대적으로 길다.The laser chip 30 may be a VCSEL device. The VCSEL device is formed of a device that oscillates a surface-emitting laser. The VCSEL device may be formed in a square shape, preferably a square shape or a rectangular shape in which the ratio of width and length does not exceed 1:2. The VCSEL device is made of a hexahedral chip, and a high-power laser is oscillated on one side. Since the VCSEL device oscillates a high-power laser, it is possible to increase the rate of temperature increase of the flat substrate 2000 compared to the conventional halogen lamp, and the lifespan is relatively long.

상기 복수 개의 레이저 칩(30)이 지지판(11) 상에 어레이 형상으로 배열된다. 상기 복수 개의 레이저 칩(30)은 바람직하게는 평면상으로 사각 형상을 이루도록 배열되어 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 레이저 칩(30)이 행 방향과 열 방향으로 배열되어 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 레이저 칩(30)은 지지판(11)의 제1 영역(11a)과 제2 영역(11b)으로 나뉘어 배열될 수 있다. 예를 들어, 하나의 레이저 칩 모듈(223)에 총 36개의 VCSEL 소자가 배열되어 형성될 수 있다. 상기 제1 영역(11a)에 18개의 VCSEL 소자가 배열되고, 상기 제2 영역(11b)에도 18 개의 VCSEL 소자가 배열될 수 있다. The plurality of laser chips 30 are arranged in an array shape on the support plate 11. The plurality of laser chips 30 may preferably be formed by arranging to form a square shape in a plane. The plurality of laser chips 30 may be formed by being arranged in a row direction and a column direction. The plurality of laser chips 30 may be divided into a first region 11a and a second region 11b of the support plate 11 and arranged. For example, a total of 36 VCSEL devices may be arranged and formed in one laser chip module 223. 18 VCSEL devices may be arranged in the first region 11a, and 18 VCSEL devices may also be arranged in the second region 11b.

일 실시예에 있어서, 제1 영역(11a)에 배치되는 복수 개의 레이저 칩(30)은 제1 영역(11a)의 일 측의 단변 모서리에 상대적으로 가깝고, 타 측의 단변 모서리에는 상대적으로 멀리 배치될 수 있다. 반면, 제2 영역(11b)에 배치되는 복수 개의 레이저 칩(30)은 제2 영역(11b)의 타 측의 단변 모서리에 상대적으로 가깝고, 일 측의 단변 모서리에 상대적으로 멀리 배치될 수 있다. In one embodiment, the plurality of laser chips 30 disposed in the first area 11a are relatively close to the short side edge of one side of the first area 11a, and relatively far away from the short side edge of the other side. Can be. On the other hand, the plurality of laser chips 30 disposed in the second region 11b may be relatively close to the short edge of the other side of the second region 11b and may be disposed relatively far from the short edge of the second region 11b.

상기 레이저 어레이(10)에는 적어도 1개 이상의 어레이 고정부(17)가 포함될 수 있다. 상기 어레이 고정부(17)의 중앙에는 어레이 고정부(17)를 상하로 관통하는 관통홀(19)이 형성된다. 일 실시예에 있어서, 상기 어레이 고정부(17)는 레이저 어레이(10)에서 지지판(11)의 제1 영역(11a)에 대응하는 부분과 지지판(11)의 제2 영역(11b)에 대응하는 부분에 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 어레이 고정부(17)는 제1 영역(11a)에서 제1 영역(11a)의 타 측의 단변 모서리에 가깝게 배치되고, 제2 영역(11b)에서 제2 영역(11b)의 일 측의 단변 모서리에 가깝게 배치될 수 있다. 상기 어레이 고정부(17)는 제1 영역(11a)과 제2 영역(11b)의 단변 모서리를 따라 일렬로 배치될 수 있다.At least one or more array fixing units 17 may be included in the laser array 10. In the center of the array fixing part 17, a through hole 19 penetrating the array fixing part 17 up and down is formed. In one embodiment, the array fixing part 17 is a portion corresponding to the first region 11a of the support plate 11 in the laser array 10 and the second region 11b of the support plate 11 Each can be formed on the part. For example, the array fixing part 17 is disposed close to the short edge of the other side of the first area 11a in the first area 11a, and the second area 11b in the second area 11b. It may be disposed close to the short edge of one side. The array fixing parts 17 may be arranged in a line along the short edge of the first region 11a and the second region 11b.

상기 쿨링 블록(50)은 상면이 접합판(15)의 하면과 접할 수 있다. 상기 쿨링 블록(50)은 직육면체의 블록 형상일 수 있다. 상기 쿨링 블록(50)은 Cu를 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 쿨링 블록(50)은 상면과 하면의 면적이 레이저 어레이(10)의 상면과 하면의 면적과 동일하다. 상기 쿨링 블록(50)은 높이가 레이저 어레이(10)의 높이보다 2배 이상의 높이를 가질 수 있다.The cooling block 50 may have an upper surface in contact with the lower surface of the bonding plate 15. The cooling block 50 may have a rectangular parallelepiped block shape. The cooling block 50 may be made of a material containing Cu. The upper and lower surfaces of the cooling block 50 are the same as the upper and lower surfaces of the laser array 10. The cooling block 50 may have a height of at least twice the height of the laser array 10.

일 실시예에 있어서, 상기 쿨링 블록(50)은 냉각 유로(55)와 블록 고정부(57)를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 냉각 유로(55)는 쿨링 블록(50)의 내부에는 형성될 수 있다. 상기 냉각 유로(55)는 열이 발생하는 레이저 어레이(10)를 냉각시키기 위한 냉각수가 이동하는 공간이다. 상기 냉각 유로(55)의 입구와 출구는 쿨링 블록(50)의 측면들과 하면 중 적어도 일 면에 형성될 수 있다. 상기 냉각 유로(55)는 직선 통로와 곡선 통로가 연결되는 구불구불한 구조로 형성되어 냉각 유로(55)의 면적을 넓히고, 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 도 2에서와 같이, 상기 복수 개의 레이저 칩 모듈들(223)이 인접하여 배치되는 경우에, 각각의 레이저 칩 모듈(223)에 포함되는 냉각 유로(55)들은 하부에 위치한 별도의 냉각수를 공급하는 장치와 연결될 수 있다. 또는 인접한 레이저 칩 모듈(223)에 포함되는 냉각 유로(55)와 서로 연결될 수 있다.In one embodiment, the cooling block 50 may be formed to include a cooling passage 55 and a block fixing part 57. The cooling passage 55 may be formed inside the cooling block 50. The cooling passage 55 is a space through which cooling water for cooling the laser array 10 generating heat moves. The inlet and outlet of the cooling passage 55 may be formed on at least one of side surfaces and a lower surface of the cooling block 50. The cooling passage 55 is formed in a serpentine structure in which a linear passage and a curved passage are connected to increase the area of the cooling passage 55 and improve cooling efficiency. As shown in FIG. 2, when the plurality of laser chip modules 223 are disposed adjacent to each other, the cooling passages 55 included in each laser chip module 223 supply separate cooling water located below. It can be connected to the device. Alternatively, they may be connected to each other with the cooling passage 55 included in the adjacent laser chip module 223.

상기 쿨링 블록(50)에는 적어도 1개 이상의 블록 고정부(57)가 포함될 수 있다. 상기 블록 고정부(57)는 평면적 관점에서, 쿨링 블록(50)에서 어레이 고정부(17)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 상기 블록 고정부(57)는 어레이 고정부(17)와 수직으로 연결될 수 있다. 상기 쿨링 블록(50)에 형성되는 블록 고정부(57)의 개수는 상기 레이저 어레이(10)에 형성되는 어레이 고정부(17)의 개수와 동일하다.At least one or more block fixing parts 57 may be included in the cooling block 50. The block fixing part 57 may be formed at a position corresponding to the array fixing part 17 in the cooling block 50 from a plan view. The block fixing part 57 may be vertically connected to the array fixing part 17. The number of block fixing parts 57 formed in the cooling block 50 is the same as the number of array fixing parts 17 formed in the laser array 10.

상기 블록 고정부(57)의 중앙에는 블록 고정부(57)를 상하로 관통하는 비아홀(59)이 형성된다. 상기 비아홀(59)은 쿨링 블록(50) 상에 레이저 어레이(10)가 배치되는 경우에, 레이저 어레이(10)의 관통홀(19)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 상기 쿨링 블록(50)과 레이저 어레이(10)가 결합되는 경우에 관통홀(19)과 비아홀(59)은 일체로 연통될 수 있다. 상기 쿨링 블록(50)에 형성되는 비아홀(59)의 개수는 상기 레이저 어레이(10)에 형성되는 관통홀(19)의 개수와 동일하다.A via hole 59 is formed in the center of the block fixing part 57 to vertically penetrate the block fixing part 57. When the laser array 10 is disposed on the cooling block 50, the via hole 59 may be formed in a position corresponding to the through hole 19 of the laser array 10. When the cooling block 50 and the laser array 10 are coupled, the through hole 19 and the via hole 59 may be integrally communicated with each other. The number of via holes 59 formed in the cooling block 50 is the same as the number of through holes 19 formed in the laser array 10.

일 실시예에 있어서, 상기 블록 고정부(57)는 레이저 어레이(10)에서 지지판(11)의 제1 영역(11a)에 대응하는 부분과 지지판(11)의 제2 영역(11b)에 대응하는 부분에 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 블록 고정부(57)는 제1 영역(11a)에서 제1 영역(11a)의 타 측의 단변 모서리에 가깝게 배치되고, 제2 영역(11b)에서 제2 영역(11b)의 일 측의 단변 모서리에 가깝게 배치될 수 있다. 상기 블록 고정부(57)는 제1 영역(11a)과 제2 영역(11b)의 단변 모서리를 따라 일렬로 배치될 수 있다.In one embodiment, the block fixing part 57 corresponds to a portion corresponding to the first region 11a of the support plate 11 and the second region 11b of the support plate 11 in the laser array 10. Each can be formed on the part. For example, the block fixing part 57 is disposed close to the short edge of the other side of the first area 11a in the first area 11a, and the second area 11b in the second area 11b. It may be disposed close to the short edge of one side. The block fixing parts 57 may be arranged in a line along short edge edges of the first region 11a and the second region 11b.

상기 결합 부재(70)는 삽입부(71)와 삽입부(71)의 상단에 배치되는 헤드부(73)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 부재(70)는 도체로 이루어질 수 있다. 상기 삽입부(71)는 원통형의 형상을 가질 수 있다. 상기 삽입부(71)의 높이는 레이저 어레이(10)와 쿨링 블록(50)의 높이의 합보다 클 수 있다. 상기 삽입부(71)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 상기 나사산은 삽입부(71) 외주면의 일부에만 형성될 수 있다. 상기 나사산은 삽입부(71) 외주면의 상부에는 형성되지 않을 수 있다. 상기 헤드부(73)는 삽입부(71)보다 넓은 직경을 가지는 원통형의 형상을 가질 수 있다. 상기 결합 부재(70)가 레이저 어레이(10)와 쿨링 블록(50)에 결합되는 경우에, 헤드부(73)의 하면이 레이저 어레이(10)의 상면에 안착될 수 있다. 상기 헤드부(73)의 높이는 삽입부(71)의 높이에 비해 상대적으로 낮다. 상기 헤드부(73)는 납작한 원반 형상을 가질 수 있다.The coupling member 70 may include an insertion portion 71 and a head portion 73 disposed at an upper end of the insertion portion 71. For example, the coupling member 70 may be made of a conductor. The insertion part 71 may have a cylindrical shape. The height of the insertion part 71 may be greater than the sum of the heights of the laser array 10 and the cooling block 50. A screw thread may be formed on the outer circumferential surface of the insertion part 71. The thread may be formed only on a part of the outer peripheral surface of the insertion part 71. The thread may not be formed on the outer peripheral surface of the insertion part 71. The head portion 73 may have a cylindrical shape having a larger diameter than the insertion portion 71. When the coupling member 70 is coupled to the laser array 10 and the cooling block 50, the lower surface of the head portion 73 may be seated on the upper surface of the laser array 10. The height of the head part 73 is relatively lower than the height of the insertion part 71. The head portion 73 may have a flat disk shape.

상기 결합 부재(70)에는 삽입부(71)와 헤드부(73)를 관통하는 전선 통로(75)가 형성될 수 있다. 상기 전선 통로(75)는 헤드부(73)의 상면으로부터 삽입부(71)의 하면까지 연장될 수 있다. 상기 전선 통로(75)는 레이저 어레이(10)의 상면에 위치하는 레이저 칩들(30)에 연결되는 와이어(35)가 통과하여 레이저 칩 모듈 어레이(220)의 하단으로 연장되는 공간일 수 있다. 상기 전선 통로(75)를 통과하는 와이어(35)에 전원이 연결되어 레이저 칩들(30)에 전력이 공급될 수 있다.In the coupling member 70, a wire passage 75 passing through the insertion portion 71 and the head portion 73 may be formed. The wire passage 75 may extend from an upper surface of the head portion 73 to a lower surface of the insertion portion 71. The wire passage 75 may be a space extending to the lower end of the laser chip module array 220 through the wires 35 connected to the laser chips 30 positioned on the upper surface of the laser array 10. Power may be connected to the wire 35 passing through the wire passage 75 to supply power to the laser chips 30.

상기 결합 부재(70)는 레이저 칩 모듈(223)을 관통할 수 있다. 상기 결합 부재(70)의 헤드부(73)가 지지판(11) 상에 안착되고 결합 부재(70)가 레이저 칩 모듈(223)을 관통하여 결합 부재(70)의 하단이 레이저 칩 모듈(223)의 하면의 하방으로 돌출될 수 있다. 상기 결합 부재(70)가 레이저 칩 모듈(223)의 하면 하방으로 돌출된 부분은 배열판(221)에 결합될 수 있다. 상기 결합 부재(70)는 배열판(221)의 배열홀(221b)에 삽입될 수 있다. 상기 결합 부재(70)는 레이저 칩 모듈(223)을 배열판(221)에 결합 고정시킬 수 있다.The coupling member 70 may pass through the laser chip module 223. The head portion 73 of the coupling member 70 is seated on the support plate 11 and the coupling member 70 penetrates the laser chip module 223 so that the lower end of the coupling member 70 is the laser chip module 223 It may protrude downward from the lower surface of the. A portion of the coupling member 70 protruding downward from the lower surface of the laser chip module 223 may be coupled to the array plate 221. The coupling member 70 may be inserted into the arrangement hole 221b of the arrangement plate 221. The coupling member 70 may couple and fix the laser chip module 223 to the array plate 221.

상기 레이저 칩들(30)은 서로 전도성을 가지는 물질로 이루어지는 와이어(35)로 연결될 수 있다. 상기 레이저 칩들(30)은 와이어(35)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 와이어(35)는 레이저 칩들(30)의 상면에 접합되며, 일 단은 어느 하나의 결합 부재(70)의 전선 통로(75)를 통과하며, 타 단은 다른 하나의 결합 부재(70)의 전선 통로를 통과할 수 있다. 상기 전선 통로(75)를 통과한 와이어(35)는 전원과 연결되어 레이저 칩들(30)에 전력을 공급할 수 있다.The laser chips 30 may be connected to each other by wires 35 made of conductive materials. The laser chips 30 may be electrically connected through a wire 35. The wire 35 is bonded to the upper surface of the laser chips 30, one end passes through the wire passage 75 of one coupling member 70, and the other end of the other coupling member 70 Can pass through the wire passage. The wire 35 passing through the wire passage 75 may be connected to a power source to supply power to the laser chips 30.

상기 어레이 고정부(17)는 부도체로 이루어질 수 있다. 상기 어레이 고정부(17)는 어레이 고정부(17)의 외부에 배치되는 레이저 어레이(10)와 어레이 고정부(17)의 관통홀(19)을 지나가는 와이어(35)를 절연시킬 수 있다. 상기 어레이 고정부(17)는 레이저 어레이(10)와 결합 부재(70)를 절연시킬 수 있다.The array fixing part 17 may be made of a non-conductor. The array fixing part 17 may insulate the laser array 10 disposed outside the array fixing part 17 and the wire 35 passing through the through hole 19 of the array fixing part 17. The array fixing part 17 may insulate the laser array 10 from the coupling member 70.

상기 블록 고정부(57)는 부도체로 이루어져, 블록 고정부(57)의 외부에 배치되는 쿨링 블록(50)과 블록 고정부(57)의 비아홀(59)을 지나가는 와이어(35)를 절연시킬 수 있다. 상기 블록 고정부(57)는 쿨링 블록(50)과 결합 부재(70)를 절연시킬 수 있다.The block fixing part 57 is made of a non-conductor, and the cooling block 50 disposed outside the block fixing part 57 and the wire 35 passing through the via hole 59 of the block fixing part 57 can be insulated. have. The block fixing part 57 may insulate the cooling block 50 and the coupling member 70.

본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 개시의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 개시된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Those of ordinary skill in the technical field to which the present disclosure pertains will understand that various modified forms and other equivalent embodiments are possible without departing from the essential technical idea of the present disclosure claimed in the claims. It is to be understood that equivalents include not only currently known equivalents, but also equivalents to be developed in the future, ie, all components disclosed to perform the same function regardless of structure.

10: 레이저 어레이 11: 지지판
11a: 제1 영역 11b: 제2 영역
13: 세라믹 기판 15: 접합판
17: 어레이 고정부 19: 관통홀
30: 레이저 칩 35: 와이어
50: 쿨링 블록 55: 냉각 유로
57: 블록 고정부 59: 비아홀
70: 결합 부재 71: 삽입부
73: 헤드부 75: 전선 통로
100: 기판 지지판
200: 히팅 모듈 210: 히팅 프레임
211: 안착홈 220: 레이저 칩 모듈 어레이
221: 배열판 223: 레이저 칩 모듈10: laser array 11: support plate
11a: first area 11b: second area
13: ceramic substrate 15: bonding plate
17: array fixing part 19: through hole
30: laser chip 35: wire
50: cooling block 55: cooling passage
57: block fixing part 59: via hole
70: coupling member 71: insertion portion
73: head portion 75: wire passage
100: substrate support plate
200: heating module 210: heating frame
211: mounting groove 220: laser chip module array
221: array plate 223: laser chip module

Claims (10)

VCSEL을 발진하는 복수 개의 레이저 칩들이 어레이 형태로 배열되는 레이저 어레이; 및 상기 레이저 어레이 하부에 배치되어 상기 레이저 어레이를 냉각시키는 쿨링 블록을 포함하는 레이저 칩 모듈이며,
상기 레이저 어레이는,
상기 복수 개의 레이저 칩들이 안착되는 지지판;
상기 지지판 하부에 배치되는 세라믹 기판;
상기 기판 하부에 배치되며, 상기 쿨링 블록의 상면에 접하는 접합판 및
상기 지지판, 상기 세라믹 기판 및 상기 접합판을 상하로 관통하며, 내부에 원통형의 빈 공간인 관통홀이 형성되는 어레이 고정부를 포함하고,
상기 쿨링 블록은,
상기 쿨링 블록을 상하로 관통하며, 상기 어레이 고정부와 수직으로 연결되고, 평면적 관점에서 상기 관통홀과 대응되는 위치에 상기 관통홀과 연통되도록 비아홀이 형성되는 블록 고정부를 포함하며,
상기 레이저 칩 모듈은
상기 관통홀과 상기 비아홀에 삽입되어 상기 어레이 고정부와 상기 블록 고정부에 고정 결합되며, 상기 레이저 어레이를 상기 쿨링 블록의 상면에 고정시키는 결합 부재를 더 포함하며,
상기 결합 부재는 내부에 원통형의 빈 공간인 전선 통로가 형성되는 레이저 칩 모듈. A laser array in which a plurality of laser chips oscillating the VCSEL are arranged in an array form; And a cooling block disposed under the laser array to cool the laser array,
The laser array,
A support plate on which the plurality of laser chips are mounted;
A ceramic substrate disposed under the support plate;
A bonding plate disposed under the substrate and in contact with the upper surface of the cooling block; and
An array fixing part which penetrates the support plate, the ceramic substrate, and the bonding plate vertically, and has a through hole, which is a cylindrical empty space therein,
The cooling block,
And a block fixing part which penetrates the cooling block vertically, is connected vertically to the array fixing part, and has a via hole formed to communicate with the through hole at a position corresponding to the through hole in a plan view,
The laser chip module
Further comprising a coupling member inserted into the through hole and the via hole, fixedly coupled to the array fixing part and the block fixing part, and fixing the laser array to an upper surface of the cooling block,
The coupling member is a laser chip module in which a wire passage, which is a cylindrical empty space, is formed therein. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 어레이 고정부와 상기 블록 고정부는 부도체로 이루어지는 레이저 칩 모듈.The method of claim 1,
The array fixing part and the block fixing part are made of a non-conductor. 제3항에 있어서,
상기 블록 고정부의 내주면에는 나사산이 형성되는 레이저 칩 모듈.The method of claim 3,
A laser chip module having a thread formed on an inner circumferential surface of the block fixing part. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 레이저 칩들은,
와이어 의해 서로 전기적으로 연결되며,
상기 와이어는 상기 결합 부재의 상기 전선 통로를 통과하여 전력을 공급하는 전원에 연결되는 레이저 칩 모듈.The method of claim 1,
The plurality of laser chips,
Are electrically connected to each other by wires,
The wire is connected to a power source supplying power through the wire passage of the coupling member. 제1항에 있어서,
상기 쿨링 블록은,
내부에 냉각수가 이동하는 통로인 냉각 유로를 더 포함하며,
상기 냉각 유로는,
상기 쿨링 블록의 일 측면에 상기 냉각수가 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 냉각수가 배출되는 배출구가 다른 일 측면에 형성되는 레이저 칩 모듈.The method of claim 1,
The cooling block,
It further includes a cooling passage, which is a passage through which the cooling water moves,
The cooling flow path,
A laser chip module in which an inlet through which the cooling water is introduced is formed on one side of the cooling block, and an outlet through which the cooling water is discharged is formed on the other side. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항 및 제 8 항중 어느 하나의 항에 따른 복수 개의 레이저 칩 모듈이 평판 기판 또는 반도체 웨이퍼의 소정의 면적에 대응되도록 배열되는 레이저 칩 모듈 어레이.According to any one of paragraphs 1, 3, 4, 7 and 8 A laser chip module array in which a plurality of laser chip modules are arranged to correspond to a predetermined area of a flat substrate or a semiconductor wafer. 제9항에 따른 레이저 칩 모듈 어레이를 포함하는 히팅 모듈; 및
상기 평판 기판 또는 상기 반도체 웨이퍼가 상기 레이저 칩 모듈 어레이와 대면하도록 안착되는 기판 지지판을 포함하는 기판 열처리 장치.A heating module including the laser chip module array according to claim 9; And
A substrate heat treatment apparatus comprising a substrate support plate on which the flat substrate or the semiconductor wafer faces the laser chip module array.
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