KR102580676B1 - 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치 - Google Patents

Abstract

실시 예에 따른 인쇄회로기판은 적어도 둘 이상의 절연층을 포함하는 기판; 상기 기판 위에 배치된 패드; 상기 패드와 수직으로 중첩된 영역에서 상기 적어도 둘 이상의 절연층을 각각 관통하며 배치되는 방열 비아; 및 상기 패드와 수직으로 중첩되지 않은 영역에서 상기 기판을 관통하며 배치되는 관통 비아를 포함하고, 상기 패드는, 상기 기판의 최상부에 배치되는 제 1 패드와, 상기 기판의 최하부에 배치되는 제 2 패드와, 상기 적어도 둘 이상의 절연층 사이에 배치되는 제 3 패드를 포함하고, 상기 방열 비아는, 상기 제 1 내지 3 패드 사이에 각각 배치되고, 상기 적어도 둘 이상의 절연층 중 적어도 하나의 절연층 내에 서로 이격되는 복수의 비아 파트를 포함하고, 상기 복수의 비아 파트는, 상기 제 1 패드의 표면 면적의 10% 이상의 표면 면적을 가진다.

Description

인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치{PRINTED CIRCUIT BOARD AND CAMERA DEVICE INCLUDING THE SAME}

실시 예는, 인쇄회로기판에 관한 것으로, 특히 반도체 발광소자, 반도체 광원소자, 반도체 광 소자, 반도체 광원 칩 및 발광소자 등이 장착되는 인쇄회로기판 및 포함하는 카메라 장치에 관한 것이다.

GaAs, AlGaAs, GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 밴드 갭 에너지가 넓고, 밴드 갭 에너지의 제어가 용이하다. 이에 따라 상기와 같은 화합물을 포함한 반도체 소자는, 발광소자, 수광소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용되고 있다.

특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성을 가진다.

또한, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용할 수 있다.

한편, 종래 반도체 광원소자 기술 중에, 수직 공동형 표면발광 레이저(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser: VCSEL)가 있는데, 이는 광 모듈, 광 송수신 모듈, 광 통신, 광 병렬 처리, 광 연결, 자동 초점 장치 등에 사용되고 있다.

또한, 종래 기술에서 수직 공진형 표면발광 레이저는 차량용이나 모바일용으로 고출력(High-power) VCSEL 패키지 구조로 활용되고 있다.

한편, 최근 이러한 VCSEL 패키지의 응용분야가 다양해 지면서 고출력, 고전압 구동이 요구됨과 아울러 제품의 소형화를 위해 반도체소자 패키지에 대한 소형화도 강하게 요청되고 있다.

본 발명에 따른 실시 예에서는 새로운 구조의 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치를 제공하도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 하나의 기판 상에 발광 소자 및 구동 소자를 모두 배치시킬 수 있으면서 방열성이 우수한 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치를 제공하도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 두께를 획기적으로 감소시킬 수 있는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치를 제공하도록 한다.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시 예에 따른 인쇄회로기판은 적어도 둘 이상의 절연층을 포함하는 기판; 상기 기판 위에 배치된 패드; 상기 패드와 수직으로 중첩된 영역에서 상기 적어도 둘 이상의 절연층을 각각 관통하며 배치되는 방열 비아; 및 상기 패드와 수직으로 중첩되지 않은 영역에서 상기 기판을 관통하며 배치되는 관통 비아를 포함하고, 상기 패드는, 상기 기판의 최상부에 배치되는 제 1 패드와, 상기 기판의 최하부에 배치되는 제 2 패드와, 상기 적어도 둘 이상의 절연층 사이에 배치되는 제 3 패드를 포함하고, 상기 방열 비아는, 상기 제 1 내지 3 패드 사이에 각각 배치되고, 상기 적어도 둘 이상의 절연층 중 적어도 하나의 절연층 내에 서로 이격되는 복수의 비아 파트를 포함하고, 상기 복수의 비아 파트는, 상기 제 1 패드의 표면 면적의 10% 이상의 표면 면적을 가진다.

또한, 상기 기판은, 플렉서블한 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층 위에 배치되고, 리지드한 제 2 절연층과, 상기 제 1 절연층 아래에 배치되고, 리지드한 제 3 절연층을 포함하고, 상기 제 1 패드는, 상기 제 2 절연층 위에 배치되고, 상기 제 2 패드는 상기 제 3 절연층 아래에 배치되며, 상기 제 3 패드는, 상기 제 1 및 2 패드와 수직으로 중첩된 영역 내에서, 상기 제 1 절연층의 상면 및 하면에 각각 배치된다.

또한, 상기 방열 비아는, 상기 제 1 절연층 내에 배치되고, 상기 제 3 패드와 연결되는 제 1 방열 비아와, 상기 제 2 절연층 내에 배치되고, 상기 제 1 패드 및 상기 제 3 패드와 연결되는 제 2 방열 비아와, 상기 제 3 절연층 내에 배치되고, 상기 제 2 패드와 상기 제 3 패드와 연결되는 제 3 방열 비아를 포함하며, 상기 제 1 내지 3 방열 비아를 구성하는 복수의 비아 파트는, 상기 제 1 내지 3 절연층 내에서 상호 수직 방향으로 정렬되며, 상기 제 1 절연층 내에 형성되는 상기 관통 비아는, 상기 제 1 방열 비아보다 작은 폭을 가진다.

또한, 상기 제 1 방열 비아는, 수직 단면이 사각형 형상을 가지고, 상기 제 2 및 3 방열 비아는, 수직 단면이 사다리꼴 형상을 가진다.

또한, 상기 복수의 비아 파트는, 상기 제 1 패드의 표면 면적의 40% 내지 60% 사이 범위의 표면 면적을 가진다.

또한, 실시 예에 따른 카메라 장치는 적어도 둘 이상의 절연층을 포함하는 기판; 상기 기판 위에 배치된 패드; 상기 패드 위에 실장된 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자; 상기 패드와 수직으로 중첩된 영역에서 상기 적어도 둘 이상의 절연층을 각각 관통하며 배치되는 방열 비아; 및 상기 패드와 수직으로 중첩되지 않은 영역에서 상기 기판을 관통하며 배치되는 관통 비아를 포함하고, 상기 패드는, 상기 기판의 최상부에 배치되어 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 실장되는 제 1 패드와, 상기 기판의 최하부에 배치되는 제 2 패드와, 상기 적어도 둘 이상의 절연층 사이에 배치되는 제 3 패드를 포함하고, 상기 방열 비아는, 상기 제 1 내지 3 패드 사이에 각각 배치되고, 상기 적어도 둘 이상의 절연층 중 적어도 하나의 절연층 내에 서로 이격되는 복수의 비아 파트를 포함하고, 상기 제 1 패드의 면적은, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 면적의 2배 이상이다.

또한, 상기 제 1 패드의 면적은, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 면적의 4배 이상이다.

또한, 상기 제 1 패드의 면적은, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 면적의 6배 이상이다.

도한, 상기 복수의 비아 파트는, 상기 제 1 패드 위에 실장된 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자와 수직 방향 내에서 중첩되는 중첩 영역을 포함하고, 상기 중첩 영역의 면적은, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 표면 면적의 10% 이상이다.

또한, 상기 제 1 패드는, 상기 복수의 비아 파트와 수직으로 중첩되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역을 포함하며, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자는, 상기 제 2 영역 위에 배치된다.

또한, 상기 기판 위에 배치되고, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 상부 영역을 개방하는 홀더; 상기 홀더에 결합되며, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 상부 영역을 덮는 확산부; 상기 기판 위에 배치되는 복수의 접속 패턴; 상기 복수의 접속 패턴 위에 배치되는 복수의 접속부; 및 상기 복수의 접속부를 통해 상기 접속 패턴 위에 실장되는 드라이버 소자;를 더 포함한다.

또한, 상기 드라이버 소자 중 적어도 일부는, 상기 제 1 패드와 수직 방향으로 중첩된 영역 상에 위치하고, 상기 복수의 접속부 중 적어도 하나는, 상기 제 1 패드 위에 배치된다.

또한, 상기 드라이버 소자는, 상기 접속부를 통해 상기 제 1 패드에 직접 연결되는 그라운드 단자를 포함한다.

또한, 상기 방열 비아는, 상기 제 1 패드를 통해 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 캐소드 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 패드는, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 상기 캐소드 전극과 상기 드라이버 소자의 상기 그라운드 단자 사이를 연결한다.

또한, 상기 기판은, 제 1 및 2 경성 영역과, 상기 제 1 및 2 경성 영역 사이의 연성 영역을 포함하고, 상기 홀더는, 상기 기판의 상기 제 2 경성 영역에 배치되고, 상기 제 2 경성 영역을 발광 영역 및 카메라 영역으로 구획하며, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자는, 상기 기판의 상기 발광 영역에 배치되고, 상기 기판의 상기 제 1 경성 영역에 배치되는 커넥터; 및 상기 홀더를 통해 구획된 상기 기판의 상기 카메라 영역에 배치되는 카메라 모듈을 더 포함한다.

또한, 상기 기판은, 플렉서블한 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층 위에 배치되고, 리지드한 제 2 절연층과, 상기 제 1 절연층 아래에 배치되고, 리지드한 제 3 절연층을 포함하고, 상기 제 1 패드는, 상기 제 2 절연층 위에 배치되고, 상기 제 2 패드는 상기 제 3 절연층 아래에 배치되며, 상기 제 3 패드는, 상기 제 1 및 2 패드와 수직으로 중첩된 영역 내에서, 상기 제 1 절연층의 상면 및 하면에 각각 배치되며, 상기 방열 비아는, 상기 제 1 절연층 내에 배치되고, 상기 제 3 패드와 연결되는 제 1 방열 비아와, 상기 제 2 절연층 내에 배치되고, 상기 제 1 패드 및 상기 제 3 패드와 연결되는 제 2 방열 비아와, 상기 제 3 절연층 내에 배치되고, 상기 제 2 패드와 상기 제 3 패드와 연결되는 제 3 방열 비아를 포함한다.

또한, 상기 제 1 내지 3 방열 비아를 구성하는 복수의 비아 파트는, 상기 제 1 내지 3 절연층 내에서 상호 수직 방향으로 정렬되는 상기 제 1 절연층 내에 형성되는 상기 관통 비아는, 상기 제 1 방열 비아보다 작은 폭을 가지고, 상기 제 1 방열 비아는, 수직 단면이 사각형 형상을 가지고, 상기 제 2 및 3 방열 비아는, 수직 단면이 사다리꼴 형상을 가진다.

실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 실장되는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 실장 및 회로 패턴층의 배치를 위해 오직 하나의 기판이 요구되기 때문에, 상기 발광 패키지의 전체적인 두께를 감소시킬 수 있다. 자세하게, 실시 예에 따른 발광 패키지는 기존의 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자를 배치하기 위해 필요했던 질화알루미늄(AlN)을 포함하는 방열 기판을 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명에서의 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치는 비교 예에 비해 슬림하게 제조될 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 실장되는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치는 비교 예에서의 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 접착층을 생략할 수 있어, 상기 접착층의 접착 불량에 의한 문제점을 해소할 수 있으므로, 발광 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 실장되는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치는, 하나의 기판 상에서 신호 전달이 이루어지기 때문에, 신호 전달 거리를 최소화할 수 있으며, 이에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있다. 즉, 기존에는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에서 신호 전달이 이루어지며, 구체적으로 제 1 기판과 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자 사이에서 캐소드부 및 애노드부 모두가 와이어 본딩을 통해 신호 전달이 이루어져 이에 따른 신호 전달 거리가 증가하였다. 반면에, 본 발명에 따른 실시 예에서는 하나의 기판 내에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 실장 및 회로 배선이 배치되기 때문에 상기 신호 전달 거리를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서는 기판과 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 캐소드부와 연결 시, 와이어 본딩을 사용하지 않고 추가 접속부를 통해 신호 전달이 이루어지도록 하여 이에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 캐소드 전극이 배치된 패드 위에 드라이버 소자의 그라운드 단자도 함께 배치하여, 상기 캐소드 전극과 상기 드라이버 소자 사이의 신호 거리를 최소화할 수 있으며, 이에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 실장되는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치는 한 번의 공정으로 제조할 수 있으며, 기존에서 별도의 공정으로 제 1 및 2 기판을 각각 제조했던 것 대비 공정 효율 및 제품 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 실장되는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 장치는 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자와 수직으로 중첩된 영역 상에 비아(V1, V2, V3)를 배치한다. 그리고, 상기 비아(V1, V2, V3)는 각각 해당 절연층 내에서 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이격되는 복수의 비아 파트로 구성된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 복수의 비아 파트를 포함하는 비아의 구성을 통해, 제한된 영역 내에서 비아 면적을 최대화할 수 있으며, 이에 따른 방열 특성을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 비아(V1, V2, V3)는 패드를 통해 상호 연결된다. 즉, 상기 각각의 비아(V1, V2, V3) 사이에는 패드가 배치된다. 그리고, 상기 패드는 상기 각각의 비아(V1, V2, V3)를 통해 전달되는 열을 분산시켜 전달할 수 있다. 한편, 상기 패드 중 최상부에 배치된 패드는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 실장되는 실장 패드이다. 이때, 상기 실장 패드는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 면적의 적어도 2배 이상의 면적을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 실장 패드는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 면적의 적어도 4배 이상의 면적을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 실장 패드는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 면적의 적어도 6배 이상의 면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 상기 패드의 면적의 변화를 통해 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있으며, 이에 따른 방열 특성을 향상시킬 수 있다.

도 1a 및 도 1b를 참조하여, 비교 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b 도 3에 도시된 비아의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 배치 형태를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7의 드라이버 소자와 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자 사이의 연결 관계를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명과 비교 예의 드라이버 소자와 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 캐소드 전극 사이의 회로 거리를 비교한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 배치 형태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 배치 형태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 장치를 나타낸 사시도이다.
도 14는 도 13의 A-A' 라인을 따라 절단한 카메라 장치를 도시한 단면도이다.
도 15는 도 13의 드라이버 소자, 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자 및 수광 소자의 배치 관계를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지, 발광 모듈 및 카메라 장치에서의 방열 특성을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합중 하나 이상을 포함 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함?? 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1a 및 도 1b를 참조하여, 비교 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 실장된 인쇄회로기판을 설명한다.

수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)를 포함하는 발광 패키지는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)의 실장을 위해 적어도 2개의 인쇄회로기판이 요구된다.

비교 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)를 포함하는 발광 패키지에 포함되는 인쇄회로기판은 적어도 2개일 수 있다.

도 1a를 참조하면, 비교 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)를 포함하는 발광 패키지는 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20)을 포함한다.

제 1 기판(10)은 신호 전달용 회로 패턴이 배치되는 인쇄회로기판일 수 있다. 제 1 기판(10)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)를 제외한 다른 칩이 실장되는 인쇄회로기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 기판(10)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)를 제외한 다른 칩, 반도체 소자, 소켓, 드라이버 IC 칩, 수광소자 등의 상기 제 1 기판(10) 상에 전기적 연결을 위해 배치되는 다양한 칩이 배치되는 인쇄회로기판일 수 있다.

제 2 기판(20)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)가 실장되는 기판일 수 있다. 제 2 기판(20)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)의 방열을 위해 제공되는 방열기판일 수 있다. 제 2 기판(20)은 상기 제 1 기판(10)과는 다른 물성을 가질 수 있다. 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)는 고온의 열을 방출하면서, 상기 방출되는 열에 의해 동작 성능이 민감하게 변화한다. 따라서, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)는 상기 다른 칩과는 다르게 상기 방열 성능이 우수한 별개의 제 2 기판(20)에 실장된다.

이를 위해, 상기 제 2 기판(20)은 열 전도율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 제 2 기판(20)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)에서 발생된 열을 외부로 효율적으로 방출할 수 있도록 방열 특성이 좋은 물질로 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 제 2 기판(20)은 금속 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제 2 기판(20)은 열 전도도가 140W/mK 이상인 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제 2 기판(20)은 질화알루미늄(AlN) 또는 알루미나(Al₂O₃)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)는 기존의 상기 제 1 기판(10)에서 충분한 열 방출이 이루어지지 않음에 따라 방열 특성이 높은 상기 제 2 기판(20) 위에 배치된다. 이때, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)는 상기 제 2 기판(20) 위에 배치되는 접속부(23) 상에 실장된다.

제 1 기판(10)에는, 상기 제 2 기판(20)이 삽입되는 캐비티(C)가 형성된다. 제 1 기판(10)의 상면에는 표면에 제 1 와이어(14) 및 제 2 와이어(15)를 통해 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)와 연결되는 회로 패턴부(11, 12)가 배치되고, 하면에는 금속 플레이트(13)가 배치된다. 그리고, 상기 제 1 기판(10) 위에는 홀더(30)를 통해 확산부(31)가 결합된다.

상기 제 1 기판(10)의 두께는 상기 제 2 기판(20)의 두께보다 작다. 상기 제 1 기판(10)은 200㎛ 내지 250㎛이고, 상기 제 2 기판(20)은 380㎛ 내지 400㎛이다. 따라서, 도 1a에서와 같은 종래의 발광 패키지는 금속 플레이트(예를 들어, 서스(SUS))를 포함한 전체 두께(T1)가 3.56mm 내지 4.0mm로 두꺼웠다.

이때, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)는 상기 확산부(31)와 일정 거리 이격되어야 한다. 따라서, 상기와 같은 종래의 발광 패키지는 전체 발광 패키지의 두께가 상기 제 2 기판(20)의 두께에 의해 결정된다. 여기에서, 상기 제 2 기판(20)은 상기 제 1 기판(10)보다 두껍고, 상기 발광 패키지의 전체 두께는 상기 제 2 기판(20)에 영향을 받는다. 따라서, 비교 예에 따른 발광 패키지는 상기 제 1 기판(10)만을 포함하는 발광 패키지 대비 두께가 증가되었다.

또한, 상기와 같이, 도 1a에서와 같은 비교 예에 따른 발광 패키지는 제 1 기판(10)의 캐비티 내부에 상기 제 2 기판(20)을 실장하는 방식으로 제조된다. 이때, 상기 제 2 기판(20)은 기판을 구성하는 물질의 특성에 따라 회로 패턴의 구현이 힘들다.

이에 따라 비교 예에서는 별도의 제 1 기판(10)에 회로 패턴을 구현한 후에 와이어를 통해 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)의 애노드 전극과 캐소드 전극을 상기 제 1 기판(10)의 회로 패턴부(11, 12)에 연결한다. 이와 같은 비교 예에 따르면, 상기와 같은 별개의 와이어를 통해 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)의 애노드 전극과 캐소드 전극이 제 1 기판(10)과 연결됨에 따라 신호 전달 거리가 증가하며, 이는 인덕턴스 증가에 따른 전송 신호의 손실로 작용한다.

또한, 비교 예에서는 상기 제 2 기판(20)이 질화 알루미늄과 같은 금속 산화물로 형성됨에 따라 이의 하부에 배치되는 금속 플레이트(13)와의 결합력이 감소하며, 이에 따라 상기 금속 플레이트(13)와 상기 제 2 기판(20) 사이의 계면에 다수의 결함이 발생하였다.

또한, 도 1b에 따르면, 비교 예에 따른 발광 패키지는, 제 1 기판(40) 위에 제 2 기판(50)을 배치하여 제조한다. 제 1 기판(40)은 하부에 금속 플레이트(41)를 포함할 수 있다. 제 2 기판(50)은 상부 회로 패턴부(51, 52), 비아(55), 하부 회로 패턴부(53, 54)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 기판(50) 상에는 접속부(59)를 통해 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(57)가 실장된다. 또한, 상기 제 2 기판(50) 위에는 홀더(60)를 통해 확산부(61)가 배치된다.

그러나, 이와 같은 발광 패키지는, 상기 발광 패키지의 전체 두께가 상기 제 1 기판(40)의 두께 및 상기 제 2 기판(50)의 두께에 모두 영향을 받는다. 즉, 도 1b에서와 같은 종래의 발광 패키지의 두께(T2)는 3.76mm 내지 4.2mm로 두꺼웠다. 즉, 상기와 같은 종래의 발광 패키지는, 상기 제 1 기판(40) 및 제 2 기판(50)이 상하 방향으로 적층된 상태로 결합되며, 이에 따른 발광 패키지의 전체적인 두께가 증가하였다.

또한, 비교 예에 따른 발광 패키지는 별도의 접착층(미도시)에 의해 상기 제 1 기판(40) 및 상기 제 2 기판(50)이 상호 결합된다. 따라서, 비교 예에 따른 발광 패키지는 상기 접착층의 연결 불량으로 인해 이를 포함하는 전자 디바이스의 신뢰성이 저하되는 문제점을 가진다. 또한, 상기 접착층은 상기 발광 패키지의 전체 두께를 증가시키게 된다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 실장되는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지는, 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 실장하기 위해 하나의 인쇄회로기판만을 사용할 수 있다. 실시 예에 따른 상기 발광 패키지를 구성하는 기판(210)은 경연성 인쇄회로기판(RFPCB)일 수 있다. 실시 예에 따른 발광 패키지를 구성하는 기판(210)은 경성 인쇄회로기판일 수 있다. 실시 예에 따른 발광 패키지를 구성하는 기판(210)은 연성 회로기판일 수 있다.

자세하게, 실시 예에 따른 발광 패키지는 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100) 및 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)와 연결되는 패턴부(240)가 하나의 기판(210) 위에 배치될 수 있다.

상기 기판(210)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 배치하기 위한 인쇄회로기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(210)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)와 전기적으로 연결되는 패턴부(240)를 배치하기 위한 인쇄회로기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(210)은 상기 패턴부(240)를 통해 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)에 신호를 전달하는 다양한 신호 배선을 배치하기 위한 인쇄회로기판일 수 있다.

상기와 같은 기판(210)의 두께는 200㎛ 내지 250㎛일 수 있다. 즉, 상기 기판(210)의 두께는 비교 예에서, 제 1 기판(10)의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다.

이때, 본 발명에서는 상기 기판(210) 위에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 발광 패키지는 상기 비교 예와는 다르게 상기 기판(210)의 두께에 의해 전체적인 발광 패키지의 두께가 결정된다.

따라서, 본 발명에서는 상기 비교 에에서의 상기 제 2 기판에 의해 전체 두께가 결정되거나, 상기 제 1 및 2 기판의 각각의 두께에 의해 전체 두께가 결정되는 발광 패키지보다 슬림하게 제조될 수 있다.

즉, 도 2에서와 같은 본 발명의 실시 예에서의 발광 패키지는 금속 플레이트를 포함한 전체 두께(T3)가 상기 T1 및 T2보다 작은 3.1mm 내지 3.43mm일 수 있다.

따라서, 실시 예에서의 발광 패키지의 전체 두께(T3)는 도 1a의 상기 비교 예의 두께(T1)의 80%~95% 수준의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서의 발광 패키지의 전체 두께(T3)는 도 1a의 상기 비교 예의 두께(T1)의 85%~90% 수준의 두께를 가질 수 있다.

또한, 실시 예에서의 발광 패키지의 전체 두께(T3)는 도 1b의 상기 비교 예의 두께(T2)의 20% 내지 50% 수준의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서의 발광 패키지의 전체 두께(T3)는 도 1b의 상기 비교 예의 두께(T2)의 25% 내지 40% 수준의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서의 발광 패키지의 전체 두께(T3)는 도 1b의 상기 비교 예의 두께(T2)의 25% 내지 35% 수준의 두께를 가질 수 있다.

실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함하는 발광 패키지는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 실장 및 회로 패턴의 배치를 위해 오직 하나의 인쇄회로기판이 요구되기 때문에, 상기 발광 패키지의 전체적인 두께를 감소시킬 수 있다. 자세하게, 실시 예에 따른 발광 패키지는 질화 알루미늄을 포함하는 방열 기판(상기 제 2 기판)을 제거할 수 있으며, 이에 따른 발광 패키지의 전체적인 두께를 감소할 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함하는 발광 패키지는 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 접착층을 생략할 수 있어, 상기 접착층의 접착 불량에 의한 문제점을 해소할 수 있으므로, 발광 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함하는 발광 패키지는, 하나의 기판(210) 상에서 신호 전달이 이루어지기 때문에, 신호 전달 거리를 최소화할 수 있으며, 이에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있다. 구체적으로, 기존에는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에서 신호 전달이 이루어지거나 캐소드 전극 및 애노드 전극이 와이어를 통해 신호 전달이 이루어지며, 이에 따른 신호 전달 거리가 증가하였다. 반면에, 본 발명에 따른 실시 예에서는 하나의 기판(210) 내에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 실장 및 회로 배선이 배치되고, 적어도 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 캐소드 전극과 애노드 전극 중 하나는 와이어를 통해 연결되지 않기 때문에 상기 신호 전달 거리를 획기적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함하는 발광 패키지는 한번의 공정으로 제조할 수 있으며, 기존에서 별도의 공정으로 제 1 및 2 기판을 각각 제조했던 것 대비 공정 효율 및 제품 수율을 향상시킬 수 있다.

상기 기판(210) 상에는 홀더(300)가 배치된다. 그리고, 상기 홀더(300) 위에는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 상부 영역을 덮으며 확산부(400)가 배치된다. 상기 확산부(400)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)에서 발생한 광을 확산시키면서, 상기 광이 사용자에게 직접 노출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 기판(210)의 표면에는 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치된 영역과 수직으로 중첩된 영역 상에 패드(220)가 배치된다. 상기 기판(210)이 적어도 2개 이상의 절연층으로 구성되는 경우, 상기 패드(220)는 각각의 절연층에 형성될 수 있다.

이때, 상기 패드(220) 중 최상부에 배치된 패드(220) 위에는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치된다. 즉, 상기 최상부에 배치된 패드(220)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 실장되는 실장 패드일 수 있다.

그리고, 상기 기판(210) 내에는 서로 다른 층에 배치된 상기 패드(220)를 전기적으로 연결하는 비아(V)가 배치된다. 이때, 상기 기판(210)에는 다수의 비아가 배치될 수 있다.

이때, 상기 다수의 비아는 서로 다른 층의 회로 패턴을 상호 전기적으로 연결하는 신호 전달용의 비아와, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)에서 발생한 열을 외부로 방출하기 위한 방열 비아를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 방열 비아는 상기 패드(220)가 배치된 영역을 중심으로, 상기 패드(220)와 수직 방향으로 중첩된 영역 상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 최상부의 패드(220) 상에는 접속부(280)가 배치되고, 상기 접속부(280)를 통해 상기 패드(220) 위에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 실장된다.

그리고, 상기 최상부의 패드(220)와 상기 최하부의 패드(220) 사이에는 상기 방열 비아(V)가 배치된다. 이때, 상기 방열 비아(V)는 상기 최상부의 패드(220)와 수직 방향으로 중첩된 영역 상에 위치하며, 그에 따라 상기 최상부의 패드(220)를 통해 전달되는 열을 외부로 방출시킬 수 있다.

이때, 일반적인 방열 비아는, 열 전달만을 목적으로 인쇄회로기판 내에 배치된다.

반면, 본 발명에서는 상기 열 전달 기능뿐 아니라, 신호 전달 기능도 수행할 수 있다. 즉, 상기 방열 비아(V)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 바람직하게, 상기 방열 비아(V)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 캐소드 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.

이때, 상기 방열 비아(V)는 상기 기판(210) 내에서 제 1 방향 및 제 2 방향으로 일정 간격 이격되는 복수의 비아 파트(VP)를 포함할 수 있다. 도 2에는, 상기 방열 비아(V)가 상기 제 1 방향을 중심으로 일정 거리 이격되는 4개의 비아 파트(VP)로 구성되는 것으로 도시되었다. 상기 제 1 방향은 상기 기판(210)의 상면의 가로 방향(또는, X축 방향)일 수 있다. 다만, 상기 비아 파트(VP)의 수는 상기 패드(220)의 면적에 비례할 수 있다. 즉, 상기 비아 파트(VP)의 면적을 넓히거나 줄이기 위해 상기 비아 파트의 수를 증가하거나 감소할 수 있을 것이다.

또한, 상기 방열 비아(V)를 구성하는 각각의 비아 파트(VP)는 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 상호 일정 간격 이격되는 원형 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 각각의 비아 파트는 상기 제 1 방향으로의 폭과 상기 제 2 방향으로의 폭이 실질적으로 동일할 수 있다.

즉, 상기 방열 비아(V)는 제 1 방향으로 상호 이격되는 복수의 제 1 비아 파트와, 상기 복수의 제 1 비아 파트 각각으로부터 제 2 방향으로 상호 이격되는 복수의 제 2 비아 파트를 포함할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에서는 제 1 방향 및 제 2 방향으로 상호 이격되는 복수의 비아 파트를 포함하는 방열 비아를 구성함으로써, 상기 방열 비아가 가지는 면적을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자에서 발생한 열을 외부로 더 많이 방출할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서는 상기 패드(220)와 수직으로 중첩되는 영역 상에 복수의 비아 파트를 포함하는 방열 비아(V)를 배치하고, 상기 배치된 방열 비아(V)를 통해 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)에서 발생한 열이 외부로 방출될 수 있도록 함으로써, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 방열성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판, 발광 패키지, 발광 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 나타낸 도면이며, 도 5a 및 도 5b 도 3에 도시된 비아의 평면도이다.

도 3 내지 도 5을 참조하면, 발광 패키지(200)는 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100), 기판(210), 패드(220), 비아(V1, V2, V3, V4, V5), 보호층(230), 전극 패턴(240), 보호부(250), 연결 부재(Wire, W), 홀더(300) 및 확산부(400)를 포함한다.

기판(210)은 평판 구조를 가질 수 있다. 상기 기판(210)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)일 수 있다. 여기에서, 상기 기판(210)은 단일 개의 절연층을 포함하는 양면 기판으로 구현할 수 있으며, 이와 다르게 다수 개의 절연층이 연속적으로 적층된 다층 기판으로 구현될 수 있다.

바람직하게, 기판(210)은 복수의 절연층(211, 212, 213)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)은 중앙에 제 1 절연층(211)이 배치될 수 있고, 상기 제 1 절연층(211)의 상부에 제 2 절연층(212)이 배치될 수 있으며, 상기 제 1 절연층(211)의 하부에 제 3 절연층(213)이 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명에서의 기판(210)은 회로 패턴층을 기준으로 4 레이어(layer)로 구성될 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 회로 패턴층은 2 레이어(단일 개의 절연층)로도 구성될 수 있으며, 이와 다르게 6 레이어 이상으로도 구성될 수 있을 것이다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 상기 기판(210)이 3개의 절연층을 포함하며, 이에 따라 상기 기판(210) 상에 4 레이어의 회로 패턴층이 구현되는 것으로 설명하기로 한다.

상기 복수의 절연층(211, 212, 213)은 배선을 변경할 수 있는 전기 회로가 배치되어 있는 기판으로, 이의 표면에 회로 패턴층을 형성할 수 있는 절연 재료로 만들어진 프린트, 배선판 및 절연 기판 등이 모두 이에 포함될 수 있다.

상기 복수의 절연층(211, 212, 213)은 리지드(rigid) 하거나 또는 플렉서블(flexible)할 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(111)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)은 소다라임유리(soda lime glass) 또는 알루미노실리케이트유리 등의 화학 강화/반강화유리를 포함하거나, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 프로필렌 글리콜(propylene glycol, PPG) 폴리 카보네이트(PC) 등의 강화 혹은 연성 플라스틱을 포함하거나 사파이어를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)은 광등방성 필름을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)은 COC(Cyclic Olefin Copolymer), COP(Cyclic Olefin Polymer), 광등방 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 광등방 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함할 수 있다.

또한, 복수의 절연층(211, 212, 213)은 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)은 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다.

또한, 복수의 절연층(211, 212, 213)을 포함하는 기판(210)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 또한, 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)을 포함하는 기판(210)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다.

한편, 상기와 같은 복수의 절연층(211, 212, 213) 각각은 서로 다른 물질로 구성될 수 있다. 바람직하게, 중앙에 배치된 제 1 절연층(211)은 플렉서블(flexible)할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 절연층(211)의 상부 및 하부에 각각 배치된 제 2 절연층(212) 및 제 3 절연층(213)은 리지드(Rigid)할 수 있다.

상기 복수의 절연층(211, 212, 213)의 표면에는 각각 회로 패턴층이 배치된다. 이때, 상기 회로 패턴층은, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치되는 영역과 수직 방향으로 중첩된 영역 상에 위치하는 패드(220)와, 연결 부재(W)를 통해 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 애노드 전극과 연결되는 전극 패턴(240)을 포함한다.

상기 회로 패턴층은, 전기적 신호를 전달하는 배선으로, 전기 전도성이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. 이를 위해, 상기 회로 패턴층은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 구리(Cu) 및 아연(Zn) 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 회로 패턴층은 본딩력이 우수한 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 구리(Cu), 아연(Zn) 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 물질을 포함하는 페이스트 또는 솔더 페이스트로 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 회로 패턴층은 전기전도성이 높으면서 가격이 비교적 저렴한 구리(Cu)로 형성될 수 있다. 또한, 상기 회로 패턴층은 전기 전도성이 높은 금속(예를 들어, 구리) 상에 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 팔라듐(Pd) 중에서 선택되는 적어도 하나를 도금하여 전기 전도성을 높이거나 접합력을 향상시킬 수 있다.

상기 회로 패턴층은 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.

상기 회로 패턴층은 상기 패드(220)를 포함한다. 상기 패드(220)는 상기 제 1 절연층(211)의 상면에 배치되는 제 1 패드(221)와, 상기 제 2 절연층의 상면에 배치되는 제 2 패드(222)와, 상기 제 1 절연층(211)의 하면에 배치되는 제 3 패드(223)와, 상기 제 3 절연층(213)의 하면에 배치되는 제 4 패드(224)를 포함한다.

상기 제 1 내지 4 패드(221, 222, 223, 224)는 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)의 표면 중 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치된 영역과 수직 방향으로 중첩된 영역 상에 위치한다. 상기 제 1 내지 4 패드(221, 222, 223, 224)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 가지는 표면 면적보다 넓은 표면 면적을 가질 수 있다.

바람직하게, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)는 제 1 수평 폭이 660㎛일 수 있고, 제 2 수평 폭이 720㎛일 수 있다. 이때, 상기 제 1 수평 폭은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 X 축 방향의 수평 폭일 수 있으며, 상기 제 2 수평 폭은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 Y 축 방향의 수평 폭일 수 있다. 이하에서는, X 축 방향의 직선거리를 제 1 수평 폭이라 하고, Y 축 방향의 직선거리를 제 2 수평 폭이라고 한다.

한편, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 최하층은 전극부를 구성한다. 그리고, 상기 전극부는 상기 제 2 패드(222) 상에 배치된다. 이때, 상기 전극부는 제 1 수평 폭이 600㎛일 수 있고, 상기 전극부의 제 2 수평 폭은 670㎛일 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.

한편, 상기 제 1 내지 4 패드(221, 222, 223, 224)는 각각 서로 다른 수평 폭을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 제 2 내지 4 패드(222, 223, 224)는 서로 동일한 제 1 수평 폭 및 제 2 수평 폭을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제 1 패드(221)는 상기 제 2 내지 4 패드가 가지는 제 1 및 2 수평 폭보다 작은 제 1 및 2 수평 폭을 가질 수 있다.

상기 제 1 패드(221)는 제 1 수평 폭이 800㎛일 수 있고, 제 2 수평 폭이 900㎛일 수 있다. 즉, 상기 제 1 패드(221)가 배치되는 상기 제 1 절연층(211)의 상면에는, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100) 이외에도 추가적인 칩과의 연결을 위한 회로 패턴층이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 절연층(211)의 상면에는 외부 장치와 상기 발광 패키지(200) 사이를 연결하는 회로 패턴층도 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 절연층(211)의 상면에 배치되는 상기 제 1 패드(211)는 상기 제 2 내지 4 패드(222, 223, 224)보다 작은 제 1 및 2 수평 폭을 가지도록 할 수 있다. 또한, 상기 제 1 절연층(211)은 연성 기판이고, 상기 제 1 절연층(211)의 상/하면에 각각 배치되는 제 2 절연층은 경성 기판일 수 있다.

그리고, 제 2 내지 4 패드(222, 223, 224)는 각각 1550㎛의 제 1 수평 폭과, 1600㎛의 제 2 수평 폭을 가질 수 있다.

상기 제 1 내지 4 패드(221, 222, 223, 224) 중 상기 제 2 패드(222) 위에는 접속부(280)가 배치된다. 예를 들어, 상기 접속부(280)는 금속 페이스트일 수 있다. 예를 들어, 상기 접속부(280)는 은(Ag) 페이스트일 수 있다. 그리고, 상기 접속부(280) 위에는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치된다. 즉, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자 (100)는 상기 접속부(280)를 통해 상기 제 2 패드(222) 위에 실장될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 패드(222)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 실장하기 위한 실장 패드라고도 할 수 있다.

이때, 본 발명에서의 상기 제 2 패드(222)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적보다 적어도 2배 이상의 표면 면적을 가지도록 할 수 있다. 본 발명에서의 상기 제 2 패드(222)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적보다 적어도 4배 이상의 표면 면적을 가지도록 할 수 있다. 본 발명에서의 상기 제 2 패드(222)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적보다 적어도 6배 이상의 표면 면적을 가지도록 할 수 있다.

즉, 상기 제 2 패드(222)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 실장되는 실장 영역을 제공한다. 또한, 상기 제 2 패드(222)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)에서 발생한 열을 비아(V)를 통해 하부로 전달하기 위해 제공될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 패드(222)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 200% 이상의 표면 면적을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 패드(222)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 400% 이상의 표면 면적을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 패드(222)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 600% 이상의 표면 면적을 가질 수 있다.

이때, 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적이 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적 대비 200% 보다 작으면, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)에서 발생한 열의 방출 성능이 감소하는 문제점이 있다. 또한, 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적이 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적 대비 610%보다 크면, 상기 제 2 패드(222)가 차지하는 공간의 증가로 인해 상기 발광 패키지의 전체적인 부피가 커지는 문제점이 있다.

한편, 상기 제 1 내지 4 패드(221, 222, 223, 224)는 수직 방향으로 중첩되는 영역 상에 각각 배치될 수 있다. 다시 말해서, 상기 제 1 내지 4 패드(221, 222, 223, 224)는 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)의 표면 상에 수직 방향으로 정렬되어 위치할 수 있다. 다시 말해서, 상기 제 1 내지 4 패드(221, 222, 223, 224)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)이 배치된 영역과 수직 방향으로 중첩된 영역 상에 정렬되어 위치할 수 있다.

한편, 상기 복수의 절연층(211, 212, 213) 내에는 복수의 비아(V1, V2, V3, V4, V5)가 배치된다. 상기 복수의 비아(V1, V2, V3, V4, V5) 중 제 2 비아 그룹(V4, V5)은 서로 다른 층간의 신호 전달을 위해 배치되는 관통 비아이고, 제 1 비아 그룹(V1, V2, V3)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)에서 발생한 열을 외부로 방출하는 방열 비아이다. 따라서, 상기 제 1 비아 그룹(V1, V2, V3)은 방열 비아를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 비아 그룹(V1, V2, V3)은 방열 기능만을 수행하는 것이 아니라, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)과 전기적으로 연결되어 신호 전달 기능도 수행할 수 있다. 다시 말해서, 상기 제 1 비아 그룹(V1, V2, V3)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 최하부에 배치된 전극부(보다 명확하게는, 캐소드 전극)과 전기적으로 연결된다.

상기 제 1 비아 그룹(V1, V2, V3)을 구성하는 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)는 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)을 각각 관통하며 형성된다.

바람직하게, 상기 제 1 비아(V1)는 상기 제 1 절연층(211)을 관통하며 형성된다. 상기 제 2 비아(V2)는 상기 제 2 절연층(212)을 관통하며 형성된다. 또한, 상기 제 3 비아(V3)는 상기 제 3 절연층(213)을 관통하며 형성된다. 그리고, 상기 제 1 내지 3 비아(V3)는 상기 제 1 내지 4 패드(221, 222, 223, 224) 중 적어도 하나의 패드와 직접 접촉할 수 있다.

다시 말해서, 상기 제 1 비아(V1)는 상면이 상기 제 1 패드(221)의 하면과 직접 접촉하고, 하면이 상기 제 3 패드(223)의 상면과 직접 접촉할 수 있다. 또한, 상기 제 2 비아(V2)는 상면이 상기 제 2 패드(222)의 하면과 직접 접촉하고, 하면이 상기 제 1 패드(221)의 상면과 직접 접촉할 수 있다. 상기 제 3 비아(V3)는 상면이 상기 제 3 패드(223)의 하면과 직접 접촉하고, 하면이 상기 제 4 패드(224)의 상면과 직접 접촉할 수 있다.

상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)는 각각 상기 기판(210) 내에서 제 1 및 2 방향으로 일정 간격 이격되는 복수의 비아 파트(VP)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)는 각각 상기 복수의 절연층(211, 212, 213) 내에서 제 1 방향으로 상호 이격되는 복수의 제 1 비아 파트를 포함하며, 상기 제 1 비아 파트 각각을 중심으로 제 2 방향으로 상호 이격되는 복수의 제 2 비아 파트를 포함할 수 있다.

한편, 상기에서는 상기 복수의 비아 파트가 상호 수직한 제 1 및 2 방향으로 이격되어 있다고 하였다. 그러나 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 복수의 비아 파트의 이격 방향은 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 이격되는 방향은 상기 제 1 방향과 수직한 방향이 아닌 대각 방향 또는 비스듬한 방향일 수도 있다.

상기 제 1 방향은 상기 복수의 절연층(211, 212, 213) 각각의 상면의 가로 방향(또는, X축 방향)일 수 있고, 상기 제 2 방향은 상기 복수의 절연층(211, 212, 213) 각각의 상면의 세로 방향(또는, Y축 방향)일 수 있다.

또한, 상기 제 1 내지 4 패드(221, 222, 223, 224)와 연결되는 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트는 원형 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 각각의 비아 파트는 제 1 방향으로의 폭과 상기 제 2 방향으로의 폭이 실질적으로 동일할 수 있다.

즉, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트의 제 1 수평 폭과 제 2 수평 폭은 실질적으로 동일할 수 있다. 이때, 상기 각각의 비아 파트의 제 1 수평 폭 및 제 2 수평 폭 각각은 10㎛ 내지 1mm 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 각각의 비아 파트의 제 1 수평 폭 및 제 2 수평 폭 각각은 100㎛ 내지 900㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 각각의 비아 파트의 제 1 수평 폭 및 제 2 수평 폭 각각은 300㎛ 내지 750㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 각각의 비아 파트의 제 1 수평 폭 및 제 2 수평 폭 각각은 450㎛ 내지 600㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다.

또한, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트는 상기 각각의 절연층 내에서 제 1 방향 및 제 2 방향으로 일정 간격 이격될 수 있다. 이때, 상기 제 1 방향으로의 이격 폭은 2㎛ 내지 100㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 방향으로의 이격 폭은 4㎛ 내지 80㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 방향으로의 이격 폭은 7㎛ 내지 60㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 방향으로의 이격 폭은 10㎛ 내지 50㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 또한 이와 마찬가지로 상기 제 2 방향으로의 이격 폭은 2㎛ 내지 100㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 방향으로의 이격 폭은 4㎛ 내지 80㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 방향으로의 이격 폭은 7㎛ 내지 60㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 방향으로의 이격 폭은 10㎛ 내지 50㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다.

한편, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트의 두께는 1㎛ 내지 200㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트의 두께는 10㎛ 내지 150㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트의 두께는 50㎛ 내지 100㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트의 두께는 70㎛ 내지 90㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다.

즉, 상기와 같이 본 발명에서의 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트는 일정 범위의 제 1 수평 폭, 제 2 수평 폭, 제 1 방향으로의 이격 폭, 및 제 2 방향으로의 이격 폭을 가지며, 이에 따라 제한된 배치 영역 내에서 상기 비아의 용적율을 최대화할 수 있고 이에 따른 방열 특성을 최대화할 수 있다.

바람직하게, 상기 복수의 비아 파트를 포함하는 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 표면 면적은, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 실장되는 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적에 의해 결정될 수 있다. 이때, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 표면 면적은 상면의 면적일 수 있고, 하면의 면적일 수 있다. 이때, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)는 사다리꼴 형상을 가지며, 이에 따라 상면의 면적과 하면의 면적이 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 표면 면적은, 상기 상면 면적 및 하면 면적 중 더 큰 면적을 의미할 수 있다.

상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 각각의 표면 면적은 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 적어도 10% 이상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 각각의 표면 면적은 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 적어도 15% 이상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 각각의 표면 면적은 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 적어도 20% 이상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 각각의 표면 면적은 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 적어도 30% 이상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 각각의 표면 면적은 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 적어도 40% 이상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 각각의 표면 면적은 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 적어도 50% 이상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 각각의 표면 면적은 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 60% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 각각의 표면 면적은 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 75% 이하일 수 있다.

이때, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 각각의 표면 면적이 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 10%보다 작은 경우, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)에서 발생한 열을 효율적으로 방출할 수 없다. 또한, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 표면 면적이 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 적어도 75%보다 크면, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 상면 중 상기 제 2 패드(222)의 하면과 중첩되지 않는 영역이 발생할 수 있다. 즉, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 표면 면적이 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 적어도 75%보다 크면, 수직 방향 내에서 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 중 일부는 상기 제 2 패드(222)와 중첩되지 않을(또는 정렬되지 않는) 수 있다. 그리고 이는 상기 비아의 신뢰성을 감소시키게 된다. 또한, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)의 표면 면적이 상기 제 2 패드(222)의 표면 면적의 적어도 75%보다 크면, 각각의 비아를 구성하는 복수의 비아 파트 사이의 간격이 좁아지게 된다. 그리고, 이는 각각의 비아 파트의 측면이 서로 연결되어 비아 면적이 넓어져 비아 내부에 전도성 물질을 채울 때 기판보다 낮게 전도성 물질이 채워짐으로 인해 패드를 평탄하게 형성하기 어려우며, 이로 인해 수직 공동형 표면 발광 레이저 등의 소자를 실장할 때 단선(전류가 통하지 않음)되는 신뢰성 문제를 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 각각은, 수직 방향 내에서 상면의 적어도 일부가 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)와 중첩될 수 있다.

이때, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 각각의 표면은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 하면과 중첩되는 중첩 영역을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 각각의 중첩 영역의 표면 면적은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 10% 이상일 수 있다. 여기에서, 상기 중첩 영역의 표면 면적은, 상기 각각의 비아의 상면 및 하면 중 큰 면적을 가지는 표면의 면적일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 각각의 중첩 영역은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 15% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 각각의 중첩 영역은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 20% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 각각의 중첩 영역은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 30% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 각각의 중첩 영역은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 40% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 각각의 중첩 영역은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 50% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3) 각각의 중첩 영역은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 표면 면적의 60% 이상일 수 있다.

따라서, 본 발명에서의 발광 패키지(200)는 상기 기판(210)에 의해 전체 두께가 결정되는 비교 예의 발광 패키지보다 슬림하게 제조될 수 있다.

실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함하는 발광 패키지는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 실장 및 회로 패턴층의 배치를 위해 오직 하나의 기판이 요구되기 때문에, 상기 발광 패키지의 전체적인 두께를 감소시킬 수 있다. 자세하게, 실시 예에 따른 발광 패키지는 질화 알루미늄을 포함하는 방열 기판(상기 제 2 기판)을 제거할 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함하는 발광 패키지는 비교 예에서의 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 접착층을 생략할 수 있어, 상기 접착층의 접착 불량에 의한 문제점을 해소할 수 있으므로, 발광 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함하는 발광 패키지는, 하나의 기판(210) 상에서 신호 전달이 이루어지기 때문에, 신호 전달 거리를 최소화할 수 있으며, 이에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있다. 기존에는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에서 신호 전달이 이루어지며, 구체적으로 제 1 기판과 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자 사이에서 캐소드부 및 애노드부 모두가 와이어 본딩을 통해 신호 전달이 이루어져 이에 따른 신호 전달 거리가 증가하였다. 반면에, 본 발명에 따른 실시 예에서는 하나의 기판(210) 내에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 실장 및 회로 배선이 배치되기 때문에 상기 신호 전달 거리를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서는 기판과 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자의 캐소드부와 연결 시, 와이어 본딩을 사용하지 않고 추가 접속부를 통해 신호 전달이 이루어지도록 하여 이에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함하는 발광 패키지는 한번의 공정(다시 말해서, 하나의 기판을 제조하는 공정)으로 제조할 수 있으며, 기존에서 별도의 공정으로 제 1 및 2 기판을 각각 제조했던 것 대비 공정 효율 및 제품 수율을 향상시킬 수 있다.

한편, 기판(210)의 최상부 및 최하부에는 보호층(230)이 배치된다. 상기 보호층(230)은 상기 절연층(211, 212, 213)의 표면을 보호하거나, 회로 패턴층의 표면을 보호하기 위해 형성된다. 바람직하게, 상기 보호층(230)은 레지스트(resist)층일 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(230)은 유기 고분자 물질을 포함하는 솔더 레지스트층일 수 있다. 일례로, 상기 보호층(230)은 에폭시 아크릴레이트 계열의 수지를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 보호층(230)은 수지, 경화제, 광개시제, 안료, 용매, 필러, 첨가제, 아크릴 계열의 모노머 등을 포함할 수 있다. 다만, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 보호층(230)은 포토솔더 레지스트층, 커버레이(cover-lay) 및 고분자 물질 중 어느 하나일 수 있음은 물론이다.

상기 보호층(230)의 두께는 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 상기 보호층(230)의 두께는 1㎛ 내지 15㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(230)의 두께는 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 상기 보호층(230)의 두께가 20㎛ 초과인 경우에는 발광 패키지의 전체 두께가 증가할 수 있다. 상기 보호층(230)의 두께가 1㎛ 미만인 경우에는 발광 패키지 내에 포함된 회로 패턴층의 신뢰성이 저하될 수 있다.

상기 보호층(230)은 상기 회로 패턴층 중 적어도 하나의 회로 패턴층의 표면을 노출한다. 이때, 상기 보호층(230)은 상기 제 2 절연층(212) 상에 배치되는 상부 보호층(230)과, 상기 제 3 절연층(211, 212, 213) 아래에 배치되는 하부 보호층(230)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 상부 보호층(230)은 상기 제 2 절연층(212) 상에 실장된 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100) 및 상기 전극 패턴(240)을 노출할 수 있다. 또한, 상기 제 2 절연층(212) 상에 배치된 회로 패턴층은 그라운드를 위한 접지 영역을 포함할 수 있으며, 상기 상부 보호층(230)은 상기 접지 영역을 노출할 수 있다.

또한, 상기 하부 보호층(230)은 상기 제 3 절연층(213)의 하면에 배치된 횔 패턴 중 그라운드를 위한 접지 영역을 노출하며 배치될 수 있다.

또한, 상기 하부 보호층(230) 아래에는 보호부(250)가 배치될 수 있다.

상기 보호부(250)는 상기 하부 보호층(230)을 통해 노출된 상기 접지 영역을 포함한 상기 하부 보호층(230)의 하면에 전체적으로 형성될 수 있다.

이때, 상기 보호부(250)는 상기 하부 보호층(230)의 하면 및 상기 하부 보호층(230)을 통해 노출된 상기 접지 영역 아래에 배치되는 차폐층(251)을 포함할 수 있다. 상기 차폐층(251)은 EMI(Electro Magnetic Interference)를 차폐하는 차폐층일 수 있다.

상기 차폐층(251)의 하면에는 접착층(252)이 배치될 수 있다. 상기 접착층(252)은 상기 차폐층(251)의 하부에 금속 플레이트(253)를 부착하기 위한 용도로 배치될 수 있다. 상기 금속 플레이트(253)는 서스(SUS)일 수 있다. 상기 금속 플레이트(253)는 100㎛의 두께를 가질 수 있다.

한편, 상기 상부 보호층(230) 상에는 홀더(300)가 배치된다. 이때, 상기 보호층(230)과 상기 홀더(300) 사이에는 접착층(도시하지 않음)이 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 상부 보호층(230) 상에 상기 홀더(300)가 안정적으로 부착될 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 홀더(300)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 상부 영역을 노출하면서, 확산부(400)가 안착될 수 있는 안착부를 가진다. 그리고, 상기 안착부에는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 상부 영역을 덮으며 확산부(400)가 배치된다. 상기 확산부(400)는 디퓨저(diffuser)라 할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에서는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치되는 패드(220)의 하부에 원형 형상의 복수의 비아 파트를 포함한 비아(V1, V2, V3)를 형성한다. 상기 복수의 비아(V1, V2, V3)는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 하부에서 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)에서 발생한 열을 외부로 전달한다. 이때, 상기 복수의 비아(V1, V2, V3)는 한정된 공간 내에서의 배치 용적율을 최대로 하여 형성되며, 이에 따라 방출 특성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 층 구조 및 상기 비아(V1, V2, V3)를 각각 구성하는 복수의 비아 파트에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지에 포함된 발광 소자는 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)(VCSEL)일 수 있다

상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)는 발광구조물(110), 제1 및 제2 전극(120, 160)을 포함할 수 있다.

상기 제1 전극(120)은 접착층(121), 기판(123) 및 제1 도전층(125)을 포함할 수 있다. 상기 접착층(121)은 유테틱 본딩이 가능한 물질을 포함할 수 있다 예를 들어, 상기 접착층(121)은 AuSn, NiSn 또는 InAu 중 적어도 하나를 포함할 수 있다

상기 기판(123)은 전도성 부재로 형성될 수 있으며, 그 물질은 구리(Cu-copper), 금(Au-gold), 니켈(Ninickel), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, AlN, GaAs, ZnO, SiC 등)와 같은 전도성 물질로 형성될 수 있다. 상기 기판(123)은 다른 예로서, 전도성 시트로 구현될 수 있다. 상기 기판(123)이 GaAs일 경우, 기판(123) 상에 발광구조물(110)이 성장될 수 있고, 상기 접착층(121)은 생략될 수 있다.

상기 제1 도전층(125)은 상기 기판(123) 아래에 배치될 수 있다 상기 제1 도전층(125)은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택되어 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.

상기 발광구조물(110)은 제1 전극(120) 상에 배치된 제1 반도체층(111), 활성층(113), 애퍼처층(114), 제2 반도체층(115)을 포함할 수 있다 상기 발광구조물(110)은 상기 제1 기판(121) 상에 복수의 화합물 반도체층이 성장될 수 있으며, 상기 복수의 화합물 반도체층의 성장 장비는 전자빔 증착기, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering), MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 등에 의해 형성할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 제1 반도체층(111)은 제1 도전형의 도펀트가 도핑된 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다 예컨대 상기 제1 반도체층(111)은 GaAs, GaAl, InP, InAs 및 GaP 중 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다 상기 제1 반도체층(111)은 예컨대, AlxGa1-xAs(0<x<1)/AlyGa1-yAs(0<x<1) (y<x)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다 상기 제1 반도체층(111)은 제1 도전형의 도펀트 예컨대, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층이 될 수 있다. 상기 제1 반도체층(111)은 서로 다른 반도체 층을 교대로 배치하여 λ/4n 두께를 갖는 DBR(distributed bragg reflector)일 수 있다.

상기 활성층(113)은 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 활성층(113)은 GaAs, GaAl, InP, InAs 및 GaP 중 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 활성층(113)은 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층(113)은 교대로 배치된 복수의 우물층과 복수의 장벽층을 포함할 수 있다. 상기 복수의 우물층은 예컨대, InpGa1-pAs(0≤p≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있다. 상기 장벽층은 예컨대, InqGa1-qAs(0≤q≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 애퍼처층(114)은 상기 활성층(113) 상에 배치될 수 있다 상기 애퍼처층(114)은 중심부에 원형의 개구부가 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 애퍼처층(114)은 활성층(113)의 중심부로 전류가 집중되도록 전류이동을 제한하는 기능을 포함할 수 있다. 즉, 상기 애퍼처층(114)은 공진 파장을 조정하고, 활성층(113)으로부터 수직으로 발광하는 빔 각을 조절할 수 있다. 상기 애퍼처층(114)은 SiO₂ 또는 Al₂O₃와 같은 유전체 물질을 포함할 수 있고, 활성층(113), 제1 및 제2 반도체층(111, 115)보다 높은 밴드 갭을 가질 수 있다.

상기 제2 반도체층(115)은 제2 도전형의 도펀트가 도핑된 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 제2 반도체층(115)은 GaAs, GaAl, InP, InAs 및 GaP 중 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 반도체층(115)은 예컨대, AlxGa1-xAs(0<x<1)/AlyGa1-yAs(0<x<1) (y<x)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2 반도체층(115)은 제2 도전형의 도펀트 예컨대, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba와 같은 p형 도펀트를 갖는 p형 반도체층일 수 있다 상기 제2 반도체층(115)은 서로 다른 반도체층을 교대로 배치하여 λ/4n 두께를 갖는 DBR일 수 있다. 상기 제2 반도체층(115)은 상기 제1 반도체층(111)보다 낮은 반사율을 포함할 수 있다 예컨대 상기 제1 및 제2 반도체층(111, 115)은 90% 이상의 반사율에 의해 수직으로 공진 캐비티를 형성할 수 있다. 이때, 광은 상기 제1 반도체층(111)의 반사율보다 낮은 상기 제2 반도체층(115)을 통해서 외부로 방출될 수 있다.

실시 예의 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)는 발광구조물(110) 상에 제2 도전층(140)을 포함할 수 있다 상기 제2 도전층(140)은 제2 반도체층(115) 상에 배치되고, 발광영역(EA)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(140)은 탑 뷰가 원형 링 타입일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 타원형 또는 다각형일 수 있다. 상기 제2 도전층(140)은 오믹 접촉 기능을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전층(140)은 제2 도전형의 도펀트가 도핑된 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다 예컨대 상기 제2 도전층(140)은 GaAs, GaAl, InP, InAs 및 GaP 중 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 도전층(140)은 제2 도전형의 도펀트 예컨대, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba와 같은 p형 도펀트를 갖는 p형 반도체층일 수 있다.

실시 예의 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)는 발광구조물(110) 상에 보호층(150)을 포함할 수 있다. 상기 보호층(150)은 상기 제2반도체층(115) 상에 배치될 수 있다. 상기 보호층(150)은 상기 발광영역(EA)과 수직으로 중첩될 수 있다. 실시 예의 발광소자(100)는 절연층(130)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(130)은 상기 발광구조물(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 절연층(130)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr과 같은 물질의 산화물, 질화물, 불화물, 황화물 등 절연물질 또는 절연성 수지를 포함할 수 있다. 상기 절연층(130)은 예컨대, SiO₂, Si₃N₄, Al₂O₃, TiO₂ 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(130)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 제2 전극(160)은 상기 제2 도전층(140) 및 상기 절연층(130) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 상기 제2 도전층(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(160)은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택되어 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 제 1 전극(160)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 애노드 전극일 수 있고, 상기 제 2 전극(120)은 캐소드 전극일 수 있다.

그리고, 상기 제 1 전극(160)은 연결 부재(W)를 통해 상기 전극 패턴(240)에 연결되고, 상기 제 2 전극(120)은 상기 패드(222) 상에 배치된다.

이하에서는, 도 5를 참조하여 상기 복수의 비아 파트를 포함한 비아(V1, V2, V3)에 대해 설명하기로 한다. 상기 비아(V1, V2, V3)는 방열 비아이며, 상기 설명한 바와 같이 패드(220)와 수직 방향으로 중첩된 영역 상에 배치된다. 또한, 상기 비아(V1, V2, V3)는 적어도 일부가 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치된 영역과 수직 방향으로 중첩된다.

이때, 상기 비아(V1, V2, V3)는 각각 복수의 비아 파트를 포함한다. 상기 복수의 비아 파트 각각은 도 5a에서와 같이 제 1 방향으로의 수평 폭과 제 2 방향으로의 수평 폭이 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 방향으로의 수평 폭은 상기 제 2 방향으로의 수평 폭의 0.9배 내지 1.1배 사이의 범위를 가질 수 있다.

한편, 상기 복수의 비아 파트 각각은 상호 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이격되어 배치된다. 이때, 도면 상에는 상기 복수의 비아 파트가 직선 형태의 패드의 하나의 변과 평행하게 배치(즉, 제 1 방향으로 이격되어 배치)되거나, 상기 하나의 변고 수직 방향으로 배치(즉, 제 2 방향으로 이격되어 배치)되는 것으로 도식화 되었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트는 곡선 또는 지그재그 형상을 가질 수 있고, 이에 따라 패드의 하나의 변과 일정 경사각을 가지고 비스듬하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트의 제 1 수평 폭과 제 2 수평 폭 각각은 10㎛ 내지 1mm 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 각각의 비아 파트의 제 1 수평 폭 및 제 2 수평 폭 각각은 100㎛ 내지 900㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 각각의 비아 파트의 제 1 수평 폭 및 제 2 수평 폭 각각은 300㎛ 내지 750㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 각각의 비아 파트의 제 1 수평 폭 및 제 2 수평 폭 각각은 450㎛ 내지 600㎛ 사이의 범위를 가질 수 있다.

또한, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트는 2㎛ 내지 100㎛ 사이의 범위 내에서 제 1 방향으로 상호 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트는 10㎛ 내지 50㎛ 사이의 범위 내에서 제 1 방향으로 상호 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트는 2㎛ 내지 100㎛ 사이의 범위 내에서 제 2 방향으로 상호 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트는 10㎛ 내지 50㎛ 사이의 범위 내에서 제 2 방향으로 상호 이격되어 배치될 수 있다.

한편, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)는 각각 12개의 비아 파트로 구성되는 것으로 도시하였으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 비아 파트의 수는 상기 패드(220)의 면적에 따라 더 증가하거나 감소할 수 있을 것이다.

또한, 도 5b에서와 같이, 상기 제 1 내지 3 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 각각의 비아 파트는 상호 수직한 방향으로 상호 이격되는 것이 아니라 대각 방향으로 이격되어 배치될 수 있으며, 이에 따라 동일 면적 내에 형성될 수 있는 상기 비아 파트의 수를 최대화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 배치 형태를 나타낸 평면도이며, 도 8은 도 7의 드라이버 소자와 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100) 사이의 연결 관계를 나타낸 평면도이고, 도 9는 본 발명과 비교 예의 드라이버 소자와 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 캐소드 전극 사이의 회로 거리를 비교한 도면이며, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 배치 형태를 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 배치 형태를 나타낸 도면이다.

이하에서는 도 6 내지 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광 모듈에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 발광 모듈은 도 3의 발광 패키지에서 드라이버 소자(500)가 절연층(211, 212, 213) 상에 추가로 배치될 수 있다.

즉, 발광 모듈은 절연층(211, 212, 213)을 포함하는 기판(210), 제 1 내지 3 패드를 포함하는 패드(220), 비아(V1, V2, V3), 보호층(230), 전극 패턴(240), 보호부(250)를 포함한다.

이때, 상기 절연층(211, 212, 213) 중 최상부의 절연층(212)의 상면에는 드라이버 소자(500)를 실장하기 위한 접속 패턴(260)이 추가로 형성된다.

그리고, 상기 접속 패턴(260) 위에는 제 2 접속부(270)가 배치된다, 그리고, 상기 제 2 접속부(270) 위에는 상기 제 2 접속부(270)에서 제공되는 접착력에 의해 상기 드라이버 소자(500)가 부착된다. 즉, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)는 제 1 접속부(280)를 통해 상기 패드(220) 위에 부착되고, 상기 드라이버 소자(500)는 상기 제 2 접속부(270)를 통해 상기 접속 패턴(260) 위에 부착된다.

한편, 상기 드라이버 소자(500)의 하면에는 다수의 단자(도시하지 않음)가 위치한다. 상기 다수의 단자는 신호를 수신하는 수신 단자나, 신호를 전송하는 전송 단자를 포함할 수 있으며, 그라운드 단자도 포함할 수 있다. 이때, 종래에는 상기 그라운드 단자와 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 그라운드 단자가 별도의 와이어와 같은 연결 부재를 통해 상호 연결되었으나, 본 실시 예에서는 별도의 와이어 없을 수 있다. 또한, 상기 그라운드 단자와 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 캐소드 전극 연결 시에 별도의 와이어가 필요 없을 수 있다.

이와 다르게, 본 발명에서는 하나의 패드 위에 상기 캐소드 전극과 상기 드라이버 소자(500)의 그라운드 단자가 모두 위치하도록 할 수 있다. 이때, 상기 하나의 패드는 상기 비아(V1, V2, V3)와 전기적으로 연결되는 패드 또는 상기 비아(V1, V2, V3)와 수직 방향으로 중첩된 영역 상에 배치된 패드라 할 수 있으며, 바람직하게 최상부의 절연층 위에 배치된 제 2 패드(222)이다.

즉, 상기 제 2 절연층(212)의 상면에는 상기 드라이버 소자(500)가 배치되는 접속 패턴(260)이 배치된다. 이때, 상기 접속 패턴(260)은 상기 드라이버 소자(500)에 구비된 단자의 수에 맞게 상기 제 2 절연층(212) 상에 배치될 수 있다. 이때, 본 발명에서는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치된 패드(222)의 일부는 상기 드라이버 소자(500)의 접속 패턴으로 사용한다.

즉, 상기 접속 패턴(260)은 제 1 내지 3 접속 패턴(261, 262, 263)을 포함할 수 있다. 그리고, 제 1 내지 3 접속 패턴(261, 262, 263) 위에는 각각 상기 제 2 접속부(270)를 구성하는 제 1 내지 3 서브 접속부(271, 272, 273)가 배치된다. 그리고, 상기 제 1 내지 3 서브 접속부(271, 272, 273)를 통해 상기 접속 패턴 상에 상기 드라이버 소자(500)가 실장될 수 있다. 이때, 상기 패드(222) 상에도 상기 제 2 접속부(270)를 구성하는 제 4 서브 접속부(274)가 위치하며, 상기 제 4 서브 접속부(274) 위에는 상기 드라이버 소자(500)의 그라운드 단자가 위치할 수 있다.

다시 말해서, 종래에는 상기 드라이버 소자(500)의 그라운드 단자가 별도의 접속 패턴 위에 배치되고, 그에 따라 와이어를 통해 상기 그라운드 단자와 연결된 접속 패턴과 상기 캐소드 전극을 전기적으로 연결하였다.

이와 다르게, 본 발명에서는 상기 캐소드 전극이 배치된 상기 패드 위에 상기 드라이버 소자(500)의 그라운드 단자도 함께 배치하여, 상기 캐소드 전극과 상기 드라이버 소자(500) 사이의 신호 거리를 최소화할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명에서는 상기 패드(222)와 수직으로 중첩되는 영역 상에 상기 드라이버 소자(500)의 적어도 일부가 위치할 수 있다. 이때, 상기 패드(222)와 수직으로 중첩되는 영역 상에 위치한 상기 드라이버 소자(500)의 일부는, 그라운드 단자가 형성된 영역일 수 있다.

한편, 도 7을 참조하면, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)는 상기 패드(222) 위에 배치되며, 상기 각각의 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 복수의 비아 파트 중 적어도 하나의 비아 파트와 수직 방향으로 중첩되어 배치될 수 있다.

즉, 도 7의 (a)에서와 같이, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)는 패드(220)의 중앙 영역에 배치되어, 2개의 비아 파트와 수직 방향으로 중첩되어 배치될 수 있다. 이와 다르게, 도 7의 (b)에서와 같이, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)는 상기 패드(220)의 외곽 영역에 배치되어 하나의 비아 파트의 전체 영역과 수직 방향으로 중첩되어 배치될 수 있다. 또한, 도 7의 (c)에서와 같이, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)는 상기 패드(220)의 모서리 영역에 배치되어 하나의 비아 파트의 일부 영역과 수직 방향으로 중첩되어 배치될 수 있다.

한편, 도 8에서와 같이, 상기 드라이버 소자(500)의 하면에는 복수의 그라운드 단자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 드라이버 소자(500)는 제 1 내지 3 그라운드 단자(510, 520, 530)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 내지 3 그라운드 단자(510, 520, 530)는 상기 패드(222) 상에 배치되는 제 2 접속부(270)를 통해 상기 패드 위에 바로 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 그라운드 단자는 와이어와 같은 별도의 연결 부재 없이 제 1 접속부(280)를 통해 상기 패드(222) 상에 배치된 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 캐소드 전극과 연결될 수 있다.

도 9를 참조하면, 도 9의 (a)에서는 별도의 제 2 기판(20) 위에 제 1 접속부(23)가 배치되고, 상기 제 1 접속부(23) 상에 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)가 배치된다.

그리고, 드라이버 소자(70)는 제 1 기판(10) 위에 배치된다. 즉, 드라이버 소자(70)는 제 2 접속부(80)를 통해 상기 기판 위에 배치되는 회로 패턴층(11) 위에 실장된다.

이에 따라, 상기 드라이버 소자(70)와 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)는 별도의 연결 부재(14)를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 상기 드라이버 소자(70)의 그라운드 단자는 제 1 기판(10) 위에 배치되는 회로 패턴층(11) 위에 위치한다. 그리고, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(22)의 캐소드 전극은 제 2 기판(20) 위에 배치된 금속층(21) 위에 위치한다. 종래의 제 2기판(20)은 AlN기판을 사용함으로 인해 높이 조절이 어려워 제 1기판(10) 보다 두껍게 제작 되었다. 다만, 종래에는 상기 제 1기판(10)과 동일 높이로 상기 제 2 기판(20)을 제작할 수는 있었으나, 제작 비용 및 높이를 맞추는 공정이 별도로 필요하여 어려움이 있었다. 뿐만 아니라 제 2 기판(20)의 높이를 제 1기판(10)의 높이에 맞추었다 하더라도 별도의 기판인 상기 제 2기판(10)을 상기 제 1 기판(10)에 삽입하였기에 상기 제 1 및 2 기판 사이에 공간이 존재하여 회로 패턴층(11)과 금속층(21)을 함께 만들 수는 없었다. 따라서, 종래의 발광 모듈은 상기 회로 패턴층(11)과 상기 금속층(21) 사이에 연결 부재(14)가 위치한다.

이와 다르게, 본 발명에서는 도 9의 (b)에서와 같이, 하나의 패드(222) 위에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자가 배치되는 제 1 접속부(280)와 상기 드라이버 소자가 배치되는 제 2 접속부(270)가 모두 위치한다. 즉, 패드(222) 위에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 캐소드 전극이 위치함으로 인해 별도의 연결 부재가 불필요하다. 또한, 상기 드라이버 소자(500)의 그라운드 단자도 상기 패드(222) 상에 위치시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 비교 예와 다르게, 상기 드라이버 소자(500)와 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100) 사이의 신호 거리를 최소화할 수 있으며, 이에 따른 인덕턴스 감소에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있다.

한편, 도 10을 참조하면, 상기 최상부의 절연층 위에 배치된 패드(222)의 상면은 평탄하지 않고 굴곡을 가질 수 있다. 즉, 상기 패드(222)의 상면 중 상기 비아 파트와 수직으로 중첩된 영역의 상면은 하부 방향으로 일정 깊이 함몰된 오목부(CR)를 포함할 수 있다.

이는, 상기 각각의 비아 파트를 구성하는 비아 홀 내부에 금속 물질이 충진되는 과정에서, 상기 비아 홀이 형성된 영역과 그 이외의 영역에서의 충진 높이 차이가 발생할 수 있기 때문이다.

상기 각각의 비아 파트를 구성하는 복수의 비아 홀은, 기계, 레이저 및 화학 가공 중 어느 하나의 가공 방식에 의해 형성될 수 있다. 상기 비아 홀이 기계 가공에 의해 형성되는 경우에는 밀링(Milling), 드릴(Drill) 및 라우팅(Routing) 등의 방식을 사용할 수 있고, 레이저 가공에 의해 형성되는 경우에는 UV나 CO₂ 레이저 방식을 사용할 수 있으며, 화학 가공에 의해 형성되는 경우에는 아미노실란, 케톤류 등을 포함하는 약품을 이용하여 상기 절연층(211, 212, 213)을 개방할 수 있다.

한편, 상기 레이저에 의한 가공은 광학 에너지를 표면에 집중시켜 재료의 일부를 녹이고 증발시켜, 원하는 형태를 취하는 절단 방법으로, 컴퓨터 프로그램에 의한 복잡한 형성도 쉽게 가공할 수 있고, 다른 방법으로는 절단하기 어려운 복합 재료도 가공할 수 있다.

또한, 상기 레이저에 의한 가공은 절단 직경이 최소 0.005mm까지 가능하며, 가공 가능한 두께 범위로 넓은 장점이 있다.

상기 레이저 가공 드릴로, YAG(Yttrium Aluminum Garnet)레이저나 CO₂ 레이저나 자외선(UV) 레이저를 이용하는 것이 바람직하다. YAG 레이저는 동박층 및 절연층 모두를 가공할 수 있는 레이저이고, CO₂ 레이저는 절연층만 가공할 수 있는 레이저이다.

상기 비아 홀이 형성되면, 상기 비아 홀 내부를 전도성 물질로 충진하여 상기 비아(V1, V2, V3)를 형성한다. 상기 비아(V1, V2, V3)를 형성하는 금속 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni) 및 팔라듐(Pd) 중에서 선택되는 어느 하나의 물질일 수 있으며, 상기 전도성 물질 충진은 무전해 도금, 전해 도금, 스크린 인쇄(Screen Printing), 스퍼터링(Sputtering), 증발법(Evaporation), 잉크젯팅 및 디스펜싱 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 방식을 이용할 수 있다.

즉, 상기 비아 홀 내부를 전도성 물질로 충진하는 과정에서, 상기 패드(222)도 함께 형성되는데, 상기 비아 홀이 배치된 영역과 그 이외의 영역에서의 도금 차이로 인해 상기 패드의 상면에 상기 오목부(CR)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 비아 홀의 충진에 따른 패드 형성 공정에서, 과도금을 진행하고, 그에 따라 과도금된 영역을 연마하는 것으로, 상기 패드의 상면을 평탄하게 만들 수 있다. 그러나, 본 발명에서의 상기 제 1 절연층(211)은 플렉서블 특성을 가지며, 이에 따라 상기 과도금된 영역을 연마하는 공정이 어렵다. 이에 따라, 상기 비아 파트와 중첩된 영역의 패드 상면은 오목부(CR)를 가질 수 있다. 상기 오목부(CR)의 최소 높이는 상기 기판의 상부면보다는 높게 형성하는 것이 좋다. 즉, 상기 비아의 상면 보다는 높게 상기 오목부(CR)을 형성함으로 인해 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100) 실장시 기울어짐을 최소화하여 광의 발산 각도가 변하는 문제를 최소화 할 수 있다.

이때, 상기 오목부(CR) 위에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치되는 경우, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 실장 신뢰성에 문제가 발생할 수 있으며, 이에 따른 정상적인 발광 동작을 하지 못할 수 있다. 즉, 상기 오목부(CR) 위에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치되는 경우, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 일정 경사각을 가지며 상기 패드 위에 실장될 수 있으며, 이는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 광의 발산 각도에 영향을 줄 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 도 10의 (a) 및 (b)에서와 같이, 상기 패드의 상면 중 상기 복수의 비아 파트와 수직으로 중첩되지 않는 영역 상에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 배치하거나, 도 10의 (b)에서와 같이 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 4개의 변 중 마주하는 2개의 변이 상기 복수의 비아 파트와 수직으로 중첩되지 않는 영역에 위치하도록 배치할 수 있다. 도 10의 (a)는 상기 복수의 비아 파트와 수직으로 중첩되지 않는 영역 상에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 배치한 경우의 상기 발광 모듈의 단면도이고, 도 10의 (b)는 도 10(a)의 평면도이다.

이에 따라, 상기 복수의 비아 파트는 상기 패드(220)와 수직으로 중첩된 영역 중 적어도 일부 영역에는 배치되지 않을 수 있다. 그리고, 상기 수직 방향 내에서 상기 복수의 비아 파트가 배치되지 않는 영역 상에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 배치할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 복수의 비아 파트가 가지는 면적을 더 증가시켜 방열 성능에 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 비아 파트 각각은 도 5의 (b)에서와 같이 상호 비스듬한 방향으로 이격되도록 복수의 비아 파트를 구성할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 상기 드라이버 소자(500)와 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100) 사이의 신호 거리를 최소화하도록 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 실장 위치를 조정한다.

즉, 도 11의 (a) 및 (b)에서와 같이 상기 복수의 비아 파트는 상기 패드의 상면 중 상기 드라이버 소자(500)와 먼 쪽의 상면과 수직 방향으로 중첩된 영역에 배치되도록 한다. 이에 따라, 상기 패드(220)의 상면 중 상기 드라이버 소자(500)와 인접한 영역의 상면의 하부에는 상기 비아(V1, V2, V3)를 구성하는 비아 파트가 위치하지 않게 된다. 그리고, 상기 드라이버 소자(500)와 인접한 영역의 패드 상면에 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 배치한다. 여기에서, 도 11의 (a)는 상기 발광 모듈의 단면도이고, 도 11의 (b)는 도 11(a)의 평면도이다.

이에 따르면, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)의 실장 신뢰성을 증가시키면서, 상기 드라이버 소자(500)와 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100) 사이의 신호 거리를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 패드의 오목부(CA)로 인한 발광 소자의 기울어짐으로 인한 문제를 제거할 수 있다.

도 12는 본 발명의 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 본 발명에서의 발광 모듈(200B)는 복수의 절연층(211, 212, 213)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 절연층(211, 212, 213)은 중앙에 제 1 절연층(211)이 배치될 수 있고, 상기 제 1 절연층(211)의 상부에 제 2 절연층(212)이 배치될 수 있으며, 상기 제 1 절연층(211)의 하부에 제 3 절연층(213)이 배치될 수 있다.

이때, 상기 제 1 절연층(211)은 플렉서블하며, 상기 제 2 절연층(212) 및 제 3 절연층(213)은 리지드할 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 절연층(211)은 연성 기판일 수 있고, 상기 제 2 및 3 절연층(212, 213)은 경성 기판일 수 있다.

상기 제 1 절연층(211)은 20㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 절연층(211)은 25㎛ 내지 50㎛의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 절연층(211)은 30㎛ 내지 40㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 절연층(211)의 두께가 100㎛ 초과인 경우에는 전체적인 인쇄회로기판의 두께가 증가할 수 있다. 상기 제 1 절연층(211)의 두께가 20㎛ 미만인 경우에는 소자를 배치하기 어려울 수 있다. 상기 제 1 절연층(211)의 두께가 20um 미만인 경우에는, 소자를 실장 하는 공정에서 상기 제 1 절연층(211)이 열/압력 등에 취약할 수 있어, 상기 소자를 배치하기 어려울 수 있다. 상기 제 1 절연층(211)의 표면에는 배선이 배치될 수 있다. 상기 배선은 패턴화된 복수 개의 배선일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 절연층(211) 상에서 상기 복수 개의 배선들은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 복수의 배선들은 1㎛ 내지 15㎛의 두께로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 배선들은 1㎛ 내지 10㎛의 두께로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 배선들은 2㎛ 내지 10㎛의 두께로 배치될 수 있다.

상기 복수의 배선들의 두께가 1㎛ 미만인 경우에는 배선의 저항이 증가할 수 있다. 상기 복수이 배선들의 두께가 10㎛ 초과인 경우에는 미세 패턴을 구현하기 어려울 수 있다. 다시 말해서, 상기 플렉서블한 제 1 절연층(211)에는 미세 패턴의 구현이 가능하며, 이에 따라 제 2 절연층(212) 및 제 3 절연층(213)의 표면에 배치되는 배선과는 다른 두께나 폭을 가질 수 있다.

또한, 상기 제 1 절연층(211)에는 복수의 비아가 형성될 수 있다. 이때 ,상기 복수의 비아는 상기 설명한 바와 같은 방열 기능을 하는 방열 비아(V1)와, 그 이외의 신호 전달용의 비아를 포함한다. 이때, 상기 복수의 비아는 상기 제 1 절연층(211)을 관통하는 관통 홀을 형성하고, 상기 형성된 관통 홀 내부를 전도성 물질로 충진하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 관통 홀은 레이저를 통한 펀칭 및 디스미어 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 디스미어 공정은 상기 관통 홀의 내측면에 부착된 폴리이미드 스미어를 제거하는 공정일 수 있다. 상기 디스미어 공정에 의해, 상기 제 1 절연층(211)에 형성되는 관통 홀의 내벽은 직선과 유사한 경사면을 가질 수 있다.

다시 말해서, 상기 제 2 및 3 절연층(212, 213)에 형성되는 비아는 수직 단면 형상이 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.

이와 다르게, 상기 제 1 절연층(211)에 형성되는 비아는 수직 단면 형상이 직사각형 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 제 1 절연층(211) 내에는 상기와 같이 방열용 비아와 신호 전달용 비아가 각각 형성된다. 이때, 상기 각각의 비아의 폭은 서로 다를 수 있다. 즉, 상기 제 1 절연층(211) 내에는 미세 패턴 구현이 가능하며, 이에 따라 상기 비아의 폭도 최소로 형성할 수 있다. 다만, 상기 방열 비아를 상기와 같은 최소의 폭으로 형성하는 경우, 상기 방열 특성이 감소할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 제 1 절연층 내에서 상기 패드(220)와 수직으로 중첩된 영역 상에 형성된 비아의 폭과, 그 이외의 영역 상에 형성된 비아와 폭을 서로 다르게 한다. 다시 말해서, 상기 비아의 폭은 상기 설명한 바와 같은 범위를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 상기 패드(220)와 수직으로 중첩된 영역 상에 형성된 비아의 폭이 상기 그 이외의 영역 상에 형성된 비아의 폭보다 크도록 한다. 예를 들어, 상기 그 이외의 영역 상에 형성된 비아의 폭은 5~50um 범위, 구체적으로, 20~35um 범위를 만족하는 폭을 가질 수 있다. 또한, 상기 패드(220)와 수직으로 중첩된 영역 상에 형성된 비아의 폭은 50~200um 범위, 구체적으로 70~100um 범위를 만족할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 장치를 나타낸 사시도이고, 도 14는 도 13의 A-A' 라인을 따라 절단한 카메라 장치를 도시한 단면도이며, 도 15는 도 13의 드라이버 소자, 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자 및 수광 소자의 배치 관계를 나타낸 도면이다.

도 13 내지 15를 살펴보면, 본 발명에서의 발광 패키지 및 이를 포함한 발광 모듈은 카메라 장치에 적용될 수 있다.

따라서, 상기 발광 패키지 또는 발광 모듈을 구성하는 상기 기판(210) 위에는 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100) 및 상기 드라이버 소자(500)를 제외한 수광 소자(610), 이미지 센서(620), 필터(640) 및 커넥터(630)가 더 배치될 수 있다.

이를 위해, 상기 기판(210)은 제 1 경성 영역(RA1), 연성 영역(FA) 및 제 2 경성 영역(RA2)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 경성 영역(RA2) 위에는 상기 커넥터(630)가 배치된다.

상기 커넥터(630)는 상기 이미지 센서(620)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 커넥터(630)는 상기 카메라 모듈이 장착되는 전자 디바이스의 제어 모드(도시하지 않음)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 커넥터(630)는 상기 이미지 센서(620)를 통해 감지된 디지털 신호의 영상 신호를 상기 제어 모드에 전달할 수 있다.

상기 제 1 경성 영역(RA1)과 상기 제 2 경성 영역(RA2) 사이에는 연성 영역(FA)이 위치한다. 상기 연성 영역(FA)은 상기 경성 영역과 기판(210)의 적층 구조가 다르다. 즉, 상기 제 1 경성 영역(RA1)과 상기 제 2 경성 영역(RA2)의 기판(210)은 상기 설명한 바와 같이 복수의 절연층(211, 212, 213)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 연성 영역(FA)에는 상기 제 2 절연층(212) 및 상기 제 3 절연층(213)을 제외한 상기 제 1 절연층(211)만이 위치한다. 이에 따라, 상기 연성 영역(FA)은 상기 제 1 절연층(211)의 특성에 따라 플렉서블 특성을 가지게 된다. 한편, 상기 연성 영역(FA)의 제 1 절연층(211)의 표면에는 커버레이(660)가 위치한다. 상기 커버 레이(660)는 상기 연성 영역(FA)의 제 1 절연층(211)의 표면에 배치된 회로 패턴층을 보호할 수 있다.

한편, 상기 제 1 경성 영역(RA1)은 복수의 영역으로 구분될 수 있다. 즉, 상기 제 1 경성 영역(RA1)은 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함한 발광 모듈이 배치되는 제 1 영역과, 렌즈 어셈블리를 포함하는 카메라 모듈이 배치되는 제 2 영역으로 구분될 수 있다.

그리고, 상기 제 1 영역 위에는 상기 설명한 바와 같이 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100), 드라이버 소자(500), 수광 소자(610) 및 상기 수광 소자(610)의 실장용 패드(245)들이 배치된다. 그리고, 상기 제 2 영역 위에는 이미지 센서(620), 필터(640), 렌즈 어셈블리(650)가 배치된다.

한편, 상기 홀더(300)는 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 위에 배치되며, 그에 따라 상기 제 1 영역의 상부를 노출하는 제 1 개구부와, 상기 제 2 영역의 상부를 노출하는 제 2 개구부를 갖는다. 그리고, 상기 제 1 개구부는 상기 확산부(400)가 배치되는 제 1 안착부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 개구부는 상기 렌즈 어셈블리(650)가 배치되는 제 2 안착부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 이미지 센서(620)는 영상신호처리모듈(ISP; Image Signal Processor)(도시되지 않음)과 함께 실장될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서 사용되는 CIS(CMOS Image Sensor)는 ISP 기능이 탑재된 센서로서, 상기 영상신호처리모듈은 따로 구비되지 않는 것으로 한다

상기 필터(640)는 상기 이미지 센서(620)의 상부에 위치하여 적외선의 투과율을 낮추고 반사율을 높여서, 상기 이미지 센서(620)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 필터(640)는 사람이 인식하는 가시광선 영역의 투과율을 높여 상기 이미지 센서(620)에서 보다 많은 영상 정보를 수집할 수 있도록 한다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지, 발광 모듈 및 카메라 장치에서의 방열 특성을 나타낸 도면이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비아(V1, V2, V3)를 포함한 발광 패키지, 발광 모듈 및 카메라 장치에서의 방열 특성을 확인하기 위한 방열 비아의 면적을 패드의 표면 면적의 40%로 적용했을 때의 열 시뮬레이션 결과, 기존의 AlN 기판(비교 예에서의 제 2 기판)이 가지는 방열 특성과 유사한 수준의 방열 특성이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 도 16에서와 같이 주변 온도(Ambient temperature)가 20℃이고, 상기 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)가 배치된 영역의 최대 온도가 24.39℃로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 방열 비아의 면적이 패드의 표면적의 10%일 때는 33.5℃로 나타나고, 20% 일때는 31.0℃로 나타나며, 30%일 때는 27.5℃로 나타나고, 50%일 때는 23.05℃로 나타나며, 60%일 때는 21.5℃로 나타나고 75%일 때는 20.2℃로 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기를 나타낸 도면이다.

도 17을 참조하면, 상기 발광 패키지 또는 발광 모듈, 예를 들어 자동 초점 장치가 적용된 이동 단말기(700)의 사시도이다.

도 17에 도시된 바와 같이, 실시 예의 이동 단말기(700)는 후면에 제공된 카메라 모듈(720), 플래쉬 모듈(730), 자동 초점 장치(710)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자동 초점 장치(710)는 발광 패키지 또는 발광 모듈로써, 도 2 내지 도 17을 참조하여 설명된 실시 예에 따른 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자(100)를 포함한 패키지 중의 하나를 포함할 수 있다.

상기 플래쉬 모듈(730)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(730)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.

상기 카메라 모듈(720)은 이미지 촬영 기능 및 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 카메라 모듈(720)은 이미지를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다.

상기 자동 초점 장치(710)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(710)는 상기 카메라 모듈(720)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(710)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.

이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예 에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시 예를 한정하는 것이 아니며, 실시 예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자
210: 기판
211, 212, 213: 절연층
220: 패드
230: 보호층
240: 전극 패턴
250: 보호부
260: 접속 패턴
270, 280: 접속부
300: 홀더
400: 확산부
500: 드라이버 소자
600: 카메라 장치
610: 수광소자
620: 이미지 센서
630: 커넥터
640: 필터
650: 렌즈 어셈블리

Claims (17)

1. 기판;
   상기 기판 상에 배치된 복수의 패드;
   상기 복수의 패드 중 제1 패드 상에 배치된 제1 접속부;
   상기 복수의 패드 중 상기 제1 접속부가 배치된 상기 제1 패드 상에 배치되고, 상기 제1 접속부와 수평 방향으로 이격된 제2 접속부;
   상기 제1 접속부 상에 배치되는 제1 소자; 및
   상기 제2 접속부 상에 배치되는 제2 소자를 포함하고,
   상기 제1 패드의 상면은 상기 제1 접속부와 접촉하는 제1 부분과, 상기 제2 접속부와 접촉하는 제2 부분과, 상기 제1 및 제2 부분 사이의 제3 부분을 포함하며,
   상기 제2 소자는 상기 제1 패드와 수직 방향으로 중첩된 그라운드 단자를 포함하고,
   상기 제2 접속부는 상기 제1 패드와 상기 제2 소자의 그라운드 단자 사이에 배치되고,
   상기 제1 패드는 상기 제2 접속부를 통해 상기 제2 소자의 그라운드 단자와 상기 제1 소자를 연결하는, 카메라 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 기판을 관통하며, 상기 제1 패드와 수직으로 중첩되는 제1 비아; 및
   상기 기판을 관통하며, 상기 제1 패드와 수직으로 중첩되지 않으며, 상기 제1 비아의 폭보다 작은 폭을 가지는 제2 비아를 포함하고,
   상기 제1 비아는,
   상기 제1 패드에 공통 연결되고, 수평 방향으로 상호 이격되는 복수의 비아 파트를 포함하고,
   상기 복수의 비아 파트의 표면 면적의 합은,
   상기 제1 패드의 표면 면적의 40% 내지 60%를 만족하는, 카메라 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 기판은 제1 및 제2 절연층을 포함하고,
   상기 제1 비아는,
   상기 제1 절연층을 관통하며 복수의 제1 비아 파트를 포함하는 제1-1 비아와,
   상기 제2 절연층을 관통하며, 복수의 제2 비아 파트를 포함하는 제1-2 비아를 포함하고,
   상기 복수의 제1 비아 파트는 상기 복수의 제2 비아 파트와 수직으로 정렬되고,
   상기 복수의 제1 비아 파트와 상기 복수의 제2 비아 파트의 형상은 서로 상이한, 카메라 장치.
4. 기판;
   상기 기판 상에 배치된 패드;
   상기 패드 상에 배치된 제1 접속부;
   상기 패드 상에 상기 제1 접속부와 이격되어 배치된 제2 접속부;
   상기 제1 접속부 상에 배치되는 제1 소자; 및
   상기 제2 접속부 상에 배치되는 제2 소자를 포함하고,
   상기 제2 소자는 그라운드 단자를 포함하고,
   상기 제2 접속부는 상기 패드와 상기 제2 소자의 그라운드 단자 사이에 배치되고,
   상기 패드는 상기 제2 접속부를 통해 상기 제2 소자의 그라운드 단자와 상기 제1 소자를 연결하며,
   상기 제1 소자는 수직 공동형 표면 발광 레이저 소자를 포함하고,
   상기 제2 소자는 드라이버 소자를 포함하는,
   상기 패드의 표면 면적은, 상기 수직 공동형 발광 레이저 소자의 표면 면적의 2배 이상인, 카메라 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 제1 패드는,
   상기 제1 비아와 수직으로 중첩되는 제1 영역과,
   상기 제1 영역을 제외한 제2 영역을 포함하고,
   상기 제1 소자는, 상기 제1 패드의 상기 제2 영역 상에 배치되는
   카메라 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 제1 소자는,
   상기 제1 패드 상에 배치되는 캐소드 전극을 포함하고,
   상기 제1 패드는 상기 제1 소자의 캐소드 전극과 상기 제2 소자의 그라운드 단자를 연결하며,
   상기 제1 비아는 상기 제1 패드를 통해 상기 제1 소자의 캐소드 전극과 상기 제2 소자의 그라운드 단자와 연결되는 카메라 장치.
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