KR20210056537A - 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈 - Google Patents

수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈 Download PDF

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Abstract

수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디퓨저와 VCSEL 및 드라이버를 포함하여, 상기 디퓨저가 위치한 방향으로 레이저를 발진시키는 패키지부와 상기 패키지부의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부 및 내부로 상기 패키지부를 수용하며, 상기 패키지부가 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈을 제공한다.

Description

수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈{Vertical Cavity Surface Emitting Laser Module}
본 발명은 방열기능이 향상되고 크기가 현저히 작아진 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
수직 공진형 표면 발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser, 이하 'VCSEL'로 약칭함)는 수직 방향으로 고출력의 레이저를 발진시키는 발광소자로서, 주로, 광통신, 광 인터커넥션 및 광 픽업 등에서의 광학장치 내의 광원으로 사용되어 왔다. 최근들어, VCSEL은 라이다(LiDAR), 안면 인식, 모션 인식, AR(Augmented Reality) 또는 VR(Virtual Reality) 장치 등의 화상 형성장치 내의 광원으로까지 그 사용범위가 확대되고 있다.
이러한 VCSEL을 모듈화(化) 할 경우, VCSEL의 동작전압 및 전류는 정확하게 제어될 필요가 있으며, 이를 위해 VCSEL의 용도에 적합한 드라이브 IC(Integrated Circuit)가 요구된다.
VCSEL 모듈 내 각 구성이 작동함에 따라, 각 구성에서는 많은 열이 발생한다. 특히, VCSEL과 VCSEL이 배치된 구성(예를 들어, PCB 등)에서 많은 열이 발생하는데, 이러한 열들은 제대로 방출되지 않는다면 해당 구성은 물론, 인접한 다른 구성들에까지 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, VCSEL 모듈은 우수한 방열 기능을 갖추어야 할 필요가 존재한다.
한편, VCSEL 모듈의 사용범위가 확대됨에 따라, 다양한 크기의 VCSEL 모듈이 다양한 분야에서 요구된다. 이때, VCSEL 모듈의 크기가 커지는 것에는 문제가 없으나, VCSEL 모듈의 크기가 작아지는 것은 어려움이 존재한다. 필수적으로 VCSEL 모듈 내 포함되어야 하는 구성이 존재하기에, 이러한 구성들에 의해 VCSEL 모듈이 작아지는 것에는 한계가 존재하기 때문이다.
이러한 사정에서 VCSEL 모듈이 우수한 방열 기능을 갖기 위해서는 방열을 위한 추가적인 구성이 필요한데, 방열을 위한 추가구성이 포함될 경우 VCSEL 모듈의 크기는 작아지기 곤란해진다.
따라서, 우수한 방열기능을 가지면서도 크기가 작은 VCSEL 모듈에 대한 수요가 존재한다.
본 발명의 일 실시예는, VCSEL 모듈 내 구성요소로부터 발생하는 열을 효과적으로 방출하는 동시에, 모듈의 크기를 현저히 축소한 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 디퓨저와 VCSEL 및 드라이버를 포함하여, 상기 디퓨저가 위치한 방향으로 레이저를 발진시키는 패키지부와 상기 패키지부의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부 및 내부로 상기 패키지부를 수용하며, 상기 패키지부가 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 디퓨저는 상기 하우징의 일 부분에 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 하우징은 상기 인터포저 기판부 상에 안착되어 내부로 상기 패키지부를 수용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 인터포저 기판부는 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈 내에서 발생하는 간섭신호를 제거하는 비드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 비드부는 상기 인터포저 기판부 내부에 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈에 있어서, 디퓨저와 VCSEL과 상기 VCSEL 하단에 배치되어 상기 VCSEL을 지지하는 PCB와 상기 PCB 하단에 배치된 드라이버 상기 드라이버와 PCB 사이에 배치되어 상기 드라이버와 PCB를 전기적·열적으로 연결하는 솔더볼과 상기 드라이버의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부 및 내부로 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈의 각 구성을 수용하며, 상기 패키지부가 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 PCB는 와이어에 의해 상기 인터포저 기판부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 디퓨저와 VCSEL 및 드라이버를 포함하여, 상기 디퓨저가 위치한 방향으로 레이저를 발진시키는 패키지부와 상기 패키지부의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부 및 내부로 상기 패키지부를 수용하며, 상기 패키지부가 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징을 포함하며, 상기 패키지부는 상기 인터포저 기판부 또는 상기 하우징의 일 부분과 접촉하여, 발생하는 열을 상기 인터포저 기판부 또는 상기 하우징로 전달하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 패키지부는 열전도 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 패키지부는 상기 인터포저 기판부 또는 상기 하우징의 일 부분과 접촉함에 있어, 상기 열전도 패드로 접촉하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 하우징은 상기 인터포저 기판부 상에 안착되어 내부로 상기 패키지부를 수용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈에 있어서, 디퓨저와 VCSEL과 상기 VCSEL 하단에 배치되어 상기 VCSEL을 지지하는 PCB와 상기 PCB 하단에 배치된 드라이버와 상기 드라이버와 PCB 사이에 배치되어 상기 드라이버와 PCB를 전기적·열적으로 연결하는 솔더볼과 상기 드라이버의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부 및 내부로 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈의 각 구성을 수용하며, 상기 패키지부가 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징을 포함하며, 상기 인터포저 기판부는 상기 PCB로 돌출되어 상기 PCB와 접촉하는 돌출부를 포함하여, 상기 PCB와 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 돌출부는 상기 PCB와 접촉하는 내벽에 전자파를 차폐하고 열을 전도하는 금속 물질이 도포된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈에 있어서,
디퓨저와 VCSEL과 상기 VCSEL 하단에 배치되어 상기 VCSEL을 지지하는 PCB와 상기 PCB 하단에 배치된 드라이버와 상기 드라이버와 PCB 사이에 배치되어 상기 드라이버와 PCB를 전기적·열적으로 연결하는 솔더볼과 상기 드라이버의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부 및 내부로 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈의 각 구성을 수용하며, 상기 패키지부가 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 단차를 구비하여 상기 단차의 하단부와 상기 PCB가 접촉함으로써, 상기 PCB와 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 하우징은 내벽으로 도포된 금속물질과 상기 PCB가 접촉함으로써, 금속물질과 상기 PCB가 열적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, VCSEL 모듈 내 구성요소로부터 발생하는 열을 효과적으로 방출하는 동시에, 모듈의 크기를 현저히 축소한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징을 제외한 VCSEL 모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제1 방향으로의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제2 방향으로의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하우징을 제외한 VCSEL 모듈의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하우징과 인터포저 기판부의 사시도 및 저면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제1 방향으로의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제2 방향으로의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디퓨저의 상면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 모듈(100)은 패키지부(110), 디퓨저(120), 인터포저 기판부(130) 및 하우징(140)을 포함한다.
VCSEL 모듈(100)은 전원을 공급받음으로써 기판 표면에 수직한 방향으로 고출력의 레이저를 발진한다. VCSEL 모듈(100)은 수직방향으로 레이저를 출력하기 때문에, 홍채 인식 또는 안면 인식을 효과적으로 수행할 수 있다. 측면 발광 레이저 다이오드(EEL, Edge Emitting Laser Diode)를 이용하여 홍채 인식 또는 안면 인식을 수행할 경우, 레이저를 수직방향으로 출력시키기 위한 여러가지 구성부품이 필요한 데에 비해 VCSEL 모듈(100)은 별도의 구성부품이 거의 사용되지 않으므로 경제성이 뛰어나다. 이러한 특성으로 인해 VCSEL 모듈(100)은 주로, 카메라 내 부품으로 널리 사용되고 있다. VCSEL 모듈(100)은 인터포저 기판부(130)가 패키지부(110)와 전기적으로 연결됨으로써, 레이저를 수직으로 발진할 수 있도록 구동된다. VCSEL 모듈(100)은 고출력의 레이저를 출력하므로, 패키지부(110) 내 구성요소에서는 많은 양의 열이 발생하게 되며, 이러한 열은 VCSEL 모듈(100)의 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 모듈(100)은 VCSEL 모듈(100) 내 구성요소로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열한다.
패키지부(110)는 VCSEL(111)을 이용하여 광을 수직 방향으로 발진시키며, VCSEL(111)로부터 발진된 광을 반사 또는 확산시키는 디퓨저(120)의 이탈 여부를 감지한다.
패키지부(110)는 인터포저 기판부(130)와 전기적으로 연결됨으로써, VCSEL(111)이 레이저를 출력할 수 있도록 한다. 또한, 패키지부(110)는 인터포저 기판부(130)와 열적으로 연결됨으로써, 패키지부(110) 내 열이 인터포저 기판부(130)로 전도될 수 있도록 한다.
패키지부(110)는 VCSEL(111), 수광소자(112), PCB(113), 솔더 볼(114), 드라이브 IC 칩(115) 및 열전도 접착제(116)를 포함한다.
VCSEL(111)은 반도체 소자로서, 기판에 수직한 방향으로 레이저를 발진시킨다.
VCSEL(111)은 PCB(113) 상에 배치되며, PCB(113) 및/또는 솔더 볼(114)를 거쳐 드라이브 IC 칩(115)과 전기적·열적으로 연결됨으로써, 드라이브 IC 칩(115)의 제어에 따라 레이저를 발진시킨다. 출력된 레이저의 대부분은 디퓨저(120)에 의해 확산되어 모듈 외부로 조사되며, 출력된 레이저의 일부는 디퓨저(120)로부터 반사되어 후술할 수광소자(112)로 입사된다. VCSEL(111)은 VCSEL(111)이 구동함에 따라 발생하는 열을 VCSEL(111)의 하부(-y축 방향)의 PCB(113)로 열을 전달한다.
수광소자(112, PD: Photo Diode)는 디퓨저(120) 및/또는 외부 구조물(미도시, 예를 들어, VCSEL 모듈(100)의 최외곽에 배치됨으로써, VCSEL 모듈(100)을 커버하고 보호할 수 있는 패키징과 같은 구조물)로부터 반사되어 되돌아오는 레이저를 수광하여 센싱하며, 센싱하여 생성한 전기적 신호를 드라이브 IC 칩(115)으로 전송한다. 디퓨저(120)가 정위치에 온전히 배치되어 있다면, 디퓨저(120) 및/또는 외부 구조물로부터 반사되는 레이저는 반드시 존재하며 이를 수광소자(112)가 수광하게 되나, 그렇지 않은 경우 수광소자(112)는 반사되는 레이저가 존재하지 않거나 반사되는 레이저가 수광소자(112)로 수광되지 않을 가능성이 높다. 수광소자(112)는 센싱하여 생성한 전기적 신호를 드라이브 IC 칩(115)으로 전송함으로써, 드라이브 IC 칩(115)이 디퓨저(120)가 이탈하였는지를 확인할 수 있도록 한다.
수광소자(112)는 PCB(113)를 거쳐 드라이브 IC 칩(115)과 전기적으로 연결됨으로써, 전기적 신호를 드라이브 IC 칩(115)으로 전송한다. 즉, 디퓨저(120) 및/또는 외부 구조물에 의해 VCSEL(111)로부터 발진된 레이저가 반사되어 수광소자(112)로 입사됨에 따라, 수광소자(112)는 전기적 신호를 드라이브 IC 칩(115)으로 전송한다.
PCB(113)는 VCSEL(111) 및 수광소자(112)의 하부에서 이들을 지지하며, 각 소자(111, 112)와 드라이브 IC 칩(115)을 전기적·열적으로 연결한다. PCB(113)는 각각의 소자가 배치될 수 있을 만한 면적을 가져, 하부에서 VCSEL(111) 및 수광소자(112)를 지지한다.
PCB(113)는 솔더 볼(114) 상에 배치됨에 따라, 각 소자(111, 112)와 솔더 볼(114)을 거쳐 드라이브 IC 칩(115)을 전기적·열적으로 연결한다.
솔더 볼(114)은 드라이브 IC 칩(115)과 PCB(113)는 사이(PCB 하부 및 드라이브 IC 칩의 상부)에 배치되어, 양자(113, 115)를 전기적·열적으로 연결한다. 각 소자(111, 112)에서 발생하여 PCB(113)로 전달된 열은 솔더볼(114)을 거쳐 드라이브 IC 칩(115)과 그의 하부로 방출되며, 각 소자(111, 112)와 드라이브 IC 칩(115) 간에 전기적 신호가 PCB(113)와 솔더 볼(114)을 거쳐 전달된다.
드라이브 IC 칩(115)은 디퓨저(120)의 이탈여부를 판단하여, VCSEL(111)의 동작을 제어한다.
드라이브 IC 칩(115)은 PCB(113)을 거쳐 수광소자(112)로부터 전기적 신호를 수신하였는지 여부를 기준으로 디퓨저(120)가 정위치에서 이탈하였는지를 판단하고, 판단결과에 따라, VCSEL(111)의 온(On)/오프(Off)를 제어한다. 전술한 대로, 디퓨저(120)가 정위치에 배치되어 있는 상태라면, 통상적으로 디퓨저(120) 또는 외부 구조물로부터 반사되는 레이저가 수광소자(112)로 입사하기 때문에, 수광소자(112)로부터 전기적 신호가 드라이브 IC 칩(115)으로 전달된다. 따라서, 수광소자(112)로부터 전기적 신호가 수신되는 경우, 드라이브 IC 칩(115)은 VCSEL(111)이 동작(온)하도록 제어한다. 반면, 수광소자(112)로부터 전기적 신호가 드라이브 IC 칩(115)으로 전달되지 않는 경우라면 디퓨저(120)가 정위치에서 이탈된 상황이기 때문에, 이때, VCSEL(111)이 동작을 하게 되면 분산되지 않은 고밀도의 레이저가 직접 조사되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 상황을 방지하기 위해, 수광소자(112)로부터 전기적 신호가 드라이브 IC 칩(115)으로 전달되지 않는 경우, 드라이브 IC 칩(115)은 VCSEL(111)의 동작을 중단(오프)한다.
다만, 디퓨저(120)가 하우징(117)으로부터 이탈되었음에도 불구하고, 외부 구조물(미도시)에 의해서 반사되어 VCSEL 모듈(100) 내로 입사되는 레이저가 존재할 수 있다. 이 경우, 드라이브 IC 칩(115)은 디퓨저(120)의 이탈 여부를 알 수 없기 때문에, 디퓨저(120)가 이탈되었음에도 VCSEL(111)로부터 레이저가 발진될 수 있다. 따라서, VCSEL 모듈(100)은 수광소자(112)로 레이저가 수신되는지 여부보다 더 정확하게 디퓨저(120)의 탈락 여부를 판단할 수 있는 기능을 더 포함한다.
더욱 구체적으로 설명하면, 드라이브 IC 칩(115)과 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 하우징(140)의 내벽(145)을 따라 전기적으로 연결되어 있으며, 디퓨저(120)의 하면은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제1 및 제2 전극(210, 220)은 기 설정된 형태의 회로 패턴(미도시)에 의해 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 드라이브 IC 칩(115)을 중심으로 하나의 폐회로가 구성될 수 있다. 드라이브 IC 칩(115)은 제1 및 제2 전극(210, 220), 기 설정된 형태의 회로 패턴(미도시)에 의해 형성된 폐회로 내의 저항을 측정함으로써, 디퓨저(120)의 탈락 여부를 판단하고 VCSEL(111)의 동작을 제어한다. 즉, 디퓨저(120)가 하우징(140)으로부터 이탈될 경우, 패키지부(110)와 제1 전극(210) 또는 패키지부(110)와 제2 전극(220) 간에 형성된 전기적 연결 중 일부 또는 전부가 끊어지는 문제가 발생하여, 형성된 폐회로의 일부분이 개방되는 결과가 발생하게 된다. 개방된 부분에서의 저항의 크기는 이론상 무한대에 해당하며 실질적으로 급격하게 증가하기 때문에, 드라이브 IC 칩(115)은 폐회로 내 저항값을 측정하여 디퓨저(120)의 이탈여부를 정확히 판단한다. 폐회로가 개방될 경우 폐회로에서 측정되는 전류값은 0에 해당하기에, 드라이브 IC 칩(115)은 폐회로에 흐르는 전류값을 저항값 대신 측정하여 디퓨저(120)의 이탈여부를 정확히 판단할 수도 있다. 나아가, 드라이브 IC 칩(115)은 내부에 저항, 전압 및 전류 등을 측정하기 위한 회로를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 저항, 전압 및 전류 등을 측정하는 회로는 VCSEL 모듈(100) 내에 별도로 구비될 수도 있다
열전도 접착제(116)는 열의 전도를 방해하지 않으면서 패키지부(110)와 인터포저 기판부(130)를 접착시킨다. 열전도 접착제(116)는 패키지부(110), 특히, 드라이브 IC 칩(115)의 하단에 도포되어, 드라이브 IC 칩(115)과 인터포저 기판부(130)를 접착시킨다.
디퓨저(120)는 하우징(117) 내 일 부분에 배치됨으로써, VCSEL(111)로부터 발진되는 레이저를 확산시킨다.
디퓨저(120)는 VCSEL(111)로부터 발진되는 레이저를 확산시킨다. 디퓨저(120)는 레이저의 확산을 위해 일 부분에 렌즈부(미도시)를 포함할 수 있으며, 렌즈부(미도시)는 기 설정된 면적을 갖는 형태로 구성된다. 디퓨저(120) 및/또는 외부 구조물(미도시)에 의해 반사되어 되돌아오는 빛은 다양한 각도를 갖기 때문에, 수광소자(112)는 다양한 각도로 입사되는 빛을 감지할 수 있어야 한다. 따라서, 바람직하게는 렌즈부(미도시)는 수광소자(112)가 배치된 영역에는 형성되지 않도록 구성되나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 렌즈부(미도시)는 VCSEL(111)의 발산각 및 VCSEL(111)과 디퓨저(120) 간의 거리에 따라 VCSEL(111)로부터 발진되는 레이저가 모두 확산될 수 있을 정도의 면적을 갖도록 구성된다. 렌즈부(미도시)는 마이크로 렌즈 어레이(MLA, Micro Lens Array) 또는 회절 렌즈(DOE, Diffractive Optical Elements)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
디퓨저(120)의 상면(+y축 방향)에는 기 설정된 형태의 회로 패턴(미도시)이 구비되며, 회로 패턴(미도시)에 의해 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 드라이브 IC 칩(115)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 포함하는 하나의 전기적인 경로로부터 발생되는 저항의 크기를 측정하여 디퓨저(120)가 하우징(140)으로부터 이탈되었는지의 여부를 판단하도록 한다. 디퓨저(120)의 상면에 구비된 회로 패턴(미도시)에 대해서는 도 11를 참조하여 후술하도록 한다.
인터포저 기판부(130)는 VCSEL 모듈(100) 내 구성요소가 구동됨에 따라 발생한 열을 방열하는 기능을 포함하는 기판으로서, VCSEL 모듈(100)이 열에 의해 손상되거나 기능이 저하되지 않도록 한다. 인터포저 기판부(130)는 내부에 복수 개의 비아 홀(138)을 구비함으로써, 비아 홀(138)에 의해 인터포저 기판부(130)로 전도될 수 있도록 한다. 이와 동시에, 복수 개의 비아 홀(138)에 의해 인터포저 기판부(130)는 PCB(113)와 전기적으로 연결된다. 인터포저 기판부(130)의 높이는 VCSEL 모듈(100)의 높이와 다른 모듈 간의 높이에 따라 제조시 가변적으로 적절하게 구성될 수 있다.
인터포저 기판부(130)는 내부에 비드부(134)를 추가로 포함할 수 있다. 비드부(134)는 VCSEL 모듈(100) 내에서 발생하는 EMI 또는 RFI를 차폐한다. VCSEL 모듈(100)은 1차적으로 하우징(140)의 내측으로 도포된 금속물질(145)을 이용하여 EMI 또는 RFI를 차폐한다. 다만, 하우징(140)만으로는 EMI 또는 RFI의 고주파 대역의 차폐율이 다소 떨어질 우려가 존재하며, 모듈(100)의 하방(-y축 방향)으로 방출되는 EMI 또는 RFI를 온전하게 차폐하기 곤란할 가능성이 있다. 이에, 인터포저 기판부(130)는 내부에 비드부(134)를 포함할 수 있으며, 내장된 비드부(134)는 VCSEL 모듈(100) 내부에서 발생하는 EMI 또는 RFI 중 고주파수 대역을 흡수한다. 비드부(134)는 EMI 또는 RFI, 특히, 인체에 유해한 고주파수 대역의 EMI 또는 RFI를 흡수함으로써 외부로 방출되는 EMI 또는 RFI량을 최대한 줄이는 역할을 한다.
하우징(140)은 VCSEL 모듈(100)의 최외곽에 배치됨으로써, 내부에 패키지부(110)를 수용하여 패키지부(110)를 보호한다.
하우징(140)은 내부에 디퓨저(120), 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)과 결합될 수 있는 구성요소를 구비함으로써, 드라이브 IC 칩(115)이 디퓨저(120)의 이탈여부를 판별할 수 있도록 한다.
하우징(140) 내 구성요소는 디퓨저(120)를 고정시키도록 구성됨으로써, 디퓨저(120)가 VCSEL 모듈(100)로부터 쉽게 분리되지 않도록 한다. 하우징(140)은 금형에 의해 고분자 레진(Resin)(또는, 플라스틱)이 사출 성형됨에 따라 제조된다. 하우징(140)의 내벽(145)은 Cu, Ni 또는 Au와 같이 전자파를 차폐하는 동시에 전기적으로 연결되는 금속 물질이 도포(도금)된 형태로 구성되며, 이에 따라, VCSEL 모듈(100)은 EMI(Electromagnetic Interference, 또는, '전자기 간섭')를 차폐할 수 있다.
제1 전극(210)은 하우징(140) 내 디퓨저(120)의 하면(-y축 방향)에 형성된다. 제1 전극(210)의 일면은 디퓨저(120)의 하면(-y축 방향)에 구비된 회로 패턴(미도시)과 전기적으로 연결되며, 타면은 드라이브 IC 칩(115)과 전기적으로 연결된다. 디퓨저(120)가 하우징(140) 내 정위치로부터 이탈될 경우, 드라이브 IC 칩(115)과 전기적으로 연결된 부위가 훼손되며 폐회로(드라이브 IC칩-제1 전극- 회로패턴-제2 전극이 형성) 내의 전류의 세기가 감소하는 반면 저항의 크기는 증가한다. 제1 전극(210)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 소재로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 불투명한 소재로 구성될 수도 있다.
제2 전극(220)은 하우징(140) 내 디퓨저(120)의 하면(-y축 방향)에 제1 전극(210)과 대각선으로 배치된다. 제2 전극(220)이 제1 전극(210)과 대각선 방향으로 배치되어, 각 전극이 패키지부(110)와 전기적으로 연결된 방향이 수직이 될 수 있도록 한다. 제2 전극(220)이 제1 전극(210)과 대각선 방향으로 배치되어, 각 전극이 패키지부(110)와 전기적으로 연결된 방향이 수직이 됨에 따라, 디퓨저(120)가 정위치로부터 어느 방향으로 이탈되더라도 드라이브 IC 칩이 민감하게 이를 감지할 수 있다. 제2 전극(220)이 제1 전극(210)과 대각선 방향이 아닌 일렬로 배치되어 패키지부(110)와 동일한 방향으로 전기적으로 연결되었다면, 디퓨저(120)의 이탈이 전기적으로 연결된 방향으로 발생하는 것에 대해서는 민감하게 (저항값 또는 전류값의 변화로) 감지할 수 있으나, 그에 수직하는 방향으로 이탈이 발생할 경우에는 상대적으로 둔감하게 감지될 수밖에 없다. 반면, 제2 전극(220)이 제1 전극(210)과 대각선 방향으로 배치되고 각 전극이 패키지부(110)와 전기적으로 수직한 방향이 되도록 연결됨으로써, 디퓨저(120)가 어떠한 방향으로 이탈하더라도 어느 하나의 전극과 패키지부(110)의 전기적 연결이 이를 감지할 수 있도록 한다.
제2 전극(220)은 일 측면은 회로 패턴(미도시)과 전기적으로 연결되며, 타 측면은 드라이브 IC 칩(115) 또는 그라운(Ground)와 연결되도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 제2 전극(220)은 드라이버 IC 칩(115)과 직접적으로 연결되지 않고, 드라이버 IC칩(115)과 공통으로 사용하는 그라운드에 연결됨에 따라 하나의 전기적인 경로에 포함되는 형태로 구성될 수 있다. 제2 전극(220)은 ITO와 같은 투명 소재로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 불투명한 소재로 구성될 수도 있다.
전술한 내용과 도 2를 참조할 때, 패키지부(110) 내 각 구성은 수직으로 적층된 구조를 가져 아주 작은 크기를 갖는다. 드라이버 IC 칩(115)의 상부로 PCB(113)가 배치되고, PCB(113) 상에 VCSEL(111)과 수광부(112)가 배치됨으로써, VCSEL 모듈(100)은, 특히, 폭 방향(x축 방향)으로 아주 작은 크기를 가질 수 있다. 높이 방향(y축 방향)으로의 크기는 인터포저 기판부(130)의 높이의 조절에 따라 적절히 조절될 수 있어, 전체적인 VCSEL 모듈(100)의 사이즈(단면적 또는 부피)가 아주 작아질 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징을 제외한 VCSEL 모듈의 평면도이다.
전술한 대로, PCB(113) 상에 VCSEL(111)과 수광부(112)가 배치되며, PCB 상에 추가적으로 외부 소자(310)와 와이어 본딩 패드(320)가 더 배치될 수 있다.
외부 소자(310)는 VCSEL 모듈(100) 내 필요에 따라 적절한 소자가 추가적으로 PCB(113) 상에 배치될 수 있다.
와이어 본딩 패드(320)는 PCB(113) 상에 배치되어, POCB(113)와 인터포저 기판부(130)가 와이어(w, w`)로 연결될 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징(140)은 중공(410) 및 단차(640)를 포함한다.
중공(中空, 410)은 하우징(140) 내 형성된 홀(Hole)로서, VCSEL(111)로부터 발진되는 레이저가 디퓨저(120)를 통과할 수 있도록 한다. VCSEL(111)로부터 발진된 레이저는 중공(410)에 의해 디퓨저(120)를 통과하며 확산된다.
단차(420)는 디퓨저(120)를 안정적으로 배치시키는 구성요소로서, 단차(420)에 의해 디퓨저(120)는 하우징(140) 내 정워치에 배치되어 쉽게 이탈되지 않는다. 단차(420)의 상면(+y축 방향)에는 본딩부재(미도시)가 도포됨으로써, 디퓨저(120)가 하우징(140)에 더욱 단단하게 결합될 수 있도록 하며, 제1 전극(미도시)과 제2 전극(미도시)이 배치되어 디퓨저(120)와 각 전극이 연결될 수 있도록 한다.
전술한 대로, 하우징(140)의 내벽에는 금속 물질이 도포되어 있음은 당연하다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제1 방향으로의 단면도이다.
도 5는 VCSEL 모듈(100)의 xz 평면에서의 단면도를 도시한 도면으로서, 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 VCSEL 모듈(100) 내 인터포저 기판부(130)가 돌출부(510)와 금속물질이 도포된 내벽(520)을 추가적으로 포함한다.
돌출부(510)는 인터포저 기판부(130)의 최상단에서 패키지부(110)의 PCB(113)로 돌출된 부분으로, PCB(113)와 접촉하는 부분이다. 돌출부(510)는 열전도 접착제(116)와 드라이버 IC 칩(115)이 배치되지 않은, 인터포저 기판부(130)의 최상단의 부위에 형성된다. 돌출부(510)는 인터포저 기판부(130)로부터 패키지부(110)의 PCB(113) 방향으로 'ㄱ' 자 형태로 돌출되어, 패키지부(110)의 PCB(113)와 접촉한다.
돌출부(510)는 하우징(140)과 마찬가지로, 내벽(520)에 금속물질이 도포된다. 돌출부(510)는 금속물질이 도포된 내벽(520)을 포함하여, PCB(113)와 일 면적(530)만큼 접촉한다. PCB(113) 상에는 와이어 본딩 패드가 형성되지 않은 양 끝단에 열전도 패드(도 7을 참조하여 후술할 710)가 배치되어 있어, 돌출부(510)의 내벽과 일 면적(530)만큼 접촉할 수 있다. PCB(113)는 일 면적(530) 만큼 인터포저 기판부(130)와 접촉함으로써, PCB(113) 상에 배치된 소자로부터 발생하는 열을 드라이버 IC 칩(115)인 아닌 인터포저 기판부(130)로 직접 전도할 수 있다. 드라이버 IC 칩(115)은 열전도 접착제(116)에 의해 인터포저 기판부(130)와 열적으로 연결되어 전달되는 열을 인터포저 기판부(130)로 재전달한다고는 하나, 열에 민감한 소자이기 때문에 많은 열이 전달될 경우 고장이 발생할 수도 있다. 이러한 문제를 해소하고자, 인터포저 기판부(130)는 PCB(113)와 접촉하는 돌출부(510)를 포함한다. PCB(113)는 돌출부(510)와 일 면적(530)만큼 접촉함으로써, 드라이버 IC 칩(115)로 전도하는 열의 양을 줄이고 직접 인터포저 기판부(130)로 열을 전도할 수 있다.
도 5에는 복수 개의 돌출부(510)가 형성되어 PCB(113)와 접촉하고 있는 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라 돌출부(510)는 하나만이 형성되어 PCB(113)와 접촉할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제2 방향으로의 단면도이다.
도 6은 VCSEL 모듈(100)의 yz 평면에서의 단면도를 도시한 도면으로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제2 방향으로의 단면은 본 발명의 제1 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 그것과 동일한 구조를 갖는다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 VCSEL 모듈(100) 내 인터포저 기판부(130)는 일 방향으로 PCB의 와이어 연결을 위해 돌출부(510)를 구비하지 않으며, 다른 일 방향으로만 돌출부(510)를 구비하여 PCB(113)와 접촉한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하우징을 제외한 VCSEL 모듈의 평면도이다.
도 7을 참조하면, PCB(113) 상에는 추가적으로 열전도 패드(Thermal Pad, 710)가 배치된다. 열전도 패드(710)는 와이어 본딩 패드(320)가 배치되지 않은 일 끝단 또는 양 끝단에 각각 배치되어, 돌출부(510)의 내벽(520)과 접촉한다. 열전도 패드(710)는 돌출부(510)의 내벽(520)과 접촉하여, PCB(113)에서의 열이 내벽(520)을 따라 전도되도록 한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하우징과 인터포저 기판부의 사시도 및 저면도이다.
도 8(a)를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 하우징(140)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징(140)과 마찬가지로, 중공(410) 및 단차(420)를 포함한다.
도 8(b)를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인터포저 기판부는 돌출부(510)를 구비한 것을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제1 방향으로의 단면도이다.
도 9는 VCSEL 모듈(100)의 xz 평면에서의 단면도를 도시한 도면으로서, 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 VCSEL 모듈(100) 내 하우징(140)은 단차부(910)를 추가적으로 포함한다.
하우징(140)은 내부에 패키지부(110)를 수용하되, 양 모서리 부분에 단차부(910)를 구비한다. 단차부(910)는 단차부 하부(920)에서의 내벽(145)이 PCB(113)와 접촉할 수 있을 만큼의 높이만큼 단차를 갖는다. 즉, 단차부(910)에 의해 하우징(140)의 내벽(145)은 패키지부(110) 내 PCB(113)과 일 면적(930)만큼 접촉한다. 이에 따라, PCB(113)는 하우징의 내벽(145)을 거쳐 인터포저 기판부(130)로 원활하게 열을 방출할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제2 방향으로의 단면도이다.
도 10은 VCSEL 모듈(100)의 yz 평면에서의 단면도를 도시한 도면으로서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 제2 방향으로의 단면은 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 VCSEL 모듈의 그것과 동일한 구조를 갖는다.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 VCSEL 모듈(100) 내 하우징(140)은 일 방향에만 PCB(113)와의 접촉을 위해 단차부(910)를 구비하며, 다른 방향으로는 PCB(113)와 인터포저 기판부(130)의 와이어 본딩에 영향을 미치지 않도록 단차부를 구비하지 않는다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디퓨저의 상면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 디퓨저(120)의 상면(+z축 방향)에는 기 설정된 형태의 회로 패턴(1110)이 구비된다. 회로 패턴(1110)에 의해 디퓨저 하부의 제1 전극(210)과 제2 전극(220)는 전기적으로 연결됨으로써, 회로 패턴(1110) 내에는 전류가 도통하게 된다. 전술한 대로, 하우징(140)에 결합된 디퓨저(120)는 외부의 충격이나 손상 등으로 인해 하우징(140)으로부터 분리될 수 있다. 디퓨저(120)가 하우징(140)으로부터 분리된 경우, 디퓨저(120) 또는 하우징(140)은 각 전극과 전기적으로 하나의 경로를 구성하지 못하게 되므로, 저항은 증가하게 된다(이론적으로는 무한대의 저항값이 형성됨). 회로 패턴(1110) 내 저항의 크기가 증가됨에 따라 드라이브 IC 칩(115)은 디퓨저(120)가 이탈되었다고 판단함으로써, VCSEL(111)이 더 이상 동작하지 않도록 제어한다. 회로 패턴(1110)은 제1 및 제2 전극(210, 220)과 마찬지로, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 소재로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: VCSEL 모듈
110: 패키지부
111: VCSEL
112: 수광소자
113: PCB
114: 솔더 볼
115: 드라이브 IC 칩
116: 열전도 접착제
120: 디퓨저
130: 인터포저 기판부
134: 비드부
138: 비아 홀
140: 하우징
145, 520: 내벽
210, 220: 전극
310: 외부 소자
320: 와이어 본딩 패드
410: 중공
420: 단차
510: 돌출부
530, 930: 접촉면적
710: 열전도 패드
910: 단차부
920: 단차부 하부
1110: 회로 패턴

Claims (16)

  1. 디퓨저;
    VCSEL 및 드라이버를 포함하여, 상기 디퓨저가 위치한 방향으로 레이저를 발진시키는 패키지부; 및
    내부로 상기 패키지부를 수용하며, 상기 패키지부가 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디퓨저는,
    상기 하우징의 일 부분에 고정되는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패키지부의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 인터포저 기판부 상에 안착되어 내부로 상기 패키지부를 수용하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인터포저 기판부는,
    상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈 내에서 발생하는 간섭신호를 제거하는 비드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비드부는,
    상기 인터포저 기판부 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  7. 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈에 있어서,
    디퓨저;
    VCSEL;
    상기 VCSEL 하단에 배치되어 상기 VCSEL을 지지하는 PCB;
    상기 PCB 하단에 배치된 드라이버;
    상기 드라이버와 PCB 사이에 배치되어 상기 드라이버와 PCB를 전기적·열적으로 연결하는 솔더볼;
    상기 드라이버의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부; 및
    내부로 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈의 각 구성을 수용하며, 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈의 각 구성이 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 PCB는,
    와이어에 의해 상기 인터포저 기판부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  9. 디퓨저;
    VCSEL 및 드라이버를 포함하여, 상기 디퓨저가 위치한 방향으로 레이저를 발진시키는 패키지부;
    상기 패키지부의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부; 및
    내부로 상기 패키지부를 수용하며, 상기 패키지부가 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징을 포함하며,
    상기 패키지부는 상기 인터포저 기판부 또는 상기 하우징의 일 부분과 접촉하여, 발생하는 열을 상기 인터포저 기판부 또는 상기 하우징로 전달하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 패키지부는,
    열전도 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 패키지부는,
    상기 인터포저 기판부 또는 상기 하우징의 일 부분과 접촉함에 있어, 상기 열전도 패드로 접촉하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 인터포저 기판부 상에 안착되어 내부로 상기 패키지부를 수용하는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  13. 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈에 있어서,
    디퓨저;
    VCSEL;
    상기 VCSEL 하단에 배치되어 상기 VCSEL을 지지하는 PCB;
    상기 PCB 하단에 배치된 드라이버;
    상기 드라이버와 PCB 사이에 배치되어 상기 드라이버와 PCB를 전기적·열적으로 연결하는 솔더볼;
    상기 드라이버의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부; 및
    내부로 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈의 각 구성을 수용하며, 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈의 각 구성이 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징을 포함하며,
    상기 인터포저 기판부는 상기 PCB로 돌출되어 상기 PCB와 접촉하는 돌출부를 포함하여, 상기 PCB와 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 돌출부는,
    상기 PCB와 접촉하는 내벽에 전자파를 차폐하고 열을 전도하는 금속 물질이 도포된 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  15. 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈에 있어서,
    디퓨저;
    VCSEL;
    상기 VCSEL 하단에 배치되어 상기 VCSEL을 지지하는 PCB;
    상기 PCB 하단에 배치된 드라이버;
    상기 드라이버와 PCB 사이에 배치되어 상기 드라이버와 PCB를 열적으로 연결하는 솔더볼;
    상기 드라이버의 하부에 전기적·열적으로 연결되어, 전도되는 열을 방열하는 인터포저 기판부; 및
    내부로 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈의 각 구성을 수용하며, 상기 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈의 각 구성이 수용되는 내벽으로 전자파를 차폐하는 금속 물질이 도포된 하우징을 포함하며,
    상기 하우징은 단차를 구비하여 상기 단차의 하단부와 상기 PCB가 접촉함으로써, 상기 PCB와 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하우징은,
    내벽으로 도포된 금속물질과 상기 PCB가 접촉함으로써, 금속물질과 상기 PCB가 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수직 공진형 표면 발광 레이저 모듈.
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KR20190041749A (ko) * 2017-10-13 2019-04-23 엘지이노텍 주식회사 반도체소자 패키지 및 자동 초점 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101741648B1 (ko) * 2016-01-22 2017-05-31 하나 마이크론(주) 전자파 차폐 수단을 갖는 반도체 패키지 및 그 제조 방법
KR20190041749A (ko) * 2017-10-13 2019-04-23 엘지이노텍 주식회사 반도체소자 패키지 및 자동 초점 장치

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