KR20220164440A - 레이저 다이오드 패키지 - Google Patents
레이저 다이오드 패키지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220164440A KR20220164440A KR1020220067965A KR20220067965A KR20220164440A KR 20220164440 A KR20220164440 A KR 20220164440A KR 1020220067965 A KR1020220067965 A KR 1020220067965A KR 20220067965 A KR20220067965 A KR 20220067965A KR 20220164440 A KR20220164440 A KR 20220164440A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ceramic substrate
- laser diode
- diode package
- circuit board
- base circuit
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 101
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
본 발명은 레이저 다이오드 패키지에 관한 것으로, 큐브 형상으로 형성된 세라믹 기판(110)과 상기 세라믹 기판(110)의 한 면에 실장되는 레이저 다이오드(120)를 포함하고, 상기 세라믹 기판(110)은 상기 레이저 다이오드(120)의 광 출력 방향이 수직 방향이 되게 베이스 회로 기판(130)에 실장된다. 본 발명은 효율 증가, 공정 수 줄임 및 사이즈 축소가 가능한 효과가 있다.
Description
본 발명은 레이저 다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 효율 증대를 위한 엣지 에미팅 레이저 다이오드 패키지에 관한 것이다.
레이저 다이오드(LD, Laser Diode)는 반사경을 통해 빛을 증폭하여 발광하는 LED라고 할 수 있다. 레이저 다이오드는 스펙터럼의 폭이 좁은 단일 파장으로, 위상이 일정하고 지향성이 높은 빛을 출력하므로, 에너지 제어가 용이하다는 특징이 있다.
레이저 다이오드는 직진성, 미세 발광 스포트 사이즈(수㎛), 단색성, 고광밀도, 간섭성(coherent)과 같은 특징을 활용하여 다양한 어플리케이션에 사용되고 있다.
레이저 다이오드는 빛을 수평으로 발광하는 엣지 에미팅 레이저 다이오드(EELD, Edge-Emitting Lasers Diode) 가 일반적이다.
도 1은 엣지 에미팅 레이저 다이오드의 일반적인 형태를 보인 구성도이다.
도 1에 도시된 바에 의하면, 엣지 에미팅 레이저 다이오드(EELD)(13)는 베이스 회로 기판(11)에 실장되고 베이스 회로 기판(11)에 서로 마주보도록 실장한 리플렉터(15)를 이용하여 수평 발광하는 빛을 수직 발광으로 전환하는 광학적 경로를 거치게 된다. 즉, 엣지 에미팅 레이저 다이오드(13)에서 수평 발광하는 빛은 리플렉터(15)를 거쳐 수직 발광으로 전환되고 커버하우징(17)에 설치된 렌즈(19)를 통과하여 방출된다.
그런데, 상기한 엣지 에미팅 레이저 다이오드(13)는 수평 발광하는 빛을 수직 발광으로 전환하기 위해 리플렉터(15)를 이용하므로 베이스 회로 기판(11)에 리플렉터(15)를 실장하기 위한 베이스 회로 기판(11)의 면적 확보가 필요하고 이로 인해 제품 사이즈가 커지게 되며, 엣지 에미팅 레이저 다이오드(13)에서 방출한 빛이 리플렉터(15)를 거쳐 렌즈(19)를 통과하게 되므로 광 경로 추가에 따른 광손실이 발생하고 이로 인해 효율이 낮아지며, 리플렉터(15)의 실장시 SMT를 위한 공정수가 추가되는 문제가 있었다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 공개된 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 효율 증가, 공정 수 줄임 및 사이즈 축소가 가능하도록, 세라믹 기판을 이용 수평 발광형 레이저 다이오드를 패키지화 하여 수직 발광하게 하는 레이저 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 레이저 다이오드 패키지는 다면체 형상으로 형성된 세라믹 기판과 세라믹 기판의 한 면에 실장되는 레이저 다이오드를 포함하고, 세라믹 기판은 레이저 다이오드의 광 출력 방향이 수직 방향이 되게 베이스 회로 기판에 실장된다.
레이저 다이오드는 세라믹 기판의 한 면에 일렬로 다수 개가 실장된다.
세라믹 기판은 큐브 형상의 알루미나 및, 알루미나의 표면에 형성한 캐소드 전극과 애노드 전극을 포함한다.
캐소드 전극과 애노드 전극은 알루미나의 한 면과 다른 한 면의 직각 영역에 Ni, Au에서 선택된 1종 또는 2종을 도금하여 패턴화한 것이다.
세라믹 기판의 한 면과 다른 한 면의 직각 영역에 캐소드 전극과 애노드 전극이 교번하여 다수 개가 형성되고, 다수 개의 캐소드 전극은 세라믹 기판의 다른 한 면에서 서로 연결되며, 다수 개의 애노드 전극은 서로 분리되어 있다.
세라믹 기판의 한 면은 측면에 해당하고, 세라믹 기판의 다른 한 면은 베이스 회로 기판에 실장되는 세라믹 기판의 하면에 해당한다.
세라믹 기판은 다수 개의 레이저 다이오드가 실장되는 한 면에 절연층이 형성되어, 다수 개의 레이저 다이오드 실장시 얼라인(align) 기능을 수행한다.
레이저 다이오드는 세라믹 기판에 SMT(Surface Mounting, Technilogy) 공정으로 실장될 수 있다.
세라믹 기판은 경사면을 갖는 오면체 형상이고, 경사면에 레이저 다이오드가 실장된다.
세라믹 기판은 측면에 관통 볼트홀이 형성되고, 관통 볼트홀에는 상기 세라믹 기판을 덮는 커버하우징의 체결공에 체결된 체결볼트의 단부가 결합될 수 있다.
본 발명은 광학파츠(리플렉트 등)을 추가 배치하지 않고 세라믹 기판을 적용하여 레이저 다이오드(120)가 수직 발광되게 설치하므로 광 손실을 줄일 수 있고, 광학파츠(리플렉트 등)의 SMT 공정 추가가 필요하지 않으므로 SMT 공정 수를 줄일 수 있으며, 광학파츠(리플렉트 등)을 배치하지 않아도 되므로 제품 사이의 축소가 가능한 효과가 있다.
도 1은 엣지 에미팅 레이저 다이오드의 일반적인 형태를 보인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 레이저 다이오드 패키지를 보인 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 세라믹 기판을 측면 및 하면에서 보인 사시도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 세라믹 기판에 레이저 다이오드가 실장된 모습을 측면 및 하면에서 보인 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 레이저 다이오드가 세라믹 기판의 전극과 연결된 모습을 보인 구성도이다.
도 12는 본 발명의 실시예의 변형예로 세라믹 기판을 30도 경사면을 갖는 오면체로 가공한 모습을 보인 측면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예의 변형예로 세라믹 기판(110)을 경사면을 갖는 오면체로 가공한 모습을 보인 측면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 레이저 다이오드를 패키징한 모습을 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 레이저 다이오드 패키지를 보인 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 세라믹 기판을 측면 및 하면에서 보인 사시도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 세라믹 기판에 레이저 다이오드가 실장된 모습을 측면 및 하면에서 보인 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 레이저 다이오드가 세라믹 기판의 전극과 연결된 모습을 보인 구성도이다.
도 12는 본 발명의 실시예의 변형예로 세라믹 기판을 30도 경사면을 갖는 오면체로 가공한 모습을 보인 측면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예의 변형예로 세라믹 기판(110)을 경사면을 갖는 오면체로 가공한 모습을 보인 측면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 레이저 다이오드를 패키징한 모습을 보인 도면이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 레이저 다이오드 패키지를 보인 구성도이다.
도 2에 도시된 바에 의하면, 레이저 다이오드 패키지(100)는 큐브 형상으로 형성된 세라믹 기판(110)과, 세라믹 기판(110)의 한면에 실장되는 레이저 다이오드(120)와, 레이저 다이오드(120)의 광 출력 방향이 수직 방향이 되게 세라믹 기판(110)이 실장되는 베이스 회로 기판(130)을 포함한다.
세라믹 기판(110)의 한 면은 세라믹 기판(110)의 측면에 해당한다.
레이저 다이오드 패키지(100)는 레이저 다이오드(120)를 보호하고, 렌즈(150)를 설치하기 위하여 베이스 회로 기판(130)의 상측에 커버하우징(140)이 결합된다. 렌즈(150)를 통과한 광이 평행하게 하는 조준렌즈일 수 있다.
세라믹 기판(110)은 측면과 하면에 전극이 형성되어 세라믹 기판(110)의 측면에 실장된 레이저 다이오드 패키지(100)를 베이스 회로 기판(130)과 전기 전자적으로 연결할 수 있다. 베이스 회로 기판(130)은 메인 기판으로 PCB 기판일 수 있다.
상술한 도 2의 레이저 다이오드 패키지(100)는 도 1과 비교시 리플렉터가 사용되지 않고, 레이저 다이오드(120)를 세라믹 기판(110)에 실장하고 세라믹 기판(110)을 베이스 회로 기판(130)에 90도 회전하여 실장하여 레이저 다이오드(120)의 빛 출력 방향이 상하 수직 방향이 되게 한다.
리플렉터와 같은 광학 파츠를 사용하지 않으면 리플렉터의 배치를 위한 베이스 회로 기판(130)의 면적을 확보할 필요가 없어 제품을 소형화시킬 수 있고, 레이저 다이오드(120)에서 방출한 빛이 바로 렌즈(150)를 통해 방출되므로 광 손실이 최소화되며, 리플렉터의 배치를 위한 SMT 공정 수가 생략되어 작업 공수가 줄어든다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 세라믹 기판을 측면 및 하면에서 보인 사시도로, 도 3은 세라믹 기판의 측면을 보인 도면이고, 도 4는 세라믹 기판의 하면을 보인 도면이고, 도 5는 세라믹 기판에 절연층을 형성한 측면 모습을 보인 도면이고, 도 6은 세라믹 기판에 절연층을 형성한 하면 모습을 보인 도면이다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바에 의하면, 세라믹 기판(110)은 큐브 형상이 알루미나(Al2O3)로 이루어지고, 알루미나의 표면에 Ni, Au에서 선택된 1종 또는 2종을 도금하여 캐소드(cathode) 전극과 애노드(anode) 전극을 형성한 구조로 된다. 캐소드 전극과 애노드 전극은 전도성 금속인 구리, 은, 알루미늄, 아연, 철 및 주석 등으로 형성할 수도 있으나, Ni과 Au로 형성하는 경우 전도 효율이 더 좋다.
세라믹 기판(110)은 한 면에 캐소드 전극(111)과 애노드 전극(113)이 교번하여 다수 개가 형성되고, 다수 개의 캐소드 전극(111)은 세라믹 기판(110)의 한 면과 모서리를 공유하는 다른 한 면에서 서로 연결되며, 다수 개의 애노드 전극(113)은 서로 분리되어 있다.
세라믹 기판(110)의 한 면은 측면에 해당하고, 세라믹 기판(110)의 다른 한 면은 세라믹 기판(110)의 하면이다. 세라믹 기판(110)의 하면이 베이스 회로 기판(130)에 실장된다. 세라믹 기판(110)의 하면이 베이스 회로 기판(130)에 실장되면, 세라믹 기판(110)의 하면에서 서로 연결된 캐소드 전극 및 서로 분리되어 있는 애노드 전극은 베이스 회로 기판(130)의 전극과 연결된다. 캐소드 전극(111)은 항상 베이스 회로 기판(130)의 전극과 연결되어 있는 상태가 되고, 서로 분리되어 있는 애노드 전극(113)은 각각 단자로 연결하여 레이저 다이오드(120)의 동작을 선택적으로 제어할 수 있다.
세라믹 기판(110)은 다수 개의 레이저 다이오드(120)가 실장되는 한 면에 절연층(115)이 더 형성된다. 절연층(115)은 다수 개의 레이저 다이오드(120)의 실장시 얼라인(align) 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 절연층(115)은 SMT 공정시 레이저 다이오드(120)가 절연층(115)의 한 변을 따라 정렬됨에 따라 수평을 유지할 수 있도록 하여 SMT 공정의 신뢰성을 높인다.
다수 개의 레이저 다이오드(120) 실장시 얼라인이 맞지 않으면 후술할 SMT 공정에서 위치 정확도가 맞지 않아 레이저 다이오드의 정렬이 틀어지고 불량이 발생하게 된다. 또한, 절연층(115)은 이웃하여 형성된 캐소드 전극(111)과 애노드 전극(113)을 분리하여 쇼트 방지 등의 역할을 할 수 있다.
절연층(115)은 캐소드 전극(111)과 애노드 전극(113)을 포함하도록 세라믹 기판(110)의 한 면에서 하부 측에 직사각형 형상으로 형성되고, 다수 개의 레이저 다이오드(120)는 절연층(115)의 상측과 접하도록 실장되어 레이저 다이오드(120)의 얼라인이 용이하도록 한다.
절연층(115)은 세라믹 기판(110)의 한 면에 절연체를 도포하여 형성할 수 있으며, 절연체는 PSR(Photo Solder Resist)일 수 있다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 세라믹 기판에 레이저 다이오드가 실장된 모습을 측면 및 하면에서 보인 사시도로, 도 7은 세라믹 기판에 레이저 다이오드가 실장된 측면을 보인 도면이고, 도 8은 세라믹 기판에 레이저 다이오드가 실장된 하면을 보인 도면이고, 도 9는 세라믹 기판에 절연층을 형성하고 레이저 다이오드가 실장된 측면 모습을 보인 도면이고, 도 10은 세라믹 기판에 절연층을 형성하고 레이저 다이오드가 실장된 하면 모습을 보인 도면이다.
도 4 내지 도 10에 도시된 바에 의하면, 다수 개의 레이저 다이오드(120)는 세라믹 기판(110)의 한 면 즉, 측면에 실장된다. 각각의 레이저 다이오드(120)는 캐소드 전극(111)과 애노드 전극(113)에 접합되게 실장되며, 세라믹 기판(110)의 한 면에 형성한 직사각형 형상의 절연층(115)에 의해 얼라인이 용이하다.
다수 개의 레이저 다이오드는 세라믹 기판에 SMT(Surface Mounting, Technilogy) 공정으로 실장될 수 있다. 도 7 내지 도 10의 경우, 커버하우징(140)은 도시가 생략되었다.
세라믹 기판(110) 상의 캐소드 전극(111)과 애노드 전극(113)의 역할은 베이스 회로 기판(130) 상의 신호 및 전원이 인입되고, 실장된 레이저 다이오드(120)를 통하여 다시 베이스 회로 기판(130)으로 출력되는 통로의 역할을 한다.
또한, 세라믹 기판(110)은 레이저 다이오드(120)가 동작함으로써 발생되는 열을 방열하는 역할도 한다.
상술한 레이저 다이오드(120)가 실장된 세라믹 기판(110)은 도 4의 (c)의 상태로 베이스 회로 기판(130)에 실장되고, 레이저 다이오드(120)가 베이스 회로 기판(130)에 대해 수직 방향으로 위치되어 리플렉터(도 1의 도면부호 15)를 사용하지 않고도 수직 발광하게 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 레이저 다이오드가 세라믹 기판의 전극과 연결된 모습을 보인 구성도이다.
도 11에 도시된 바에 의하면, 레이저 다이오드(120)는 일면을 캐소드 전극이 형성하고 반대되는 타면을 애노드 전극이 형성할 수 있다. 레이저 다이오드(120)의 에노드 전극이 세라믹 기판(110)의 캐소드 전극(111)과 SMT 공정으로 접속되고 레이저 다이오드(120)의 캐소드 전극은 세라믹 기판(110)의 애노드 전극(113)과 도시되지 않은 리드선 또는 리드 단자로 연결될 수 있다.
상기한 구조에서, 레이저 다이오드(120)는 전류 주입 방향에 대해 광 출력 경로가 수직이 되므로 수직 발광하게 되고, 세라믹 기판(110)이 방열 기능을 수행하여 광 출력 특성을 향상시키게 된다. 온도가 높으면 광출력 특성이 저하되므로 세라믹 기판(110)을 이용한 방열 기능은 레이저 다이오드(120)의 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 레이저 다이오드 패키지(100)는 세라믹 기판(110)의 한 면과 다른 한 면의 직각 영역에 메탈라이징을 통한 패터닝으로 레이저 다이오드(120)를 수평으로 SMT한 다음 베이스 회로 기판에 실장시 90도 회전하여 실장할 수 있도록 구성하므로, 리플렉터를 사용하지 않음으로써 종래 4가지 단점을 해결할 수 있다.
종래 측면 발광하는 수평형 엣지 에미팅 레이저(EEL)의 경우 수직 발광하게 하기 위해 리플렉터를 이용하여 수평을 수직으로 전환하는 광학적 경로를 거치는데, 이러한 방법은 첫째, 광학파츠(리플렉트 등)을 사용하지 않을 경우 대체적으로 배광을 효율적으로 사용하기 위해 베이스 회로 기판(메인 기판)의 가장 외측에 레이저 다이오드를 실장할 필요가 있고, 둘째, 광학파츠(리플렉트 등)의 추가 배치시 광 경로 추가에 따른 광손실이 발생하며, 셋째, 광학파츠(리플렉트 등)의 SMT 공정 수가 추가되며, 넷째, 광학파츠(리플렉트 등)의 배치를 위한 베이스 기판 면적 확보가 필요하는 4가지의 단점이 있었다.
상술한 레이저 다이오드 패키지(100)는 광학파츠(리플렉트 등)을 추가 배치하지 않고 세라믹 기판을 적용하여 레이저 다이오드(120)가 수직 발광되게 설치하므로 광 손실을 줄일 수 있고, 광학파츠(리플렉트 등)의 SMT 공정 추가가 필요하지 않으므로 SMT 공정 수를 줄일 수 있으며, 광학파츠(리플렉트 등)을 배치하지 않아도 되므로 제품 사이의 축소가 가능하다.
또한, 세라믹 기판(110)이 방열 기능을 수행하여 일정량의 레이저 다이오드(120)의 효율 증가 또한 기대할 수 있다.
상술한 레이저 다이오드 패키지(100)는 자동차 등의 레이저 광원 및 응용기기에 적용 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예는 큐브 형상 세라믹 기판(110)을 개별 각도가 주어지는 오면체로 가공한 변형예를 통해 다양한 각도의 광원을 형성할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예의 변형예로 세라믹 기판을 30도 경사면을 갖는 오면체로 가공한 것이고, 도 13은 본 발명의 실시예의 변형예로 세라믹 기판(110)을 경사면을 갖는 오면체로 가공한 것이다.
도 12와 도 13에 도시바와 같이, 본 발명의 실시예의 변형예는 세라믹 기판(110)은 다면체 형상으로 형성할 수 있다. 다면체 형상의 세라믹 기판(110)은 큐브 형태의 세라믹 기판(110)을 30도 및 45도의 경사면을 갖는 오면체로 가공한 것이다. 30도 및 45도로 가공된 세라믹 기판(110)의 경사면(s1,s2)에 레이저 다이오드(120)를 부착한다.
30도로 가공된 경사면(s1)에 레이저 다이오드(120)를 부착하면 광 출력 방향이 30도가 되고, 45도로 가공된 경사면(s2)에 레이저 다이오드(120)를 부착하면 광 출력 방향이 45도가 된다. 경사면은 큐브 형상 세라믹 기판(110)의 측면 상부 모서리를 깍는 추가 가공을 통해서 형성될 수 있다. 경사면을 갖는 오면체 형상 세라믹 기판(110)을 적용하면 광원과 관련된 부분들을 패키징하기 용이하고 빛의 방출을 용이하게 할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 레이저 다이오드를 패키징한 모습을 보인 도면이다.
도 2 및 도 14를 참조하면, 레이저 다이오드(120)는 세라믹 기판(110)에 실장되고, 레이저 다이오드(120)가 실장된 세라믹 기판(110)은 베이스 회로 기판(130)에 실장될 수 있다. 레이저 다이오드(120)를 보호하고, 렌즈(250)를 설치하기 위하여 베이스 회로 기판(130)의 상측에 커버하우징(240)이 결합된다.
커버하우징(240)은 레이저 다이오드(120)와 대응하는 상측에 렌즈(250)가 설치되며, 렌즈(250)는 소정각도로 경사져 레이저 다이오드(120)에서 방출된 빛의 외부 방출을 용이하게 한다.
일 예로, 세라믹 기판(110)은 큐브 형상으로 형성되며 측면에 관통 볼트홀(110a)이 형성된다. 관통 볼트홀(110a)에는 커버하우징(240)의 측면 체결공에 체결된 체결볼트(260)의 단부가 결합된다. 세라믹 기판(110)의 측면에 형성된 관통 볼트홀(110a)은 커버하우징(240)의 결합을 용이하게 하고, 패키징이 용이하게 하며, 제품의 수리시 분리가 용이하게 한다.
상술한 레이저 다이오드 패키지(200)는 레이저 다이오드(120)에서 상부 방향으로 수직 발광하는 빛을 방출하고, 수직 발광하는 빛은 커버하우징(240)에 설치된 렌즈(250)를 통과하여 외부로 방출된다.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 레이저 다이오드 패키지
110: 세라믹 기판
111: 캐소드 전극 113: 애노드 전극
115: 절연층 120: 레이저 다이오드
130: 베이스 회로 기판 140: 커버하우징
150: 렌즈
111: 캐소드 전극 113: 애노드 전극
115: 절연층 120: 레이저 다이오드
130: 베이스 회로 기판 140: 커버하우징
150: 렌즈
Claims (10)
- 다면체 형상으로 형성된 세라믹 기판; 및
상기 세라믹 기판의 한 면에 실장되는 레이저 다이오드;
를 포함하고,
상기 세라믹 기판은 상기 레이저 다이오드의 광 출력 방향이 수직 방향이 되게 베이스 회로 기판에 실장되는 레이저 다이오드 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 레이저 다이오드는 상기 세라믹 기판의 한 면에 일렬로 다수 개가 실장되는 레이저 다이오드 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 세라믹 기판은
큐브 형상의 알루미나; 및
상기 알루미나의 표면에 형성한 캐소드 전극과 애노드 전극;
을 포함하는 레이저 다이오드 패키지. - 제3항에 있어서,
상기 캐소드 전극과 상기 애노드 전극은 상기 알루미나의 한 면과 다른 한 면의 직각 영역에 Ni, Au에서 선택된 1종 또는 2종을 도금하여 패턴화한 것인 레이저 다이오드 패키지. - 제3항에 있어서,
상기 세라믹 기판의 한 면과 다른 한 면의 직각 영역에 상기 캐소드 전극과 상기 애노드 전극이 교번하여 다수 개가 형성되고,
상기 다수 개의 캐소드 전극은 상기 세라믹 기판의 다른 한 면에서 서로 연결되며, 상기 다수 개의 애노드 전극은 서로 분리되어 있는 레이저 다이오드 패키지. - 제5항에 있어서,
상기 세라믹 기판의 한 면은 측면에 해당하고, 상기 세라믹 기판의 다른 한 면은 상기 베이스 회로 기판에 실장되는 상기 세라믹 기판의 하면에 해당하는 레이저 다이오드 패키지. - 제6항에 있어서,
상기 세라믹 기판은
상기 다수 개의 레이저 다이오드가 실장되는 한 면에 절연층이 형성되어, 상기 다수 개의 레이저 다이오드 실장시 얼라인(align) 기능을 수행하는 레이저 다이오드 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 레이저 다이오드는 상기 세라믹 기판에 SMT(Surface Mounting, Technilogy) 공정으로 실장되는 레이저 다이오드 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 세라믹 기판은 경사면을 갖는 오면체 형상이고,
상기 경사면에 상기 레이저 다이오드가 실장되는 레이저 다이오드 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 세라믹 기판은 측면에 관통 볼트홀이 형성되고,
상기 관통 볼트홀에는 상기 세라믹 기판을 덮는 커버하우징의 체결공에 체결된 체결볼트의 단부가 결합되는 레이저 다이오드 패키지.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20210072553 | 2021-06-04 | ||
| KR1020210072553 | 2021-06-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220164440A true KR20220164440A (ko) | 2022-12-13 |
| KR102669828B1 KR102669828B1 (ko) | 2024-05-28 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100326038B1 (ko) | 1995-04-27 | 2002-07-27 | 삼성전자 주식회사 | 반도체레이저다이오드패키지 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100326038B1 (ko) | 1995-04-27 | 2002-07-27 | 삼성전자 주식회사 | 반도체레이저다이오드패키지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022255829A1 (ko) | 2022-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100735432B1 (ko) | 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 어레이 | |
| US10819084B2 (en) | TO-CAN packaged laser and optical module | |
| EP3292598B1 (en) | Multi-emitter diode laser package | |
| US8324722B2 (en) | Packaging device for matrix-arrayed semiconductor light-emitting elements of high power and high directivity | |
| US20050045903A1 (en) | Surface-mounted light-emitting diode and method | |
| JP2007027716A (ja) | レーザダイオード素子のためのパッケージ、レーザダイオード素子ならびにレーザダイオード素子を製作する方法 | |
| JP2007036295A (ja) | 表面実装可能な光電素子 | |
| KR20070042710A (ko) | 엘이디 패키지 | |
| US11309680B2 (en) | Light source device including lead terminals that cross space defined by base and cap | |
| KR20160131527A (ko) | 자외선 발광 장치 | |
| KR20090097897A (ko) | 광원 | |
| JP2007311524A (ja) | レーザ走査装置の放熱装置 | |
| JP6225834B2 (ja) | 半導体発光装置およびその製造方法 | |
| KR102669828B1 (ko) | 레이저 다이오드 패키지 | |
| KR20220164440A (ko) | 레이저 다이오드 패키지 | |
| TW201709454A (zh) | 晶片尺寸級封裝和半導體裝置組件 | |
| JP2014110397A (ja) | 発光装置 | |
| JP7275894B2 (ja) | 半導体レーザ光源モジュール、半導体レーザ装置 | |
| US10333032B2 (en) | Optoelectronic light-emitting component and leadframe assemblage | |
| JP6485518B2 (ja) | 半導体発光装置およびその製造方法 | |
| CN219419845U (zh) | 激光器芯片组件和激光雷达 | |
| JP2020035606A (ja) | 灯具ユニット | |
| JP2019075460A (ja) | 半導体発光素子および半導体発光装置 | |
| US11094871B2 (en) | Light-emitting device, light-emitting module and method for manufacturing the same | |
| WO2023228367A1 (ja) | 光半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |