KR960003867B1 - 표면실장형 레이저다이오드 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

표면실장형 레이저다이오드

제 1 도는 종래의 반도체 레이저다이오드 입체구조도.

제 2 도는 종래의 반도체 레이저다이오드 사용예시도.

제 3 도의 (a) 내지 (e)는 본 발명에 따른 표면실장형 레이저다이오드 제조공정도 및 입체구조도.

제 4 도는 본 발명의 표면실장형 레이저다이오드 사용예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스템 2,3,4 : 전극

5 : 방열체 6 : 절연막

7 : 도선 8 : 광다이오드

9 : 레이저다이오드 10 : 윈도우

11 : 캡 12 : 인쇄회로기판

13 : 절연판 14 : 솔더

본 발명은 반도체 레이저다이오드 패키지 구조에 관한 것으로, 특히 패키지 형태를 표면실장형(Surface Mounting Device)으로 하여 인쇄회로기판에 적용이 용이하도록 한 표면실장형 레이저다이오드에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 레이저다이오드는 레이저 빔 프린터(Laser Beam Print), 컴팩트 디스크 플레이어(Compact Disk Player), 광통신 등의 광원으로 이용된다.

제 1 도는 종래의 반도체 레이저다이오드 입체구조도로서 이에 도시된 바와 같이 금속으로 형성되어 소자를 지지하고 있는 스템(1)에 레이저 빔을 출력하는 레이저다이오드(9)와, 그 레이저다이오드(9)의 광신호를 인가받아 구동하는 광다이오드(8)가 부착되고, 상기 레이저다이오드(9)와 광다이오드(8)에 도선(7)을 통해 전원을 공급하기 위한 레이저다이오드를 전극(2)과 광다이오드용 전극(3)이 장착되며, 그 광다이오드용 전극(3)에 레이저다이오드(9)와 광다이오드(8)에 공통으로 전원을 인가하는 공통전극(4)이 부착되고, 상기 스템(1)과 전극(2)(3)(4) 사이에 단락방지를 위해 절연막(6)이 형성되며, 상기 레이저다이오드(9)에서 발생하는 열의 영향을 줄이기 위한 방열체(5)가 스템(1)에 부착되어 있으며 상기 레이저다이오드(9)의 레이저 빔을 방출하기 위한 윈도우(10)가 장착된 캡(11)의 소자의 보호를 위해 상기 스템(1)위에 부착되어 레이저다이오드 패키지를 구성한다.

이와 같은 종래의 반도체 레이저다이오드의 제조공정 및 문제점을 사용예시도인 제 2 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

방열체(5)가 부착된 스템(1)하부에 레이저다이오드용 전극(2)과 광다이오드용 전극(3) 및 공통전극(4)을 부착하고 이후 스템(1) 상부에 레이저다이오드(9)와 광다이오드(8)를 부착한 다음 상기 레이저다이오드(9)와 광다이오드(8)를 상기 레이저다이오드용 전극(2), 광다이오드용 전극(3) 및 공통전극(4)을 도선(7)으로 서로 접속하며, 상기 전극(2)(3)(4)과 스템(1) 사이에 서로의 단락을 방지하는 절연막(6)을 충진한다.

이후 정면에 윈도우(10)가 형성되어 레이저 빔을 방출하고 상기 레이저다이오드(9)와 광다이오드(8)를 보호하기 위해 상기 스템(1)위에 캡(11)을 부착하여 제조한다.

이와 같은 과정을 통해 제조된 종래 반도체 레이저다이오드는 제 2 도에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(12)에 부착하면 그 인쇄회로기판(12) 하부로 전극(2)(3)(4)이 표출된다.

상기의 과정을 통해 제조된 종래의 반도체 레이저다이오드 동작은 다음과 같다.

레이저다이오드용 전극(2)으로 전류가 주입되면 레이저다이오드(9)에서 광출력을 캡(11)의 윈도우(10)를 통해 발생하며 이때 광다이오드(8)는 수광부로 광을 검출하여 전기적 신호로 변환한 후 공통전극(4)과 광다이오드용 전극(3)으로 출력하여 이를 검출한다.

상기의 과정을 통해 검출된 신호는 레이저다이오드(9)의 구동회로에 피드백되어 구동전류를 조절하여 항상 일정한 광출력을 유지할 수 있게 한다.

상기와 같은 종래의 반도체 레이저다이오드는 전극용 리이드선이 있어 표면실장용 소자들과 함께 조립할 시 소형화 및 초박형이 곤란하며, 전극용 리드선과 스템과의 단락방지를 위한 절연물과 금속 사이의 열팽창 계수의 차이로 인해 소자의 신뢰성 저하 및 제조시 공정의 어려움으로 인해 원가를 상승시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 전극이 형성된 절연성 스템에 레이저다이오드와 광다이오드를 부착하는 표면실장형 반도체 레이저다이오드로 제조하여 소자의 소형화 및 공정의 단순화로 소자 제조시 생산성을 향상하여 원가를 절감하고자 한다.

제 3 도의 (a) 내지 (e)는 본 발명에 따른 반도체 레이저다이오드 제조공정도 및 입체구조도로서 이와 본 발명의 사용예시도인 제 4 도를 참조하여 본 발명의 반도체 레이저다이오드 구조와 제조공정 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

방열체(5)가 부착된 세라믹, 수지계, 플라스틱계등 절연성 스템(1)에 진공증착(Vacuum evaporation)법 또는 도금으로 레이저용 전극(2), 광다이오드용 전극(3) 및 공통전극(4)을 형성하여 제 3 도의 (a)와 동일한 구조로 제조한 다음 상기 스템(1)과 동일한 절연성 물질인 세라믹, 수지계, 플라스틱등의 절연판(13)을 스템(1)위에 솔더링(Soldering), 접착제 및 공융접합(Eutetic Bonding)법으로 접착하여 제 3 도의 (b)와 동일한 구조로 제조한다.

이후 스템(1)에 광다이오드(8)와 레이저다이오드(9)를 공융접합, 솔더링, 에폭시접합(Eoxy bonding)등을 이용하여 부착한다.

이때 본 발명의 다른 실시예로 레이저다이오드(9)를 절연판(13)에 부착하고 광다이오드(8)를 스템(1)위에 부착하여 레이저를 수직방향으로 검출할 수 있다.

상기의 과정에서 형성된 레이저다이오드용 전극(2)과 광다이오드용 전극(3) 및 공통전극(4)에 도선(7)으로 광다이오드(8)와 레이저다이오드(9)를 접속하여 제 3 도의 (c)와 동일한 구조로 제조한 다음 레이저 빔이 통하는 윈도우(10)가 부착된 캡(11)을 스템(1)위에 제 3 도의 (d)와 동일하게 부착한다.

이때 절연판(13)위에 캡(11)과 대응하는 도넛츠 형태의 금속판을 도금하여 형성한 후 금속성의 캡(11)을 아크용접등으로 부착하며 상기 스템(1)과 절연판(13) 및 캡(11)은 밀봉되어 내부에 헬륨(He), 질소(N₂)등의 가스가 포함되어 제 3 도의 (e)와 동일하게 전극(2)(3)(4)이 형성된 스템(1)에 레이저다이오드(9)와 광다이오드(8)가 부착되며 그 스템(1)위에 절연판(13)과 캡(11)이 부착된 구조로 제조한다.

이와 같은 과정을 통해 제조된 본 발명의 반도체 레이저다이오드를 인쇄회로기판(12)위에 부착하는 사용예로 제 4 도에 도시한 바와 같이 인쇄회로기판(12)에 전극(2)(3)(4)이 형성된 스템(1)이 솔더(14)로 부착되고, 그 스템(1)위에 방열판(13) 및 윈도우(10)가 장착된 캡(11)이 부착된 구조가 된다.

본 발명의 반도체 레이저다이오드의 동작은 종래와 동일하게 전극(2)으로 전류가 주입되면 레이저다이오드(9)는 광을 출력하고, 그 광출력은 전극(3) (4)로 검출되어 레이저다이오드(9)의 구동회로로 피드백되어 일정한 광출력을 유지할 수 있게 한다.

이상에서 상세히 설명한 본 발명의 반도체 레이저다이오드는 표면실장형태로 되어 인쇄회로기판에서 자동공정을 통해 부착이 가능하며 제조시 생산성을 향상하는 효과가 있으며 또한 리드전극이 표출되지 않아 초박형 컴팩트 디스크 플레이어용 픽업장치로 제작이 가능하며 전극도선 주위의 리크를 제거하여 소자의 신뢰성을 향상하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 레이저다이오드용 전극(2)과 광다이오드용 전극(3) 및 공통전극(4)이 형성된 스템(1)과, 그 스템(1)에 부착된 방열체(5)와, 상기 방열체(5)부에 형성됨과 함께 상기 전극(2)(3)(4)에 각각 도선 연결된 레이저다이오드(9) 및 광다이오드(8)와, 그 광다이오드(8), 레이저다이오드(9)가 형성된 방열체(5)를 덮는 캡(11)을 포함하는 구조의 표면실장형 레이저다이오드.
2. 제 1 항에 있어서, 방열체(5) 주위의 스템(1)에 절연판(13)을 부착한 표면실장형 레이저다이오드.
3. 제 1 항에 있어서, 레이저다이오드(9)와 광다이오드(8)는 절연판(13)과 방열체(5)에 각기 부착된 구조의 표면실장형 레이저다이오드.