KR100772039B1 - 스캐닝 마이크로미러 패키지 및 그 제조 방법과, 이를사용한 광 스캐닝 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소정의 입력 신호를 인가하여 입력광을 반사시키는 마이크로미러를 가동시킴으로써 반사광의 경로를 변조하는 광스캐닝 소자(optical scanning device)의 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀폐된 패키지 안에서 구동되는 마이크로미러를 사용하여 빔스캐닝을 구현하기 위해서는 패키지 상단의 뚜껑 부분에 투명한 창(window)이 형성되어야 하므로 적절한 구조의 뚜껑을 제작하고, 상기 패키지가 밀폐되도록 뚜껑과 하우징을 접합시키는 방법에 관한 것이다.
마이크로 미러, 패키지, 광스캐닝
Description
도 1은 종래 기술의 폴리곤 미러를 사용한 스캐너의 사시도
도 2는 스캐닝 마이크로미러를 사용하여 구성한 1차원(line) 스캐닝 시스템의 일례를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예1을 도시한 평면도 및 단면도
도 4a는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예1의 결합상태의 단면도
도 4b는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예2의 결합상태의 단면도
도 4c는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예3의 결합상태의 단면도
도 4d는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예4의 결합상태의 단면도
도 5a는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예5의 실장전을 도시한 평면도 및 단면도
도 5b는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예5의 실장후를 도시한 단면도
도 6a는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예6의 실장전을 도시한 평면도 및 단면도
도 6b는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예6의 실장후를 도시한 단면도
도 7a는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예7의 실장전을 도시한 단면도
도 7b는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예7의 실장후를 도시한 단면도
도 8은 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예8을 도시한 단면도 및 평면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 광원 2: 광학계
3: 폴리곤 미러 4: 모터
5: 입사광 6: 반사광
7: 모터의 회전방향 8: 주사방향
9: 스캐닝 마이크로 미터 10: 반사광
11,111,112,113,114,115,116,117: 하우징
12,121,122,123,124,125,126,127: 핀
13,131,132,133,134,135,136,137: 절연체
14,146: 파이프
15: 공동 16: 공동
17: 정렬홈 18: 리저버
19: 방열판 20: 덮개
21,211,212,213,214,215,216,217: 덮개틀
22,221,222,223,224,225,226,227: 창(window)
23: 관통공
31: 마이크로미러 다이(die)
32: 본딩패드 41: 본딩와이어
51,513: 봉합링 52,525: 밀봉제
91: 반사면 92: 토션빔
100: 스크린 112: 하우징
본 발명은 소정의 입력 신호를 인가하여 입력광을 반사시키는 마이크로미러를 가동시킴으로써 반사광의 경로를 변조하는 광스캐닝 소자(optical scanning device)의 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 패키지 및 그 제조 방법은 광원으로부터 출사된 빔을 1차원(선) 또는 2차원(면)의 소정의 영역에 주사(scan)하여 화상 등의 정보를 결상하거나 위치, 화상 등의 데이터를 읽어들이는 레이저 프린터, 공초점 현미경(confocal microscope), 바코드 스캐너, 스캐닝 디스플레이 및 각종 센서 등의 패키징에 적용 가능하다. 또한 스캐닝 외에도 광 스위치(optical switch) 소자 등의 패키징에도 적용이 가능하다.
최근 광 소자 기술의 발전과 더불어 각종 정보의 입출력단 및 정보 전달의 매개체로 광을 사용하는 다양한 기술들이 대두되고 있다. 광원에서 나오는 빔을 주사하여 사용하는 방법도 이들 중 하나로 바코드 스캐너(barcode scanner)나 기초적인 수준의 스캐닝 레이저 디스플레이(scanning laser display) 등을 이러한 기술의 전통적인 응용 사례로 꼽을 수 있다.
상기의 빔 스캐닝 기술은 적용 사례에 따라 다양한 주사 속도(scanning speed)와 주사 범위(scanning range)를 요구하게 되는데, 기존의 빔 스캐닝은 갈바닉 미러(galvanic mirror)나 회전형 폴리곤 미러(rotating polygon mirror) 등의 구동 미러의 반사면과 입사광이 이루는 입사 각도를 조절하여 구현하는 방법이 주류를 이루고 있다.
또, 갈바닉 미러의 경우 수 내지 수십 헤르쯔(Hz) 정도의 주사 속도를 요구 하는 응용에 적합하며, 폴리곤 미러의 경우 수 킬로헤르쯔(kHz) 정도의 주사 속도를 구현하는 것이 가능하다.
그리고, 제반 기술의 발달과 더불어 최근에는 빔 스캐닝 기술을 새로운 디바이스에 적용하거나, 이러한 기술을 채용하고 있는 기존의 적용 사례에서 성능을 더욱 향상시키려는 노력이 계속되고 있는데, 레이저 스캐닝(laser scanning)을 사용한 고해상도의 원색 재현력이 뛰어난 투사 방식 디스플레이 시스템(projection display system)이나 HMD(Head Mounted Display), 레이저 프린터 등이 그 좋은 예이다.
이러한 높은 공간 분해능(high spatial resolution)이 요구되는 빔 스캐닝을 필요로 하는 시스템에서는 통상적으로 빠른 주사 속도와 큰 각 변위(angular displacement or tilting angle)를 구현할 수 있는 스캐닝 미러(scanning mirror)가 요구되는데, 종래의 폴리곤 미러를 사용하는 방법의 경우 고속으로 회전하는 모터에 폴리곤 미러가 장착되어 있는 형태를 취하기 때문에, 주사 속도는 폴리곤 미러의 회전 각 속도에 비례하며 이는 구동부 모터의 회전 속도에 의존하므로 통상의 모터 회전 속도의 한계로 인하여 주사 속도를 증가시키는 데 한계가 있으며, 전체 시스템의 부피와 전력 소모를 감소시키기 어려운 단점이 있다.
또한, 구동 모터부의 기계적 마찰 소음을 근본적으로 해결하여야 하며, 복잡한 구조로 인해 원가 절감을 기대하기 어렵다.
도 1은 종래 기술에 의한 폴리곤 미러를 사용한 주사 장치의 개략도로써, 광원(1)에서 출사된 입력광(5)은 각종 렌즈 등의 광학계(2)를 통과하여 폴리곤 미러 (3)에 의해 반사된다.
따라서, 상기 폴리곤 미러(3)의 하부에 설치된 모터(4)를 사용하여 폴리곤 미러(3)를 회전시킴으로써, 상기 반사광(6)을 폴리곤 미러(3)의 회전 방향(7)에 의해 정의되는 방향(8)으로 주사시킬 수 있다.
상기 폴리곤 미러(3)를 사용한 주사 장치의 경우 단방향의 비교적 빠른 스캐닝을 구현할 수 있으나, 고해상도의 디스플레이 등에 적용하는 데에는 한계가 있다.
마이크로미러를 사용한 주사 장치의 경우 양방향 주사가 가능하고, 수십 kHz에 이르는 빠른 주사 속도를 구현할 수 있으나, 이러한 빠른 속도의 구동을 위해서는 높은 Q-factor를 갖는 마이크로미러가 공진하거나, 진공 분위기에서 구동되어야 한다. 또한, 소자의 크기가 수 마이크로 미터에서 수 밀리미터에 이르는 마이크로미러를 외기와 이물질 및 충격으로부터 차단하고, 광원에 따라 높은 열 분산 성능을 갖도록 하기 위해서 적절한 구조의 하우징(housing)에 패키징하는 것이 필수적이다.
밀폐된 패키지 안에서 구동되는 마이크로미러를 사용하여 빔스캐닝을 구현하기 위해서는 패키지 상단의 뚜껑 부분에 투명한 창(window)이 형성되어야 하므로 적절한 구조의 뚜껑을 제작하고, 상기 패키지가 밀폐되도록 뚜껑과 하우징을 접합시키는 방법이 필요하다.
상기의 문제를 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 밀폐된 패키지 안에서 구동되는 마이크로미러를 사용하여 빔스캐닝을 구현하기 위해서는 패키지 상단의 뚜껑 부분에 투명한 창(window)이 형성되어야 하므로 적절한 구조의 뚜껑을 제작하고, 상기 패키지가 밀폐되도록 뚜껑과 하우징을 접합시키는 방법을 제공하는 데에 있다.
또 다른 목적은 전자기 현상을 이용하여 구동되는 마이크로미러를 광 스캐닝 소자에 집적하여 적용하는 것이다.
또 다른 목적은 반도체 일관 공정 및 마이크로머시닝 기술을 적용하여 제작되는 광스캐닝 소자 패키지의 경량화 및 소형화를 기하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력광을 반사시키는 스캐닝 마이크로 미러가 설치되는 마이크로미러 다이가 상면에 부착되는 하우징; 상기 하우징과 접합하여 그 내부에 공간을 형성하는 덮개를 포함하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지이다.
또, 상기 하우징과 상기 덮개 사이에 기밀을 위한 봉합링을 사용하여 접합한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 덮개는 입사광과 반사광이 통과할 수 있는 투명한 창과 상기 투명한 창이 설치되는 덮개틀을 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 덮개는 전체가 입사광과 반사광이 통과할 수 있는 투명한 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기에서 투명한 창 또는 전체가 투명한 재질로 형성된 덮개는 양면에 반사 방지 코팅이 되어있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 덮개 내부면 중 투명한 창 이외의 부분 전체에 반사 방지 코팅이 되어있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 덮개 내부면에 흡습제를 도포한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 덮개의 소정의 위치에 관통공을 형성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 덮개의 상기 하우징과의 접합부에 접합을 위한 소정의 금속막을 코팅한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 덮개의 상기 하우징과의 접합부에 접합을 위한 저융점 금속층을 형성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 저융점 금속층은 Va, Au, Ni, Ab, Cu, Al, Pb, Sn, Sb, Pd 및 이들의 금속 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 덮개의 상기 하우징과의 접합부에 접합을 위한 저융점 유리층을 형성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 덮개틀은 금속, 세라믹, 또는 폴리머 재질인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하우징은 금속, 세라믹, 또는 폴리머 재질인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하우징은 소정의 위치에 내부와 외기를 연결하는 파이프가 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 파이프의 측벽에 공동이 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하우징은 내측의 소정의 영역에 흡습제가 도포된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하우징의 상기 덮개와의 접합부에 접합을 위한 소정의 금속막을 코팅한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하우징의 상기 덮개와의 접합부에 접합을 위한 저융점 금속층을 형성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 저융점 금속층은 Va, Au, Ni, Ab, Cu, Al, Pb, Sn, Sb, Pd 및 이들의 금속 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또, 하우징의 덮개와의 접합부에 접합을 위한 저융점 유리층을 형성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하우징의 외면의 소정의 위치에 방열판이 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하우징의 내부에 마이크로미러 다이 설치시 상기 마이크로미러 다이 정렬을 위한 정렬홈이 더 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 정렬홈의 주위에 마이크로미러 다이를 부착하기 위한 접착제를 투입할 수 있는 리저버가 더 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 마이크로미러의 구동공간을 확보하기 위하여, 상기 하우징 내부의 마이크로미러 다이가 장착될 위치에 공동을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 또 다른 발명은, 상기 덮개와 하우징으로 스캐닝 마이크로 미러의 패키지를 제작하는 방법에 있어서, 관통공이 형성된 덮개를 하 우징에 접합하는 단계; 상기 관통공에 밀봉제를 삽입하고 가열하여 상기 밀봉제를 용융시키는 단계; 및 상기 밀봉제를 응고시키는 단계를 포함하여 패키지를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지를 제작방법이다.
또 다른 발명은, 덮개와 하우징으로 스캐닝 마이크로 미러의 패키지를 제작하는 방법에 있어서, 덮개를 파이프가 형성된 하우징에 접합하는 단계; 및 상기 파이프를 압착하는 단계를 포함하여 패키지를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지 제작 방법이다.
또 다른 발명은, 덮개와 하우징으로 스캐닝 마이크로 미러의 패키지를 제작하는 방법에 있어서, 덮개를 공동이 형성된 파이프가 설치된 하우징에 접합하는 단계; 상기 공동에 밀봉제를 삽입하고 가열하여 상기 밀봉제를 용융시키는 단계; 및 상기 밀봉제를 응고시키는 단계를 포함하여 패키지를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지 제작방법이다.
또한, 상기 밀봉제는 저융점 금속 또는 저융점 유리로 된 것을 특징으로 한다.
또 다른 발명은, 상기의 스캐닝 마이크로미러 패키지와, 하나 이상의 렌즈를 포함하여 구성되고, 광원으로부터 상기 스캐닝 마이크로미러 패키지에 입사광을 제공하는 광학계를 포함하는 광스캐닝 장치이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다.
도 2는 스캐닝 마이크로미러를 사용하여 구성한 1차원(line) 스캐닝 시스템 의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 스캐닝 마이크로미러(9)는 반사면(91)이 양단에서 회전축의 역할을 하면서 구동시 복원력 토오크를 작용하는 토션빔(torsion beam)(92)에 의해 지지되는 구조로, 반사면(91)은 입력 신호에 따라 양방향 회전 운동을 할 수 있다.
따라서, 광원(1)에서 출사된 입력광(5)은 각종 렌즈 등의 광학계(2)를 통과하여 반사면(91)에서 반사된 입력광은 스크린(100)에 선형으로 주사된다.
본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지는 이러한 빔스캐닝 기능을 구현할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예1을 도시한 평면도 및 단면도이다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 스캐닝 마이크로미러 패키지는 크게 하우징(housing, 11)과 덮개(lid, 20)를 포함하여 구성된다.
상기 덮개(20)는 전체적인 몸체를 구성하는 덮개틀(lid frame, 21)의 안쪽 소정의 영역에 투명창(22)이 형성된 구조이다.
상기 투명창(22)을 통해 입사광이 마이크로미러로 입사하고 다시 반사되어 나가므로, 창에는 반사 방지 코팅(anti-reflection coating)이 되어있는 것이 바람직하다.
또한, 덮개틀(21)이 반사도가 높은 재질로 제작된 경우, 패키지 내부 반사광의 난반사를 억제하기 위하여 덮개틀(21)의 하부의 실장되는 영역에도 반사 방지 코팅을 하는 것이 바람직하다.
상기 하우징(11)은 바닥면과 측벽으로 형성되어, 상기 덮개(20)와 결합한 경우, 내부에 공간이 형성될 수 있는 함몰부를 가진다.
상기 하우징(11)에는 마이크로미러 다이(31)가 부착되고 구동을 위한 결선이 이루어지게 되는데, 상기 마이크로미러 다이(31)로부터 외부로 전기적인 연결이 필요한 경우, 도 3에서 보는 바와 같이 마이크로미러 다이(31) 상의 본딩 패드(bonding pad)(32)와 상기 하우징(11)에 형성된 핀(12)을 본딩 와이어(41)로 연결하게 된다.
상기의 마이크로 미러(9)는 상기 마이크로미러 다이(31)에 부착설치된다. 그러나, 도 3 내지 도 8에서는 마이크로 미러(9)의 도시는 생략하였다.
상기 핀(12)은 상기 하우징(11)이 도전체인 경우, 상기 핀(12)과 상기 하우징(11) 사이의 전기적인 절연을 위해 절연체(13)로 감싸지도록 형성되며, 상기 하우징(11)의 내부와 외부를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 그러나, 상기 하우징(11)이 도전체가 아닌 경우 상기 절연체(13)는 불필요하다.
상기 하우징(11)의 재질로는 KOVAR, INVAR 등의 금속 재질에 니켈, 금 등을 도금하여 사용하거나, 알루미나 등의 세라믹 재질, 폴리머 재질 등을 사용할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지를 구성하는 다양한 방법을 실시예1 내지 실시예4로 도시한 단면도이다.
도 4a는 도 3의 실시예1에서 덮개(20)와 하우징(11)이 결합한 상태의 단면도를 도시한 것이다.
상기 덮개(20)와 상기 하우징(11)의 결합공정에서, 에폭시(epoxy sealant) 등의 접착제로 붙일 수 있다.
상기 접착제는 상기 덮개(20)와 상기 하우징(11)의 접착 공정에서 도포할 수도 있고, 상기 덮개(20)나 상기 하우징(11) 제작시 접착면에 미리 도포할 수도 있다.
또한, 상기 덮개(20)와 상기 하우징(11)의 접촉면이 소정의 금속 재질로 되어 있는 경우 접착면에 부분적으로 레이저 빔을 주사하여 상기 하우징(11)에 상기 덮개(20)를 부착하는 것도 가능하다.
도 4b는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예2로써, 실시예1과 같이 평판 형태의 덮개를 사용하였으나, 덮개틀(211)와 상기 하우징(111)의 접합부분에 봉합링(51)을 사용한 차이가 있다.
상기 봉합링(51)은 패키지 내부가 기밀 실장(hermetic sealing)이 필요한 경우 사용되며, 저융점 금속이나 저융점 유리 재질이다.
상기 봉합링(51)을 이용한 접합공정은 덮개와 하우징의 접합면에 끼워넣고 가열 및 압착하는 것으로 이루어진다.
또, 상기 저융점 금속이나 저융점 유리를 상기 덮개 또는 상기 하우징(111)의 제작시 접합면에 미리 형성하고, 가열 및 압착하는 것도 가능하다.
도 4c는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예3으로써, 평판 형태의 하우징(112)에 캡(cap) 형태의 덮개틀(212)를 사용한다.
상기 하우징(112)과 덮개틀(212)의 전체 형상 이외의 내부에 포함하고 있는 구성요소는 상기 실시예1과 동일하다.
또한, 상기 하우징(112)과 덮개틀(212) 사이에 실시예2와 같이 기밀 실장을 위한 봉합링을 사용하는 것도 가능하다.
도 4d는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예4로써, 실시예2와 유사하나, 덮개틀(213) 전체가 실시예1 내지 실시예3의 투명창(22,221,222)을 형성하는 투명재료로 구성된다.
기밀 실장이 필요한 경우, 덮개와 하우징의 접촉면이 소정의 금속 재질로 되어 있으면, 실시예1 또는 실시예3에서 덮개와 하우징을 직접 접촉시킨 후 시임용접(seam welding)하거나 레이저 빔을 사용한 레이저용접(laser welding)에 의해 접합하는 것이 가능하다.
또, 실시예4와 같이 덮개틀(213)의 재질이 소정의 금속이 아니거나 접합면의 재질이 소정의 금속이 아닌 경우, 접합면에 국부적으로 금속막을 형성하여 저융점 금속이나 저융점 유리를 봉합링(513)으로 사용한 접합 방법을 사용할 수 있다. 이는 저융점 유리의 경우 금속이나 유리 표면에 모두 접합 가능하기 때문이다.
또한, 질소나 헬륨 등의 특정 기체 분위기 상태에서 기밀 실장할 경우 패키지 내부를 특정 기체로 충진할 수도 있다.
패키지 내부를 진공 상태로 유지하는 진공 실장(vacuum sealing)의 경우, 덮개를 하우징에 부착하는 방법은 상기의 기밀 실장 방법과 동일하나 진공 상태에서 패키지를 밀폐시키는 추가적인 방법을 사용할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예5를 도시한 평면도 및 단면도로써, 관통공(23)을 이용한 기밀 실장 방법을 사용한다.
즉, 실시예5는 도 5a에 도시한 바와 같이, 덮개틀(214)의 소정의 위치에 관통공(23)을 형성하고, 덮개틀(214)를 하우징(114)에 상기의 기밀 실장 방법으로 부착한 후 관통공(23) 상에 저융점 금속이나 저융점 유리 재질의 밀봉제(52)를 올려놓고, 진공 상태에서 가열하면 도 5b에 도시한 바와 같이, 패키지 내부가 진공을 유지한 상태에서 상기 밀봉제(52)가 용융 후 다시 응고하여 관통공을 막는 방법이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예6을 도시한 평면도 및 단면도로써, 파이프(14) 및 파이프공동(15)을 이용한 기밀 실장 방법을 사용한다.
즉, 실시예6은 도 6a에 도시된 바와 같이, 하우징(115)의 소정의 위치에 하우징 내부와 외부를 관통하는 파이프(14)를 형성하고, 파이프의 일측에 밀봉제 부착을 위한 공동(15)을 형성한 경우이다.
이 경우 덮개틀(215)를 하우징(115)에 기밀 실장 방법으로 부착한 후 파이프 공동(15) 상에 밀봉제(52)를 올려놓고 진공 상태에서 가열한다.
따라서, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 파이프(14)를 밀봉제(52)가 용융 후 다시 응고하여 밀봉한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예7을 도시한 단면도로써, 공동 없이 파이프(146)만을 이용한 기밀 실장 방법을 사용한다.
즉, 덮개틀(216)를 하우징(116)에 부착한 후, 상기 하우징(116)의 소정의 위치에 형성된 파이프(146)를 통해 스캐닝 마이크로미러 패기지 내부의 진공 분위기를 형성하고, 상기 파이프(146)의 일측면을 압착하여 밀폐시킨다.
진공 실장의 경우에는 패키지 내부 소정의 위치에 흡습제(getter)를 형성하여 패키지 내부의 진공도를 유지하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지의 실시예8을 도시한 단면도 및 평면도로써, 마이크로미러 다이 부착이 용이하도록 하우징(117) 중심부에 정렬홈(17)을 배치하였다.
또, 상기 정렬홈(17)의 외곽에 액상의 접착제 투입이 용이하도록 리저버(reservoir, 18)를 형성할 수 있다.
또한, 장착된 마이크로미러 다이의 하부와 하우징(117)의 간격이 너무 좁아서 마이크로미러의 구동을 방해하는 것을 막기 위해 마이크로미러 다이가 장착될 위치에 공동(16)을 형성할 수 있다.
상기 하우징(117)의 하부에는 따로 형성된 방열판(19)을 부착하거나, 하우징과 일체로 제작하는 것도 가능하다.
상기에서 설명한 상기의 스캐닝 마이크로미러 패키지에, 하나 이상의 렌즈를 포함하여 구성되고, 광원으로부터 상기 스캐닝 마이크로미러 패키지에 입사광을 제공하는 광학계를 포함시켜 광스캐닝 장치를 구성할 수 있다.
또한, 상기 광스캐닝 장치에서 상기 스캐닝 마이크로 미러 패키지로부터 반사되어 나온 반사광을 확대시키는 확대렌즈를 더 포함시킬 수 있다.
상기 광스캐닝장치는 도 2의 마이크로미러(9)를 대신하여 본 발명의 스캐닝 마이크로미러 패키지를 설치하는 것으로 제작된다.
본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 패키지는 광원으로부터 출사된 빔을 소정의 영역에 주사하여 화상 등의 정보를 결상하거나 위치, 화상 등의 데이터를 읽어 들이는데 사용되는 소자에 사용된다.
이러한 스캐닝 마이크로미러를 고안된 구조와 방법으로 패키징 함으로써 광학적, 기계적 성능을 최적화하고, 소형의 경량화 된 형태로 구현할 수 있고, 성능에 영향을 미칠 수 있는 외부 요인들로부터 마이크로미러를 보호하는 역할을 하게 되며, 다양한 형태의 마이크로미러를 사용한 스캐닝 시스템에 적용 가능하고, 부품 단가를 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
Claims (30)
- 입력광을 반사시키는 스캐닝 마이크로 미러가 설치되는 마이크로미러 다이가 상면에 부착되는 하우징;상기 하우징과 접합하여 그 내부에 공간을 형성하는 덮개를 포함하고,상기 덮개는 입사광과 반사광이 통과할 수 있는 투명한 창과 상기 투명한 창이 설치되는 덮개틀을 포함하여 형성되며,상기 덮개의 소정의 위치에 관통공을 형성하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 하우징과 상기 덮개 사이에 기밀을 위한 봉합링을 사용하여 접합한 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 덮개는 전체가 입사광과 반사광이 통과할 수 있는 투명한 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 투명한 창은 양면에 반사 방지 코팅이 되어있는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 덮개 내부면 중 투명한 창 이외의 부분 전체에 반사 방지 코팅이 되어있는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 덮개 내부면에 흡습제를 도포한 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 덮개의 상기 하우징과의 접합부에 접합을 위한 소정의 금속막을 코팅한 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 덮개의 상기 하우징과의 접합부에 접합을 위한 저융점 금속층을 형성한 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제10항에 있어서, 상기 저융점 금속층은 Va, Au, Ni, Ab, Cu, Al, Pb, Sn, Sb, Pd 및 이들의 금속 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 덮개의 상기 하우징과의 접합부에 접합을 위한 저융점 유리층을 형성한 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 덮개틀은 금속, 세라믹, 또는 폴리머 재질인 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 하우징은 금속, 세라믹, 또는 폴리머 재질인 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 하우징은 소정의 위치에 내부와 외기를 연결하는 파이프가 형성된 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제15항에 있어서, 상기 파이프의 측벽에 공동이 형성된 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 하우징은 내측의 소정의 영역에 흡습제가 도포된 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 하우징의 상기 덮개와의 접합부에 접합을 위한 소정의 금속막을 코팅한 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 하우징의 상기 덮개와의 접합부에 접합을 위한 저융점 금속층을 형성한 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제19항에 있어서, 상기 저융점 금속층은 Va, Au, Ni, Ab, Cu, Al, Pb, Sn, Sb, Pd 및 이들의 금속 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 하우징의 덮개와의 접합부에 접합을 위한 저융점 유리층을 형성한 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 하우징의 외면의 소정의 위치에 방열판이 형성된 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 하우징의 내부에 마이크로미러 다이 설치시 상기 마이크로미러 다이 정렬을 위한 정렬홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제23항에 있어서, 상기 정렬홈의 주위에 마이크로미러 다이를 부착하기 위한 접착제를 투입할 수 있는 리저버가 더 형성된 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항에 있어서, 마이크로미러의 구동공간을 확보하기 위하여, 상기 하우징 내부의 마이크로미러 다이가 장착될 위치에 공동을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지.
- 제1항의 덮개와 하우징으로 스캐닝 마이크로 미러의 패키지를 제작하는 방법에 있어서,관통공이 형성된 덮개를 하우징에 접합하는 단계;상기 관통공에 밀봉제를 삽입하고 가열하여 상기 밀봉제를 용융시키는 단계; 및상기 밀봉제를 응고시키는 단계를 포함하여 패키지를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지를 제작방법.
- 제15항의 덮개와 하우징으로 스캐닝 마이크로 미러의 패키지를 제작하는 방법에 있어서,덮개를 파이프가 형성된 하우징에 접합하는 단계; 및상기 파이프를 압착하는 단계를 포함하여 패키지를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지 제작 방법.
- 제16항의 덮개와 하우징으로 스캐닝 마이크로 미러의 패키지를 제작하는 방법에 있어서,덮개를 공동이 형성된 파이프가 설치된 하우징에 접합하는 단계;상기 공동에 밀봉제를 삽입하고 가열하여 상기 밀봉제를 용융시키는 단계; 및상기 밀봉제를 응고시키는 단계를 포함하여 패키지를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지 제작방법.
- 제26항 또는 제28항에 있어서, 밀봉제는 저융점 금속 또는 저융점 유리로 된 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러의 패키지 제작방법.
- 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항, 및 제9항 내지 제 25항 중 어느 한 항의 스캐닝 마이크로미러 패키지와,하나 이상의 렌즈를 포함하여 구성되고, 광원으로부터 상기 스캐닝 마이크로미러 패키지에 입사광을 제공하는 광학계를 포함하는 광스캐닝 장치.
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