KR102515663B1 - optical integrated circuit package - Google Patents

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Abstract

본 발명의 광 집적 회로 패키지는 광 집적 회로 기판을 포함하는 광 집적 회로; 상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하는 전기 집적 회로 소자; 상기 전기 집적 회로 소자와 떨어져서 상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하는 적어도 하나의 광 소자; 상기 광 집적 회로 기판의 일측에 위치하는 광 인터페이스; 상기 광 집적 회로 기판의 타측에 위치하는 전기 인터페이스; 및 상기 광 집적 회로, 상기 전기 집적 회로 소자, 상기 광 소자, 상기 광 인터페이스, 및 상기 전기 인터페이스를 밀봉하는 봉지 부재를 포함하되, 상기 전기 인터페이스는 플렉서블 인쇄 회로 기판으로 구성된다.An optical integrated circuit package of the present invention includes an optical integrated circuit including an optical integrated circuit board; an electrical integrated circuit element positioned on the optical integrated circuit board; at least one optical element positioned on the optical integrated circuit board apart from the electrical integrated circuit element; an optical interface positioned on one side of the optical integrated circuit board; an electrical interface located on the other side of the optical integrated circuit board; and a sealing member sealing the optical integrated circuit, the electrical integrated circuit device, the optical device, the optical interface, and the electrical interface, wherein the electrical interface is formed of a flexible printed circuit board.

Figure R1020160036966
Figure R1020160036966

Description

광 집적 회로 패키지{optical integrated circuit package}Optical integrated circuit package

본 발명의 기술적 사상은 광 집적 회로 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 집적 회로 기판에 구현되는 광 집적 회로 패키지에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an optical integrated circuit package, and more particularly, to an optical integrated circuit package implemented on an optical integrated circuit board.

전자 장치의 소형화 및 고속화의 요구에 대응하기 위해 신호 전달이 고속화될 것이 요구된다. 전기 신호는 구리선 등과 같은 배선을 통해 전달되어 고속화에는 한계가 있으므로 광 신호를 통한 신호 전달 방식이 요구되고 있다. 이에 따라, 광 신호를 전달하기 위한 광 집적 회로 패키지가 필요하다. In order to respond to the demand for miniaturization and high-speed electronic devices, high-speed signal transmission is required. Electrical signals are transmitted through wires such as copper wires, and there is a limit to high-speed, so a signal transmission method through optical signals is required. Accordingly, an optical integrated circuit package for transmitting an optical signal is required.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 전자 장치의 소형화 및 고속화의 요구에 부응할 수 있는 광 집적 회로 패키지를 제공하는 데 있다. An object to be solved by the technical idea of the present invention is to provide an optical integrated circuit package that can meet the needs of miniaturization and high-speed electronic devices.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지는 광 집적 회로 기판을 포함하는 광 집적 회로; 상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하는 전기 집적 회로 소자; 상기 전기 집적 회로 소자와 떨어져서 상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하는 적어도 하나의 광 소자; 상기 광 집적 회로 기판의 일측에 위치하는 광 인터페이스; 상기 광 집적 회로 기판의 타측에 위치하는 전기 인터페이스; 및 상기 광 집적 회로, 상기 전기 집적 회로 소자, 상기 광 소자, 상기 광 인터페이스, 및 상기 전기 인터페이스를 밀봉하는 봉지 부재를 포함하되, 상기 전기 인터페이스는 플렉서블 인쇄 회로 기판으로 구성된다. In order to solve the above problems, an optical integrated circuit package according to an embodiment of the technical idea of the present invention includes an optical integrated circuit including an optical integrated circuit board; an electrical integrated circuit element positioned on the optical integrated circuit board; at least one optical element positioned on the optical integrated circuit board apart from the electrical integrated circuit element; an optical interface positioned on one side of the optical integrated circuit board; an electrical interface located on the other side of the optical integrated circuit board; and a sealing member sealing the optical integrated circuit, the electrical integrated circuit device, the optical device, the optical interface, and the electrical interface, wherein the electrical interface is formed of a flexible printed circuit board.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 집적 회로 기판은 실리콘 반도체 기판으로 구성될 수 있다. 상기 광 집적 회로 기판은 III-V족 반도체 기판으로 구성될 수 있다. In one embodiment of the technical idea of the present invention, the optical integrated circuit board may be composed of a silicon semiconductor substrate. The optical integrated circuit board may be composed of a III-V group semiconductor substrate.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 집적 회로는 상기 광 집적 회로 기판 상에 형성된 배선 패드를 포함할 수 있다. 상기 전기 인터페이스는 상기 배선 패드와 전기적으로 연결될 수 있다. In one embodiment of the technical idea of the present invention, the optical integrated circuit may include a wiring pad formed on the optical integrated circuit board. The electrical interface may be electrically connected to the wiring pad.

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본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 집적 회로는 상기 광 집적 회로 기판에 형성된 광 도파로 및 광 커플러를 포함할 수 있다. 상기 광 인터페이스는 상기 광 커플러를 통해 상기 광 도파로와 광학적으로 연결되어 있을 수 있다. In one embodiment of the technical idea of the present invention, the optical integrated circuit may include an optical waveguide and an optical coupler formed on the optical integrated circuit board. The optical interface may be optically connected to the optical waveguide through the optical coupler.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 소자는 전광 변환 소자, 광전 변환 소자 또는 광 변조 소자를 포함할 수 있다. 상기 전광 변환 소자는 상기 광 집적 회로 기판의 내부에 형성되어 있을 수 있다. In one embodiment of the technical concept of the present invention, the optical element may include an electro-optical conversion element, a photoelectric conversion element, or a light modulation element. The electro-optical conversion element may be formed inside the optical integrated circuit board.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 인터페이스는 하나의 광 파이버 또는 복수개의 광 파이버들을 포함하는 광 파이버 어레이일 수 있다. 상기 광 파이버는 입출력 광의 경로를 변경하는 경사 단면부를 포함할 수 있다. In one embodiment of the technical idea of the present invention, the optical interface may be one optical fiber or an optical fiber array including a plurality of optical fibers. The optical fiber may include an inclined cross-section for changing a path of input/output light.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 인터페이스는 리셉터클 커넥터 및 정렬 소자로 구성될 수 있다. In one embodiment of the technical idea of the present invention, the optical interface may be composed of a receptacle connector and an alignment element.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 집적 회로 기판의 하부와 접촉하는 히트 싱크가 더 설치되어 있을 수 있다. 상기 봉지 부재는 상기 히트 싱크의 양측에 접촉하면서 상기 히트 싱크를 밀봉할 수 있다. 상기 봉지 부재의 내부는 공기층, 질소층 또는 진공층으로 채워져 있을 수 있다. 상기 봉지 부재는 투명 물질층으로 채워져 있을 수 있다. In one embodiment of the technical concept of the present invention, a heat sink contacting a lower portion of the optical integrated circuit board may be further installed. The sealing member may seal the heat sink while contacting both sides of the heat sink. The inside of the sealing member may be filled with an air layer, a nitrogen layer or a vacuum layer. The sealing member may be filled with a transparent material layer.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 집적 회로는 베이스 인쇄 회로 기판 내에 위치하고, 상기 전기 인터페이스는 상기 베이스 인쇄 회로 기판의 배선 패드에 전기적으로 연결되고, 상기 광 인터페이스는 상기 베이스 인쇄 회로 기판 상에 위치할 수 있다. In one embodiment of the technical concept of the present invention, the optical integrated circuit is located in a base printed circuit board, the electrical interface is electrically connected to a wiring pad of the base printed circuit board, and the optical interface is connected to the base printed circuit board. It can be located on a substrate.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지는 광 집적 회로 기판을 포함하는 광 집적 회로; 상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하여 상기 광 집적 회로 기판의 배선 라인과 전기적으로 연결된 전기 집적 회로 소자; 상기 광 집적 회로에서 광 신호 및 전기 신호를 프로세싱하는 적어도 하나의 광 소자; 상기 광 집적 회로 기판의 일측에 위치하고 상기 광 집적 회로 및 광 소자와 광학적으로 연결된 광 인터페이스; 상기 광 집적 회로 기판의 타측에 위치하고 상기 전기 집적 회로 소자 및 광 소자와 전기적으로 연결된 전기 인터페이스; 및 상기 광 집적 회로, 상기 전기 집적 회로 소자, 상기 광 소자, 상기 광 인터페이스, 및 상기 전기 인터페이스를 밀봉하는 봉지 부재를 포함하되, 상기 광 인터페이스는 외부에서 플러그 콘넥터를 삽입할 수 있는 리셉터클 커넥터 및 상기 리셉터클 커넥터를 통하여 입출입되는 광을 정렬하는 정렬 소자를 포함한다.An optical integrated circuit package according to one embodiment of the technical idea of the present invention includes an optical integrated circuit including an optical integrated circuit board; an electric integrated circuit element positioned on the optical integrated circuit board and electrically connected to a wiring line of the optical integrated circuit board; at least one optical element for processing an optical signal and an electrical signal in the optical integrated circuit; an optical interface positioned on one side of the optical integrated circuit board and optically connected to the optical integrated circuit and the optical element; an electrical interface located on the other side of the optical integrated circuit board and electrically connected to the electrical integrated circuit element and the optical element; and a sealing member sealing the optical integrated circuit, the electric integrated circuit element, the optical element, the optical interface, and the electrical interface, wherein the optical interface includes a receptacle connector into which a plug connector can be inserted from the outside, and the optical interface. and an alignment element for aligning light entering and exiting through the receptacle connector.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 전기 인터페이스는 상기 광 집적 회로 기판의 회로 배선 라인과 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. In one embodiment of the technical idea of the present invention, the electrical interface may be electrically connected to a circuit wiring line of the optical integrated circuit board.

상기 정렬 소자는 평면 광 도파로 소자일 수 있다. 상기 정렬 소자는 광다중화기 및 역다중화기를 포함할 수 있다. The alignment element may be a planar optical waveguide element. The alignment element may include an optical multiplexer and a demultiplexer.

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본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 소자는 전광 변환 소자, 광전 변환 소자 또는 광 변조 소자를 포함할 수 있다. 상기 광 인터페이스는 상기 광 변조 소자에서 변조된 광 신호를 외부로 송신하거나, 외부에서 변조된 광 신호를 상기 광전 변환 소자로 수신할 수 있다. 상기 전기 인터페이스는 상기 광전 변환 소자에서 변환된 전기 신호를 외부로 송신하거나, 외부의 전기 신호를 상기 전기 집적 회로 소자로 수신할 수 있다. In one embodiment of the technical concept of the present invention, the optical element may include an electro-optical conversion element, a photoelectric conversion element, or a light modulation element. The optical interface may transmit an optical signal modulated by the optical modulation device to the outside or receive an externally modulated optical signal by the photoelectric conversion device. The electrical interface may transmit an electrical signal converted by the photoelectric conversion device to the outside or receive an external electrical signal to the electronic integrated circuit device.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 집적 회로 기판의 하부와 접촉하는 히트 싱크가 더 설치되어 있을 수 있다. In one embodiment of the technical concept of the present invention, a heat sink contacting a lower portion of the optical integrated circuit board may be further installed.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지는 광 집적 회로 기판을 포함하는 광 집적 회로; 상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하여 상기 광 집적 회로 기판의 배선 라인과 전기적으로 연결된 전기 집적 회로 소자; 상기 광 집적 회로 기판의 내부에 집적되어 광 신호를 발생시킬 수 있는 제1 광 소자; 상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하여 광 신호 및 전기 신호를 프로세싱하는 제2 광 소자; 상기 광 집적 회로 기판의 일측에 위치하고 상기 광 집적 회로, 제1 광 소자 및 제2 광 소자와 광학적으로 연결된 광 인터페이스; 상기 광 집적 회로 기판의 타측에 위치하고 상기 전기 집적 회로, 제1 광 소자, 및 제2 광 소자와 전기적으로 연결된 전기 인터페이스; 및 상기 광 집적 회로, 상기 전기 집적 회로 소자, 상기 제1 광 소자, 상기 제2 광 소자, 상기 광 인터페이스, 및 상기 전기 인터페이스를 밀봉하는 봉지 부재를 포함한다.An optical integrated circuit package according to one embodiment of the technical idea of the present invention includes an optical integrated circuit including an optical integrated circuit board; an electric integrated circuit element positioned on the optical integrated circuit board and electrically connected to a wiring line of the optical integrated circuit board; a first optical element capable of generating an optical signal integrated inside the optical integrated circuit board; a second optical element disposed on the optical integrated circuit board to process an optical signal and an electrical signal; an optical interface positioned on one side of the optical integrated circuit board and optically connected to the optical integrated circuit, the first optical element, and the second optical element; an electrical interface located on the other side of the optical integrated circuit board and electrically connected to the electrical integrated circuit, the first optical element, and the second optical element; and a sealing member sealing the optical integrated circuit, the electric integrated circuit element, the first optical element, the second optical element, the optical interface, and the electrical interface.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 집적 회로 기판 내에 광 도파로 및 광 커플러가 포함되어 있고, 상기 제1 광 소자는 상기 광 커플러를 통하여 상기 광 도파로와 광 정렬되는 전광 변환 소자로 구성될 수 있다. In one embodiment of the technical concept of the present invention, an optical waveguide and an optical coupler are included in the optical integrated circuit board, and the first optical element is an electro-optical conversion element that is optically aligned with the optical waveguide through the optical coupler. can be configured.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 광 소자는 광 변조 소자 및 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. In one embodiment of the technical concept of the present invention, the second optical device may include a light modulation device and a photoelectric conversion device.

본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 광 집적 회로 기판의 하부와 접촉하는 히트 싱크가 더 설치되어 있고, 상기 봉지 부재는 상기 히트 싱크의 양측에 접촉하면서 상기 히트 싱크를 밀봉할 수 있다.In one embodiment of the technical concept of the present invention, a heat sink contacting a lower portion of the optical integrated circuit board is further installed, and the sealing member can seal the heat sink while contacting both sides of the heat sink. .

본 발명의 기술적 사상의 광 집적 회로 패키지는 광 집적 회로 기판을 포함하는 광 집적 회로. 광 집적 회로 기판 상에 위치하는 전기 집적 회로, 및 광 집적 회로 기판에 구현된 광 인터페이스 및 전기 인터페이스를 포함할 수 있다. An optical integrated circuit package of the technical concept of the present invention is an optical integrated circuit including an optical integrated circuit board. It may include an electrical integrated circuit located on an optical integrated circuit board, and an optical interface and an electrical interface implemented on the optical integrated circuit board.

이에 따라, 본 발명의 기술적 사상의 광 집적 회로 패키지는 광 집적 회로 기판 상에 다양한 광 소자들을 실장할 수 있고, 외부 기기와의 광학적 및 전기적인 연결을 용이하게 수행할 수 있음과 아울러 전자 장치의 소형화 및 고속화의 요구에 부응할 수 있다. Accordingly, the optical integrated circuit package of the technical concept of the present invention can mount various optical elements on an optical integrated circuit board, easily perform optical and electrical connection with external devices, and It can meet the demand for miniaturization and high speed.

도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지의 단면도이다.
도 2는 도 1의 광 집적 회로 패키지의 광 집적 회로와 광 인터페이스 및 전기 인터페이스와의 연결 관계를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 광 집적 회로 패키지의 광 소자 및 전기 집적 회로 소자간의 전기적 및 광학적 연결에 대한 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 평면도이다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 광 집적 회로 패키지의 광 도파로의 다양한 실시예를 설명하기 위하여 도시한 평면도들이다.
도 7은 도 1의 광 집적 회로 패키지의 광 커플러의 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7의 광 커플러를 통한 광 커플링 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지를 설명하기 위하여 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9의 광 집적 회로에 위치하는 광 소자들 및 전기 집적 회로 소자의 신호 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지의 단면도이다.
도 13은 도 11 및 도 12의 정렬 소자의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지를 설명하기 위하여 도시한 평면도이다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다
도 16은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 광 집적 회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 광 집적 회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 광 집적 회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 광 집적 회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 컴퓨터 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
1 is a cross-sectional view of an optical integrated circuit package according to an embodiment of the technical idea of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a connection relationship between an optical integrated circuit, an optical interface, and an electrical interface of the optical integrated circuit package of FIG. 1 .
FIG. 3 is a plan view illustrating an embodiment of electrical and optical connection between optical devices and electronic integrated circuit devices of the optical integrated circuit package of FIG. 1 .
4 to 6 are plan views illustrating various embodiments of an optical waveguide of the optical integrated circuit package of FIG. 1 .
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an optical coupler of the optical integrated circuit package of FIG. 1 .
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of optical coupling through the optical coupler of FIG. 7 .
9 is a plan view illustrating an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.
FIG. 10 is a diagram for explaining signal flows of optical elements and electric integrated circuit elements located in the optical integrated circuit of FIG. 9 .
11 is a cross-sectional view of an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.
12 is a cross-sectional view of an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.
13 is a perspective view illustrating an example of the alignment element of FIGS. 11 and 12;
14 is a plan view illustrating an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.
15 is a cross-sectional view illustrating an optical integrated circuit package according to an embodiment of the technical concept of the present invention.
16 is a cross-sectional view illustrating an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.
17 is a diagram for explaining an optical integrated circuit system including an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.
18 is a diagram for explaining an optical integrated circuit system including an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.
19 is a diagram for explaining an optical integrated circuit system including an optical integrated circuit package according to an embodiment according to the technical concept of the present invention.
20 is a diagram for explaining an optical integrated circuit system including an optical integrated circuit package according to an embodiment according to the technical concept of the present invention.
21 is a block diagram for explaining a computer system including an optical integrated circuit package according to an embodiment according to the technical concept of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. In addition, the thickness or size of each layer in the drawings is exaggerated for convenience and clarity of explanation.

명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Throughout the specification, when referring to an element, such as a film, region, or substrate, being located “on,” “connected to,” or “coupled to” another element, the one element is referred to directly. It can be interpreted that there may be other components that are in contact with, “on,” “connected to,” or “coupled to” other components, or that are interposed therebetween. On the other hand, when an element is said to be located "directly on," "directly connected to," or "directly coupled to," another element, it is interpreted that there are no intervening elements. do. Like symbols refer to like elements.

본 명세서에서 제1, 제2등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.In this specification, terms such as first and second are used to describe various members, components, regions, layers and/or portions, but these members, components, regions, layers and/or portions are limited by these terms. It is self-evident that no These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described in detail below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.

또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.Also, relative terms such as "over" or "above" and "bottom" or "below" may be used herein to describe the relationship of some elements to other elements as illustrated in the figures. Relative terms can be understood as intended to include other orientations of the element in addition to the orientation depicted in the figures. For example, if an element is turned over in the figures, elements that are depicted as being on the face of the other elements will have orientation on the face of the bottom of the other elements. Thus, the term "top" as an example may include both "bottom" and "top" directions, depending on the particular orientation of the figure. If the element is oriented in another direction (rotated 90 degrees relative to the other direction), relative statements used herein may be interpreted accordingly.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.Terms used in this specification are used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates otherwise. Also, when used herein, "comprise" and/or "comprising" specifies the presence of the recited shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and/or groups thereof. and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, operations, elements, elements and/or groups.

이하의 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. Embodiments of the present invention are described below with reference to drawings schematically showing ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the depicted shape may be expected, depending on, for example, manufacturing techniques and/or tolerances. Therefore, embodiments of the inventive concept should not be construed as being limited to the specific shape of the region shown in this specification, but should include, for example, a change in shape caused by manufacturing.

이하의 본 발명의 실시예들은 어느 하나로만 구현될 수도 있고, 또한, 이하의 실시예들은 하나 이상을 조합하여 구현될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 하나의 실시예에 국한하여 해석되지는 않는다. The following embodiments of the present invention may be implemented with only one, and also, the following embodiments may be implemented in combination of one or more. Therefore, the technical spirit of the present invention should not be construed as being limited to one embodiment.

도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of an optical integrated circuit package according to an embodiment of the technical idea of the present invention.

구체적으로, 광 집적 회로 패키지(1000)는 광 집적 회로 기판(102)을 포함하는 광 집적 회로(100, optical integrated circuit)를 포함할 수 있다. 광 집적 회로(100)는 인터포저(interposer)라고 명명할 수 있다. 광 집적 회로 기판(102)은 실리콘 반도체 기판으로 구성될 수 있다. 광 집적 회로 기판(102)은 III-V족 반도체 기판으로 구성될 수 있다. 광 집적 회로 기판(102)에는 광 도파로(104) 및 광 커플러(106)가 형성될 수 있다. Specifically, the optical integrated circuit package 1000 may include an optical integrated circuit (100) including an optical integrated circuit board 102. The optical integrated circuit 100 may be referred to as an interposer. The optical integrated circuit board 102 may be composed of a silicon semiconductor substrate. The optical integrated circuit board 102 may be composed of a III-V semiconductor substrate. An optical waveguide 104 and an optical coupler 106 may be formed on the optical integrated circuit board 102 .

광 도파로(104) 및 광 커플러(106)는 도 1의 단면도와 같이 광 집적 회로 기판(102)의 내부에 형성된 것으로 도시하였으나, 광 도파로(104) 및 광 커플러(106)는 광 집적 회로 기판(102)의 표면 상에 형성될 수 있다. 광 커플러(106)는 수직형 광 커플러일 수 있다. 광 도파로(104)는 광(또는 광 신호)이 진행하는 통로일 수 있다. 광 커플러(106)는 광 집적 회로 기판(102)의 수평 방향으로 진행하는 광을 수직 방향으로 커플링할 수 있다. The optical waveguide 104 and the optical coupler 106 are shown as being formed inside the optical integrated circuit board 102 as shown in the cross-sectional view of FIG. 1, but the optical waveguide 104 and the optical coupler 106 are 102) may be formed on the surface. The optical coupler 106 may be a vertical optical coupler. The optical waveguide 104 may be a passage through which light (or an optical signal) travels. The optical coupler 106 may couple light traveling in a horizontal direction of the optical integrated circuit board 102 in a vertical direction.

광 집적 회로 기판(102) 상에 전기 집적 회로 소자(200, electronic integrated circuit device, EICD)가 위치할 수 있다. 전기 집적 회로 소자(200)는 접착층(202)을 이용하여 광 집적 회로 기판(102)에 부착될 수 있다. 전기 집적 회로 소자(200)의 연결 패드(204)는 광 집적 회로 기판(102)의 일부분 상에 형성된 제1 배선 패드(108)에 전기적으로 연결될 수 있다.An electronic integrated circuit device (EICD) 200 may be positioned on the optical integrated circuit board 102 . The electronic integrated circuit device 200 may be attached to the optical integrated circuit board 102 using an adhesive layer 202 . The connection pad 204 of the electronic integrated circuit device 200 may be electrically connected to the first wiring pad 108 formed on a portion of the optical integrated circuit board 102 .

광 집적 회로 기판(102) 상에는 전기 집적 회로 소자(200)와 떨어져서 적어도 하나의 광 소자(300, optical device, OD)가 설치될 수 있다. 광 소자(300)는 접착층(302)을 이용하여 광 집적 회로 기판(102)에 부착될 수 있다. 광 소자(300)는 전광 변환 소자, 광전 변환 소자 또는 광 변조 소자 등을 포함할 수 있다. 도 1의 광 소자(300)는 전광 변환 소자(310), 예컨대 레이저 다이오드 소자를 포함할 수 있다. 전광 변환 소자(310)에서 발생된 광(또는 광 신호)은 광 커플러(106)를 통하여 광 도파로(104)로 전송될 수 있다. At least one optical device 300 (optical device, OD) may be installed on the optical integrated circuit board 102 apart from the electric integrated circuit device 200 . The optical device 300 may be attached to the optical integrated circuit board 102 using an adhesive layer 302 . The optical device 300 may include an electro-optical conversion device, a photoelectric conversion device, or an optical modulation device. The optical device 300 of FIG. 1 may include an electro-optical conversion device 310, for example, a laser diode device. Light (or an optical signal) generated by the electro-optical conversion element 310 may be transmitted to the optical waveguide 104 through the optical coupler 106 .

광 집적 회로 기판(102)의 일측에 광 인터페이스(400, optical interface)가 설치될 수 있다. 광 인터페이스(400)는 접착층(402)을 이용하여 광 집적 회로 기판(102)에 접착될 수 있다. 광 인터페이스(400)는 광 집적 회로 기판(102)과 광학적으로 연결될 수 있다. 광 인터페이스(400)는 광 커플러(106)를 통해 광 도파로(104)와 광학적으로 연결될 수 있다. An optical interface 400 may be installed on one side of the optical integrated circuit board 102 . The optical interface 400 may be adhered to the optical integrated circuit board 102 using an adhesive layer 402 . The optical interface 400 may be optically connected to the optical integrated circuit board 102 . The optical interface 400 may be optically connected to the optical waveguide 104 through the optical coupler 106 .

광 인터페이스(400)는 하나의 광 파이버(404)로 구성될 수 있다. 광 파이버(404)는 보호층(406)으로 보호될 수 있다. 광 인터페이스(400)는 후술하는 바와 같이 복수개의 광 파이버들을 포함하는 광 파이버 어레이일 수 있다. 광 파이버(404)는 화살표로 표시한 바와 같이 입출력 광의 경로를 변경하는 경사 단면부(408)를 포함할 수 있다. The optical interface 400 may be composed of one optical fiber 404 . The optical fiber 404 may be protected with a protective layer 406 . As will be described later, the optical interface 400 may be an optical fiber array including a plurality of optical fibers. The optical fiber 404 may include an inclined cross-section 408 for changing the path of input/output light as indicated by arrows.

광 집적 회로 기판(102)의 타측에 전기 인터페이스(500, electrical interface)가 설치될 수 있다. 전기 인터페이스(500)는 광 집적 회로 기판(102)에 형성된 제2 배선 패드(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전기 인터페이스(500)는 플렉서블 인쇄 회로 기판(502)으로 구성될 수 있다. 플렉서블 인쇄 회로 기판(502)의 일측에 형성된 제1 연결 패드(504)는 제2 배선 패드(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. An electrical interface 500 may be installed on the other side of the optical integrated circuit board 102 . The electrical interface 500 may be electrically connected to the second wiring pad 110 formed on the optical integrated circuit board 102 . The electrical interface 500 may be comprised of a flexible printed circuit board 502 . The first connection pad 504 formed on one side of the flexible printed circuit board 502 may be electrically connected to the second wiring pad 110 .

제1 배선 패드(108)와 제2 배선 패드(110)는 회로 배선 라인(미도시)을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 플렉서블 인쇄 회로 기판(502)의 타측에 형성된 제2 연결 패드(506)는 외부의 베이스 인쇄 회로 기판과 연결될 수 있다. 제2 연결 패드(506)는 제2 배선 패드(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 연결 패드(506)를 통한 전기적 신호는 플렉서블 인쇄 회로 기판(502)을 통하여 제2 배선 패드(110)에 전달될 수 있다. The first wiring pad 108 and the second wiring pad 110 may or may not be electrically connected to each other through a circuit wiring line (not shown). The second connection pad 506 formed on the other side of the flexible printed circuit board 502 may be connected to an external base printed circuit board. The second connection pad 506 may be electrically connected to the second wiring pad 110 . An electrical signal through the second connection pad 506 can be transferred to the second wiring pad 110 through the flexible printed circuit board 502 .

필요에 따라서, 광 집적 회로 기판(102)의 하부에 광 집적 회로 기판(102)과 접촉하는 히트 싱크(700)가 설치될 수 있다. 히트 싱크(700)는 광 집적 회로(100)에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 역할을 수행할 수 있다. If necessary, a heat sink 700 contacting the optical integrated circuit board 102 may be installed under the optical integrated circuit board 102 . The heat sink 700 may serve to dissipate heat generated in the optical integrated circuit 100 to the outside.

광 집적 회로 패키지(1000)는 광 집적 회로(100), 전기 집적 회로 소자(200), 광 소자(300), 광 인터페이스(400), 및 전기 인터페이스(500)를 밀봉하는 봉지 부재(600)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 봉지 부재(600)의 내부는 공기층, 질소층 또는 진공층으로 채워져 있을 수 있다. 일 실시예에서, 봉지 부재(600)는 투명 물질층으로 채워져 있을 수 있다. 히트 싱크(700)가 설치될 경우, 봉지 부재(600)는 히트 싱크(700)의 양측에 접촉하면서 히트 싱크(700)를 밀봉할 수 있다. The optical integrated circuit package 1000 includes an optical integrated circuit 100, an electrical integrated circuit device 200, an optical device 300, an optical interface 400, and an encapsulation member 600 sealing the electrical interface 500. can include In one embodiment, the inside of the sealing member 600 may be filled with an air layer, a nitrogen layer, or a vacuum layer. In one embodiment, the sealing member 600 may be filled with a transparent material layer. When the heat sink 700 is installed, the sealing member 600 may seal the heat sink 700 while contacting both sides of the heat sink 700 .

이상과 같이 광 집적 회로 패키지(1000)는 광 집적 회로 기판(102)을 포함하는 광 집적 회로(100). 광 집적 회로 기판(102) 상에 위치하는 전기 집적 회로 소자(200), 및 광 집적 회로 기판(102) 상에 형성된 광 인터페이스(400) 및 전기 인터페이스(500)를 포함할 수 있다. As described above, the optical integrated circuit package 1000 is an optical integrated circuit 100 including an optical integrated circuit board 102. It may include an electrical integrated circuit device 200 located on the optical integrated circuit board 102 , and an optical interface 400 and an electrical interface 500 formed on the optical integrated circuit board 102 .

이에 따라, 광 집적 회로 패키지(1000)는 광 집적 회로 기판(102) 상에 다양한 광 소자들을 실장할 수 있고, 외부 기기와의 광학적 및 전기적인 연결을 용이하게 수행할 수 있음과 아울러 광 인터페이스(400)를 구비하여 전자 장치의 소형화 및 고속화의 요구에 부응할 수 있다. 또한, 광 집적 회로 패키지(1000)는 광 집적 회로 기판(102)과 광 인터페이스(400) 및 전기 인터페이스(500)간의 광 및 전기적 연결을 좋게 하여 신호 전송의 품질을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the optical integrated circuit package 1000 can mount various optical elements on the optical integrated circuit board 102, can easily perform optical and electrical connection with external devices, and also can perform an optical interface ( 400), it is possible to meet the demand for miniaturization and high-speed electronic devices. In addition, the optical integrated circuit package 1000 improves optical and electrical connections between the optical integrated circuit board 102 and the optical interface 400 and the electrical interface 500 to improve signal transmission quality.

도 2는 도 1의 광 집적 회로 패키지의 광 집적 회로와 광 인터페이스 및 전기 인터페이스와의 연결 관계를 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating a connection relationship between an optical integrated circuit, an optical interface, and an electrical interface of the optical integrated circuit package of FIG. 1 .

구체적으로, 광 집적 회로(100)를 구성하는 광 집적 회로 기판(102)의 일측에 광 인터페이스(400)가 설치될 수 있다. 광 집적 회로 기판(102)에는 복수개의 광 커플러(106)들이 형성될 수 있다. 광 인터페이스(400)는 복수개의 광 파이버들(404)을 포함하는 광 파이버 어레이(408)일 수 있다. 광 파이버 어레이(408)는 보호층(406)으로 보호될 수 있다. Specifically, the optical interface 400 may be installed on one side of the optical integrated circuit board 102 constituting the optical integrated circuit 100 . A plurality of optical couplers 106 may be formed on the optical integrated circuit board 102 . The optical interface 400 may be an optical fiber array 408 including a plurality of optical fibers 404 . The optical fiber array 408 may be protected with a protective layer 406 .

이에 따라, 광 파이버 어레이(408)는 광 커플러들(106)과 광학적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 광 파이버 어레이(408)와 광 커플러들(106)은 광(또는 광 신호)을 상호 전달할 수 있다. Accordingly, the optical fiber array 408 may be optically connected to the optical couplers 106 . In other words, the optical fiber array 408 and the optical couplers 106 may transfer light (or optical signals) to each other.

광 집적 회로 기판(102)의 타측에 전기 인터페이스(500)가 설치될 수 있다. 전기 인터페이스(500)는 플렉서블 인쇄 회로 기판으로 구성될 수 있다. 광 집적 회로 기판(102)의 타측에 복수개의 제2 배선 패드들(110)이 형성될 수 있다. An electrical interface 500 may be installed on the other side of the optical integrated circuit board 102 . The electrical interface 500 may be composed of a flexible printed circuit board. A plurality of second wiring pads 110 may be formed on the other side of the optical integrated circuit board 102 .

플렉서블 인쇄 회로 기판(502)의 일측 및 타측에는 각각 제1 연결 패드들(504) 및 제2 연결 패드들(506)이 설치될 수 있다. 제1 연결 패드들(504)은 제2 배선 패드들(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 연결 패드들(506)은 외부의 베이스 인쇄 회로 기판과 연결될 수 있다. 베이스 인쇄 회로 기판은 응용 모듈(또는 응용 기기)의 회로 기판일 수 있다. 제1 연결 패드들(504) 및 제2 연결 패드들(506)은 인터페이스 배선 라인(미도시)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. First connection pads 504 and second connection pads 506 may be installed on one side and the other side of the flexible printed circuit board 502 , respectively. The first connection pads 504 may be electrically connected to the second wiring pads 110 . The second connection pads 506 may be connected to an external base printed circuit board. The base printed circuit board may be a circuit board of an application module (or application device). The first connection pads 504 and the second connection pads 506 may be electrically connected through an interface wiring line (not shown).

이에 따라, 전기 인터페이스(500)는 광 집적 회로 기판(102)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 전기 인터페이스(500)의 제2 연결 패드(506)를 통한 전기적 신호는 플렉서블 인쇄 회로 기판(502)을 통하여 제2 배선 패드(110)에 전달될 수 있다.Accordingly, the electrical interface 500 may be electrically connected to the optical integrated circuit board 102 . In other words, an electrical signal through the second connection pad 506 of the electrical interface 500 can be transferred to the second wiring pad 110 through the flexible printed circuit board 502 .

도 3은 도 1의 광 집적 회로 패키지의 광 소자 및 전기 집적 회로 소자간의 전기적 및 광학적 연결에 대한 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 평면도이다.FIG. 3 is a plan view illustrating an embodiment of electrical and optical connection between optical devices and electronic integrated circuit devices of the optical integrated circuit package of FIG. 1 .

구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이 광 집적 회로 패키지(1000)는 광 집적 회로(100), 전기 집적 회로 소자(200) 및 광 소자(300), 전기 인터페이스(500), 광 인터페이스(400) 및 히트 싱크(700)를 포함할 수 있다. Specifically, as described above, the optical integrated circuit package 1000 includes the optical integrated circuit 100, the electrical integrated circuit device 200 and the optical device 300, the electrical interface 500, the optical interface 400, and the heat sink. (700).

전기 인터페이스(500)의 인터페이스 배선 라인(503)을 통하여 전달되는 전기 신호는 회로 배선 라인(103)을 통하여 전기 집적 회로 소자(200) 및 광 소자(300)에 수신될 수 있다. 광 소자(300)가 전광 변환 소자, 예컨대 레이저 다이오드 소자인 경우 광 소자(300)에서 발생된 광 신호는 광 도파로(104)를 통하여 광 인터페이스(400)의 광 파이버 어레이(408) 또는 광 파이버(404)를 통하여 외부로 전달될 수 있다.Electrical signals transmitted through the interface wiring line 503 of the electrical interface 500 may be received by the electronic integrated circuit device 200 and the optical device 300 through the circuit wiring line 103 . When the optical device 300 is an electro-optical conversion device, for example, a laser diode device, the optical signal generated from the optical device 300 passes through the optical waveguide 104 to the optical fiber array 408 of the optical interface 400 or the optical fiber ( 404) may be transmitted to the outside.

한편, 외부에서 광 인터페이스(400)를 구성하는 광 파이버 어레이(408) 또는 광 파이버(404)를 통하여 수신되는 광 신호는 광 도파로(104)를 통하여 광 소자(300), 예컨대 광전 변환 소자로 수신될 수 있다. 광전 변환 소자는 포토 다이오드 소자일 수 있다. 광 소자(300)에서 변환된 전기 신호는 전기 집적 회로 소자(200)를 통하여 전기 인터페이스(500)의 인터페이스 배선 라인(503)을 통하여 외부로 전달될 수 있다. Meanwhile, an optical signal received from the outside through the optical fiber array 408 or optical fiber 404 constituting the optical interface 400 is received by the optical element 300, for example, a photoelectric conversion element, through the optical waveguide 104. It can be. The photoelectric conversion element may be a photodiode element. The electrical signal converted by the optical device 300 may be transferred to the outside through the interface wiring line 503 of the electrical interface 500 through the electronic integrated circuit device 200 .

도 4 내지 도 6은 도 1의 광 집적 회로 패키지의 광 도파로의 다양한 실시예를 설명하기 위하여 도시한 평면도들이다. 4 to 6 are plan views illustrating various embodiments of an optical waveguide of the optical integrated circuit package of FIG. 1 .

구체적으로, 도 1의 광 도파로(104)는 도 4 내지 도 6에서 광 도파로들(104a, 104b, 104c)을 포함할 수 있다. 도 4 내지 도 6에서, Y는 깊이 방향이고, X는 폭 방향일 수 있다. Specifically, the optical waveguide 104 of FIG. 1 may include the optical waveguides 104a, 104b, and 104c of FIGS. 4 to 6 . 4 to 6, Y may be a depth direction and X may be a width direction.

도 4를 참조하면, 광 도파로(104a)는 하부 클래딩층(1002a) 및 하부 클래딩층(1002a) 상에 1차원 평면의 슬랩(slab)형으로 배치되는 코어층(1004a)을 포함할 수 있고, 공기층을 상부 클래딩층으로 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이 경우, 깊이 방향(Z)으로만 굴절률 변화가 발생하므로, 광 도파로(104a)를 지나는 광 신호는 깊이 방향(Z)으로만 굴절된다. 도 4에서, 일측에서 입력된 광 신호는 타측으로 출력될 수 있다. Referring to FIG. 4 , the optical waveguide 104a may include a lower cladding layer 1002a and a core layer 1004a disposed on the lower cladding layer 1002a in a one-dimensional planar slab shape, An air layer may be used as the upper cladding layer, but is not limited thereto. In this case, since the refractive index change occurs only in the depth direction Z, the optical signal passing through the optical waveguide 104a is refracted only in the depth direction Z. In FIG. 4 , an optical signal input from one side may be output from the other side.

도 5를 참조하면, 광 도파로(104b)는 하부 클래딩층(1002b) 및 하부 클래딩층(1002b)에서 채널형으로 배치되는 코어층(1004b)을 포함할 수 있고, 공기층을 상부 클래딩층으로 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이 경우, 굴절률의 변화는 채널의 깊이 방향(Z)과 폭 방향(X)으로 이루어진다. 도 5에서, 일측에서 입력된 광 신호는 타측으로 출력될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the optical waveguide 104b may include a lower cladding layer 1002b and a core layer 1004b arranged in a channel shape in the lower cladding layer 1002b, and an air layer may be used as an upper cladding layer. However, it is not limited thereto. In this case, the refractive index is changed in the depth direction (Z) and width direction (X) of the channel. In FIG. 5 , an optical signal input from one side may be output from the other side.

도 6을 참조하면, 광 도파로(104c)는 하부 클래딩층(1002c) 및 하부 클래딩층(1002c)에서 분기되는(branching) 채널형으로 배치되는 코어층(1004c)을 포함할 수 있고, 공기층을 상부 클래딩층으로 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도 6에서, 일측에서 입력된 광 신호는 타측으로 출력되며, 광 도파로(104c)는 입력된 광 신호를 두 개로 분기될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the optical waveguide 104c may include a lower cladding layer 1002c and a core layer 1004c disposed in a channel shape branching from the lower cladding layer 1002c, and an air layer may be formed on the upper portion. It can be used as a cladding layer, but is not limited thereto. In FIG. 6 , an optical signal input from one side is output to the other side, and the optical waveguide 104c may split the input optical signal into two.

도 7은 도 1의 광 집적 회로 패키지의 광 커플러의 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an optical coupler of the optical integrated circuit package of FIG. 1 .

구체적으로, 광 커플러(106)는 그레이팅 커플러일 수 있다. 광 커플러(106)는 광 도파로의 일단에 그레이팅, 즉, 격자(G1, G2)를 형성함으로써 구현할 수 있다. 광 커플러(106)는 광이 격자(G1, G2)를 만나면서 회절하는 특성을 이용하여, 광을 송수신할 수 있고, 격자(G1, G2)의 간격을 조절함으로써 광을 필터링할 수도 있다. Specifically, the optical coupler 106 may be a grating coupler. The optical coupler 106 can be implemented by forming gratings, that is, gratings G1 and G2 at one end of the optical waveguide. The optical coupler 106 may transmit/receive light using a diffraction characteristic of light while encountering the gratings G1 and G2, and may filter light by adjusting the spacing between the gratings G1 and G2.

광 커플러(106)에 형성되는 그레이팅의 사이즈, 즉 그레이팅의 주기는 입사되는 광의 폭(w)과 파수 벡터(k-vector)에 의해 결정될 수 있다. 그에 따라, 광 커플러(106)에 적절한 그레이팅이 형성됨으로써, 해당 입사광이 높은 광 커플링 효율을 가지고 광 커플러(106)에 광 결합할 수 있다. The size of the grating formed in the optical coupler 106, that is, the period of the grating, may be determined by the width w of the incident light and the wavenumber vector k-vector. Accordingly, by forming an appropriate grating on the optical coupler 106 , the incident light can be optically coupled to the optical coupler 106 with high optical coupling efficiency.

도 8은 도 7의 광 커플러를 통한 광 커플링 원리를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of optical coupling through the optical coupler of FIG. 7 .

구체적으로, 도 7의 광 커플러(106)를 이용한 광 커플링 조건을 아래에서 설명한다. 우선, 입사광이 높은 광 커플링 효율로 광 커플러(106)에 광 결합하기 위해서는 그 위상이 일치하여야 한다. 그러한 위상 매칭 조건은 아래의 수학식 1과 같이 나타난다.Specifically, optical coupling conditions using the optical coupler 106 of FIG. 7 will be described below. First of all, in order for incident light to be optically coupled to the optical coupler 106 with high optical coupling efficiency, the phases of the incident light must match. Such a phase matching condition is represented by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

βν = β0 + ν2π/Λβν = β0 + ν2π/Λ

여기서, ν는 정수이고, Λ는 그레이팅의 주기를 나타내며, βν는 ν번째 모드의 위상을 나타내며, β0은 기본(fundamental) 모드의 위상을 나타낸다.Here, ν is an integer, Λ represents the period of the grating, βν represents the phase of the νth mode, and β0 represents the phase of the fundamental mode.

또한, 입사광이 도파로로 구속되기 위한 조건인 가이딩 조건(guiding condition)은 아래의 수학식 2와 같이 나타난다.In addition, a guiding condition, which is a condition for confining incident light to the waveguide, is expressed as Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

αm =κn3sinθm=(2π/λn3)sinθmαm =κn3sinθm=(2π/λn3)sinθm

여기서, m는 정수이고, λ는 m번째 모드 광의 파장을 나타내며, κ는 파수로서 파장의 역수이다. 또한, αm는 m번째 모드 광의 굴절율 조건 값이고, θm는 m번째 모드 광의 입사각도이다. 도 8에서, w는 입사된 광의 폭을 나타내고, n1은 하부 클래딩층의 굴절율을 나타내고, n2는 코어층의 굴절율을 나타내며, n3는 도파로 외부 또는 상부 클래딩층의 굴절율을 나타낸다. 입사광이 도파로에 가이딩되기 위해서는 κn3<αm<κn2의 관계를 만족해야 한다.Here, m is an integer, λ represents the wavelength of the m-th mode light, and κ is a wave number, which is the reciprocal of the wavelength. In addition, αm is a refractive index condition value of the m-th mode light, and θm is an incident angle of the m-th mode light. 8, w represents the width of the incident light, n1 represents the refractive index of the lower cladding layer, n2 represents the refractive index of the core layer, and n3 represents the refractive index of the outer waveguide or upper cladding layer. In order for the incident light to be guided to the waveguide, the relation κn3<αm<κn2 must be satisfied.

도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지를 설명하기 위하여 도시한 평면도이다. 9 is a plan view illustrating an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.

구체적으로, 도 9의 광 집적 회로 패키지(1100)는 도 1 내지 도 8의 광 집적 회로 패키지(1000)와 비교할 때 광 소자(300-1, 300-2)를 제외하고는 동일할 수 있다. 도 9의 광 집적 회로 패키지(1100)는 광 소자(300-1, 300-2) 및 전기 집적 회로 소자(200)간의 전기적 및 광학적 연결을 설명하기 위한 것이다. 도 9에서 도 1 내지 도 8과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 편의상 중복되는 설명은 간단히 설명하거나 생략한다. Specifically, the optical integrated circuit package 1100 of FIG. 9 may be identical to the optical integrated circuit package 1000 of FIGS. 1 to 8 except for the optical devices 300-1 and 300-2. The optical integrated circuit package 1100 of FIG. 9 is for explaining electrical and optical connections between the optical devices 300-1 and 300-2 and the electric integrated circuit device 200. In FIG. 9, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 8 denote the same members, and for convenience, overlapping descriptions are simply described or omitted.

광 집적 회로 패키지(1100)는 광 집적 회로(100), 전기 집적 회로 소자(200), 광 소자(300-1, 300-2), 전기 인터페이스(500), 광 인터페이스(400) 및 히트 싱크(700)를 포함할 수 있다. 광 소자(300-1, 300-2)는 편의상 제1 광 소자(300-1)와 제2 광 소자(300-2)로 분류할 수 있다. The optical integrated circuit package 1100 includes an optical integrated circuit 100, an electrical integrated circuit device 200, optical devices 300-1 and 300-2, an electrical interface 500, an optical interface 400, and a heat sink ( 700) may be included. The optical devices 300-1 and 300-2 can be classified into a first optical device 300-1 and a second optical device 300-2 for convenience.

제1 광 소자(300-1)는 광(또는 광 신호)을 발생시킬 수 있는 전광 변환 소자(LD), 예컨대 레이저 다이오드 소자일 수 있다. 제2 광 소자(300-2)는 광 신호 및 전기 신호를 프로세싱할 수 있는 광 변조기 소자(MOD, 320) 및 광전 변환 소자(PD, 330)를 포함할 수 있다. 광전 변환 소자(330)는 포토 다이오드 소자일 수 있다.The first optical device 300-1 may be an electro-optical conversion device (LD) capable of generating light (or an optical signal), for example, a laser diode device. The second optical device 300 - 2 may include an optical modulator device (MOD) 320 capable of processing optical and electrical signals and a photoelectric conversion device (PD) 330 . The photoelectric conversion element 330 may be a photodiode element.

전기 인터페이스(500)의 인터페이스 배선 라인(503)을 통하여 전달되는 전기 신호는 회로 배선 라인(335)을 통하여 전기 집적 회로 소자(200), 전광 변환 소자(310) 및 광 변조기 소자(320)로 전달될 수 있다. 전광 변환 소자(310)는 광 신호를 발생하여 광 변조기 소자(320)로 전달될 수 있다. Electrical signals transmitted through the interface wiring line 503 of the electrical interface 500 are transferred to the electronic integrated circuit element 200, the electro-optical conversion element 310, and the optical modulator element 320 through the circuit wiring line 335. It can be. The electro-optical conversion element 310 may generate an optical signal and transmit it to the optical modulator element 320 .

광 변조기 소자(320)는 회로 배선 라인(335)을 통하여 전달되는 전기 신호에 따라 광 신호를 변조하여 광 도파로(104)를 통하여 광 인터페이스(400)로 전달할 수 있다. 변조된 광 신호는 광 인터페이스(400)의 광 파이버 어레이(408) 또는 광 파이버(404)를 통하여 외부로 전달될 수 있다. 필요에 따라서, 전기 집적 회로 소자(200)는 회로 배선 라인(335)을 통하여 전광 변환 소자(310)를 제어할 수 있다. The optical modulator element 320 may modulate an optical signal according to an electrical signal transmitted through the circuit wiring line 335 and transmit the modulated optical signal to the optical interface 400 through the optical waveguide 104 . The modulated optical signal may be transferred to the outside through the optical fiber array 408 or the optical fiber 404 of the optical interface 400 . If necessary, the electronic integrated circuit device 200 may control the electro-optical conversion device 310 through the circuit wiring line 335 .

한편, 외부에서 광 인터페이스(400)를 구성하는 광 파이버 어레이(408) 또는 광 파이버(404)를 통하여 수신되는 광 신호는 광 도파로(340)를 통하여 광전 변환 소자(330)로 수신될 수 있다. 광전 변환 소자(330)는 광 신호를 전기 신호로 변환하여 전기 집적 회로 소자(200) 및 회로 배선 라인(335)을 통하여 전기 인터페이스(500)로 전달할 수 있다. 전기 신호는 전기 인터페이스(500)의 인터페이스 배선 라인(503)을 통하여 외부로 전달될 수 있다. Meanwhile, an optical signal received from the outside through the optical fiber array 408 or the optical fiber 404 constituting the optical interface 400 may be received by the photoelectric conversion element 330 through the optical waveguide 340 . The photoelectric conversion device 330 may convert an optical signal into an electrical signal and transmit the electrical signal to the electrical interface 500 through the electronic integrated circuit device 200 and the circuit wiring line 335 . Electrical signals may be transferred to the outside through the interface wiring line 503 of the electrical interface 500 .

이와 같이 광 집적 회로 패키지(1100)는 광 신호를 전송하거나 수신하는 광 트랜시버에 이용될 수 있다. 아울러서, 광 집적 회로 패키지(1100)는 복수개의 광 소자들(300-1, 300-2)을 포함하여 외부 기기와의 광학적 및 전기적인 연결을 용이하게 수행하고 광 인터페이스(400)를 구비하여 전자 장치의 소형화 및 고속화의 요구에 부응할 수 있다.As such, the optical integrated circuit package 1100 may be used as an optical transceiver that transmits or receives an optical signal. In addition, the optical integrated circuit package 1100 includes a plurality of optical devices 300-1 and 300-2 to facilitate optical and electrical connection with external devices and includes an optical interface 400 to provide electronic It can meet the demand for miniaturization and high speed of the device.

도 10은 도 9의 광 집적 회로에 위치하는 광 소자들 및 전기 집적 회로 소자의 신호 흐름을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 10 is a diagram for explaining signal flows of optical elements and electric integrated circuit elements located in the optical integrated circuit of FIG. 9 .

구체적으로, 광 집적 회로(100) 내에 전기 집적 회로 소자(200, EICD), 전광 변환 소자(310, LD) 및 광 변조기 소자(MOD, 320)가 설치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 광 집적 회로 기판 상에 전기 집적 회로 소자(200, EICD), 전광 변환 소자(310, LD) 및 광 변조기 소자(MOD, 320)가 부착될 수 있다. Specifically, an electric integrated circuit device 200 (EICD), an electro-optical conversion device 310 (LD), and an optical modulator device (MOD) 320 may be installed in the optical integrated circuit 100. As described above, the electronic integrated circuit device 200 (EICD), the electro-optical conversion device 310 (LD), and the optical modulator device (MOD) 320 may be attached to the optical integrated circuit board.

전기 집적 회로 소자(200)는 인가 받은 송신 데이터(MI)를 기초로 하여 송신 전기 신호들(VD)을 생성할 수 있다. 광 변조기 소자(320)는 송신된 전기 신호들(VD)에 따라 전광 변환 소자(310)로부터 수신된 광신호(LI)를 변조하여 변조된 광신호(LM)를 생성할 수 있다. 변조된 광신호(LM)는 외부 기기 또는 베이스 인쇄 회로 기판 등으로 전달될 수 있다.The electronic integrated circuit device 200 may generate transmission electrical signals VD based on the received transmission data MI. The light modulator element 320 may modulate the light signal LI received from the electro-optical conversion element 310 according to the transmitted electrical signals VD to generate the modulated light signal LM. The modulated optical signal LM may be transferred to an external device or a base printed circuit board.

도 11은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지의 단면도이다. 11 is a cross-sectional view of an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.

구체적으로, 광 집적 회로 패키지(1200)는 도 1 내지 도 8의 광 집적 회로 패키지(1000)와 비교할 때 광 인터페이스(400-1)를 제외하고는 동일할 수 있다. 도 11에서 도 1 내지 도 8과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 편의상 중복되는 설명은 간단히 설명하거나 생략한다. Specifically, the optical integrated circuit package 1200 may be the same as the optical integrated circuit package 1000 of FIGS. 1 to 8 except for the optical interface 400-1. In FIG. 11, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 8 denote the same members, and overlapping descriptions for convenience are simply described or omitted.

광 집적 회로 패키지(1200)는 광 집적 회로(100), 전기 집적 회로 소자(200), 광 소자(300), 전기 인터페이스(500), 광 인터페이스(400-1) 및 히트 싱크(700)를 포함할 수 있다.The optical integrated circuit package 1200 includes an optical integrated circuit 100, an electrical integrated circuit device 200, an optical device 300, an electrical interface 500, an optical interface 400-1, and a heat sink 700. can do.

광 인터페이스(400-1)는 접착층(402)을 이용하여 광 집적 회로 기판(102)에 접착될 수 있다. 광 인터페이스(400-1)는 리셉터클 커넥터(414, receptacle connector), 렌즈(412) 및 정렬 소자(410)를 포함할 수 있다. 렌즈(412)는 선택적으로 설치될 수 있다. The optical interface 400 - 1 may be adhered to the optical integrated circuit board 102 using an adhesive layer 402 . The optical interface 400-1 may include a receptacle connector 414, a lens 412, and an alignment element 410. A lens 412 may be optionally installed.

리셉터클 커넥터(414)는 정렬 소자(410) 상에 위치할 수 있다. 리셉터클 커넥터(414)는 광 신호를 전송할 수 있게 외부에서 플러그 커넥터(미도시)가 삽입될 수 있다. 정렬 소자(410)는 리셉터클 커넥터(414)를 통하여 입출입되는 광을 정렬할 수 있다. 정렬 소자(410)는 평면 광 도파로 소자일 수 있다. 정렬 소자(410)는 광 파이버의 코아층과 유사한 굴절률을 가지는 광 도파로를 포함할 수 있다. 정렬 소자(410)는 입출력 광의 경로를 변경하는 경사 단면부(408)를 포함할 수 있다. 정렬 소자(410)에는 후술하는 바와 같이 광다중화기 및 역다중화기가 설치될 수 있다. Receptacle connector 414 may be located on alignment element 410 . A plug connector (not shown) may be inserted into the receptacle connector 414 from the outside to transmit an optical signal. The alignment element 410 may align light input and output through the receptacle connector 414 . The alignment element 410 may be a planar optical waveguide element. The alignment element 410 may include an optical waveguide having a refractive index similar to that of the core layer of the optical fiber. The alignment element 410 may include an inclined cross section 408 that changes the path of input/output light. As will be described later, an optical multiplexer and a demultiplexer may be installed in the alignment element 410 .

리셉터클 커넥터(414)를 통하여 전달되는 광(또는 광 신호)은 화살표로 도시한 바와 같이 렌즈(412) 및 정렬 소자(410)를 통하여 광 커플러(106)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 광 인터페이스(400-1)는 광 커플러(106)를 통해 광 도파로(104)와 광학적으로 연결될 수 있다. 광 인터페이스(400-1)는 광 집적 회로 기판(102)과 광학적으로 연결될 수 있다. Light (or an optical signal) transmitted through the receptacle connector 414 may be transmitted to the optical coupler 106 through the lens 412 and the alignment element 410 as shown by arrows. Accordingly, the optical interface 400 - 1 may be optically connected to the optical waveguide 104 through the optical coupler 106 . The optical interface 400 - 1 may be optically connected to the optical integrated circuit board 102 .

도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지의 단면도이다. 12 is a cross-sectional view of an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.

구체적으로, 광 집적 회로 패키지(1300)는 도 1 내지 도 8의 광 집적 회로 패키지(1000)와 비교할 때 광 인터페이스(400-2)를 제외하고는 동일할 수 있다. 도 12에서 도 1 내지 도 8과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 편의상 중복되는 설명은 간단히 설명하거나 생략한다. Specifically, the optical integrated circuit package 1300 may be the same as the optical integrated circuit package 1000 of FIGS. 1 to 8 except for the optical interface 400-2. In FIG. 12, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 8 denote the same members, and overlapping descriptions for convenience are simply described or omitted.

광 집적 회로 패키지(1300)는 광 집적 회로(100), 전기 집적 회로 소자(200), 광 소자(300), 전기 인터페이스(500), 광 인터페이스(400-2) 및 히트 싱크(700)를 포함할 수 있다.The optical integrated circuit package 1300 includes an optical integrated circuit 100, an electrical integrated circuit device 200, an optical device 300, an electrical interface 500, an optical interface 400-2, and a heat sink 700. can do.

광 인터페이스(400-2)는 접착층(402)을 이용하여 광 집적 회로 기판(102)에 접착될 수 있다. 광 인터페이스(400-1)는 리셉터클 커넥터(414-1, receptacle connector), 및 정렬 소자(410-1)를 포함할 수 있다. The optical interface 400 - 2 may be adhered to the optical integrated circuit board 102 using an adhesive layer 402 . The optical interface 400-1 may include a receptacle connector 414-1 and an alignment element 410-1.

리셉터클 커넥터(414-1)는 정렬 소자(410-1)의 일측에 위치할 수 있다. 리셉터클 커넥터(414-1)를 도 11과 같이 정렬 소자(410) 상에 위치하지 않을 경우 패키지 높이를 낮출 수 있고 광 정렬을 용이하게 할 수 있다. The receptacle connector 414-1 may be located on one side of the alignment element 410-1. When the receptacle connector 414-1 is not located on the alignment element 410 as shown in FIG. 11, the package height can be reduced and optical alignment can be facilitated.

리셉터클 커넥터(414-1)는 광 신호를 전송할 수 있게 외부에서 플러그 커넥터가 삽입될 수 있다. 정렬 소자(410-1)는 리셉터클 커넥터(414)를 통하여 입출입되는 광을 정렬할 수 있다. 정렬 소자(410-1)는 평면 광 도파로 소자일 수 있다. 정렬 소자(410-1)는 입출력 광의 경로를 변경하는 경사 단면부(408)를 포함할 수 있다.A plug connector may be inserted into the receptacle connector 414-1 from the outside to transmit an optical signal. The alignment element 410 - 1 may align light input and output through the receptacle connector 414 . The alignment element 410-1 may be a planar optical waveguide element. The alignment element 410-1 may include an inclined cross section 408 that changes the path of input/output light.

리셉터클 커넥터(414-1)를 통하여 전달되는 광(또는 광 신호)은 화살표로 도시한 바와 같이 정렬 소자(410-1)를 통하여 광 커플러(106)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 광 인터페이스(400-2)는 광 커플러(106)를 통해 광 도파로(104)와 광학적으로 연결될 수 있다. 광 인터페이스(400-2)는 광 집적 회로 기판(102)과 광학적으로 연결될 수 있다.Light (or an optical signal) transmitted through the receptacle connector 414-1 may be transmitted to the optical coupler 106 through the alignment element 410-1 as indicated by an arrow. Accordingly, the optical interface 400 - 2 may be optically connected to the optical waveguide 104 through the optical coupler 106 . The optical interface 400 - 2 may be optically connected to the optical integrated circuit board 102 .

도 13은 도 11 및 도 12의 정렬 소자의 일 예를 도시한 사시도이다. 13 is a perspective view illustrating an example of the alignment element of FIGS. 11 and 12;

구체적으로, 정렬 소자(410, 410-1)는 앞서 설명한 바와 같이 평면 광 도파로 소자로 구성할 수 있다. 정렬 소자(410, 410-1)는 하부 클래딩층(431), 복수의 정렬 광 도파로(433), 상부 클래딩층(435), 리드(437, lid)를 포함할 수 있다. 정렬 소자(410, 410-1)는 실리콘 질화물, 실리콘 산화물과 같이 1300nm 내지 1600nm의 파장 대역에서 투명한 물질로 구성될 수 있다. 정렬 소자(410, 410-1)의 광 도파로는 광 파이버의 코아층과 유사한 굴절률을 가질 수 있다.Specifically, as described above, the alignment elements 410 and 410-1 may be composed of planar optical waveguide elements. The alignment elements 410 and 410-1 may include a lower cladding layer 431, a plurality of alignment optical waveguides 433, an upper cladding layer 435, and a lid 437. The alignment elements 410 and 410-1 may be formed of a transparent material in a wavelength range of 1300 nm to 1600 nm, such as silicon nitride or silicon oxide. The optical waveguides of the alignment elements 410 and 410-1 may have a refractive index similar to that of the core layer of the optical fiber.

정렬 소자(410, 410-1)는 정렬 칩이라고 명명할 수 있다. 정렬 광 도파로(433)는 하부 클래딩층(431) 상에 구현될 수 있다. 리드(437)는 필요에 따라 형성하거나 형성하지 않을 수 있다. The alignment elements 410 and 410-1 may be referred to as alignment chips. The alignment optical waveguide 433 may be implemented on the lower cladding layer 431 . The lead 437 may or may not be formed as needed.

정렬 소자(410) 상에는 도 11에 도시한 바와 같이 리셉터클 커넥터(414)가 위치할 수 있다. 정렬 소자(410-1)의 일측에는 도 12에 도시한 바와 같이 리셉터클 커넥터(414-1)가 위치할 수 있다. A receptacle connector 414 may be positioned on the alignment element 410 as shown in FIG. 11 . As shown in FIG. 12, a receptacle connector 414-1 may be positioned on one side of the alignment element 410-1.

앞서 설명한 바와 같이 리셉터클 커넥터(414-1)를 통하여 전달되는 광 신호는 정렬 광 도파로(435)를 통하여 광 집적 회로 기판에 형성된 광 도파로로 전달 될 수 있다. As described above, the optical signal transmitted through the receptacle connector 414-1 may be transmitted to the optical waveguide formed on the optical integrated circuit board through the alignment optical waveguide 435.

도 14는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지를 설명하기 위하여 도시한 평면도이다. 14 is a plan view illustrating an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.

구체적으로, 광 집적 회로 패키지(1400)는 도 9의 광 집적 회로 패키지(1100)와 비교할 때 광 인터페이스(400-2)를 제외하고는 동일할 수 있다. 광 집적 회로 패키지(1400)는 광 소자(300-1, 300-2) 및 전기 집적 회로 소자(200)간의 전기적 및 광학적 연결을 설명하기 위한 것이다. Specifically, the optical integrated circuit package 1400 may be the same as the optical integrated circuit package 1100 of FIG. 9 except for the optical interface 400-2. The optical integrated circuit package 1400 is used to describe electrical and optical connections between the optical devices 300 - 1 and 300 - 2 and the electrical integrated circuit device 200 .

광 집적 회로 패키지(1400)는 도 13의 광 인터페이스(400-2)를 이용한 광 연결을 설명하기 위한 것이다. 도 14에서 도 9와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 편의상 중복되는 설명은 간단히 설명하거나 생략한다. The optical integrated circuit package 1400 is for explaining optical connection using the optical interface 400-2 of FIG. 13 . In FIG. 14, the same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same members, and for convenience, overlapping descriptions are simply described or omitted.

광 집적 회로 패키지(1400)는 광 집적 회로(100), 전기 집적 회로 소자(200), 광 소자(300-1, 300-2), 전기 인터페이스(500), 광 인터페이스(400-2) 및 히트 싱크(700)를 포함할 수 있다. 광 소자(300-1, 300-2)는 편의상 제1 광 소자(300-1)와 제2 광 소자(300-2)로 분류할 수 있다. The optical integrated circuit package 1400 includes an optical integrated circuit 100, an electrical integrated circuit device 200, optical devices 300-1 and 300-2, an electrical interface 500, an optical interface 400-2, and a heat A sink 700 may be included. The optical devices 300-1 and 300-2 can be classified into a first optical device 300-1 and a second optical device 300-2 for convenience.

제1 광 소자(300-1)는 광(또는 광 신호)을 발생시킬 수 있는 전광 변환 소자(LD), 예컨대 레이저 다이오드 소자일 수 있다. 제2 광 소자(300-2)는 광 신호 및 전기 신호를 프로세싱할 수 있는 광 변조기 소자(MOD, 320) 및 광전 변환 소자(PD, 330)를 포함할 수 있다. 광전 변환 소자(330)는 포토 다이오드 소자일 수 있다. The first optical device 300-1 may be an electro-optical conversion device (LD) capable of generating light (or an optical signal), for example, a laser diode device. The second optical device 300 - 2 may include an optical modulator device (MOD) 320 capable of processing optical and electrical signals and a photoelectric conversion device (PD) 330 . The photoelectric conversion element 330 may be a photodiode element.

전기 인터페이스(500)의 인터페이스 배선 라인(503)을 통하여 전달되는 전기 신호는 회로 배선 라인(335)를 통하여 전기 집적 회로 소자(200), 전광 변환 소자(310) 및 광 변조기 소자(320)로 전달될 수 있다. 전광 변환 소자(310)는 광 신호를 발생하여 광 변조기 소자(320)로 전달될 수 있다. Electrical signals transmitted through the interface wiring line 503 of the electrical interface 500 are transferred to the electronic integrated circuit element 200, the electro-optical conversion element 310, and the optical modulator element 320 through the circuit wiring line 335. It can be. The electro-optical conversion element 310 may generate an optical signal and transmit it to the optical modulator element 320 .

광 변조기 소자(320)는 회로 배선 라인(335)을 통하여 전달되는 전기 신호에 따라 광 신호를 변조하여 광 도파로(104)를 통하여 광 인터페이스(400-2)로 전달할 수 있다. 변조된 광 신호는 광 인터페이스(400-2)의 정렬 소자(410-1) 및 리셉터클 커넥터(414-1)를 통하여 외부로 전달될 수 있다. 필요에 따라서, 전기 집적 회로 소자(200)는 회로 배선 라인(335)을 통하여 전광 변환 소자(310)를 제어할 수 있다. The optical modulator element 320 may modulate an optical signal according to an electrical signal transmitted through the circuit wiring line 335 and transmit the modulated optical signal to the optical interface 400 - 2 through the optical waveguide 104 . The modulated optical signal may be transferred to the outside through the alignment element 410-1 and the receptacle connector 414-1 of the optical interface 400-2. If necessary, the electronic integrated circuit device 200 may control the electro-optical conversion device 310 through the circuit wiring line 335 .

한편, 외부에서 광 인터페이스(400)를 구성하는 리셉터클 커넥터(414-1) 및 정렬 소자(410-1)를 통하여 수신되는 광 신호는 광 도파로(340)를 통하여 광전 변환 소자(330)로 수신될 수 있다. 광전 변환 소자(330)는 광 신호를 전기 신호로 변환하여 전기 집적 회로 소자(200) 및 회로 배선 라인(335)을 통하여 전기 인터페이스(500)로 전달할 수 있다. 전기 신호는 전기 인터페이스(500)의 인터페이스 배선 라인(503)을 통하여 외부로 전달될 수 있다. Meanwhile, an optical signal received from the outside through the receptacle connector 414-1 and the alignment element 410-1 constituting the optical interface 400 is received by the photoelectric conversion element 330 through the optical waveguide 340. can The photoelectric conversion device 330 may convert an optical signal into an electrical signal and transmit the electrical signal to the electrical interface 500 through the electronic integrated circuit device 200 and the circuit wiring line 335 . Electrical signals may be transferred to the outside through the interface wiring line 503 of the electrical interface 500 .

도 15는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 15 is a cross-sectional view illustrating an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.

구체적으로, 광 집적 회로 패키지(1500)는 도 1의 광 집적 회로 패키지(1000)와 비교할 때 광 소자(310-1, 300)를 제외하고는 동일할 수 있다. 도 15에서 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 편의상 중복되는 설명은 간단히 설명하거나 생략한다. Specifically, the optical integrated circuit package 1500 may be the same as the optical integrated circuit package 1000 of FIG. 1 except for the optical elements 310 - 1 and 300 . In FIG. 15, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same members, and for convenience, overlapping descriptions are simply described or omitted.

광 집적 회로 패키지(1500)는 광 집적 회로(100), 전기 집적 회로 소자(200), 광 소자(310-1, 300), 전기 인터페이스(500), 광 인터페이스(400) 및 히트 싱크(700)를 포함할 수 있다. The optical integrated circuit package 1500 includes an optical integrated circuit 100, an electrical integrated circuit device 200, optical devices 310-1 and 300, an electrical interface 500, an optical interface 400, and a heat sink 700. can include

광 집적 회로 기판(102)의 내부에 적어도 하나의 광 소자(300, optical device, OD)가 설치될 수 있다. 광 소자(310-1, 300)는 전광 변환 소자(310), 예컨대 레이저 다이오드 소자를 포함할 수 있다. 전광 변환 소자(310-1)에서 발생된 광(또는 광 신호)은 광 커플러(106)를 통하여 광 도파로(104)로 전송될 수 있다. At least one optical device 300 (optical device, OD) may be installed inside the optical integrated circuit board 102 . The optical devices 310-1 and 300 may include an electro-optical conversion device 310, for example, a laser diode device. Light (or an optical signal) generated by the electro-optical conversion device 310 - 1 may be transmitted to the optical waveguide 104 through the optical coupler 106 .

이와 같이 광 소자(310-1, 300)를 광 집적 회로 기판(102) 내에 형성할 경우, 광 도파로(104)와 광 소자(310-1, 300)와의 광 정렬을 용이하게 할 수 있고, 광 집적 회로 기판(102) 상에 광 소자 형성 영역이나 전기 집적 회로 소자 형성 영역을 확보할 수 있다.In this way, when the optical devices 310-1 and 300 are formed in the optical integrated circuit board 102, optical alignment between the optical waveguide 104 and the optical devices 310-1 and 300 can be facilitated, and On the integrated circuit board 102, an optical element formation area or an electric integrated circuit element formation area can be secured.

도 16은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 16 is a cross-sectional view illustrating an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.

구체적으로, 광 집적 회로 패키지(1600)는 도 1의 광 집적 회로 패키지(1000)와 비교할 때 베이스 인쇄 회로 기판(710)을 더 포함하는 것을 제외하고는 동일할 수 있다. 도 16에서 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 편의상 중복되는 설명은 간단히 설명하거나 생략한다. Specifically, the optical integrated circuit package 1600 may be the same as the optical integrated circuit package 1000 of FIG. 1 except for further including a base printed circuit board 710 . In FIG. 16 , the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same members, and for convenience, overlapping descriptions are simply described or omitted.

광 집적 회로 패키지(1600)는 베이스 인쇄 회로 기판(710)을 더 포함할 수 있다. 베이스 인쇄 회로 기판(710)은 응용 모듈(또는 응용 기기)의 회로 기판일 수 있다. 광 집적 회로(100)는 베이스 인쇄 회로 기판(710) 내에 위치할 수 있다. 전기 인터페이스(500)의 제2 연결 패드(506)는 베이스 인쇄 회로 기판(710)의 배선 패드(720)에 전기적으로 연결될 수 있다. 광 인터페이스(400)는 베이스 인쇄 회로 기판(700) 상에 위치할 수 있다. The optical integrated circuit package 1600 may further include a base printed circuit board 710 . The base printed circuit board 710 may be a circuit board of an application module (or application device). The optical integrated circuit 100 may be positioned within the base printed circuit board 710 . The second connection pad 506 of the electrical interface 500 may be electrically connected to the wiring pad 720 of the base printed circuit board 710 . The optical interface 400 may be located on the base printed circuit board 700 .

이와 같이 광 집적 회로 패키지(1600)는 베이스 인쇄 회로 기판(710)에 실장할 수 있고, 베이스 회로 기판(710) 상에는 다양한 광 소자 및 전기 소자 등을 탑재하여 모듈화할 수 있다. In this way, the optical integrated circuit package 1600 can be mounted on the base printed circuit board 710, and various optical elements and electrical elements can be mounted on the base circuit board 710 to be modularized.

도 17은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 광 집적 회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 17 is a diagram for explaining an optical integrated circuit system including an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.

구체적으로, 도 15는 도 11 내지 도 14의 광 집적 회로 패키지(1200, 1300, 1400)를 포함하는 광 집적 회로 시스템(1700)을 설명하기 위하여 제공될 수 있다. 광 집적 회로 시스템(1700)은 복수의 전기 집적 회로 소자(EICD, 200_1 내지 200_n), 복수의 광 변조기 소자들(MOD, 320_1 내지 320_n), 복수의 광전 변환 소자들(PD. 330_1 내지 330_n), 정렬 소자(410, 410-1), 및 리셉터클 커넥터들(414, 414-1)을 포함할 수 있다. Specifically, FIG. 15 may be provided to describe an optical integrated circuit system 1700 including the optical integrated circuit packages 1200 , 1300 , and 1400 of FIGS. 11 to 14 . The optical integrated circuit system 1700 includes a plurality of electrical integrated circuit elements (EICD, 200_1 to 200_n), a plurality of light modulator elements (MOD, 320_1 to 320_n), a plurality of photoelectric conversion elements (PD. 330_1 to 330_n), Alignment elements 410 and 410-1, and receptacle connectors 414 and 414-1 may be included.

정렬 소자(410, 410-1)는 광신호 다중화기(461, MUX), 및 광신호 역다중화기(464, DEMUX)를 포함할 수 있다. 광 집적 회로 시스템(1700)에서 편의상 전광 변환 소자는 도시하지 않는다. The alignment elements 410 and 410-1 may include an optical signal multiplexer 461 (MUX) and an optical signal demultiplexer 464 (DEMUX). In the optical integrated circuit system 1700, for convenience, the electro-optical conversion element is not shown.

복수의 광 변조기 소자들(MOD, 320_1 내지 320_n)은 복수의 전기 집적 회로 소자(EICD, 200_1 내지 200_n)로부터 입력 받은 송신 전기 신호들(MI_1 내지 MI_n)을 각각 기초로 하여 변조된 송신 광신호들(LT_1 내지 LT_n)을 각각 생성할 수 있다. 이때, 변조된 송신 광신호들(LT_1 내지 LT_n) 각각은 서로 다른 파장을 가지는 광신호일 수 있다. The plurality of light modulator elements (MOD, 320_1 to 320_n) transmit optical signals modulated based on the transmission electrical signals (MI_1 to MI_n) received from the plurality of electronic integrated circuit elements (EICD, 200_1 to 200_n), respectively. (LT_1 to LT_n) can be generated respectively. In this case, each of the modulated transmission optical signals LT_1 to LT_n may be an optical signal having a different wavelength.

정렬 소자(410, 410-1)에 포함된 광신호 다중화기(461, MUX)는 변조된 송신 광신호들(LT_1 내지 LT_n)을 이용하여 다중화된 광신호를 생성하고, 리셉터클 커넥터들(414, 414-1)을 통하여 다중화된 광신호를 외부 장치 또는 베이스 인쇄 회로 기판으로 송신할 수 있다. The optical signal multiplexer 461 (MUX) included in the alignment elements 410 and 410-1 generates multiplexed optical signals using the modulated transmission optical signals LT_1 to LT_n, and receptacle connectors 414, 414-1), the multiplexed optical signal may be transmitted to an external device or a base printed circuit board.

외부 장치로부터 리셉터클 커넥터들(414, 414-1)을 통하여 송신된 다중화된 광신호는 정렬 소자(410, 410-1)에 포함된 광신호 역다중화기(464, DEMUX)에 제공될 수 있다. 광신호 역다중화기(464)는 리셉터클 커넥터들(414, 414-1)로부터 입력 받은 다중화된 광신호를 변조된 수신 광신호들(LR_1 내지 LR_n)로 역 다중화할 수 있다. 이때, 변조된 수신 광신호들(LR_1 내지 LR_n) 각각은 서로 다른 파장을 가지는 광신호일 수 있다. Multiplexed optical signals transmitted from external devices through the receptacle connectors 414 and 414-1 may be provided to the optical signal demultiplexers 464 and DEMUX included in the alignment elements 410 and 410-1. The optical signal demultiplexer 464 may demultiplex the multiplexed optical signals received from the receptacle connectors 414 and 414-1 into modulated received optical signals LR_1 to LR_n. In this case, each of the modulated received optical signals LR_1 to LR_n may be an optical signal having a different wavelength.

복수의 광전 변환 소자들(PD. 330_1 내지 330_n)은 변조된 수신 광신호들(LR_1 내지 LR_n)을 각각 기초로 하여 변조된 수신 전기 신호들(MO_1 내지 MO_n)을 각각 생성하여 복수의 전기 집적 회로 소자(EICD, 200_1 내지 200_n)로 제공할 수 있다.The plurality of photoelectric conversion elements PD. 330_1 to 330_n generate modulated reception electrical signals MO_1 to MO_n based on the modulated reception optical signals LR_1 to LR_n, respectively, to form a plurality of electronic integrated circuits. It may be provided as elements EICD, 200_1 to 200_n.

도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 광 집적 회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for explaining an optical integrated circuit system including an optical integrated circuit package according to an exemplary embodiment of the inventive concept.

구체적으로, 광 집적 회로 시스템(2000)은 접속 시스템(2013)을 경유하여 적어도 하나의 메모리 모듈(2008)과 통신할 수 있는 중앙처리장치(CPU, 2002)를 포함한다. 메모리 모듈(2008)은 예컨대, 듀얼 인라인 메모리 모듈(DIMM)일 수 있다. DIMM은 DRAM 모듈일 수 있다. 메모리 모듈(2008)은 복수개의 개별 메모리 회로(2020), 예컨대 DRAM 메모리 회로를 포함할 수 있다. Specifically, the optical integrated circuit system 2000 includes a central processing unit (CPU) 2002 capable of communicating with at least one memory module 2008 via a connection system 2013. Memory module 2008 may be, for example, a dual inline memory module (DIMM). DIMMs may be DRAM modules. Memory module 2008 may include a plurality of individual memory circuits 2020, such as DRAM memory circuits.

본 실시예에서, CPU(2002) 및 메모리 모듈(2008)은 전기 신호를 발생하거나 처리한다. 접속 시스템(2013)은 CPU(2002) 및 메모리 모듈(2008) 사이에 광신호를 전달하는 광통신 채널(2012), 예컨대 광 파이버를 포함할 수 있다. In this embodiment, CPU 2002 and memory module 2008 generate or process electrical signals. The connection system 2013 may include an optical communication channel 2012, such as an optical fiber, that carries optical signals between the CPU 2002 and the memory module 2008.

CPU(2002) 및 메모리 모듈(2008)은 전기 신호를 이용하기 때문에, 광통신 채널 상에서 전달을 위해 CPU(2002) 및 메모리 모듈 (2008)의 전기 신호를 광신호로 변환하는 전광 변환이 요구된다. 또한, 광전 변환은 광통신 채널(2012) 상의 광신호를 CPU(2002) 및 메모리 모듈(2008)에 처리를 위한 전기 신호로 변환하는 것이 요구된다. Since the CPU 2002 and the memory module 2008 use electrical signals, electrical-to-optical conversion is required to convert the electrical signals of the CPU 2002 and the memory module 2008 into optical signals for transmission over an optical communication channel. Further, photoelectric conversion is required to convert an optical signal on the optical communication channel 2012 into an electrical signal for processing in the CPU 2002 and memory module 2008.

접속 시스템(2013)은 광통신 채널(2012)의 양측에 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 광 집적 회로 패키지(2004, 2006)를 포함할 수 있다. 광 통신 채널(2012)은 본 발명의 기술적 사상의 광 집적 회로 패키지의 광 인터페이스일 수 있다. The access system 2013 may include optical integrated circuit packages 2004 and 2006 according to one embodiment of the technical idea of the present invention on both sides of the optical communication channel 2012 . The optical communication channel 2012 may be an optical interface of an optical integrated circuit package of the technical idea of the present invention.

CPU(2002)는 전기 버스(2010)를 경유하여 광 집적 회로 패키지(2004)와 전기 신호를 송수신할 수 있다. 메모리 모듈(2008)은 전기 버스(2014)를 경유하여 광 집적 회로 패키지(2006)와 전기 신호를 송수신한다. 광 집적 회로 패키지(2004, 2006)들은 서로 광 신호를 송수신할 수 있다. 전기 버스(2010, 2014)는 본 발명의 기술적 사상의 광 집적 회로 패키지의 전기 인터페이스일 수 있다. The CPU 2002 may transmit and receive electrical signals to and from the optical integrated circuit package 2004 via the electrical bus 2010 . The memory module 2008 transmits and receives electrical signals to and from the optical integrated circuit package 2006 via the electrical bus 2014. The optical integrated circuit packages 2004 and 2006 may transmit and receive optical signals to and from each other. The electrical buses 2010 and 2014 may be electrical interfaces of the optical integrated circuit package of the technical concept of the present invention.

광 집적 회로 패키지(2004)는 광전 변환 소자(2016) 및 전광 변환 소자(2017)를 포함할 수 있다. 광 집적 회로 패키지(2006)는 광전 변환 소자(2018) 및 전광 변환 소자(2019)를 포함할 수 있다. 전광 변환 소자(2017, 2019)는 광통신 채널(2012), 예컨대, 광 파이버쪽으로 광 신호를 송신할 수 있다. 광전 변환 소자(2016, 2018)는 광통신 채널(2012)로부터 광신호를 수신할 수 있다. The optical integrated circuit package 2004 may include a photoelectric conversion element 2016 and an electro-optical conversion element 2017 . The optical integrated circuit package 2006 may include a photoelectric conversion element 2018 and an electro-optical conversion element 2019 . The electro-optical conversion devices 2017 and 2019 may transmit optical signals toward an optical communication channel 2012, for example, an optical fiber. The photoelectric conversion elements 2016 and 2018 may receive optical signals from the optical communication channel 2012 .

도 19는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 광 집적 회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다.19 is a diagram for explaining an optical integrated circuit system including an optical integrated circuit package according to an embodiment according to the technical concept of the present invention.

구체적으로, 광 집적 회로 시스템(2050)은 접속 시스템(2063)을 통해 적어도 하나의 메모리 모듈(2058)과 통신할 수 있는 CPU(2052)를 포함한다. 메모리 모듈(2058)은 예컨대 듀얼 인라인 메모리 모듈(DIMM)일 수 있다. 메모리 모듈 (2058)은 예컨대 DRAM 모듈일 수 있다. 메모리 모듈 (2058)은 복수개의 개별 메모리 회로(2070), 예컨대 DRAM 메모리 회로를 포함할 수 있다. Specifically, the optical integrated circuit system 2050 includes a CPU 2052 capable of communicating with at least one memory module 2058 via a connection system 2063 . Memory module 2058 may be, for example, a dual inline memory module (DIMM). Memory module 2058 may be, for example, a DRAM module. The memory module 2058 can include a plurality of individual memory circuits 2070, such as DRAM memory circuits.

본 실시예에서, CPU(2052) 및 메모리 모듈(2058)은 전기 신호 및 광신호를 발생하거나 처리할 수 있다. 도 19의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 광 집적 회로 패키지(2076, 2082)가 CPU(2052) 및 메모리 모듈(2058)에 구현되어 있다. In this embodiment, the CPU 2052 and memory module 2058 may generate or process electrical and optical signals. In the embodiment of FIG. 19 , optical integrated circuit packages 2076 and 2082 of the technical concept of the present invention are implemented in a CPU 2052 and a memory module 2058 .

CPU(2052)는 광 집적 회로 패키지(2076)를 포함하고, 메모리 모듈(2058)은 광 집적 회로 패키지(2082)를 포함할 수 있다. 광 집적 회로 패키지(2076)는 광전 변환 소자(2077) 및 전광 변환 소자(2079)를 포함할 수 있다. 광 집적 회로 패키지(2082)는 광전 변환 소자(2083) 및 전광 변환 소자(2081)를 포함할 수 있다.The CPU 2052 may include an optical integrated circuit package 2076 , and the memory module 2058 may include an optical integrated circuit package 2082 . The optical integrated circuit package 2076 may include a photoelectric conversion element 2077 and an electro-optical conversion element 2079 . The optical integrated circuit package 2082 may include a photoelectric conversion element 2083 and an electro-optical conversion element 2081 .

CPU(2052)에서 전기 회로(2078)을 포함하고, 전기 버스(2080)를 경유하여 광 집적 회로 패키지(2076)쪽으로 및 광 집적 회로 패키지(2076)로부터의 전기 신호와 통신한다. 메모리 모듈(2058)에서 메모리 회로(2070)를 포함하고, 전기 버스(2084)를 통해 광 집적 회로 패키지(2082)쪽으로 및 광 집적 회로 패키지(2082)로부터의 전기 신호와 통신한다. 전기 버스(2080, 2084)는 본 발명의 기술적 사상의 광 집적 회로 패키지의 전기 인터페이스일 수 있다.The CPU 2052 includes an electrical circuit 2078 and communicates electrical signals to and from the optical integrated circuit package 2076 via an electrical bus 2080. Memory module 2058 includes memory circuitry 2070 and communicates electrical signals to and from optical integrated circuit package 2082 via electrical bus 2084 . The electrical buses 2080 and 2084 may be electrical interfaces of the optical integrated circuit package of the technical idea of the present invention.

접속 시스템(2063)은 광통신 채널(2062)을 포함하고, 광통신 채널(2062)은 CPU(2052) 및 메모리 모듈(2058) 사이의 광신호를 전달한다. 광통신 채널(2062)은 예컨대 광파이버일 수 있다. 광 통신 채널(2062)은 본 발명의 기술적 사상의 광 집적 회로 패키지의 광 인터페이스일 수 있다. The connection system 2063 includes an optical communication channel 2062 , and the optical communication channel 2062 carries optical signals between the CPU 2052 and the memory module 2058 . The optical communication channel 2062 may be, for example, an optical fiber. The optical communication channel 2062 may be an optical interface of an optical integrated circuit package of the technical concept of the present invention.

CPU(2052)는 광 커넥터(2072)를 포함할 수 있다. 광 커넥터는 본 발명의 기술적 사상의 리셉터클 커넥터일 수 있다. 광 커넥터(2072)를 통해 광 집적 회로 패키지(2076)로부터 광통신 채널(2062)쪽으로 광신호가 전송된다. 또한, 광 커넥터(2072)를 통해 광통신 채널(2062)쪽에서 광 집적 회로 패키지(2076)로 광신호가 전송된다. The CPU 2052 may include an optical connector 2072 . The optical connector may be a receptacle connector of the technical concept of the present invention. An optical signal is transmitted from the optical integrated circuit package 2076 toward the optical communication channel 2062 through the optical connector 2072 . In addition, an optical signal is transmitted from the optical communication channel 2062 side to the optical integrated circuit package 2076 through the optical connector 2072 .

메모리 모듈(2058)은 광 커넥터(2074)를 포함한다. 광 커넥터(2074)를 통해 광 집적 회로 패키지(2082)로부터 광통신 채널(2062)쪽으로 광신호가 전송된다. 또한, 광 커넥터(2074)를 통해 광통신 채널(2062)쪽에서 광 집적 회로 패키지(2082)로 광신호가 전송될 수 있다. The memory module 2058 includes an optical connector 2074. An optical signal is transmitted from the optical integrated circuit package 2082 toward the optical communication channel 2062 through the optical connector 2074 . In addition, an optical signal may be transmitted from the optical communication channel 2062 to the optical integrated circuit package 2082 through the optical connector 2074 .

도 20은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 광 집적 회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for explaining an optical integrated circuit system including an optical integrated circuit package according to an embodiment according to the technical concept of the present invention.

구체적으로, 광 집적 회로 시스템(2100)은 접속 시스템(2113)을 통해 적어도 하나의 메모리 모듈(2108)과 통신할 수 있는 CPU(2102)를 포함할 수 있다. 메모리 모듈(2108)은 예컨대 듀얼 인라인 메모리 모듈(DIMM)일 수 있다. 메모리 모듈(2108)은 DRAM 모듈일 수 있다. 메모리 모듈(2108)은 복수개의 개별 메모리 회로(2120), 예컨대 DRAM 메모리 소자를 포함할 수 있다. Specifically, the optical integrated circuit system 2100 may include a CPU 2102 capable of communicating with at least one memory module 2108 through a connection system 2113 . The memory module 2108 may be, for example, a dual inline memory module (DIMM). The memory module 2108 can be a DRAM module. The memory module 2108 may include a plurality of individual memory circuits 2120, such as DRAM memory devices.

본 실시예에서, CPU(2102) 및 메모리 모듈(2108)은 전기 신호 및 광신호를 발생하거나 처리할 수 있다. 도 20의 실시예는 CPU(2102) 및 개별 메모리 소자(2120)에 본 발명의 광 집적 회로 패키지(2115, 2121)가 구현되어 있다. In this embodiment, CPU 2102 and memory module 2108 may generate or process electrical and optical signals. In the embodiment of FIG. 20 , the optical integrated circuit packages 2115 and 2121 of the present invention are implemented in the CPU 2102 and individual memory devices 2120 .

광 집적 회로 패키지(2115)는 광전 변환 소자(2116) 및 전광 변환 소자(2117)를 포함할 수 있다. 광 집적 회로 패키지(2121)는 광전 변환 소자(2123) 및 전광 변환 소자(2126)를 포함할 수 있다.The optical integrated circuit package 2115 may include a photoelectric conversion element 2116 and an electro-optical conversion element 2117 . The optical integrated circuit package 2121 may include a photoelectric conversion element 2123 and an electro-optical conversion element 2126 .

CPU(2102)는 광 집적 회로 패키지(2115)를 포함하고, 메모리 회로(2120) 각각은 광 집적 회로 패키지(2121)를 포함할 수 있다. CPU(2102)는 전기 회로(2128)를 포함하고, 전기 버스(2130)를 경유하여 광 집적 회로 패키지(2115)쪽으로 및 광 집적 회로 패키지(2115)로부터의 전기 신호와 통신한다.The CPU 2102 includes an optical integrated circuit package 2115 , and each of the memory circuits 2120 may include an optical integrated circuit package 2121 . CPU 2102 includes electrical circuitry 2128 and communicates electrical signals to and from optical integrated circuit package 2115 via electrical bus 2130 .

각각 메모리 회로(2120)는 전기 회로(2127)를 포함하고, 전기 버스(2125)를 통해 광 집적 회로 패키지(2121)쪽으로 및 광 집적 회로 패키지(2121)로부터의 전기 신호와 통신한다. 전기 버스(2125, 2130)는 본 발명의 기술적 사상의 광 집적 회로 패키지의 전기 인터페이스일 수 있다.Each memory circuit 2120 includes an electrical circuit 2127 and communicates electrical signals to and from the optical integrated circuit package 2121 via an electrical bus 2125 . The electrical buses 2125 and 2130 may be electrical interfaces of the optical integrated circuit package of the technical idea of the present invention.

배선 시스템(2113)은 광 통신 채널(2112)을 포함하고, 광 통신 채널(2112)은 CPU(2102) 및 메모리 모듈(2108) 사이의 광신호를 전달한다. 광 통신 채널(2112)는 예컨대 광파이버일 수 있다. 광 통신 채널(2112)은 본 발명의 기술적 사상의 광 집적 회로 패키지의 광 인터페이스일 수 있다. CPU(2102)는 광 커넥터(2122)를 포함한다. The wiring system 2113 includes an optical communication channel 2112, and the optical communication channel 2112 carries optical signals between the CPU 2102 and the memory module 2108. The optical communication channel 2112 may be, for example, an optical fiber. The optical communication channel 2112 may be an optical interface of an optical integrated circuit package of the technical concept of the present invention. The CPU 2102 includes an optical connector 2122 .

광 커넥터(2122)를 통해 광 집적 회로 패키지(2115)로부터 광통신 채널(2112)쪽으로 광신호가 전송된다. 또한, 광 커넥터(2122)를 통해 광통신 채널(2112)쪽에서 광 집적 회로 패키지(21115)로 광신호가 전송된다. An optical signal is transmitted from the optical integrated circuit package 2115 toward the optical communication channel 2112 through the optical connector 2122 . In addition, an optical signal is transmitted from the optical communication channel 2112 side to the optical integrated circuit package 21115 through the optical connector 2122 .

메모리 모듈(2108)은 광 커넥터(2124)를 포함한다. 광 커넥터(2124) 및 광 버스(2134)를 통해 광 집적 회로 패키지(2121)로부터 광통신 채널(2112)쪽으로 광신호가 전송된다. 또한, 광 커넥터(2124)를 통해 광통신 채널(2112)쪽에서 광 집적 회로 패키지(2121)로 광신호가 전송된다.The memory module 2108 includes an optical connector 2124 . An optical signal is transmitted from the optical integrated circuit package 2121 toward the optical communication channel 2112 through the optical connector 2124 and the optical bus 2134 . In addition, an optical signal is transmitted from the optical communication channel 2112 side to the optical integrated circuit package 2121 through the optical connector 2124 .

도 21은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광 집적 회로 패키지를 포함하는 컴퓨터 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.21 is a block diagram for explaining a computer system including an optical integrated circuit package according to an embodiment according to the technical concept of the present invention.

구체적으로, 컴퓨터 시스템(2200)은 어떠한 종류의 신호 처리 시스템, 디스플레이(display) 시스템, 통신(communication) 시스템 또는 신호가 광적으로 전송될 수 있는 다른 시스템을 포함할 수 있다. Specifically, computer system 2200 may include any kind of signal processing system, display system, communication system, or other system in which signals may be transmitted optically.

컴퓨터 시스템(2200)은 광 버스(2250)에 의해 다른 요소와 통신할 수 있는 프로세서(2210)를 포함할 수 있다. 프로세서(2210)는 본 발명의 기술적 사상에 의한 광 집적 회로 패키지(2202)를 포함할 수 있다. Computer system 2200 can include a processor 2210 that can communicate with other elements by way of an optical bus 2250 . The processor 2210 may include an optical integrated circuit package 2202 according to the technical spirit of the present invention.

반도체 메모리 장치(2220)는 광 버스(2250)에 커플링되어 있다. 반도체 메모리 장치(2220)는 본 발명 사상에 의한 광 집적 회로 패키지를 포함할 수 있다. 이에 따라, 반도체 메모리 장치(2220)는 광 버스(2250)에 의해 다른 요소와 통신할 수 있다. 전원 공급 장치(2240)는 광 버스(2250)에 의해 다른 요소와 통신할 수 있다. 사용자 인터페이스(2230)는 사용자쪽으로 및 그로부터 입력/출력을 제공할 수 있다. A semiconductor memory device 2220 is coupled to the optical bus 2250 . The semiconductor memory device 2220 may include an optical integrated circuit package according to the inventive concept. Accordingly, the semiconductor memory device 2220 may communicate with other elements through the optical bus 2250 . Power supply 2240 may communicate with other elements by way of optical bus 2250 . User interface 2230 can provide input/output to and from the user.

이상 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형, 치환 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications, substitutions, and equivalent other embodiments are possible therefrom. will be. It should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1000: 광 집적 회로 패키지, 102: 광 집적 회로 기판, 100: 광 집적 회로, 104: 광 도파로, 106: 광 커플러, 200: 전기 집적 회로 소자, 300: 광 소자, 400: 광 인터페이스, 404: 광 파이버, 500: 전기 인터페이스, 502: 플렉서블 인쇄 회로 기판, 600: 봉지 부재, 700: 히트 싱크, 1000: optical integrated circuit package, 102: optical integrated circuit board, 100: optical integrated circuit, 104: optical waveguide, 106: optical coupler, 200: electrical integrated circuit element, 300: optical element, 400: optical interface, 404: optical Fiber, 500: electrical interface, 502: flexible printed circuit board, 600: encapsulation member, 700: heat sink,

Claims (20)

광 집적 회로 기판을 포함하는 광 집적 회로;
상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하는 전기 집적 회로 소자;
상기 전기 집적 회로 소자와 떨어져서 상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하는 적어도 하나의 광 소자;
상기 광 집적 회로 기판의 일측에 위치하는 광 인터페이스;
상기 광 집적 회로 기판의 타측에 위치하는 전기 인터페이스; 및
상기 광 집적 회로, 상기 전기 집적 회로 소자, 상기 광 소자, 상기 광 인터페이스, 및 상기 전기 인터페이스를 밀봉하는 봉지 부재를 포함하되,
상기 전기 인터페이스는 플렉서블 인쇄 회로 기판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.
an optical integrated circuit including an optical integrated circuit board;
an electrical integrated circuit element positioned on the optical integrated circuit board;
at least one optical element positioned on the optical integrated circuit board apart from the electrical integrated circuit element;
an optical interface positioned on one side of the optical integrated circuit board;
an electrical interface located on the other side of the optical integrated circuit board; and
A sealing member sealing the optical integrated circuit, the electrical integrated circuit element, the optical element, the optical interface, and the electrical interface,
The optical integrated circuit package, characterized in that the electrical interface is composed of a flexible printed circuit board.
제1항에 있어서, 상기 광 집적 회로 기판은 실리콘 반도체 기판 또는 III-V족 반도체 기판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지. The optical integrated circuit package according to claim 1, wherein the optical integrated circuit board is composed of a silicon semiconductor substrate or a III-V group semiconductor substrate. 제1항에 있어서, 상기 광 집적 회로는 상기 광 집적 회로 기판 상에 형성된 배선 패드를 포함하고, 상기 전기 인터페이스는 상기 배선 패드와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.The optical integrated circuit package according to claim 1, wherein the optical integrated circuit includes a wiring pad formed on the optical integrated circuit board, and the electrical interface is electrically connected to the wiring pad. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 광 집적 회로는 상기 광 집적 회로 기판에 형성된 광 도파로 및 광 커플러를 포함하고, 상기 광 인터페이스는 상기 광 커플러를 통해 상기 광 도파로와 광학적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.The optical integrated circuit of claim 1, wherein the optical integrated circuit includes an optical waveguide and an optical coupler formed on the optical integrated circuit board, and the optical interface is optically connected to the optical waveguide through the optical coupler. integrated circuit package. 제1항에 있어서, 상기 광 소자는 전광 변환 소자, 광전 변환 소자 또는 광 변조 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.The optical integrated circuit package according to claim 1, wherein the optical element includes an electro-optical conversion element, a photoelectric conversion element, or a light modulation element. 제6항에 있어서, 상기 전광 변환 소자는 상기 광 집적 회로 기판의 내부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지. 7. The optical integrated circuit package according to claim 6, wherein the electro-optical conversion element is formed inside the optical integrated circuit board. 제1항에 있어서, 상기 광 인터페이스는 하나의 광 파이버 또는 복수개의 광 파이버들을 포함하는 광 파이버 어레이이고, 상기 광 파이버는 입출력 광의 경로를 변경하는 경사 단면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지. The optical integrated circuit package according to claim 1 , wherein the optical interface is one optical fiber or an optical fiber array including a plurality of optical fibers, and the optical fiber includes an inclined cross section for changing a path of input/output light. . 제1항에 있어서, 상기 광 인터페이스는 리셉터클 커넥터 및 정렬 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지. The optical integrated circuit package according to claim 1, wherein the optical interface is composed of a receptacle connector and an alignment element. 제1항에 있어서, 상기 광 집적 회로 기판의 하부와 접촉하는 히트 싱크가 더 설치되어 있고, 상기 봉지 부재는 상기 히트 싱크의 양측에 접촉하면서 상기 히트 싱크를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.The optical integrated circuit package according to claim 1 , wherein a heat sink contacting a lower portion of the optical integrated circuit board is further provided, and the sealing member seals the heat sink while contacting both sides of the heat sink. . 제1항에 있어서, 상기 봉지 부재의 내부는 공기층, 질소층, 진공층 또는 투명 물질층으로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.The optical integrated circuit package according to claim 1, wherein the sealing member is filled with an air layer, a nitrogen layer, a vacuum layer, or a transparent material layer. 제1항에 있어서, 상기 광 집적 회로는 베이스 인쇄 회로 기판 내에 위치하고, 상기 전기 인터페이스는 상기 베이스 인쇄 회로 기판의 배선 패드에 전기적으로 연결되고, 상기 광 인터페이스는 상기 베이스 인쇄 회로 기판 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.The method of claim 1, wherein the optical integrated circuit is located in a base printed circuit board, the electrical interface is electrically connected to a wiring pad of the base printed circuit board, and the optical interface is located on the base printed circuit board. Characterized by an optical integrated circuit package. 광 집적 회로 기판을 포함하는 광 집적 회로;
상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하여 상기 광 집적 회로 기판의 배선 라인과 전기적으로 연결된 전기 집적 회로 소자;
상기 광 집적 회로에서 광 신호 및 전기 신호를 프로세싱하는 적어도 하나의 광 소자;
상기 광 집적 회로 기판의 일측에 위치하고 상기 광 집적 회로 및 광 소자와 광학적으로 연결된 광 인터페이스;
상기 광 집적 회로 기판의 타측에 위치하고 상기 전기 집적 회로 소자 및 광 소자와 전기적으로 연결된 전기 인터페이스; 및
상기 광 집적 회로, 상기 전기 집적 회로 소자, 상기 광 소자, 상기 광 인터페이스, 및 상기 전기 인터페이스를 밀봉하는 봉지 부재를 포함하되,
상기 광 인터페이스는 외부에서 플러그 콘넥터를 삽입할 수 있는 리셉터클 커넥터 및 상기 리셉터클 커넥터를 통하여 입출입되는 광을 정렬하는 정렬 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.
an optical integrated circuit including an optical integrated circuit board;
an electric integrated circuit element positioned on the optical integrated circuit board and electrically connected to a wiring line of the optical integrated circuit board;
at least one optical element for processing an optical signal and an electrical signal in the optical integrated circuit;
an optical interface positioned on one side of the optical integrated circuit board and optically connected to the optical integrated circuit and the optical element;
an electrical interface located on the other side of the optical integrated circuit board and electrically connected to the electrical integrated circuit element and the optical element; and
A sealing member sealing the optical integrated circuit, the electrical integrated circuit element, the optical element, the optical interface, and the electrical interface,
The optical integrated circuit package of claim 1 , wherein the optical interface includes a receptacle connector into which a plug connector can be inserted from the outside and an alignment element for aligning light entering and exiting through the receptacle connector.
제13항에 있어서, 상기 전기 인터페이스는 상기 광 집적 회로 기판의 회로 배선 라인과 전기적으로 연결되어 있고, 상기 광 인터페이스는 상기 광 집적 회로 기판의 광 도파로와 광학적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지. The optical integration according to claim 13, wherein the electrical interface is electrically connected to a circuit wiring line of the optical integrated circuit board, and the optical interface is optically connected to an optical waveguide of the optical integrated circuit board. circuit package. 삭제delete 제13항에 있어서, 상기 정렬 소자는 평면 광 도파로 소자인 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.14. The optical integrated circuit package according to claim 13, wherein the alignment element is a planar optical waveguide element. 제13항에 있어서, 상기 광 소자는 전광 변환 소자, 광전 변환 소자 또는 광 변조 소자를 포함하고, 상기 광 인터페이스는 상기 광 변조 소자에서 변조된 광 신호를 외부로 송신하거나, 외부에서 변조된 광 신호를 상기 광전 변환 소자로 수신하고, 상기 전기 인터페이스는 상기 광전 변환 소자에서 변환된 전기 신호를 외부로 송신하거나, 외부의 전기 신호를 상기 전기 집적 회로 소자로 수신하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지. 14. The method of claim 13, wherein the optical element includes an electro-optical conversion element, a photoelectric conversion element, or an optical modulation element, and the optical interface transmits an optical signal modulated by the optical modulation element to the outside or an externally modulated optical signal. to the photoelectric conversion element, and the electrical interface transmits an electrical signal converted by the photoelectric conversion element to the outside or receives an external electrical signal to the electronic integrated circuit element. 광 집적 회로 기판을 포함하는 광 집적 회로;
상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하여 상기 광 집적 회로 기판의 배선 라인과 전기적으로 연결된 전기 집적 회로 소자;
상기 광 집적 회로 기판의 내부에 집적되어 광 신호를 발생시킬 수 있는 제1 광 소자;
상기 광 집적 회로 기판 상에 위치하여 광 신호 및 전기 신호를 프로세싱하는 제2 광 소자;
상기 광 집적 회로 기판의 일측에 위치하고 상기 광 집적 회로, 제1 광 소자 및 제2 광 소자와 광학적으로 연결된 광 인터페이스;
상기 광 집적 회로 기판의 타측에 위치하고 상기 전기 집적 회로, 제1 광 소자, 및 제2 광 소자와 전기적으로 연결된 전기 인터페이스; 및
상기 광 집적 회로, 상기 전기 집적 회로 소자, 상기 제1 광 소자, 상기 제2 광 소자, 상기 광 인터페이스, 및 상기 전기 인터페이스를 밀봉하는 봉지 부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.
an optical integrated circuit including an optical integrated circuit board;
an electric integrated circuit element positioned on the optical integrated circuit board and electrically connected to a wiring line of the optical integrated circuit board;
a first optical element capable of generating an optical signal integrated inside the optical integrated circuit board;
a second optical element disposed on the optical integrated circuit board to process an optical signal and an electrical signal;
an optical interface positioned on one side of the optical integrated circuit board and optically connected to the optical integrated circuit, the first optical element, and the second optical element;
an electrical interface located on the other side of the optical integrated circuit board and electrically connected to the electrical integrated circuit, the first optical element, and the second optical element; and
The optical integrated circuit package comprising the optical integrated circuit, the electrical integrated circuit element, the first optical element, the second optical element, the optical interface, and a sealing member sealing the electrical interface.
제18항에 있어서, 상기 광 집적 회로 기판 내에 광 도파로 및 광 커플러가 포함되어 있고, 상기 제1 광 소자는 상기 광 커플러를 통하여 상기 광 도파로와 광 정렬되는 전광 변환 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지.19. The method of claim 18, wherein an optical waveguide and an optical coupler are included in the optical integrated circuit board, and the first optical element is composed of an electro-optical conversion element that is optically aligned with the optical waveguide through the optical coupler. Optical integrated circuit package. 제18항에 있어서, 상기 제2 광 소자는 광 변조 소자 및 광전 변환 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 집적 회로 패키지. 19. The optical integrated circuit package according to claim 18, wherein the second optical element includes a light modulation element and a photoelectric conversion element.
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