KR0169833B1

KR0169833B1 - 고속 광통신모듈 패키지 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR0169833B1
Application number: KR1019950047438A
Authority: KR
Inventors: 주관종; 이상환; 송민규; 김홍만
Original assignee: 양승택; 한국전자통신연구원; 이준; 한국전기통신공사
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR970048663A

Abstract

본 발명은 광통신기구인 고속 광통신모듈 패키지 및 그 제작방법에 관한 것으로 실리콘 기판상의 V-홈을 이용한 수동정렬방법으로 광소자와 광섬유간에 광결합을 이룬 광결합모듈과 이를 구동하기 위한 신호를 처리하는 회로가 담긴 구동회로기판을 안전하게 실장하고, 특성 측정을 용이하게 하며, 구동회로 기판의 재질이나 두께가 광결합모듈의 규격에 제약받지 않도록 하고, 실장된 능동소자들의 냉각을 도모하는 밀봉이 가능한 패키지 장치를 제공함으로써 소자의 성능을 유지하면서도 소형의 고속 광통신 모듈의 제작을 가능하게 하기위한 것이다. 수동정렬법으로 제작된 광결합모듈의 실장에 광결합모듈받침대, 접속마운트, 광섬유고정대의 3개 부분으로 구성되어 있는 별도의 광결합모듈용 리셉터클을 사용하고, 이와 함께 광결합모듈을 구동하기 위한 회로기판을 실장하며 외부의 회로와 연결되는 연결핀을 구비하며 리셉터클을 결속할 수 있고 밀봉이 가능한 패키지를 사용하여, 이들 둘을 결속한 후 회로를 연결하고 패키지를 밀봉하도록 함을 특징으로 하는 것이다.

Description

고속 광통신모듈 패키지 및 그 제작방법

제1도는 수동정렬법에 의한 광결합모듈의 구조.

제2도는 수동정렬법에 의한 광결합모듈 리셉터클의 설계예로서,

(a)는 정종단면도.

(b)는 우측면도.

(c)는 평면도.

제3도는 리셉터클 고정용 플레이트의 사시도.

제4도는 리셉터클이 결합되며 구동회로기판이 실장되는 DIP형 패키지의 설계예로서,

(a)는 평면도.

(b)는 정종단면도.

(c)는 우측 부분단면도.

제5도는 DIP의 밀봉을 위한 뚜껑의 사시도.

제6a 내지 6e도는 리셉터클과 DIP을 사용하여 광통신모듈을 제작하는 공정을 각각 나타내는 도면임.

제7도는 TO 패키지를 사용한 기존의 광결합모듈 패키지의 실시예.

제8도는 솔더링을 이용한 광결합모듈 패키지의 실시예.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : TO 패키지 2 : 볼렌즈

3 : 광섬유 페룰 4 : 피복이 입혀진 광섬유

5 : 페룰하우징 6 : TO 하우징

7 : TO 패키지에 다이본딩된 광소자

8 : Dual inline package(DIP)

9 : DIP에 실장된 구동회로기판

10 : 구동회로기판 위에 실장된 광소자

11 : 솔더 12 : 피복이 벗겨진 광섬유

13 : 광섬유 페룰 14 : 회로연결핀

20 : V-홈이 있는 수동정렬용 실리콘기판

21 : 플립칩본딩된 광소자

22 : V-홈에 정렬하기 위하여 피복의 일부를 벗긴 광섬유

23 : 광섬유고정덮개 30 : 광결합모듈받침대

31 : 접속마운트 32 : 광섬유고정대

33 : 플랜지(flange) 34 : 나사가 통과할 수 있는 구멍

35 : 광섬유고정대통과구멍 36 : 리셉터클 고정용 플레이트

37 : 광섬유관통구 38 : 에폭시적용구

39 : 광섬유장입구 40 : 광섬유보호구 이탈방지턱

41 : DIP바닥에 연결핀들이 밀봉고정되는 부위

42 : 리셉터클 장입구 43 : 리셉터클 걸림틀

44 : 나사구멍

45 : 광결합모듈받침대가 결합되는 DIP 바닥

46 : 구동회로기판이 본딩되는 DIP 바닥

47 : 나사홈 수를 높이기 위해 두껍게한 DIP벽

48 : DIP벽의 윗면과 접촉되어 밀봉되는 부분

59 : 뚜껑의 강도를 유지하기 위하여 두꺼운 부분

51 : 광섬유에 연결된 광커넥터 52 : 광섬유보호구

53 : 광결합을 위하여 피복이 벗겨진 광섬유

54 : 리셉터클에 실장된 광결합모듈

55 : 리셉터클에 삽입된 광섬유를 고정시키기 위하여 적용된 에폭시

56 : 리셉터클에 실장된 광결합모듈과 구동회로기판을 연결하는 와이어본딩

57 : DIP의 밀봉을 위한 뚜껑

본 발명은 광통신기구의 제작에 있어서 실리콘 기판상의 V-홈을 이용한 수동정렬방법으로 광소자와 광섬유간에 광결합을 이룬 광결합모듈과 이를 구동하기 위한 신호를 처리하는 회로가 담긴 구동회로기판을 실장하기 위한 고속 광통신모듈 패키지 및 그 제작방법에 관한 것이다.

광통신이라 하면 각종정보를 빛을 이용하여 송신/수신하는 방법으로 그 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저 정보를 보내고자 하면 이를 전기적인 신호로 바꾼 후에 이 신호를 다시 통신용 부호로 바꾸어 발광소자로 보내며, 상기 발광소자는 전기적 통신용 부호를 광신호로 변환시켜 광섬유를 통하여 내보낸다.

이렇게 전기적 신호를 광섬유로 바꾸어 광섬유까지 전달하는데 필요한 장치를 송신기(transmitter)라 한다.

한편 송신기에서 방출되어 광섬유를 통하여 먼거리에 전송된 미약한 빛은 이를 감지하는 수광소자에서 전기적인 신호로 바뀐 후 여러 증폭 회로를 통하여 원래의 신호파형으로 복원된다.

송신기의 반대 역할을 하는 이러한 장치를 수신기(receiver)라 한다. 광송신기 및 수신기에서 가장 핵심적인 부분은 전기신호를 광섬유로 그리고 다시 광섬유를 전기신호로 변환시키는 역할을 하는 광결합모듈이며, 이는 광소자와 광섬유 그리고 이들을 실장하기 위한 부품들로 구성된다.

빛을 전달하는 광섬유를 광소자와 결합시키는 방법은 능동정렬(active alignment)과 수동정렬(passive alignment)의 두가지로 크게 나눌 수 있는데 현재는 능동정렬방법에 의한 모듈제작이 대다수를 이루고 있다. 능동정렬법에서는 주로 렌즈가 부착된 TO 캔에 광소자를 붙이고, 이를 구동하여 전기적신호 혹은 광신호의 변화를 관찰하면서 페룰에 고정되어 있는 광섬유의 위치를 미세 조절하여 최적의 광결합상태에서 이를 레이저웰딩등의 방법으로 고정한다.

TO 캔을 쓰지않는 경우에는 광결합모듈만을 별도의 패키지로 만들기가 곤란하기 때문에 통상 회로기판 위에 다이본딩을 한 레이저 다이오드 등의 광소자를 구동하면서 광섬유를 정렬하며, 최적의 광결합상태에서 솔더 혹은 에폭시를 사용하여 광섬유를 고정한다.

또한 아직 개발단계에 있는 수동정렬방법은 광소자를 실리콘 기판위에 플립칩 본딩 등의 방법으로 고정하고 동일 기판상에 인접하여 광섬유의 중심 코어(core)가 플립칩본딩된 광소자의 도파로와 일치하도록 설계하여 형성시킨 V 형태의 홈(V-홈; V-groove)에 광섬유를 정렬하고 고정시킴으로써 광결합모듈을 제작한다.

각 방법으로 광결합모듈을 완료한 후에는 dual inline package(DIP) 또는 butterfly 형태의 패키지에 들어있는 하이브리드기판상의 구동회로와 광결합모듈을 연결하고 밀봉한 후 광섬유 보호대를 씌우는 것으로 고속 광통신모듈을 완성한다.

기존의 TO 캔을 사용하는 방법에서는 광섬유와 광결합모듈을 안전하게 고정시키며 측정이 손쉽다는 장점이 있으나 TO 캔 패키지 자체의 부피가 커서 모듈의 소형화가 매우 어렵다.

솔더링 등의 방법으로 광섬유를 고정하는 또 다른 능동정렬법에서는 광결합모듈의 높이는 줄일 수 있지만 광소자를 구동회로가 있는 하이브리드기판 위에 직접 실장하기에 하이브리드기판의 높이제약과 함께 광결합모듈 자체의 특성 실험이 곤란함은 물론 광섬유의 길이가 길어져서 회로기판의 설계에 제약이 따를 수 있으며, 패키징 공정시 하이브리드기판 전체에 열을 가해야 하므로 공정조건이 까다롭게 된다.

한편 수동정렬법에서는 광결합모듈이 극소형화가 가능하므로 전체 광통신모듈의 소형화에 매우 유리하지만 솔더링에 의한 광섬유 고정법과 마찬가지로 피복이 없는 광섬유가 외부에 노출되므로 이곳이 미세 충격 등에 매우 취약하여 특성시험 및 후속 공정 등이 까다롭과 광결합모듈을 하이브리드기판 위에 실장하면 기판의 높이가 제약받을 수 있다.

TO 캔을 사용하거나 솔더링 등을 이용한 광결합모듈을 패키징한 각각의 실시예를 제7도와 제8도에 나타내었다.

능동정렬법을 이용한 광패키지 특히 TO 캔을 사용한 패키지의 경우에는 상용화가 널리 이루어져 광결합모듈 패키지로서 혹은 구동회로까지 실장한 광통신모듈로서 밀봉 패키지나 플라스틱몰드의 형태로 다양한 패키지모듈이 제공되고 있다.

솔더링 등에 의한 능동정렬패키지의 경우에는 상기의 단점들을 극복하기 위하여 레이저웰딩의 사용등 여러가지 방법이 제시되고 있으나 패키지 구조상 구동회로가 실장된 광통신모듈 패키지로만 제공된다.

수동정렬법을 이용하는 경우에는 아직 전용의 패키지가 마련되지 않았으며 더욱이 구동회로와 연결하여 완성시킨 광통신모듈패키지는 전무하다.

본 발명의 목적은 수동정렬방법으로 제작한 광결합모듈을 안전하게 실장하고, 특성 측정을 용이하게 하며, 구동회로 기판의 제질이나 두께가 광결합모듈의 규격에 제약받지 않도록 하고, 실장된 능동소자들의 냉각을 도모하는 밀봉이 가능한 패키지 장치를 제공함으로써 소자의 성능을 유지하면서도 소형의 고속 광통신모듈의 제작을 가능하게 하는 고속 광통신모듈 패키지 및 그 제작방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 수도정렬법으로 제작된 광결합모듈의 실장에 광결합모듈받침대, 접속마운트, 광섬유고정대의 3개 부분으로 구성되어 있는 별도의 광결합모듈용 리셉터클을 사용하고, 이와 함께 광결합모듈을 구동하기 위한 회로기판을 실장하며 외부의 회로와 연결되는 연결핀을 구비하며 리셉터클을 결속할 수 있고 밀봉이 가능한 패키지를 사용하여, 이들 둘을 결속한 후 회로를 연결하고 패키지를 밀봉하도록 함을 특징으로 하는 것이다.

이하 본 발명의 기술적인 구성 및 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

제1도는 리셉터클과 DIP에 실장되는 광결합모듈의 실시예를 나타낸 것으로서 수동정렬방법으로 광결합을 이룬 상태를 나타내고 있다.

상기 광결합모듈은 V-홈이 있는 실리콘기판(20), 플립칩본딩된 광소자(21), V-홈에 정렬하기 위하여 피복의 일부를 벗긴 광섬유(22), 그리고 광섬유를 고정하기 위한 광섬유 고정덮개(23)등으로 구성된다.

제2도는 플랜지(flange)(33)가 달린 광결합모듈 리셉터클의 설계예를 나타낸 것으로서 상기 리셉터클은 광결합모듈받침대(30), 접속마운트(31)와 광섬유고정대(32)의 3개 부분으로 구성되어 있다. (a)는 정종단면도이고, (b)는 우측면도이며, (c)는 평면도이다.

상기 광결합모듈받침대(30)는 광결합모듈을 솔더 혹은 에폭시 등의 접착제를 사용하여 고정하는 역할을 하며, 광결합 방식에 따라 필요한 길이로 조절하여 설계한다.

상기 접속마운트(31)는 광결합모듈받침대(30)의 폭보다 직경을 크게 함으로써 리셉터클에 상응하는 형태를 가진 리셉터클장입구가 있는 DIP에 리셉터클을 삽입하여 결속할 경우 삽입깊이를 조절하며, 리셉터클을 패키지에 고정시킬 수 있게 한다.

리셉터클 제작의 용이성, 구동회로패키지와의 밀봉성 등을 고려하여 접속마운트(31)는 다양한 형태로 설계될 수 있다.

견고한 고정을 위해서 제2도에서와 같이 리셉터클 제작시 나사통과구멍(34)과 광섬유고정대통과구멍(35)이 뚫린 플랜지(33)를 접속마운트(31)의 양쪽에 형성하여 나사로서 DIP 등의 구동회로패키지에 고정할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 리셉터클을 제작시 플랜지(33)를 일체형으로 형성하지 않는 경우에는 상기 플랜지의 역할을 할 수 있도록 광섬유고정대(32)와 나사의 통과를 위한 구멍(34)이 있는 별도의 플레이트(36)를 DIP에 삽입된 리셉터클 위에 끼운 후 나사를 사용하여 고정하면 견고히 고정할 수 있다.

피복이 입혀진 광섬유를 삽입할 수 있도록 광섬유의 직경 보다 약간 큰 직경의 광섬유관통구(貫通口)(37)가 길이방향으로 뚫려 있는 광섬유고정대(32)에는 삽입된 광섬유를 에폭시 등의 접착제를 사용하여 안정되게 고정하기 위하여 일부가 외부에 노출되도록 중간에 구멍을 뚫어 놓은 에폭시적용구(適用口)(38)를 형성한다.

만약 플립칩본딩된 광소자에 광커넥터가 달린 광섬유를 정렬하여 광결합모듈을 완성하는 경우에는 광섬유를 정렬하기 전에 리셉터클을 광섬유에 미리 끼워 놓아야 하는데 이를 위하여 리셉터클 끝에 위치하는 광섬유장입구(39)의 내경에 테이퍼링(tapering)을 주면 광섬유의 장입시 작업을 손쉽게 할 수 있으며 후에 광섬유 고정을 위한 에폭시 적용시 에폭시의 저장용량을 크게하므로 광섬유의 고정 강도를 높일 수 있는 이점이 있다.

리셉터클과 결합되며 구동회로기판(9)이 실장되는 DIP 설계의 실시예를 제4도에 나타내었다. (a)는 평면도, (b)는 정종단면도, (c)는 우측면 부분단면도이다. 경우에 따라 DIP 형 이외에 나비(butterfly)형의 패키지가 사용되기도 한다.

DIP은 패키징완료후 밀봉뚜껑(57)을 덮기 위하여 위가 뚫리기에 5면을 가진 직육면상자곽형태의 DIP 본체를 기본으로 하며, DIP의 아래면에는 실장되는 구동 회로기판(9)의 회로를 외부와 연결시키기 위한 연결핀(14)들이 DIP을 관통하여 2열로 고정되며 이들은 각각 유리밀봉 등의 방법으로 DIP과 절연된다.

연결핀들의 절연 및 고정을 위하여 에폭시 등이 사용되기도 하나 유리를 사용하면 금속재질의 DIP과의 열팽창 계수 차이를 줄일 수 있으므로 더욱 안정된 연결을 꾀할 수 있다.

DIP 내부바닥에 연결된 (14)들이 유리밀봉된 부위(41)의 높이를 구동회로기판이 본딩되는 DIP 바닥(46)보다 얕게하면 연결핀(14)들을 밀봉하는 각 유리의 높이에 편차가 있더라도 구동회로기판(9)의 다이본딩 공정에 영향을 주지 않으며, 구동회로기판(9)의 다이본딩시 여분의 솔더나 전도성 에폭시 등이 밀려나와 모세작용으로 연결핀(14)까지 이르는 현상을 방지하여 연결핀(14)들 간의 전기적 연결을 방지할 수 있다.

DIP의 장방형의 한쪽 벽으로는 상기 리셉터클의 접속마운트(31) 형상에 상응하는 형태를 가진 리셉터클장입구(42)를 형성함으로써 리셉터클이 결합될 수 있도록 한다.

리셉터클장입구(42)는 직경을 리셉터클 보다 약간 크게함으로써 리셉터클의 장입을 용이하게 하되 장입 후 DIP의 밀봉 및 장입된 리셉터클의 고정을 위하여 적용된 에폭시 등의 접착제가 DIP과 리셉터클 사이의 공간에서 모세작용에 의해 고루 퍼질 수 있도록 그 크기를 조절하여야 한다.

리셉터클장입구(42)의 내측부 직경을 입구쪽 보다 작도록 2단으로 하면 리셉터클이 DIP에 결속되는 깊이를 조절하는 걸림틀(43)의 역할을 할 뿐 아니라 리셉터클과 DIP간의 접촉면적이 늘어나 에폭시 적용에 의한 밀봉력과 결속력이 증대되는 효과가 있다.

플랜지(33) 혹은 리셉터클 고정용 덮개(36)를 사용하여 나사로서 리셉터클을 DIP에 고정하는 경우에는 DIP의 상응하는 위치에 나사홈이 파진 나사구멍(44)을 형성한다.

이때 나사구멍이 DIP 벽을 관통하도록 하면 나사가 결속된 후 에폭시 등으로 후 밀봉처리를 하여야 한다.

나사가 관통되지 않도록 하면서도 나사에 의한 충분한 결속력을 주려면 DIP 벽의 두께를 두껍게 하여야 하는데 이는 DIP의 무게와 부피에 영향을 줄 수 있으므로 나사구멍(44)이 형성되는 위치에만 DIP벽의 두께를 두껍게 하면 전체적인 DIP벽의 두께를 리셉터클의 결속깊이 조절과 밀봉에 필요한 정도로 조절하면서도 나사에 의한 결속력을 증가시킬 수 있다.

광소자를 구동시 열이 많이 발생하며 이를 조절하지 않으면 광출력 특성이 저하되므로 열전소자(thermoelectric cooler)등을 사용하여 동작 온도를 조절하기도 하는데 이를 사용하지 않는 경우에는 패키지의 열전도 특성을 높임으로서 광소자의 냉각을 도모하여야 한다.

따라서 리셉터클을 DIP에 결합했을 때 광결합모듈 받침대(30)의 바닥이 상응하는 위치의 DIP 바닥(45)과 접촉되도록 하면 광소자에서 발생하는 열이 광결합모듈 받침대를 거쳐 DIP에 퍼지므로 넓은 면적에서 공냉(空冷)시킬 수 있게 되어 더욱 효과적인 냉각 효과를 얻을 수 있다.

특히 광송신모듈의 경우 리셉터클을 사용하지 않고 광결합모듈(54)을 구동회로기판(9)상에 직접 실장하면 모듈을 작동시 구동회로기판(9)상의 능동소자와 광소자에서 동시에 발생하는 열이 동일 기판상에서 직접 전달이 될 수 있으므로 구동회로기판의 설계시 온도분포 특성에 대한 고려가 심각하게 되나 리셉터클을 사용하면 광소자와 능동소자의 열이 각각 DIP을 통하여 일차 방출되므로 열 간섭이 적게되어 효과적인 냉각이 가능하게 된다.

DIP의 높이는 주로 결속되는 리셉터클의 높이에 의해서 결정이 되는데, 광결합모듈 받침대(30)가 접촉되는 DIP바닥(45)을 구동 회로가 접착되는 DIP 바닥(46) 보다 얕게 하면 그 깊이 만큼 DIP의 높이를 낮추는 효과를 가져와 DIP의 소형화에 더욱 유리하게 된다. 또한 광수신모듈의 경우 신호에 민감한 프리앰프를 광결합모듈과 함께 리셉터클에 실장하면 구동회로상의 다른 능동소자의 전기적인 간섭으로부터 격리되어 회로의 특성을 안정화시킬 수 있다.

광결합모듈(54)이 실장된 리셉터클에는 광섬유장입구(39)의 외부로 노출된 광섬유가 과도하게 휘어 파손이 되는 것을 방지하며 미관을 좋게하기 위하여 광섬유보호구(保護具)(51)를 사용하기도 한다.

금형을 이용하여 광섬유고정대(32)의 형상에 적합하도록 형성한 고무재질의 광섬유보호구(51)를 사용하는 경우 광섬유고정대(32)에 광섬유보호구 이탈방지턱(40)을 2개 이상 형성하면 광섬유고정대(32)에 끼워진 광섬유 보호구(51)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

또한 리셉터클 결속 후 와이어본딩까지 완료된 광통신모듈은 대기로부터의 오염을 방지하고 내용물을 보호하기 위하여 불활성 가스분위기에서 뚜껑(57)을 덮어서 밀봉을 하는데 이때 외부 충격에 충분히 견딜 수 있는 강도를 갖도록 뚜껑(57)의 두께를 조절하도록 하되 제5도에 나타낸 것과 같이 DIP과 밀봉이 되는 부분(48)을 얇게 함으로써 밀봉공정을 용이하게 한다.

DIP과 리셉터클의 재질로는 다양한 것이 쓰일 수 있으나 수동광정렬용 기판으로는 실리콘이 사용되며, 구동회로 기판으로는 알루미나 등이 많이 사용되므로 패키지와 기판간의 열팽창계수 차이와 실장되는 능동소자의 발열 특성 및 가공성 등을 고려하면 코바(Kovar:54Fe-17Co-29Ni 합금)가 무난하다.

상기의 패키지 장치를 사용한 공정 실시예를 들면 다음과 같다.

1. 커넥터(51)가 달린 광섬유(22)를 광소자(21)에 정렬하는 경우 광결합에 앞서서 먼저 커넥터(51)가 달리지 않은 쪽의 피복을 벗긴 광섬유(53)를 통과하여 광섬유보호구(52), 리셉터클 고정용 덮개(36)(플랜지(33)가 달리지 않은 리셉터클의 경우), 그리고 리셉터클을 순서대로 끼운다. 이때 광섬유보호구(51)에서 광섬유(22)를 직접 보호하는 부분과 리셉터클의 광섬유장입구(39)가 각각 커넥터(51)쪽을 향하도록 하는데 이 단계를 제6a도에 나타내었다.

2. 광결합을 이룬 후 솔더나 열전도가 좋은 에폭시 등을 미리 적용하여 놓은 광결합모듈 받침대(30) 위에 광결합모듈(54)을 정렬하여 본딩하고, 에폭시적용구(38)에 에폭시를 적용하고 큐어링하여(55) 광결합모듈(54)에 연결된 광섬유(22)를 리셉터클에 고정한다. 이의 측면도를 제6b도에 나타내었다.

3. 구동회로기판(9)이 실장된 DIP의 리셉터클 장입구(42) 내부 주위를 따라 에폭시나 비휘발성 그리스(grease)를 고루 도포하고 광결합모듈(54)이 실장된 리셉터클을 여기에 끼운 후 나사로서 고정하는데 이렇게 결속된 측면도와 정면도를 제6c도와 제6d도에 각각 나타내었다.

여기서 광결합모듈 받침대(30)의 바닥과 접촉되는 DIP바닥(44)에 솔더 혹은 열전도가 우수한 에폭시 등을 적용하여 이들을 연결하면 물리적인 접촉면적을 증가시키게 되어 광소자로부터 DIP으로의 열전달 효과가 더욱 우수하게 된다.

4. 와이어본딩(56)을 하여 광결합모듈(54)과 구동회로기판(9) 간의 전기적인 연결을 이루고 DIP 뚜껑(57)을 덮어 밀봉패키지 한 후 광섬유보호구(52)를 씌우는 것으로 광통신모듈을 완성하며 완성된 모듈의 단면도를 제6e도에 나타내었다.

이와 같은 본 발명의 효과를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 고속 광송신 혹은 광수신용의 광통신모듈을 제작하는데 있어서 수동정렬방법으로 제작한 광결합모듈을 실장하기 위하여 별도의 리셉터클을 사용하고 이것이 결속되며 구동회로가 실장되는 DIP형의 전용패키지를 제공함으로써 광결합모듈을 안전하게 실장할 수 있도록 해준다.

또한, 특성 측정을 용이하게 하고, 구동회로 기판의 재질이나 두께가 광결합모듈의 규격에 제약받지 않도록 하며, 광소자의 열방출을 도모하고, 광소자와 구동회로상 능동소자 간의 열간섭을 줄이면서도, 소형의 광통신모듈 제작을 가능하게 하는 것으로서 광통신의 기본적인 핵심부품인 광결합모듈의 제작을 매우 용이하게 하는 유용한 기술인 것이다.

Claims

수동정렬법에 의해 제작되는 광결합모듈의 실장에 광결합모듈 받침대, 접속마운트, 광섬유고정대의 3개 부분으로 구성되어 있는 별도의 리셉터클과; 광결합모듈의 구동을 위한 회로기판과 외부의 회로를 연결하는 연결핀이 구비되고, 상기 리셉터클과 함께 실장되어 밀봉이 가능하도록 한 패키지로 구성됨을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지.
광결합모듈을 실장함에 있어 광결합모듈받침대, 결속마운트, 광섬유고정대의 3개 부분으로 구성되어 있는 별도의 리셉터클을 사용하고, 상기 리셉터클과 함께 광결합모듈의 구동을 위한 회로기판을 실장하며, 외부의 회로와 연결되는 연결핀을 가지며 리셉터클을 결속할 수 있고 밀봉이 가능한 DIP(Dual inline package)를 사용하여 이들 둘을 결합하여 제작함을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제2항에 있어서, 상기 DIP의 내부에 실장되는 구동회로와 외부회로를 연결하는 연결핀은 DIP에 고정할 때 금속으로 제작된 DIP와 밀봉재간, 그리고 밀봉재와 연결핀 간의 열팽창계수 차이를 줄이고 전기적인 절연을 위하여 유리재를 사용 밀봉하여 제작함을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제2항에 있어서, 상기 DIP의 내부바닥에 연결핀들이 밀봉 고정되는 부위는 높이를 DIP 바닥의 구동회로가 접착되는 부위 보다 얕게 형성함으로써 연결핀들을 밀봉하는 각 밀봉재의 높이에 편차가 있더라도 구동회로기판의 전면 접착이 영향받지 않으며, 구동회로기판의 접착공정시 접착을 위한 솔더나 에폭시 등의 전도성접착제가 밀려나와 모세작용으로 연결핀까지 이르는 현상을 방지하여 연결핀들 간의 절연을 유지할 수 있도록 함을 특징으로 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제2항에 있어서, 상기 DIP의 리셉터클 장입구에는 리셉터클 걸림틀을 형성함으로써 리셉터클이 DIP에 결속되는 깊이를 조절하며, 리셉터클과 DIP 간의 접촉면적을 증가시켜 접착제 적용에 의한 밀봉력과 결속력을 높이도록 함을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제2항에 있어서, 상기 리셉터클과 DIP의 결합시 접속마운트의 표면과 리셉터클 장입구의 내벽에는 에폭시 등의 접착제를 적용한 후 리셉터클을 DIP에 삽입함으로써 에폭시가 DIP과 리셉터클 사이의 공간에 모세작용에 의해 퍼지게 되어 밀봉효과와 함께 리셉터클을 DIP에 고정되도록 함을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제2항에 있어서, 상기 DIP에는 나사구멍을 형성하여 결속되는 리셉터클을 나사를 사용하여 견고히 고정할 수 있도록 하되 상기 DIP벽의 두께를 리셉터클의 결속깊이 조절과 밀봉에 필요한 정도로 얇게 조절하면서도 나사홈 수를 늘려 나사에 의한 결속력을 증가시키기 위하여 나사구멍이 형성되는 위치에만 DIP 벽의 두께를 두껍게 형성함을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제2항에 있어서, 상기 리셉터클을 DIP에 결합했을 때 광결합모듈 받침대의 바닥이 DIP의 바닥과 접촉되도록 함으로써 광소자의 냉각 효과를 증대시키도록 함을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제8항에 있어서, 상기 DIP와 광결합모듈 받침대 바닥과의 접촉하는 사이 공간에 열전도가 우수한 접착제인 솔더 또는 열전도가 우수한 에폭시를 적용함으로써 물리적인 접촉면적을 증가시켜 광소자로부터 DIP으로의 열전달 효과를 증대시키도록 함을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제2항에 있어서, 상기 광결합모듈과 리셉터클의 실장시에 신호에 민감한 프리앰프를 구동회로로부터 분리하여 상기 광결합모듈과 함께 리셉터클에 실장함으로써 구동회로상의 다른 능동소자의 전기적인 간섭으로부터 격리시켜 회로의 특성을 안정화시킴을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제2항에 있어서, 상기 DIP와 광결합모듈 받침대 바닥과의 결합시 광결합모듈 받침대가 접촉되는 DIP바닥을 구동회로가 접착되는 DIP바닥보다 얕게 함으로써 높이를 낮추어 DIP의 부피를 줄이도록 함을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.
제2항에 있어서, 상기 DIP의 뚜껑을 접착밀봉되는 둘레 부분은 얇게 하고 그 이외 부분은 두껍게 함으로서 DIP의 뚜껑 밀봉 공정을 손쉽게 하면서도 밀봉 후 내용물을 보호하는데 충분한 강도를 유지하도록 함을 특징으로 하는 고속 광통신모듈 패키지 제작방법.