KR100276586B1 - 광통신용 수신모듈의 포토다이오드의 자동정렬 장착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광통신용 수신모듈에서 포토다이오드의 자동정렬 장착방법에 관한 것으로, 실리콘 옵티칼 벤치(11)와 포토다이오드칩(14)를 정렬하여 장착함에 있어서, 실리콘 옵티칼 벤치(11)의 광화이버장착부(12')의 선단부와 거리를 두고 광화이버장착부(12')의 저면보다 약간 높은 저면을 갖도록 포토다이오드칩(14) 장착용 V형 홈(14')을 형성하고, 상기 광화이버장착부(12')의 선단과 V형 홈(14') 사이에 광화이버스토퍼용형 홈(13')을 형성하며, 상기

Description

광통신용 수신모듈의 포토다이오드의 자동정렬 장착방법

본 발명은 광통신용 수신모듈에서 포토다이오드를 장착시키는 방법의 개선, 특히 포토다이오드의 자동정렬 장착방법에 관한 것이다.

종래의 광통신용 수신모듈을 만드는 방법은 크게 능동정렬방법과 수동정렬 방법으로 나눌 수 있다. 능동정렬방법은 볼 렌즈가 달린 피디 투 캔(PD TO CAN)과 고가의 레이저용접기를 사용함으로써 공정시간과 부품이 많이 소요되어 비용절감에 어려움이 있다. 반면에, 수동정렬방법은 레이저용접기나 렌즈를 사용하지 않으므로 광통신용 모듈의 저가격화를 위한 방법으로 최근에 활발히 연구되고 있다. 그러나, 기존의 수동정렬방법에서 수신용 포토다이오드를 장착시킬 때 도 1a와 같이 실리콘옵티칼 벤치(optical bench; 1)위에 정렬용 마커(marker; 2)를 형성하는 방법을 취하고 있기 때문에 이를 위하여 포토다이오드(3)를 만드는 공정과 실리콘 옵티칼 벤치를 만드는 공정중에 마커(2)를 만들어야 하는 공정이 더 필요하고, 포토다이오드를 실리콘 옵티칼 벤치위에 장착할 때에는 마커의 정렬을 위한 고분해능의 플립 칩 본더(flip chip bonder)가 필요하게 된다. 또한 도 1b와 같은 방법은 수신용 포토다이오드(3)용 블록(6)이 필요하고 광화이버(4)와의 결합효율을 높이기 위해 능동정렬방식을 취하여야 한다.

위에 설명한 종래의 기술에서는 마커형성공정이나 블록제조가 필요하고, 플립 칩 본더가 필요하여 부품과 공정시간이 많이 소요된다.

본 발명은 종래 기술의 위와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 포토 다이오드 취부용 마커형성이 필요없는 광통신용 수신모듈의 포토다이오드의 자동정렬 장착방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 포토다이오드용 블록이 필요없는 광통신용 수신모듈의 포토다이오드의 자동정렬 장착방법을 제공하는데 있다.

본 발명은, 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 실리콘 옵티칼 벤치위에 형성된 V형 홈에 포토다이오드를 장착하는, 광통신용 수신모듈의 포토다이오드의 자동정렬 장착방법을 제공한다.

이러한 본 발명에서는 포토다이오드장착용 V형 홈이 광화이버 장착용 홈과 정렬된 상태로 형성되어 있기 때문에 별도의 정렬과정을 필요로 하지 않는다.

도 1a,b는 종래의 포토다이오드의 장착방법을 보여주는 도면,

도 2는 본 발명의 실시예의 포토다이오드의 자동정렬 장착방법에 사용되는 실리콘옵티칼 벤치의 평면도,

도 3는 본 발명이 적용된 수신모듈의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 실리콘 옵티칼 벤치

12' : 광화이버장착부

13', 14', 15' : 홈

14 : 포토다이오드칩

이하, 본 발명을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1a,b는 종래의 포토다이오드의 장착방법을 보여주는 도면으로서, 그 내용과 문제점은 앞에서 설명한 바와 같다.

도 2는 본 발명의 광통신용 수신모듈의 모니터용 포토다이오드의 자동정렬 장착방법을 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명이 적용된 수신모듈의 사시도 이다.

도 2, 도 3에 있어서, 실리콘 옵티칼 벤치(11)에 광화이버(12) 장착용의형 홈(12'),형 홈(12')의 후방에 직각을 이루고 그 저면보다 약간 낮은광화이버스토퍼용형 홈(13'),형 홈(13')의 후방에형 홈(12') 보다 약간 높은 저면을 갖는 포토다이오드칩(14) 장착용의형 홈(14')을 각각 형성하고,형 홈(13')과 직각으로 광화이버(12) 장착용의형 홈(12')과 일직선을 이루어 포토다이오드칩 장착용형 홈(14')의 대략 중앙부에 이르기까지 광화이버 장착용의형 홈(12')과 대략 저면 높이를 같이 하고 금도금된 레이저빔 가이드용 V형 홈(15')이 형성된 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 미설명부호중 16은 메탈패턴에 의한 금도금부이다.

이처럼 도 2, 도 3은 포토다이오드칩(13)을 놓기 위해 형성된 V형 홈(13'), 그리고 광화이버(12)로부터 나오는 빛이 포토다이오드칩(14)으로 입사할 수 있도록 해주는 V형 홈(15')으로 구성되어 있는 구조이다.

위와 같은 구조를 만들기 위하여는, 실리콘 옵티칼 벤치에 광화이버가 들어 가게 될형 홈을 식각하여 만들고, 다음에 포토다이오드칩이 들어갈 자리에형 홈을 식각하여 만드는 2단계 공정이 필요하다. 이와 같이 실리콘 옵티칼 벤치를 제작하기 위하여는 만들고자 하는 모양을 갖는 마스크를 이용한 포토리쏘그라피공정 및 KOH 식각공정을 이용한다.

포토다이오드칩의 수광창은 보통 직경이 70∼80미크론 정도의 크기를 가지 므로 광화이버로부터 나오는 빛을 가이드하기 위한 V형 홈의 상단폭은 이 수광창의 크기보다 크게 만들어 주어야 한다.

이때 마스킹 물질로는 PECVD로 성장된 질화실리콘 박막을 사용하였으며 실리콘 식각제로서는 KOH 용액을 사용하였다. V형 홈의 식각시 크기(dimension)조절이 가장 중요하기 때문에 용액의 농도, 온도 및 용액의 스터링(stirring) 상태를 잘 조절하여야 한다. 이렇게 만들어진 실리콘 옵티칼 벤치에 포토다이오드칩 및 광화이버를 장착하기 위한 금속층을 증착한 후 각 부분품을 장착한다.

위에서는 V형 홈을 V형,형,형등으로 다르게 설명하였 으나, 이에 한정되지 않으며, 광화이버나 포토다이오드칩의 저면이 안착될 수 있는 한 어떠한 형태의 V형으로도 형성할 수 있음은 물론이다.

본 발명에서와 같은 방법에서는 실리콘 옵티칼 벤치에는 포토다이오드가 놓일 자리에 V형 홈이 형성되어 있으며, 이 V형 홈의 상단의 폭이 하단의 폭(여기에서 하단의 폭은 다이오드칩의 크기와 같도록 식각되어져 있는 것임) 보다 넓고 54.7。의 경사가 형성되도록 함으로써 통상의 다이 본더에 의해 포토다이오드칩을 정확한 자리에 장착하는 것이 가능하다. 본 발명에 의하면, 이처럼 실리콘 옵티칼 벤치위에 정렬용 V형 홈이 만들어져 있으므로 광화이버와 포토다이오드칩을 여기에 맞추어서 정확히 장착하는 것이 가능하다.

본 발명에 사용되는 실리콘 옵티칼 벤치에는 종래와 달리 포토다이오드가 놓이게 될 홈이 형성되어 있으며 포토다이오드칩을 실리콘 옵티칼 벤치위에 바로 장착하는 것이 가능하므로 종래보다 부품수도 작고 공정도 간단한 장점이 있다.

본 발명에서는 포토다이오드를 V형 홈안에 장착시킴으로써 포토다이오드용 블록이나 마커형성공정이 불필요하고 적외선투시경이 부착된 플립 칩 본더와 같은 장비를 사용하지 않고 다이 본더만으로 포토다이오드를 장착하는 것이 가능하여 수신모듈의 저가격화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 실리콘 옵티칼 벤치(11)와 포토다이오드칩(14)를 정렬하여 장착함에 있어서,

   실리콘 옵티칼 벤치(11)의 광화이버장착부(12')의 선단부와 거리를 두고 광화이버장착부(12')의 저면보다 약간 높은 저면을 갖도록 포토다이오드칩(14) 장착용 V형 홈(14')을 형성하고, 상기 광화이버장착부(12')의 선단과 V형 홈(14') 사이에 광화이버스토퍼용형 홈(13')을 형성하며, 상기형 홈(13')과 상기 포토다이오드칩(14) 장착용 V형 홈(14')의 저면 중앙부 사이에 레이저빔 가이드용 V형 홈(15')을 형성하고, 상기 V형 홈(14')에 포토다이오드칩(14)을 장착하는 것을 특징으로 하는, 광통신용 수신모듈의 포토다이오드의 자동정렬 장착방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 V형 홈(14')이 포토다이오드칩(14)과 걸맞은 저면을 갖는 것을 특징으로 하는, 광통신용 수신모듈의 포토다이오드의 자동정렬 장착 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 V형 홈(14')의 경사도가 54.7。인 것을 특징으로 하는, 광통신용 수신모듈의 포토다이오드의 자동정렬 장착방법.