KR100276587B1 - 광통신용 송신 모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광통신용 송신 모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법으로, 레이저다이오드칩(13)와 모니터용 포토다이오드칩(14)를 정렬하여 장착함에 있어서, 실리콘 옵티칼 벤치(11)의 광섬유장착부(12')의 선단부에 광섬유장착부(12')의 저면보다 약간 높은 저면을 갖도록 레이저다이오드칩(13) 장착용 V형 홈(13')을 형성하고, 상기 V형 홈(13')의 후방에 그 보다 약간 높은 저면을 갖는 모니터용 포토다이오드칩(14) 장착용 V형 홈(14')을 형성하며, 상기 V형 홈(13')과 상기 포토다이오드칩(14) 장착용 V형 홈(14')의 저면 중앙부사이에 레이저 빔 가이드용 V형 홈(15')을 형성하고, 상기 V형 홈(13')(14')에 각 레이저다이오드칩(13)과 포토다이오드칩(14)을 장착하며, 포토다이오드용 취부대가 필요없는 광통신용 송신모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착을 이룩 것이다.

Description

광통신용 송신 모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법

본 발명은 광통신용 송신 모듈에서 모니터용 면입사형 포토다이오드를 장착시키는 방법의 개선, 특히 면입사형 포토다이오드의 수동정렬 장착방법에 관한 것이다.

종래의 광통신용 송신 모듈에서 레이저다이오드의 조절 및 감시를 위한 모니터 포토다이오드를 장착시키는 방법으로서, 투캔형(TO CAN Type) 레이저다이오드에서는 그 뒷면에 7。 정도 어긋나게 본딩을 하고, 수동정렬방법에서는 포토다이오드용 블록을 사용하거나 실리콘 옵티칼 벤치(optical bench :광학대)에 V형 홈(V-groove)을 깊게 만들어 부착시키는 방법을 사용하였다.

그러나, 종래의 수동정렬방법에서 모니터용 면입사형 포토다이오드를 장착시킬 때 도 1(a)와 같이 실리콘 옵티칼 벤치(1) 위의 레이저 다이오드(2)의 후방에 V형 홈(1)을 깊게 만들거나 취부대(Mounting Carrier)(15)를 이용하여 포토다이오드(3)를 장착하여 포토다이오드(3)의 단면에서 반사된 빛이 다시 레이저다이오드(2)로 입사되지 않도록 하였으나, 전자의 경우에는 경사면에 장착해야 하는 단점이 있고, 후자의 것은 취부대를 사용함으로써 제작공정 및 조립공정이 복잡해지고 부품수도 증가하는 단점이 있었다.

본 발명은 종래 기술의 위와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 포토다이오드용 취부대가 필요없는 광통신용 송신모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 포토다이오드를 경사면에 장착하지 않는 광통신용 송신모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법을 제공하는데 있다.

본 발명은, 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 실리콘 옵티칼 벤치 위의 V형 홈으로 된 레이저다이오드 장착부위의 후방에 그 보다 약간 높게 형성된 V형 홈에 포토다이오드를 장착하는, 광통신용 송신모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법을 제공한다.

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

도 1(a)(b)는 종래의 모니터용 포토다이오드의 장착방법을 보여주는 도면,

도 2는 본 발명의 실시예의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법에

사용되는 실리콘옵티칼 벤치의 평면도,

도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,

도 4는 본 발명이 적용된 송신모듈의 사시도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

11 : 실리콘옵티칼 벤치 12 : 광섬유

13 : 레이저 다이오드칩 14 : 포토다이오드칩

12', 13', 14', 15' : 홈

이하, 본 발명을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1(a)(b)는 종래의 모니터용 포토다이오드의 장착방법을 보여주는 도면으로서, 그 내용과 문제점은 앞에서 설명한 바와 같다.

도 2는 본 발명의 광통신용 송신모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법을 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도, 도 4는 본 발명 이 적용된 송신모듈의 사시도이다.

도 2, 도 3에 있어서, 실리콘 옵티칼 벤치(11)에 광섬유(12) 장착용의형 홈(12'),형 홈(12')의 후방에 그 저면보다 약간 높은 저면을 갖는 레이저다이오드칩(13) 장착용의형 홈(13'),형 홈(13')의 후방에 그 저면보다 약간 높은 저면을 갖는 포토다이오드칩(14) 장착용의형 홈(14')을 각각 형성하고,형 홈(12')의 선단과 레이저다이오드칩 장착용형 홈(13')의 후단사이 및 레이저다이오드칩 장착용형 홈(13')의 후단과 포토다이오드칩 장착용형 홈(14)의 대략 중앙부에 이르기까지 광섬유 장착용의형 홈(12')과 대략 저면 높이를 같이 하여 형성된 레이저 빔 가이드용 V형 홈(15, 15')이 형성된 본 발명의 실시예가 도시되어 있다.

이처럼 도 2, 도 3은 레이저다이오드칩(13)을 놓기 위해 형성된 V형 홈(13'), 면입사형 포토다이오드칩(14)을 장착하기 위하여 형성된 V형 홈(14'), 그리고 레이저다이오드칩(13)의 뒷면으로부터 나오는 빛이 면입사형 포토다이오드칩(14)으로 입사할 수 있도록 해주는 사면이 코팅된 V형 홈(15')으로 구성되어 있는 구조로서 그 제조방법은 다음과 같다.

먼저 레이저다이오드칩과 포토다이오드칩을 수직에칭과 스크라이빙(Scribing)에 의해 절단한 후 이 칩들과 광섬유가 놓이게 될 실리콘 옵티칼 벤치를 제작하여야 하는데, 이때 중요한 점은 도 3과 같이 레이저다이오드칩과 포토다이오드칩 사이의 높이가 조절되어야 하고 레이저다이오드의 뒷면에서 나온 빛이 면입사형 포토다이오드로 들어갈 수 있도록 깊이가 조절된 V형 홈이 형성되어야 한다는 것이다. 포토다이오드칩의 크기 조절 문제에 있어서는 면입사형 포토다이오드칩은 보통 직경이 300micron 정도의 수광면적을 가지므로 스크라이빙 공정에 의해 포토다이오드칩을 절단 하여도 충분한 광결합 특성을 가질 수 있다.

여기에서 사용되는 실리콘 옵티칼 벤치는 만들고자 하는 패턴을 갖는 마스크와 포토리소그라피 공정을 이용하여 제작하게 된다.

이때 마스킹 물질로는 PECVD로 성장된 질화실리콘 박막을 사용하였으며 실리콘 에칭제로서는 KOH 용액을 사용하였다. V형 홈의 에칭시 크기(dimension) 조절이 가장 중요하기 때문에 용액의 농도, 온도 및 용액의 스터링(stirring) 상태를 잘 조절하여야 하며 앞에서 언급한 것과 같은 V형 홈의 높이 조절을 위하여 위의 에칭공정을 세 번 행하여야 한다. 이렇게 만들어진 실리콘 옵티칼 벤치에 레이저 다이오드칩, 포토다이오드칩 및 광섬유를 장착하기 위한 금속층을 증착한 후 각 부분품을 장착하여 도 4와 같은 송신모듈을 제조한다.

위에서는 V형 홈을 V형,형,형등으로 다르게 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 다이오드칩의 저면이 안착될 수 있는 한 어떠한 형태의 V형으로 형성할 수도 있음은 물론이다.

본 발명에 사용되는 포토다이오드는 면입사형의 것이고 레이저 다이오드는 수직에칭에 의해 크기가 정확히 제어된 것이며 실리콘 옵티칼 벤치에는 이들 다이오드가 놓일 자리에 V형 홈이 형성되어 있으며, 이 V형 홈의 상단의 폭이 하단의 폭(여기에서 하단의 폭은 다이오드칩의 크기와 같도록 에칭되어져 있는 것임) 보다 넓고 54.7。의 경사가 형성되도록 함으로써 보통의 다이본더에 의해 다이오드칩을 정확한 자리에 장착하는 것이 가능하다. 본 발명에 의하면, 이처럼 광섬유와 레이저다이오드칩은 V형 홈속에 장착하므로 정렬에 문제가 없으며 면입사형 포토다이오드칩도 실리콘 옵티칼 벤치위에 정렬용 V형 홈이 만들어져 있으므로 여기에 맞추어서 장착하는 것이 가능하다.

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

본 발명에서는 레이저다이오드를 V형 홈안에 장착시킴으로써 취부대등 보조부품을 사용하지 않고 포토다이오드를 장착하는 것이 가능하면서도 포토다이오드의 입사면에서 반사된 빛이 다시 레이저다이오드로 재입사 하지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 레이저다이오드칩(13)와 모니터용 포토다이오드칩(14)를 정렬하여 장착함에 있어서,

   실리콘 옵티칼 벤치(11)의 광섬유장착부(12')의 선단부에 광섬유장착부(12')의 저면보다 약간 높은 저면을 갖도록 레이저다이오드칩(13) 장착용 V형 홈(13')을 형성하고, 상기 V형 홈(13')의 후방에 그 보다 약간 높은 저면을 갖는 모니터용 포토다이오드칩(14) 장착용 V형 홈(14')을 형성하며, 상기 V형 홈(13')과 상기 포토다이오드칩(14) 장착용 V형 홈(14')의 저면 중앙부사이에 레이저 빔 가이드용 V형 홈(15')을 형성하고, 상기 V형 홈(13')(14')에 각 레이저다이오드칩(13)과 포토다이오드칩(14)을 장착하는 것을 특징으로 하는, 광통신용 송신모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 V형 홈(13')(14')이 해당 다이오드칩(13)(14)과 걸맞은 저면을 갖는 것을 특징으로 하는, 광통신용 송신모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 V형 홈(13')(14')의 경사도가 54.7。인 것을 특징으로 하는, 광통신용 송신모듈의 모니터용 포토다이오드의 수동정렬 장착방법.