KR100362570B1 - 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 파장 분할/결합기 팩키지에 있어서, 이너 하우징과; 상기 이너 하우징 내부에 설치된 평면 광도파 회로칩과; 상기 평면 광도파 회로칩과 접합된 광섬유 블록과; 상기 이너 하우징 내부에 충진되어 평면 광도파 회로칩과 광섬유 블록의 접합 부분을 둘러싸는 레진 보호제를 포함함을 특징으로 하는 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지를 제공한다.

Description

기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지{HERMETIC OPTICAL WAVELENGTH DIVISION MULTI/DEMUTIPLEXER PACKAGE}
본 발명은 광통신 기기에 관한 것으로서, 특히 광 파장 분할/결합기 팩키지에 관한 것이다.
광 파장 분할 다중화(Optical Wavelength Division Multiplexing, OWDM) 시스템은 다수 채널의 광 신호를 하나의 광섬유 케이블을 통해 전송함으로써 초고속, 대용량 정보 전송을 가능케 하고 있다. 상기 광 파장 분할 다중화 시스템은 다수 채널의 광 신호를 하나의 광섬유에 다중화하고, 다중화된 광 신호를 다시 여러 개의 하위 노드로 역다중화하기 위해 광 파장 분할/결합기(Optical Wavelegth division multi/demultiplexer)를 구비한다.
상기 광 파장 분할/결합기는 박막 필터(Thin film filter)나 양각 격자(Relief grating) 혹은 패브리-페롯 공진기(Fabry-Perot resonator) 등을 이용한 방식도 있으나, 보다 실용적이고 경제적인 방식으로서 1995년 반포된 논문 OPTICS LETTERS VOL.20, NO.1 p.43 ~ 45 등에 개시된 바 있는 평면 도파로열 격자(Planar Arrayed Waveguide Grating)를 구비한 광 파장 분할/결합기가 널리 적용되고 있다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지의 내부 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래 기술의 실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지(100)는, 히트 싱크(Heat Sink, 110), 이너 하우징(Inner Housing, 120), 평면 광도파 회로 칩(Planar Lightwave Circuit Chip, 130), 광섬유 블록(FiberBlock, 140), 히트 스프레더(Heat Spreader, 150), 써미스터(Thermistor, 160) 및 냉각기(Cooler, 170)를 구비한다.
상기 히트 싱크(110) 및 이너 하우징(120)은 기계적인 충격이나 온도 등의 외부 환경 변화로부터 평면 도파로 회로 칩(130) 및 광섬유(f) 등을 보호한다.
상기 평면 광도파로 회로 칩(130)은 광섬유(f)를 통해 입사된 광을 파장별로 분할하여 출력하거나, 다수개의 파장으로 분할되어 입사된 광을 결합하여 광섬유(f)를 통해 출력한다. 상기 평면 광도파로 회로 칩(130)은 주변 온도에 따라 굴절율 및 광경로 길이차가 변하고, 이로 인해 출력 특성이 변하기 때문에 안정된 특성 유지를 위해 온도 제어가 필수적이다. 상기 평면 광도파로 회로 칩(130)은 자외선 경화 접착제(e)에 의해 광섬유 블록(140)과 결합되며, 상기 자외선 경화 접착제(e)로는 에폭시 수지를 이용한다.
상기 히트 스프레더(150), 써미스터(160) 및 냉각기(170)는 광 파장 분할/결합기 팩키지(100) 내부의 온도를 일정하게 유지시켜 주기 위한 온도 조절 수단들이며, 상기 냉각기(170)로는 열전 냉각기(Thermoelectric cooler)를 사용한다. 상기 써미스터(160)는 온도에 따라 저항값이 변하는 온도 감지 소자이며, 도시되지 않은 온도 제어부가 상기 써미스터(160)로부터 온도 변화를 판단하여 상기 냉각기(170)로 공급되는 전류를 조절한다. 상기 냉각기(170)는 펠티어 효과(Peltier Effect)에 의해 가열되거나 냉각되며, 상기 히트 스프레더(150)는 냉각기(170)에 의한 가열 혹은 냉각 작용이 평면 광도파로 회로 칩(160) 전체에 걸쳐 골고루 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 종래 광 파장 분할/결합기 팩키지에 있어서 평면 도파로 회로 칩과 광섬유 블록의 결합 부분은 장기적인 신뢰성 확보에 취약한 부분으로 지적되어 왔다. 즉, 상기 평면 도파로 회로 칩(130)과 광섬유 블록(140)은 자외선 경화 접착제(e)에 의해 결합되는데, 고온 고습 환경하에서는 상기 자외선 경화 접착제(e)의 접착 능력이 떨어지므로 평면 도파로 회로 칩과 광섬유 블록간의 정렬 상태가 불안정하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 종래 광 파장 분할/결합기 팩키지는 별도의 수분 침투 방지 수단을 구비하고 있지 않으므로, 팩키지 내부로의 수분 침투로 인한 신뢰성 저하에 노출되어 있는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 평면 도파로 회로 칩과 광섬유 블록의 결합 부분에 수분이 침투하는 것을 막고, 외부 온도 변화에 대한 열적 안정성을 확보하기 위해 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광 파장 분할/결합기 팩키지에 있어서, 이너 하우징과; 상기 이너 하우징 내부에 설치된 평면 광도파 회로칩과; 상기 평면 광도파 회로칩과 접합된 광섬유 블록과; 상기 이너 하우징 내부에 충진되어 평면 광도파 회로칩과 광섬유 블록의 접합 부분을 둘러싸는 레진 보호제를 포함함을 특징으로 하는 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지를 제공한다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지의 내부 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지의 내부 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지의 내부 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지의 내부 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
280, 390 : 레진 보호제 380 : 보호제 캡
480 : 실링제
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지의 내부 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지(200)는 이너 하우징(220)과, 상기 이너 하우징(220) 내부에 설치된 평면 광도파 회로칩(230)과, 상기 평면 광도파 회로칩(230)과 접합된 광섬유 블록(240)을 포함하며, 히트 싱크(210), 히트 스프레더(250), 써미스터(260) 및 냉각기(270)를 구비한다.
특히 상기 이너 하우징(220) 내에는 레진 보호제(Encapsulent, 280)를 충진한다. 상기 레진 보호제(280)는 외부로부터 팩키지 내부로 유입된 수분이 평면 도파로 회로 칩(230)과 광섬유 블록(240)의 접합 부분으로 침투하는 것을 막는다.
따라서, 상기 레진 보호제(280)는 평면 도파 회로 칩(230)과 광섬유 블록(240)의 접합에 사용된 자외선 경화 접착제(e)의 접착 능력 저하에 따른 정렬 상태 불안정 현상을 방지한다. 또한, 상기 레진 보호제(280)는 외부 온도 변화에 대한 열적 절연층 역할을 함으로써 평면 도파 회로칩(230)과 광섬유 블록(240)의 열적 안정성을 높인다.
상기 레진 보호제(280)로는 자외선 경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 레진 보호제(280)는 이너 하우징(220) 내에 충진된 후, 외부에서 수분 이상 자외선이 가해질 경우 경화된다. 상기 경화에 소요되는 시간은 레진 보호제(280)의 종류에 따라 다르다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지의 내부 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지(300)는 이너 하우징(320)과, 상기 이너 하우징(320) 내부에 설치된 히트 스프레더(350)와, 상기 히트 스프레더(350) 하측에 설치된 평면 광도파 회로칩(330)과, 상기 평면 광도파 회로칩(330)과 접합된 광섬유 블록(340)을 포함하며, 히트 싱크(310), 써미스터(360) 및 냉각기(370)를 구비한다.
특히, 상기 히트 스프레더(350)에는 보호제 캡(380)을 장착하고, 상기 보호제 캡(280) 내부에는 레진 보호제(390)를 충진한다.
상기 보호제 캡(380)은 본 발명의 제1실시예에 비해 적은 양의 레진 보호제(390)로도 평면 도파 회로 칩(330)과 광섬유 블록(340)의 접합 부분으로의 수분 침투를 막아 자외선 경화 접착제(e)의 접착 능력 저하에 따른 신뢰성 저하를 막을 수 있게 한다.
상기 레진 보호제(390)는 평면 도파 회로 칩(330)과 광섬유 블록(340)의 접합에 사용된 자외선 경화 접착제(e)의 접착 능력 저하에 따른 정렬 상태 불안정 현상을 방지한다. 또한, 상기 레진 보호제(390)는 외부 온도 변화에 대한 열적 절연층 역할을 함으로써 평면 도파 회로칩(330)과 광섬유 블록(340)의 열적 안정성을높인다. 상기 레진 보호제(390)로는 자외선 경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 레진 보호제(390)는 이너 하우징(320) 내에 충진된 후, 외부에서 수분 이상 자외선이 가해질 경우 경화된다. 상기 경화에 소요되는 시간은 레진 보호제(390)의 종류에 따라 다르다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지의 내부 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 광 파장 분할/결합기 팩키지(400)는 상호 결합된 다수개의 플레이트로 이루어진 이너 하우징(420)과, 상기 이너 하우징(420) 내부에 설치된 평면 광도파 회로칩(430)과, 상기 평면 광도파 회로칩(430)과 접합된 광섬유 블록(440)을 포함하며, 히트 싱크(410), 히트 스프레더(450), 써미스터(460) 및 냉각기(470)를 구비한다.
특히, 상기 이너 하우징(420)을 이루고 있는 플레이트와 플레이트 사이에는 상기 평면 광도파 회로칩(430)과 광섬유 블록(440)의 접합 부분으로의 수분 침투를 막는 실링제(480)가 도포된다. 상기 실링제(480)는 이너 하우징(420)을 완전 밀봉시킴으로써, 상기 이너 하우징(420) 내부로의 수분 침투를 미연에 방지함은 물론 열적 단열 기능도 제공한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지는 이너 하우징 내부로의 수분 침투를 방지함으로써 평면 광도파회로칩과 광섬유 블록간의 결합에 사용된 자외선 경화형 접착제의 접착 능력이 수분에 의해 저하되어 광 파장 분할/결합기의 신뢰성이 떨어지는 것을 막을 수 있을 뿐만 아니라 광 파장 분할/결합기 팩키지 내부에 설치된 각종 소자들이 수분에 의해 손상되는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 광 파장 분할/결합기 팩키지에 있어서,
    이너 하우징과;
    상기 이너 하우징 내부에 설치된 평면 광도파 회로칩과;
    상기 평면 광도파 회로칩과 접합된 광섬유 블록과;
    상기 이너 하우징 내부에 충진되어 평면 광도파 회로칩과 광섬유 블록의 접합 부분을 둘러싸는 레진 보호제를 포함함을 특징으로 하는 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레진 보호제로는 자외선 경화형 수지를 사용함을 특징으로 하는 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지.
  3. 광 파장 분할/결합기 팩키지에 있어서,
    이너 하우징과;
    상기 이너 하우징 내부에 설치된 히트 스프레더와;
    상기 히트 스프레더 하측에 설치된 평면 광도파 회로칩과;
    상기 평면 광도파 회로칩과 접합된 광섬유 블록과;
    상기 평면 광도파 회로칩과 광섬유 블록을 둘러싸도록 히트 스프레더에 장착된 보호제 캡과;
    상기 보호제 캡 내부에 충진되어 평면 광도파 회로칩과 광섬유 블록의 접합 부분을 둘러싸는 레진 보호제를 포함함을 특징으로 하는 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 보호제 캡은 단열재로 이루어짐을 특징으로 하는 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 레진 보호제로는 자외선 경화형 수지를 사용함을 특징으로 하는 기밀처리된 광 파장 분할/결합기 팩키지.
  6. 삭제
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