KR100633864B1 - Method for manufacturing optical modulator module package - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a는 종래 기술에 따른 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판에 실장하는 접착제가 도포된 도면. 1A is a view coated with an adhesive for mounting a light modulator element and a driver integrated circuit according to the prior art on a substrate;
도 1b는 본 발명에 사용되는 박막 압전 광 변조기 소자의 구조를 도시한 도면.1B is a diagram showing the structure of a thin film piezoelectric light modulator element used in the present invention.
도 2는 본 발명이 적용되는 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of an optical modulator module package to which the present invention is applied.
도 3은 본 발명에 사용되는 이방성 도전 필름에 의해 플립칩 접속되는 방법을 도시한 모식도. 3 is a schematic diagram showing a method of flip chip connecting by an anisotropic conductive film used in the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판에 실장하는 접착제가 도포된 도면.4 is a diagram showing an adhesive applied to mount a light modulator element and a driver integrated circuit according to a first preferred embodiment of the present invention on a substrate;
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판에 실장하는 접착제가 도포된 도면.FIG. 5 is a view showing an adhesive applied to mount a light modulator element and a driver integrated circuit on a substrate according to a second preferred embodiment of the present invention; FIG.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판에 실장하는 접착제가 도포된 도면.FIG. 6 is a view showing an adhesive coated with a light modulator element and a driver integrated circuit according to a third preferred embodiment of the present invention mounted on a substrate; FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
410 : 기판410: substrate
420, 430, 450, 460 : 드라이버 집적회로가 실장되는 영역420, 430, 450, 460: area where driver integrated circuit is mounted
440 : 광 변조기 소자가 실장되는 영역440: region in which the optical modulator element is mounted
470 : 제1 접착제470: first adhesive
480 : 제2 접착제480: second adhesive
본 발명은 광변조기에 관한 것으로, 특히 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical modulator, and more particularly, to a method of manufacturing an optical modulator module package.
광변조기는 광섬유 또는 광주파수대(光周波數帶)의 자유공간을 전송매체로 하는 경우에 송신기에서 신호를 빛에 싣는(광변조) 회로 또는 장치이다. 광변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 홀로그램 등의 분야에 사용되며, 현재 이를 이용한 표시장치의 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 광변조기는 멤스 기술과 관련되는데, 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)는 반도체 제조기술을 이용해 실리콘 기판 위에 3차원의 구조물을 형성하는 기술이다. 이러한 멤스의 응용 분야는 매우 다양하며, 예를 들면, 차량용 각종 센서, 잉크젯 프린터 헤드, HDD 자기헤드 및 소형화 및 고기능화가 급진전되고 있는 휴대형 통신기기 등을 들 수 있다. 멤스 소자는 기계적인 동작을 하기 위해서 기판상에서 요동 가능하도록 부상된 부분을 가진다. 멤스는 초소형 전기기계시스템 또는 소자라고 부를 수 있는데, 그 응용의 하나로서 광학분야에 응용되고 있다. 마이크로머시닝 기술을 이용하면 1mm보다 작은 광학부품을 제작할 수 있으며, 이들로서 초소형 광시스템을 구현할 수 있다. 별도로 제작한 반도체 레이저를 미리 마이크로머시닝 기술로 제작한 고정대에 장착하고 마이크로 프레넬 렌즈, 빔스플리터, 45ㅀ반사미러를 마이크로머시닝 기술로 제작하여 조립할 수 있다. 기존의 광학시스템은 크고 무거운 광학대 위에 미러, 렌즈 등을 조립기구를 이용하여 시스템을 구성한다. 또한, 레이저의 크기도 크다. 이렇게 구성한 광학시스템의 성능을 얻기 위해서는 정밀한 스테이지를 이용하여 광축 및 반사각, 반사면 등을 꽤 많은 노력을 거쳐서 정렬해야 하는 문제점이 있다. An optical modulator is a circuit or an apparatus that mounts a signal on light (optical modulation) in a transmitter when a free space of an optical fiber or an optical frequency band is used as a transmission medium. Optical modulators are used in the fields of optical memory, optical display, printer, optical interconnection, hologram, etc., and researches on the development of display devices using the same are being actively conducted. Such an optical modulator is related to MEMS technology, and MEMS (Micro Electro Mechanical System) is a technology for forming a three-dimensional structure on a silicon substrate using a semiconductor manufacturing technology. The fields of application of MEMS are very diverse, and examples thereof include various sensors for vehicles, inkjet printer heads, HDD magnetic heads, and portable communication devices that are rapidly progressing in miniaturization and high functionality. The MEMS element has an injured portion on the substrate so as to be mechanically operated. MEMS can be called a micro electromechanical system or device, which is one of the applications in the field of optics. Micromachining technology enables the fabrication of optical components smaller than 1mm, enabling ultra-compact optical systems. Separately manufactured semiconductor lasers can be mounted on a stand made by micromachining technology, and micro Fresnel lenses, beam splitters, and 45 ㅀ reflector mirrors can be fabricated by micromachining technology. Existing optical system constructs the system using assembling mechanism on mirror and lens on large and heavy optical bench. In addition, the size of the laser is also large. In order to obtain the performance of the optical system configured as described above, there is a problem in that the optical axis, the reflection angle, and the reflection surface must be aligned with a considerable amount of effort using a precise stage.
현재, 초소형 광시스템은 빠른 응답속도와 작은 손실, 집적화 및 디지털화의 용이성 등의 장점으로 인하여 정보통신장치, 정보 디스플레이 및 기록장치에 채택되어 응용되고 있다. 예를 들면, 마이크로 미러, 마이크로렌즈, 광섬유고정대 등의 마이크로 광학부품은 정보저장기록장치, 대형화상 표시장치, 광통신소자, 적응광학에 응용할 수 있다. Currently, micro optical systems have been adopted and applied to information communication devices, information displays, and recording devices due to advantages such as fast response speed, small loss, and ease of integration and digitization. For example, micro-optical components such as micromirrors, microlenses, optical fiber holders, and the like can be applied to information storage and recording devices, large image display devices, optical communication devices, and adaptive optics.
여기에서, 마이크로 미러는 상하방향, 회전방향, 미끄러지는 방향 등의 방향과 동적 및 정적인 운동에 따라 여러가지로 응용된다. 상하방향의 운동은 위상보정기나 회절기 등으로 응용되고, 기울어지는 방향의 운동은 스캐너나 스위치, 광신호 분배기, 광신호감쇠기, 광원어레이 등으로, 미끄러지는 방향의 운동은 광차폐기나 스위치 광신호 분배기 등으로 응용된다. Here, the micro-mirror is applied in various ways depending on the direction and dynamic and static motion of the vertical direction, rotation direction, sliding direction and the like. Up and down motion is applied to phase compensator or diffractometer, and tilting motion is scanner, switch, optical signal divider, optical signal attenuator, light source array, etc., and sliding direction is light shield or switch optical signal. It is applied as a dispenser.
도 1a는 종래 기술에 따른 광 변조기 모듈 패키지를 제조하기 위한 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판에 실장하는 접착제가 도포된 도면이다. 도 1a를 참조하면, 기판(110), 접착제(120, 130, 140, 150, 160) 및 광 변조기 소자가 실장되는 영역(170)이 도시된다. 여기서, 기판(110)은 파일 피치(fine-pitch) 배선과 범프 어레이(bump array) 제작이 가능한 기판으로서 인쇄회로기판뿐만 아니라, 유리기판, 실리콘기판, LTCC 기판, multi-layer PCB 등이 될 수 있다.FIG. 1A is a view showing an adhesive coated with a substrate for mounting an optical modulator device and a driver integrated circuit for manufacturing an optical modulator module package according to the prior art. Referring to FIG. 1A, a
광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판(110)에 실장하기 위한 방식 중에서 현재 플립칩 접속 방식이 주로 사용되고 있다. 이러한 플립칩 접속 방식은 칩의 전극패턴 혹은 내부 리드에 솔더볼 등의 돌출부를 만들고, 기판(110)에 칩을 실장할 때 칩을 기판(110)에 형성된 전극 패턴에 연결시키는 방식이다. Among the methods for mounting the optical modulator and driver integrated circuit on the
이 경우 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판(110)에 부착하기 위한 접착제가 사용되는데 현재 소자별로 별개의 접착제가 사용된다. 즉, 도 1a를 참조하면, 드라이버 집적회로가 실장되는 영역에 도포된 접착제(120, 130, 150, 160) 및 광 변조기가 실장되는 영역(170)에 도포된 접착제(140)가 도시된다. 여기서, 접착제의 크기가 다르므로, 접착제 도포를 위한 복수의 장비가 이용되어야 하는 문제점이 있다. In this case, an adhesive for attaching the optical modulator and the driver integrated circuit to the
따라서 종래 기술에 따른 접착제 도포 방식에 의하면, 광 변조기 모듈 패키지제조 공정 시 로딩 및 언로딩 회수가 많아서 공정시간이 큰 문제점이 있다. 또한, 접착제를 도포하는 공정회수가 늘어남에 따라 제조 공정 중 이물 및 스크래치가 발생할 가능성이 큰 문제점이 있다. Therefore, according to the adhesive coating method according to the prior art, there is a problem that the process time is large because the number of loading and unloading during the optical modulator module package manufacturing process is large. In addition, as the number of times of applying the adhesive increases, there is a big problem that foreign substances and scratches may occur during the manufacturing process.
본 발명은 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하기 위해 하나의 접착제를 사용함으로써, 광 변조기 모듈 패키지 제조 시간 공정 회수를 단축할 수 있는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a method of manufacturing an optical modulator module package that can shorten the number of times of manufacturing process of the optical modulator module package by using one adhesive to attach the optical modulator and driver integrated circuit to the substrate.
또한, 본 발명은 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하기 위해 하나의 접착제를 사용함으로써, 접착제를 도포하는 공정회수가 단축하여 제조 공정 중 이물 및 스크래치가 발생할 가능성을 낮출 수 있는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention by using a single adhesive for attaching the optical modulator and driver integrated circuit to the substrate, the optical modulator module package that can reduce the number of times to apply the adhesive to reduce the possibility of foreign substances and scratches during the manufacturing process It provides a manufacturing method.
또한, 본 발명은 하나의 공정에서 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하여 복수개의 접착제간의 간격을 쉽게 제어함으로써, 모듈 패키지의 크기를 최소화할 수 있는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides an optical modulator module package manufacturing method capable of minimizing the size of the module package by attaching the optical modulator and driver integrated circuit to the substrate in one process to easily control the distance between the plurality of adhesives.
또한, 본 발명은 하나의 공정에서 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하여 복수개의 접착제간의 간격을 쉽게 제어함으로써, 파인 피치(fine pitch)가 가능한 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing an optical modulator module package capable of fine pitch by attaching an optical modulator and a driver integrated circuit to a substrate in one process to easily control the distance between the plurality of adhesives.
또한, 본 발명은 하나의 장비를 이용하여 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하기 위한 접착제를 도포함으로써, 장비 이용 횟수 감소 및 비용을 감소할 수 있는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing an optical modulator module package that can reduce the number of times of equipment use and cost by applying an adhesive for attaching the optical modulator and driver integrated circuit to the substrate using a single equipment.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판의 일면에 광 변조기 소자와 드라이버 집적회로를 실장하기 위한 접착제를 일 공정에 의해 도포하는 단계, 접착제 상에 광 변조기 소자와 드라이버 집적회로를 동시에 접착하는 단계, 광 변조기 소자와 드라이버 집적회로를 동시에 미리 설정된 온도 및 압력의 조건에서 플립칩 본딩하는 단계를 포함하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법을 제시할 수 있다. According to one aspect of the invention, the step of applying an adhesive for mounting the optical modulator element and driver integrated circuit on one surface of the substrate by one process, the step of simultaneously bonding the optical modulator element and driver integrated circuit on the adhesive, optical A method of fabricating an optical modulator module package including flip chip bonding of a modulator element and a driver integrated circuit simultaneously under conditions of a predetermined temperature and pressure can be provided.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 기판 상의 광 변조기 소자가 실장되는 영역을 둘러싸는 댐을 형성하는 단계, 댐에 둘러싸인 영역에 광 변조기 소자와 결합하는 에폭시 수지를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the method of manufacturing an optical modulator module package according to the present invention further comprises the step of forming a dam surrounding an area in which the optical modulator element is mounted on the substrate, and applying an epoxy resin coupled with the optical modulator element to the area surrounded by the dam. It may include.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 광 투과성 덮개에 회로 패턴 및 금속 패드를 형성하는 단계, 광 투과성 덮개의 일면에 광 변조기 소자와 드라이버 집적회로를 실장하기 위한 접착제를 일 공정에 의해 도포하는 단계, 접착제 상에 광 변조기 소자와 드라이버 집적회로를 접착하는 단계, 광 변조기 소자와 드라이버 집적회로를 동시에 미리 설정된 온도 및 압력의 조건에서 플립칩 본딩하는 단계, 광 변조기 소자와 드라이버 집적회로가 실장된 광 투과성 덮개를 기판에 실장하는 단계를 포함하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법을 제시할 수 있다.According to another aspect of the invention, the step of forming a circuit pattern and a metal pad on the light transmissive cover, applying an adhesive for mounting the light modulator element and driver integrated circuit on one surface of the light transmissive cover by one process, adhesive Bonding the optical modulator element and the driver integrated circuit onto the substrate; flip-bonding the optical modulator element and the driver integrated circuit simultaneously under conditions of a predetermined temperature and pressure; a light transmissive cover having the optical modulator element and the driver integrated circuit mounted thereon It can provide a method of manufacturing an optical modulator module package comprising mounting a to a substrate.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 광 투과성 덮개 상의 광 변조기 소자가 실장되는 영역을 둘러싸는 댐을 형성하는 단계, 댐에 둘러싸인 영역에 광 변조기 소자와 결합하는 에폭시 수지를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the method of manufacturing an optical modulator module package according to the present invention comprises the steps of forming a dam surrounding an area in which the optical modulator element is mounted on the light transmissive cover, and applying an epoxy resin coupled with the optical modulator element to the area surrounded by the dam. It may further include.
여기서, 접착제는 이방성 도전 필름(ACF), 비전도성 필름(NCF) 및 비전도성 페이스트(NCP) 중 어느 하나일 수 있다. Here, the adhesive may be any one of an anisotropic conductive film (ACF), a nonconductive film (NCF), and a nonconductive paste (NCP).
또한, 광 변조기 소자가 실장되는 영역에는 접착제로서 이방성 도전 필름(ACF) 또는 비전도성 필름(NCF)이 사용되고, 드라이버 집적회로가 실장되는 영역에는 접착제로서 비전도성 페이스트(NCP) 또는 이방성 도전 페이스트(ACP)가 사용될 수 있다. In addition, an anisotropic conductive film (ACF) or a non-conductive film (NCF) is used as an adhesive in a region where the optical modulator element is mounted, and a non-conductive paste (NCP) or an anisotropic conductive paste (ACP) is used as an adhesive in a region where the driver integrated circuit is mounted. ) Can be used.
여기서, 접착제는 광 변조기 소자를 중심으로 대칭되어 미리 설정된 간격만큼 이격된 제1 접착제 및 제2 접착제를 포함할 수 있다.Here, the adhesive may include a first adhesive and a second adhesive symmetrically about the light modulator element and spaced by a predetermined interval.
여기서, 접착제는 광 변조기 소자가 실장되는 영역에 상응하는 중앙홀이 형성될 수 있다. Here, the adhesive may be formed with a central hole corresponding to the region in which the light modulator element is mounted.
여기서, 접착제로서 광 변조기 소자가 실장되는 영역에는 상기 광 변조기 소자가 실장되는 영역에 상응하는 중앙홀이 형성된 이방성 도전 필름(ACF) 또는 비전도성 필름(NCF)이 사용되고, 상기 드라이버 집적회로가 실장되는 영역에는 비전도성 페이스트(NCP) 또는 이방성 도전 페이스트(ACP)가 사용될 수 있다. Here, as an adhesive, an anisotropic conductive film (ACF) or a non-conductive film (NCF) having a central hole corresponding to the region in which the optical modulator element is mounted is used as an adhesive, and the driver integrated circuit is mounted. Non-conductive paste (NCP) or anisotropic conductive paste (ACP) may be used in the region.
이하, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기에 앞서 광 변조기 소자, 그에 대한 모듈 패키지 구조 및 이방성 도전 필름에 의해 플립칩 접속되는 방법에 대해서 먼저 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the optical modulator module package manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the following description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals denote the same reference numerals. And duplicate description thereof will be omitted. In addition, prior to describing the preferred embodiments of the present invention in detail, a method of flip chip connection by an optical modulator element, a module package structure thereof and an anisotropic conductive film will be described first.
광 변조기 소자는 크게 정전기 방식과 압전 방식으로 나뉠 수 있으며, 구동되는 방식에 상관없이 본 발명에 적용이 가능하다. The optical modulator element can be largely divided into an electrostatic method and a piezoelectric method, and can be applied to the present invention regardless of the driving method.
미국특허번호 제 5,311,360 호에 개시된 정전기 방식 격자 광변조기는 반사 표면부를 가지며 기판 상부에 부유(suspended)하는 다수의 일정하게 이격하는 변형 가능 반사형 리본을 포함한다. 절연층이 실리콘 기판상에 증착된다. 다음으로, 희생 이산화실리콘 막 및 질화실리콘 막의 증착 공정이 후속한다. The electrostatic grating light modulator disclosed in US Pat. No. 5,311,360 includes a plurality of regularly spaced deformable reflective ribbons having reflective surface portions and suspended above the substrate. An insulating layer is deposited on the silicon substrate. Next, the deposition process of the sacrificial silicon dioxide film and the silicon nitride film is followed.
질화물 막은 리본으로부터 패터닝되고 이산화실리콘층의 일부가 에칭되어 리본이 질화물 프레임에 의해 산화물 스페이서층상에 유지되도록 한다. 단일 파장 λ0를 가진 광을 변조시키기 위해, 변조기는 리본의 두께와 산화물 스페이서의 두께가 λ0/4가 되도록 설계된다. The nitride film is patterned from the ribbon and a portion of the silicon dioxide layer is etched so that the ribbon is held on the oxide spacer layer by the nitride frame. To modulate light with a single wavelength [lambda] 0, the modulator is designed such that the thickness of the ribbon and the thickness of the oxide spacers are [lambda] 0/4.
리본상의 반사 표면과 기판의 반사 표면 사이의 수직 거리 d로 한정된 이러한 변조기의 격자 진폭은 리본 (제 1 전극으로서의 역할을 하는 리본의 반사 표면)과 기판(제 2 전극으로서의 역할을 하는 기판 하부의 전도막) 사이에 전압을 인가함으로써 제어된다. The lattice amplitude of this modulator, defined by the vertical distance d between the reflective surface on the ribbon and the reflective surface of the substrate, is the conduction of the ribbon (reflective surface of the ribbon serving as the first electrode) and the substrate (substrate serving as the second electrode). Film).
도 1b는 본 발명에 사용되는 박막 압전 광 변조기 소자의 구조를 도시한 도면이다. 도 1b를 참조하면, 기판(11), 절연층(12), 희생층(13), 리본 구조물(14) 및 압전체(15)를 포함하는 광변조기가 도시되어 있다. 1B is a diagram showing the structure of a thin film piezoelectric optical modulator element used in the present invention. Referring to FIG. 1B, an optical modulator including a
기판(11)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 절연층(12)은 식각 정지층(etch stop layer)으로서 증착되며, 희생층으로 사용되는 물질을 식각하는 에천 트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다. 여기서 절연층(12)은 입사광을 반사하기 위해 반사층(미도시)이 도포될 수 있다. The
희생층(13)은 리본 구조물이 절연층(12)과 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 양 사이드에서 리본 구조물(14)을 지지하고, 중심부에서 공간을 형성하는 역할을 한다. The
리본 구조물(14)은 상술한 바와 같이 입사광의 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 리본 구조물(14)의 형태는 정전기 방식에 따라 복수의 리본 형상으로 구성될 수도 있고, 압전 방식에 따라 리본의 중심부에 복수의 오픈홀을 구비할 수도 있다. 또한, 압전체(15)는 압전 방식에 따라 리본 구조물(14)을 상하로 움직이도록 제어한다.The
빛의 파장이 λ인 경우 광변조기가 변형되지 않은 상태에서(어떠한 전압도 인가되지 않은 상태에서) 리본 구조물(14)과 하부 반사층이 형성된 절연층(12) 간의 간격은 λ/2와 같다. 따라서 리본 구조물(14)과 절연층(12)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 λ와 같아서 빛은 보강 간섭을 한다. When the wavelength of light is λ, the distance between the
또한, 적정 전압이 압전체(15)에 인가될 때, 리본 구조물(14)과 하부 반사층이 형성된 절연층(12) 간의 간격은 λ/4와 같게 된다. 따라서 리본 구조물(14)과 절연층(12)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 λ/2와 같아서 빛은 상쇄 간섭을 한다. 이러한 간섭의 결과, 광변조기는 입사광의 광량을 조절하여 신호를 빛에 실을 수 있다. 여기서 광 변조기 소자는 리본 구조물(14)의 형태에 따라서 함몰 형과 돌출형으로 분류될 수도 있다.In addition, when an appropriate voltage is applied to the
도 2는 본 발명이 적용되는 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 광 변조기 모듈 패키지(200)는 기판(210), 광 투과성 기판(220), 광 변조기 소자(230), 드라이버 집적회로(240, 245, 250, 250), 열방출판(260) 및 커넥터(270)를 포함한다. 2 is an exploded perspective view of an optical modulator module package to which the present invention is applied. Referring to FIG. 2, the optical
광투과성 기판(220)은 하면이 기판(210) 상에 부착된다. 그리고 기판(210)에 형성된 구멍에 대응하여 광 변조기 소자(230)가 광투과성 기판(220)의 상면에 부착된다. The bottom surface of the
광 변조기 소자(230)는 기판(210)의 구멍을 통하여 입사되는 입사광을 변조하여 회절광을 출사한다. 광 변조기 소자(230)는 광 투과성 기판(220) 상에 플립칩 접속되어 있다. 주위에 접착제 등이 형성되어 있어 외부 환경으로부터 밀봉이 제공되고, 광투과성 기판(220)의 표면을 따라 형성된 전기 배선에 의하여 전기적 접속이 유지된다. The
드라이버 집적회로(240, 245, 250, 250)는 광 투과성 기판(220)이 부착된 광 변조기 소자(230)의 주변에 플립칩 접속되어 있으며, 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 광 변조기 소자(230)에 구동전압을 제공하는 역할을 한다. The driver integrated
열방출판(260)은 광 변조기 소자(230)와 드라이버 집적회로(240, 245, 250, 250)에서 발생된 열을 방출하기 위하여 구비되며 열을 잘 방출하는 금속성 물질이 사용된다. The
도 2에 도시된 광 변조기 모듈 패키지(200)의 제조방법은 기판(210)에 커넥터(270)를 부착하는 단계, 광투과성 기판(220)에 광 변조기 소자(230) 및 드라이버 집적회로(240, 245, 250, 250)를 부착시키는 단계, 방열판(260)을 제공하는 단계, 기판(210)에 광 투과성 기판(220)를 적층하고 와이어 본딩을 수행하는 단계, 광 변조기 소자(230) 및 드라이버 집적회로(240, 245, 250, 250)에 열방출판(260)을 부착하는 단계 및 몰딩을 수행하여 광 변조기 모듈 패키지(200)를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.The method of manufacturing the optical
또한, 여기서는 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로가 광 투과성 기판에 실장되는 경우를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로는 기판 상에 직접 실장될 수도 있다. In addition, although the case where the optical modulator element and the driver integrated circuit are mounted on the light transmissive substrate has been described, the present invention is not limited thereto. For example, the optical modulator element and driver integrated circuit may be mounted directly on the substrate.
도 3은 본 발명에 사용되는 이방성 도전 필름에 의해 플립칩 접속되는 방법을 도시한 모식도이다. 도 3을 참조하면, 기판(310), 광 변조기 소자(320), 금속 패드 또는 범프(330, 335, 340, 345), 절연 어드헤시브(350) 및 전도성 입자(360)가 도시되어 있다. It is a schematic diagram which shows the method of flip-chip connected by the anisotropic conductive film used for this invention. Referring to FIG. 3, a
칩을 기판에 부착할 수 있는 접착제이면 그 형태에 상관없이 본 발명에 적용될 수 있다. 예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film), 비전도성 필름(NCF, Non Conductive Film), 비전도성 페이스트(NCP, Non Conductive Paste) 및 이방성 도전 페이스트(ACP, Anisotropic Conductive Paste) 중 어느 하나 또는 그들의 조합으로 제조된 접착제가 본 발명에 적용될 수 있다. 이하에서는 이방성 도전 필름(ACF)을 중심으로 칩이 기판에 부착되는 경우를 설명하도록 한다. Any adhesive that can attach the chip to the substrate can be applied to the present invention regardless of its form. For example, any one of an anisotropic conductive film (ACF), a non-conductive film (NCF), a non-conductive paste (NCP), and an anisotropic conductive paste (ACP) Or an adhesive prepared from a combination thereof may be applied to the present invention. Hereinafter, a case in which the chip is attached to the substrate based on the anisotropic conductive film (ACF) will be described.
또한, 접착시 필름(film)인 경우 가압(laminating) 공정을 이용하며, 페이스트(Paste)인 경우 디스펜싱(dispensing) 공정에 의한다. 따라서 이하에서는 이러한 두가지 접착 공정이 모두 이용 가능한 경우 적용한다고 칭한다. In addition, in the case of film, a laminating process is used, and in the case of paste, a dispensing process is used. Therefore, hereinafter, it will be referred to apply when both of these bonding process is available.
이방성 도전 필름은 휴대폰이나 컴퓨터에 사용되는 액정표시장치(LCD)용 드라이버 집적회로와 LCD패널을 연결하는 실장기술에 필요한 이방성 전도성 필름이다. 이방성 도전 필름은 접착필름(Adhesive Film) 두께가 15~35 μm인 절연 어드헤시브(Adhesive)(350)에 지름이 3~15㎛를 갖는 미세한 전도성 입자(Conductive Particle)(360)를 흩뿌린(Dispersed) 상태의 접착 필름이다. 전도성 입자(360)에는 여러 종류가 있는데 탄소 섬유(Carbon Fiber), 금속(예를 들면, Ni, Solder) 그리고 금속 코팅된 플라스틱 볼(Metal (Ni/Au)-Coated Plastic Ball) 등이 주로 사용된다. 절연 어드헤시브(350) 물질(Adhesive Material)의 종류로는 Thermoplastic(SBR : Styrene Butadiene Rubber, Pol-yvinyl Butylene), Thermosetting(Epoxy Resin,Polyurethane, acrylic Resin), 그리고 Thermopla-stic과 Thermosetting Material의 혼합물질이 사용될 수 있다. 여기서 '이방성'이라는 용어는 방향에 따라 도전 성질이 변함을 의미한다. 즉, 본 발명에 따르는 경우 이방성 도전 필름은 플립칩 접속된 광 변조기 소자와 기판을 수직으로 연결하는 수직 방향으로 도전성이 있으나, 이와 직교하는 수평 방향으로는 도전성이 없다. The anisotropic conductive film is an anisotropic conductive film required for mounting technology for connecting an LCD panel and a driver integrated circuit for a liquid crystal display (LCD) used in a mobile phone or a computer. The anisotropic conductive film is scattered fine conductive particles (360) having a diameter of 3 ~ 15㎛ on an insulating adhesive 350 having an adhesive film thickness of 15 ~ 35 μm ( Adhesive film in the dispersed state. There are various kinds of
이상에서 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법에 적용되는 광 변조기, 모듈 패키지 및 이방성 도전 필름에 대해 설명하였으며, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법을 구체적인 실시예를 기준으로 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 실시예는 크게 3가지로 구분되는데, 이하에서 차례대로 설명한다. The optical modulator, the module package, and the anisotropic conductive film applied to the optical modulator module package manufacturing method are described above. Hereinafter, the optical modulator module package manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Let's explain. Embodiments according to the present invention are largely divided into three, which will be described in turn below.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판에 실장하는 접착제가 도포된 도면이다. 도 4를 참조하면, 기판(410), 드라이버 집적회로가 실장되는 영역(420, 430, 450, 460), 광 변조기 소자가 실장되는 영역(440), 제1 접착제(470), 제2 접착제(480)가 도시되어 있다. 여기서는 광 변조기 모듈 패키지 제조 공정 중 접착제를 도포하는 공정의 일 단면만을 도시한다. FIG. 4 is a view showing an adhesive coated with a light modulator element and a driver integrated circuit according to a first embodiment of the present invention on a substrate. Referring to FIG. 4, the
광 변조기 및 드라이버 집적회로가 기판(410)에 플립칩 접속 방식에 의해 전기적으로 접속된다. 이 경우 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판(410)에 부착하기 위한 접착제가 사용된다. 본 발명에 따르면, 소자별로 도포되던 접착제의 크기 및 종류를 제어하여, 한 개 또는 두 개의 접착제를 이용하여 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판(410)에 부착한다. 즉, 도 4를 참조하면, 드라이버 집적회로가 실장되는 영역(420, 430, 450, 460) 및 광 변조기가 실장되는 영역(440)에 도포된 접착제(470, 480)가 도시된다. 이러한 접착제(470, 480)는 동일한 크기를 갖으므로, 접착제(470, 480)를 도포하는 단일의 기계에 의해 접착제 도포 공정을 수 행할 수 있다. 따라서 하나의 기계를 이용하여 단일 공정에서 접착제 도포 공정을 수행할 수 있으므로, 공정이 단순해 진다. 여기서, 기판(210)은 방열 기능을 가지는 저온 동시 숙성 세라믹(LTCC : Low Temperature Cofired Ceramic) 또는 고온 동시 숙성 세라믹(HTCC : High Temperature Cofired Ceramic)으로 형성될 수 있다. 여기서, 접착제 도포 공정이 하나의 공정에 의해 수행되므로, 일 공정에 의해 접착제가 도포되는 공정이라 칭한다. The optical modulator and driver integrated circuit are electrically connected to the
또한, 하나의 기계를 이용하여 단일 공정에서 접착제 도포 공정을 수행할 수 있으므로, 제1 접착제(470)와 제2 접착제(480) 간의 간격을 미세하게 조정할 수 있으므로, 전체적으로 광 변조기 모듈 패키지의 크기를 줄일 수 있다. 여기서, 제1 접착제 및 제2 접착제는 광 변조기 소자를 중심으로 대칭되어 미리 설정된 간격만큼 이격된다. In addition, since the adhesive application process may be performed in a single process using a single machine, the distance between the
여기서, 본 발명에 따르는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 기판의 일면에 광 변조기 소자와 드라이브 집적회로를 실장하기 위한 접착제를 동시에 도포하는 단계, 접착제 상에 광 변조기 소자와 드라이브 집적회로를 동시에 접착하는 단계, 광 변조기 소자와 드라이브 집적회로를 동시에 미리 설정된 온도 및 압력의 조건에서 플립칩 본딩하는 단계를 포함한다. 여기서, 기판 상의 광 변조기 소자가 실장되는 영역을 둘러싸는 댐을 형성하고, 댐에 둘러싸인 영역에 광 변조기 소자와 결합하는 에폭시 수지를 적용 또는 디스펜싱(dispensing)함으로써, 광 변조기 소자를 보호할 수도 있다. 여기서, '동시에'의 의미는 물리적인 시간상으로 동시(spontaneously)를 의미하거나 또는 동일한 단계(in the same process)에서 처리됨 을 의미할 수 있으며, 이하 같다.Here, the method of manufacturing an optical modulator module package according to the present invention is the step of simultaneously applying an adhesive for mounting the optical modulator element and the drive integrated circuit on one surface of the substrate, the step of simultaneously bonding the optical modulator element and the drive integrated circuit on the adhesive And flip chip bonding the optical modulator element and the drive integrated circuit simultaneously under conditions of a predetermined temperature and pressure. Here, the light modulator element may be protected by forming a dam surrounding the region where the light modulator element is mounted on the substrate, and applying or dispensing an epoxy resin bonded to the light modulator element in the region surrounded by the dam. . Here, the term "simultaneously" may mean spontaneously in physical time or may be processed in the same process, as follows.
이러한 본 발명에 따르는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 광 변조기 소자를 광 투과성 덮개에 직접 실장하는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따르는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 광 투과성 덮개에 회로 패턴 및 금속 패드를 형성하는 단계, 광 투과성 덮개의 일면에 광 변조기 소자와 드라이브 집적회로를 실장하기 위한 접착제를 동시에 도포하는 단계, 접착제 상에 광 변조기 소자와 드라이브 집적회로를 동시에 접착하는 단계, 광 변조기 소자와 드라이브 집적회로를 동시에 미리 설정된 온도 및 압력의 조건에서 플립칩 본딩하는 단계, 광 변조기 소자와 드라이브 집적회로가 실장된 광 투과성 덮개를 기판에 실장하는 단계를 포함할 수 있다. The method of manufacturing an optical modulator module package according to the present invention can be applied to a case in which the optical modulator element is directly mounted on the light transmissive cover. That is, according to another embodiment, a method of manufacturing an optical modulator module package according to the present invention includes forming a circuit pattern and a metal pad on a light transmissive cover, and for mounting the light modulator element and the drive integrated circuit on one surface of the light transmissive cover. Simultaneously applying an adhesive, simultaneously adhering the optical modulator element and the drive integrated circuit onto the adhesive, flip chip bonding the optical modulator element and the drive integrated circuit simultaneously at predetermined temperature and pressure conditions, the optical modulator element and The method may include mounting a light transmissive cover on which a drive integrated circuit is mounted on a substrate.
여기서, 소자별로 별도 성분의 접착제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 광 변조기 소자가 실장되는 영역에는 접착제로서 이방성 도전 필름(ACF) 또는 비전도성 필름(NCF)을 사용되고, 드라이브 집적회로가 실장되는 영역에는 비전도성 페이스트(NCP) 또는 이방성 도전 페이스트(ACP)를 사용할 수 있다. 이렇게 비전도성 페이스트(NCP)를 부분적으로 이용하는 경우 디스펜싱 방식으로 공정을 수행하므로 추가 설비가 필요없는 장점이 있다. 즉, 이방성 도전 필름(ACF) 또는 비전도성 필름(NCF)은 필름 형태로서 칩과 IC를 접합할 때 사용하는 플립칩 본더 외에 별도의 가압 설비가 있어야 하지만, 비전도성 페이스트(NCP) 또는 이방성 도전 페이스트(ACP)는 디스펜싱 방식으로 적용하는 재료로서 플립칩 본더에 적용 가능하므로, 추가 설비가 필요없고, 적용이 간편하다. Here, an adhesive of a separate component may be used for each device. For example, an anisotropic conductive film (ACF) or non-conductive film (NCF) is used as an adhesive in a region where the optical modulator element is mounted, and a non-conductive paste (NCP) or anisotropic conductive paste (ACP) is used in the region where the drive integrated circuit is mounted. ) Can be used. In the case of using the non-conductive paste (NCP) partially, there is an advantage that does not require additional equipment because the process is performed by the dispensing method. That is, the anisotropic conductive film (ACF) or non-conductive film (NCF) is a film form, but in addition to the flip chip bonder used when bonding the chip and the IC, there must be a separate pressurization facility, but the non-conductive paste (NCP) or anisotropic conductive paste (ACP) is a dispensing material that can be applied to flip chip bonders, so no additional equipment is required and the application is simple.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판에 실장하는 접착제가 도포된 도면이다. 도 5를 참조하면, 기판(510), 드라이버 집적회로가 실장되는 영역(520, 540), 광 변조기 소자가 실장되는 영역(530), 제1 접착제(550), 제2 접착제(560)가 도시되어 있다.상술한 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다. FIG. 5 is a view showing an adhesive coated with a substrate for mounting an optical modulator device and a driver integrated circuit according to a second exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a
본 발명은 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판에 실장하는 방법에 관련되므로, 광 변조기 소자에 포함된 리본의 개수 또는 드라이버 집적회로의 개수는 변경은 본 발명의 기술 분야에 속하는 통상의 기술자에게는 자명하다. 도 5를 참조하면, 광 변조기 소자가 480개의 리본을 구비한 경우에 대해 되시되어 있다. 리본의 개수는 개발 소자 및 필요한 해상도에 따라 다르게 구성될 수 있다. 즉, 프로젝션 TV 등에서는 720 또는 1080 개의 리본을 필요로 하며, 초소형 프로젝터 등에서는 480개가 필요할 수 있다. 드라이버 집적회로는 광 변조기 소자의 리본 개수에 상응하여 마련될 수 있으며, 여기서는 4개가 배열되어 있다. Since the present invention relates to a method for mounting an optical modulator element and a driver integrated circuit on a substrate, the number of ribbons or the number of driver integrated circuits included in the optical modulator element is obvious to those skilled in the art. Do. Referring to FIG. 5, a case is described in which the light modulator element has 480 ribbons. The number of ribbons can be configured differently depending on the development device and the required resolution. That is, in a projection TV or the like, 720 or 1080 ribbons are required, and in a small projector or the like, 480 may be required. Driver integrated circuits may be provided corresponding to the number of ribbons of the optical modulator element, where four are arranged.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판에 실장하는 접착제가 도포된 도면이다. 도 6을 참조하면, 기판(610), 드라이버 집적회로가 실장되는 영역(620, 630, 650, 660), 접착제(640), 광 변조기 소자가 실장되는 영역(670)이 도시되어 있다. 상술한 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.FIG. 6 is a view showing an adhesive coated with a light modulator element and a driver integrated circuit according to a third exemplary embodiment of the present invention mounted on a substrate. Referring to FIG. 6, a
접착제(640)는 중심부분에서 광 변조기 소자가 실장되는 영역(670)에 상응 하여 관통 홀이 형성된다. 이 경우 드라이버 집적회로는 비도전성 페이스트(NCP)와 같은 액으로 실장함으로써, 이방성 도전 필름(ACF), 비전도성 필름(NCF)을 도포하는 하나의 장치가 사용될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 의하면, 접착제(640)는 기판(610) 전체를 커버할 수 있는 크기가 될 수 있다. 즉, 중심부분에서 광 변조기 소자가 실장되는 영역(670)에 상응하여 관통 홀이 형성된 하나의 접착제(640)를 기판(610)에 도포하고, 이를 이용하여 광 변조기 소자 및 드라이버 집적회로를 기판(610)에 플립칩 접속할 수도 있다. The adhesive 640 has a through hole corresponding to a
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하기 위해 하나의 접착제를 사용함으로써, 광 변조기 모듈 패키지 제조 시간 공정 회수를 단축할 수 있는 효과가 있다. As described above, the method of manufacturing the optical modulator module package according to the present invention has the effect of reducing the number of manufacturing time of the optical modulator module package by using one adhesive to attach the optical modulator and the driver integrated circuit to the substrate. .
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하기 위해 하나의 접착제를 사용함으로써, 접착제를 도포하는 공정회수가 단축하여 제조 공정 중 이물 및 스크래치가 발생할 가능성을 낮출 수 있는 효과가 있다. In addition, the optical modulator module package manufacturing method according to the present invention uses a single adhesive to attach the optical modulator and driver integrated circuit to the substrate, thereby reducing the number of times of applying the adhesive and possibly causing foreign substances and scratches during the manufacturing process. There is an effect that can be lowered.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 하나의 공정에서 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하여 복수개의 접착제간의 간격을 쉽게 제어함으로써, 모듈 패키지를 최소화할 수 있는 효과가 있다. In addition, the optical modulator module package manufacturing method according to the present invention has the effect of minimizing the module package by attaching the optical modulator and driver integrated circuit to the substrate in one process to easily control the distance between the plurality of adhesives.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 하나의 공정에서 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하여 복수개의 접착제간의 간격을 쉽게 제어함으로써, 파인 피치(fine pitch)가 가능한 효과가 있다. In addition, the optical modulator module package manufacturing method according to the present invention has an effect of enabling a fine pitch by attaching an optical modulator and a driver integrated circuit to a substrate in one process to easily control a gap between a plurality of adhesives.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 하나의 장비를 이용하여 광 변조기 및 드라이버 집적회로를 기판에 부착하기 위한 접착제를 도포함으로써, 장비 이용 횟수 감소 및 비용을 감소할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method of manufacturing an optical modulator module package according to the present invention has the effect of reducing the number of times of equipment use and cost by applying an adhesive for attaching the optical modulator and the driver integrated circuit to the substrate using one device. .
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the art to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention and equivalents thereof described in the claims below It will be understood that various modifications and changes can be made.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050079639A KR100633864B1 (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Method for manufacturing optical modulator module package |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050079639A KR100633864B1 (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Method for manufacturing optical modulator module package |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR100633864B1 true KR100633864B1 (en) | 2006-10-16 |
Family
ID=37626178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020050079639A KR100633864B1 (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Method for manufacturing optical modulator module package |
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KR (1) | KR100633864B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001235714A (en) | 1999-12-15 | 2001-08-31 | Ngk Insulators Ltd | Traveling-wave optical modulator and its manufacturing method |
-
2005
- 2005-08-29 KR KR1020050079639A patent/KR100633864B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2001235714A (en) | 1999-12-15 | 2001-08-31 | Ngk Insulators Ltd | Traveling-wave optical modulator and its manufacturing method |
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