KR100640419B1

KR100640419B1 - 광소자 모듈

Info

Publication number: KR100640419B1
Application number: KR1020040085769A
Authority: KR
Inventors: 서호성; 백재명
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-10-30
Also published as: KR20060036697A

Abstract

본 발명은 스템(stem), 볼 캡(ball cap)을 포함하고, 그 내부에 광소자가 수용된 광소자 모듈에 있어서, 리셉터클(receptacle)의 단부에 제공되고, 상기 볼 캡의 외주면을 감싸게 결합되는 캡 하우징을 구비하고, 상기 볼 캡과 캡 하우징은 절연 파우더가 첨가된 접착제에 의해 접합되는 광소자 모듈을 개시한다. 상기와 같이 구성된 광소자 모듈은 광소자의 그라운드로 스템을 활용함으로써, 광소자 모듈의 그라운드 라인 설계에 있어서 자유도 향상에 기여하게 되었다. 또한, 스템을 그라운드로 활용하면서도, 리셉터클과 볼 캡 사이를 절연시킴으로써 정전기와 같은 외부적 요인에 의해 광소자 동작이 불안정해 지는 것을 방지하게 되었다. 더욱이, 리셉터클과 볼 캡을 연결시키기 위해 리셉터클의 단부에는 캡 하우징이 설치됨으로써 리셉터클과 광소자 사이의 광축 정렬이 더욱 용이하게 되었다.

광소자 모듈, 스템, 절연, 리셉터클, 볼 캡, 캡 하우징

Description

광소자 모듈{OPTICAL ELEMENT MODULE}

도 1은 종래 기술의 일 실시 예에 따른 광소자 모듈을 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광소자 모듈을 나타내는 구성도.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>

200 : 광소자 모듈 201 : 스템(stem)

202 : 볼 캡(ball cap) 203 : 광소자

204 : 리셉터클(receptacle) 241 : 캡 하우징

243 : 접착제

본 발명은 광소자 모듈에 관한 것으로서, 특히 스템과 볼 캡을 이용하여 광소자를 수용함으로서 광통신망을 구성하는 단말기 등에서 광신호를 송신 또는 수신하는 모듈에 관한 것이다.

광소자 모듈은 인쇄회로기판 등 전기 회로 장치 상에 장착되어 고주파 신호 를 광신호로 변환시켜 출사하거나, 수신된 광신호를 고주파 신호로 변환하여 출력하게 된다. 최근 정보화 산업의 급속한 발전과 더불어 광통신망을 통한 정보 전송의 비중이 증가하고 있을 뿐만 아니라, 고속, 대용량화되고 있다. 따라서, 광소자 모듈의 고속화, 대용량화는 필수적으로 요구된다. 전통적으로 저가의 광소자 모듈에 채용되어 왔던 티오-캔(TO-CAN) 구조의 패키지가 최근에는 고속, 대용량의 광소자 모듈에 적용되고 있다.

도 1은 종래 기술의 일 실시 예에 따른 티오-캔 구조의 광소자 모듈(100)을 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 일 실시 예에 따른 광소자 모듈(100)은 스템(101), 볼 캡(102), 리셉터클(104)을 포함하고, 그의 내부에는 광소자(103)가 수용된다.

상기 스템(101)은 상기 광소자(103)를 설치하기 위한 베이스를 제공한다. 상기 스템(101)의 일면에는 기판(131)이 설치되고, 상기 기판(131) 상에 상기 광소자(103)가 설치된다. 상기 스템(101)의 일면에 설치되는 광소자(103)는 상기 볼 캡(102)에 의해 보호된다. 상기 볼 캡(102)은 상기 스템(101)의 일면에 결합되며, 그의 단부에는 상기 광소자(103)와 광축 정렬된 렌즈(121)가 설치되고, 상기 볼 캡(102)의 단부에는 상기 렌즈(121)의 원주방향을 감싸는 형태로 상기 리셉터클(104)이 결합된다. 상기 리셉터클(104)은 상기 광소자 모듈(100)이 설치된 단말기와 외부 신호라인을 접속시키는 단자 역할을 수행하게 된다.

상기 광소자(103)의 그라운드 라인(135) 및 신호라인(133)은 상기 기판(131)을 통해 제공되는데, 이때, 상기 기판(131)으로부터 연장된 그라운드 라인(135) 및 신호라인(133)은 상기 스템(101)을 관통하여 외부로 인출된다.

상기 그라운드 라인(135) 및 신호라인(133)은 상기 스템(101)과 절연된 상태로 연장되어 외부 요인에 의해 상기 광소자(103)의 동작이 불안정하게 되는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기 스템(101), 볼 캡(102), 리셉터클(104)은 금속성 재질로 제작되어 상기 그라운드 라인(135)과 신호라인(133), 특히 신호라인(133)은 상기 스템(101)과의 절연이 필수적으로 요구된다. 다만, 회로 장치의 배선 자유도, 상기 광소자 모듈(100)의 고주파 특성 등을 고려하여, 제품에 따라서는 상기 그라운드 라인(135)이 상기 스템(101)에 접속되기도 한다.

그러나, 종래의 광소자 모듈은 외부 요인에 의한 광소자의 동작이 불안정하게 되는 것을 방지하기 위하여 금속성 재질인 스템과 그라운드 라인 사이를 절연시키게 되는데, 이는 그라운드 라인 설계의 자유도와 광소자 모듈의 고주파 특성을 저하시키는 요인이 되고 있다. 이 경우, 그라운드 라인을 스템과 연결하여 스템 자체를 그라운드로 활용할 수 있으나, 스템, 볼 캡, 리셉터클 등이 금속성 재질로 제작되는데다 전기적으로 연결되기 때문에 정전기와 같이 리셉터클을 통해 광소자로 전달되는 외부 요인에 의해 광소자의 동작을 불안정하게 하는 문제점이 있다. 더욱이, 리셉터클은 볼 캡에 용접 등에 의해 접합되는데, 이때 광소자와의 광축 정렬이 어렵다는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 설계에서의 자유도를 확보하면서 고주파 특성을 향상시킬 수 있는 광소자 모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 스템을 그라운드로 활용하면서, 외부 요인에 의한 광소자의 불안정한 동작을 방지할 수 있는 광소자 모듈을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 스템(stem), 볼 캡(ball cap)을 포함하고, 그 내부에 광소자가 수용된 광소자 모듈에 있어서,

리셉터클(receptacle)의 단부에 제공되고, 상기 볼 캡의 외주면을 감싸게 결합되는 캡 하우징을 구비하고,

상기 볼 캡과 캡 하우징은 절연 파우더가 첨가된 접착제에 의해 접합되는 광소자 모듈을 개시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 실시 예에 따른 광소자 모듈(200)을 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광소자 모듈(200)은 스템(201), 볼 캡(202), 리셉터클(204)을 포함하고, 그의 내부에는 광소자(203)가 수용되며, 상기 리셉터클(204)의 캡 하우징(241)이 구비된다.

상기 스템(201)은 상기 광소자(203)를 설치하기 위한 베이스를 제공한다. 즉, 상기 광소자(203)는 상기 스템(201)의 일면에 설치된다. 상기 스템(201)의 일면에 설치되는 광소자(203)는 상기 볼 캡(202)에 의해 보호된다. 상기 볼 캡(202)은 용접 등에 의해 상기 스템(201)의 일면에 결합되며, 그의 단부에는 상기 광소자(203)와 광축 정렬된 렌즈(221)가 설치되고, 상기 볼 캡(202)의 단부에는 상기 렌즈(221)의 원주방향을 감싸는 형태로 상기 리셉터클(204)이 결합된다. 상기 광소자(203)로는 광신호를 출사하는 레이저 다이오드, 또는 광신호를 검출하는 포토 다이오드가 설치될 수 있다. 상기 광소자(203)의 그라운드 라인(235) 및 신호라인(233)은 상기 스템(201)을 관통하여 외부로 인출된다.

상기 신호라인(233)은 상기 스템(201)과 절연된 상태로 연장되어 상기 광소자(203)와 접속되고, 상기 그라운드 라인(235)은 상기 스템(201)에 용접 등의 방식으로 접합되고, 상기 광소자(203)의 그라운드 단자(미도시)는 상기 스템(201)을 통해 상기 그라운드 라인(235)과 접속된다. 따라서, 상기 스템(201)은 상기 광소자(203)의 그라운드를 제공하게 되는 것이다.

한편, 상기 스템(201), 볼 캡(202), 리셉터클(203)은 금속성 재질로 제작되어 상기 그라운드 라인(235)과 신호라인(233), 특히 상기 신호라인(233)은 상기 스템(201)과의 절연이 필수적으로 요구된다. 다만, 회로 장치의 배선 자유도, 상기 광소자 모듈(200)의 고주파 특성 등을 고려하여, 제품에 따라서 상기 그라운드 라인(235)이 상기 스템(201)에 접속될 수 있음은 앞서 언급한 바 있다. 상기 그라운드 라인(235)과 상기 스템(201)을 접속시킴에 있어서, 외부적 요인, 예를 들면 정 전기 등의 영향이 금속성 재질의 상기 스템(201), 볼 캡(202), 리셉터클(204)을 통해 그라운드 라인(235)에 전달되어 상기 광소자(203)의 동작을 불안정하게 할 위험이 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명은 상기 리셉터클(204)의 단부에 캡 하우징(241)을 설치하고, 상기 캡 하우징(241)과 볼 캡(202)을 연결시키면서 그 사이를 절연시켜 정전기 등 외부적 요인이 광소자에 전달되는 것을 차단한다. 상기 스템(201)과 볼 캡(202), 상기 스템(201)과 그라운드 라인(235)은 용접 등에 의해 접합되어 전기적으로 상호 연결된다. 따라서, 상기 스템(201)과 볼 캡(202), 특히 상기 스템(201)은 상기 광소자(203)의 그라운드를 제공하게 되는 것이다.

상기 캡 하우징(241)은 상기 리셉터클(204)의 단부에 설치되고, 상기 볼 캡(202)의 외주면을 감싸는 형태로 결합된다. 상기 볼 캡(202)의 외주면과 상기 캡 하우징(241)의 내주면은 절연 파우더가 첨가된 접착제(243)로 접합된다. 이때, 상기 접착제(243)는 에폭시를 사용할 수 있으며 상기 절연 파우더는 Al₂O₃가 이용될 수 있다. 상기 절연 파우더를 구성하는 Al₂O₃는 그 입자의 직경이 30㎛ 내지 50㎛ 범위로서, 상기 상기 볼 캡(202)의 외주면과 상기 캡 하우징(241)의 내주면이 직접적으로 접촉하는 것을 방지하는 스페이서(spacer) 역할을 수행하게 된다. 또한, 상기 절연 파우더는 절연성 재질로서 상기 볼 캡(202)과 캡 하우징(241)이 전기적으로 접촉되는 것을 차단하게 된다. 따라서, 상기 볼 캡(202)과 캡 하우징(241)을 절연 파우더를 첨가한 접착제(243)로 접합시킴으로써, 상기 리셉터클(204)에 정정기 등이 발생되더라도 상기 광소자(203)에 전달되는 것은 차단된다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광소자 모듈은 광소자의 그라운드로 스템을 활용함으로써, 광소자 모듈의 그라운드 라인 설계에 있어서 자유도 향상에 기여하게 되었다. 또한, 스템을 그라운드로 활용하면서도, 리셉터클과 볼 캡 사이를 절연시킴으로써 정전기와 같은 외부적 요인에 의해 광소자 동작이 불안정해 지는 것을 방지하게 되었다. 더욱이, 리셉터클과 볼 캡을 연결시키기 위해 리셉터클의 단부에는 캡 하우징이 설치됨으로써 리셉터클과 광소자 사이의 광축 정렬이 더욱 용이하게 되었다.

Claims

스템(stem), 볼 캡(ball cap)을 포함하고, 그 내부에 광소자가 수용된 광소자 모듈에 있어서,

리셉터클(receptacle)의 단부에 제공되고, 상기 볼 캡의 외주면을 감싸게 결합되는 캡 하우징을 구비하고,

상기 볼 캡과 캡 하우징은 절연 파우더가 첨가된 접착제에 의해 접합됨을 특징으로 하는 광소자 모듈.
제1 항에 있어서, 상기 절연 파우더는 그 입자의 직경이 30㎛ 내지 50㎛ 범위인 Al₂O₃임을 특징으로 하는 광소자 모듈.
제2 항에 있어서, 상기 절연 파우더는 상기 볼 캡의 외주면과 캡 하우징의 내주면에 직접 접촉되는 것을 차단하는 스페이서(spacer) 역할을 수행함을 특징으로 하는 광소자 모듈.
제1 항에 있어서, 상기 접착제는 에폭시임을 특징으로 하는 광소자 모듈.
제1 항에 있어서, 상기 스템과 볼 캡은 용접에 의해 상호 접합됨을 특징으로 하는 광소자 모듈.
제1 항에 있어서, 상기 광소자 모듈의 그라운드 라인은 용접에 의해 상기 스템에 접합됨을 특징으로 하는 광소자 모듈.
제1 항에 있어서, 상기 스템과 볼 캡의 내부에 수용된 광소자는 포토 다이오드이고, 상기 볼 캡의 일단에는 상기 포토 다이오드와 광축 정렬된 렌즈가 더 구비됨을 특징으로 하는 광소자 모듈.