KR100699569B1 - 양방향 광송수신 모듈 패키지 - Google Patents

양방향 광송수신 모듈 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양방향 광송수신 모듈 패키지에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 서브기판과, 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드를 지지하며 포토 다이오드에 수신된 신호를 송수신하기 위해 제 1와이어 본딩부를 가지는 제 1블럭을 구비한 수신유니트와, 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드를 지지하며 레이저 다이오드의 신호를 송수신하기 위해 제 2와이어 본딩부를 가지는 제 2블럭을 구비한 송신유니트와, 상기 서브기판에 설치되어 광섬유로부터 수신되는 신호를 수신유니트 측으로 분할하기 위한 광필터를 구비하며, 상기 제 1와이어 본딩부에 설치되어 송신유니트 및 외부로부터 발생된 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 전자파를 차단하는 차폐수단을 구비하여 전자파를 차단함으로써 전기적 누화에 의한 수신 신호의 잡음을 줄여 광모듈의 전송성능을 향상시킬수 있는 유용한 발명인 것이다.

Description

양방향 광송수신 모듈 패키지{the package structure for bi-directional optical modules}
도 1은 본 발명에 따른 양방향 광송수신 모듈 패키지를 나타내 보인 단면도,
도 2은 본 발명에 따른 전자파 차폐수단의 도포 상태를 나타내 보인 사시도.
본 발명은 양방향 광송수신 모듈 패키지에 관한 것으로, 더 상세하게는 레이저 다이오드를 구동하는 송신부 신호가 전자기파 형태로 포토 다이오드의 수신부로 전달되어 발생하는 전기적 누화 현상을 차단시키는 양방향 광송수신 모듈 패키지에 관한 것이다.
통신용 광모듈의 경우 송신부의 신호 크기가 0dBm에서 -10dBm정도이며 대역폭이 155Mbps에서 2.5Gbps에 달한다. 이러한 신호가 도체내로 흐를 때 도선상에 전자기파가 발생하게 된다. 한편 수신부의 신호 크기는 -20dBm에서 -40dBm정도로 매우 미약하며 다라서 송신부에서 발생한 전자기파의 일부분이 영향을 미치는 경우에도 수신부에서는 상당한 잡음으로 작용하게 된다.
잡음을 방지하기 위하여 종래의 광송수신 모듈 패키지에서는 광송수신 유닛 사이에 금속제의 차폐판을 배치하거나, 각 모듈을 금속제 패키지에 봉입하여, 하나는 송신 모듈로, 다른 하나는 수신 모듈로 분리하여 사용했다.
그러나, 이러한 구조는 모듈 전체가 대형화되어 무거워질 뿐 아니라, 고가의 금속제 패키지를 사용함으로써 모듈의 가격이 고가가 된다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 극복하고자 하는 것으로서, 수신유니트에 영향을 주는 송신유니트의 전기적 누화를 방지하기 위하여 전자파 차폐수단을 구비한 양방향 광송수신 모듈 패키지를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양방향 광송수신 모듈 패키지는 서브기판과,
포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드를 지지하며 포토 다이오드에 수신된 신호를 송수신하기 위해 제 1와이어 본딩부를 가지는 제 1블럭을 구비한 수신유니트와,
레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드를 지지하며 레이저 다이오드의 신호를 송수신하기 위해 제 2와이어 본딩부를 가지는 제 2블럭을 구비한 송신유니트와, 상기 서브기판에 설치되어 광섬유로부터 수신되는 신호를 수신유니트 측으로 분할하기 위한 광필터를 구비하며, 상기 제 1와이어 본딩부에 설치되어 송신유니트 및 외부로부터 발생된 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전자파 차폐수단은 제 1와이어에 본딩부를 감싸도록 도포되는 절연성 수지를 구비하고, 절연성 수지에 코팅된 금속 도전성 막을 더 구비하는 것이 바람직하다.
대안으로 본 발명의 양방향 광송수신 모듈의 전자파 차단장치는 서브기판과, 포토다이오드와 상기 포토 다이오드를 지지하며 포토 다이오드에 수신된 신호를 송수신하기 위해 제 1와이어 본딩부를 가지는 제 1블럭을 구비한 수신유니트;와,
레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드를 지지하며 레이저 다이오드의 신호를 송,수신하기 위해 제 2와이어 본딩부를 제 2블럭을 구비한 송신유니트;와, 상기 서브기판에 설치되어 광섬유로부터 수신되는 신호를 수신유니트측으로 분할하기 위한 광필터;와, 상기 제 2와이어 본딩부에 설치되어 제 1와이어 본딩부 및 외부로부터 발생된 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐수단;과,
상기 서브기판을 지지하는 스템;과
상기 스템과 기판에 설치되는 송,수신 유니트 및 광필터를 감싸며 광섬유와 대응되는 측에 개구부가 형성된 캔;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양방향 광송수신 모듈 패키지의 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지지수단(100)은 스템(50)과 캔(70)에 의해 감싸여진 송,수신 유니트(80,40)와 광섬유(10)를 정렬시키기 위한 것으로, 하우징(101)과 결합되며 광섬유(10)를 지지하여 캔(70)에 지지된 렌즈(71)와 광섬유(10)를 정렬시키는 홀더(102)를 구비한다. 그리고, 상기 서브기판(30)을 구 비하고, 상기 서브기판(30)을 지지하기 위해 스템(70)에서 연장되는 베이스기판(20)을 더 구비한다.
상기 스템(50)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 서브기판을 지지하는 것으로, 다수개의 리드핀(55)들이 설치된다.
또한, 상기 서브기판(30)은 제 1블럭(41)을 가진 수신유니트(40)와 제 2블럭(81)을 구비한 송신유니트(80)를 구비하며, 광섬유(10)에 대해 경사지게 설치되고 광섬유로부터 수신되는 신호를 수신유니트(40)측으로 분할하기 위한 광필터(45)를 구비한다.
상기 제 1블럭(41)은 포토 다이오드(42)와 상기 포토 다이오드(42)를 지지하며 포토 다이오드(42)에 수신된 신호를 송수신하기 위한 제 1와이어 본딩부를 가진다. 그리고, 상기 제 1블럭(41)의 내부에 제 1마이크로 볼렌즈(43)가 더 구비될 수 있다.
상기 제 1와이어 본딩부는 포토 다이오드(42)의 수신 신호를 송신하기 위한 제 1패드(44)와 서브기판(30)에 지지되는 제 1리드단자(56a)와, 상기 제 1패드(44)와 제 1리드단자(56a)를 연결하는 본딩와이어(61a)를 구비한다.
상기 제 2블럭(81)은 레이저 다이오드(53)와 상기 레이저 다이오드(53)를 지지하며 레이저 다이오드(53)에 수신된 신호를 송수신하기 위한 제 2와이어 본딩부를 가진다. 그리고 상기 제 2블럭(81)의 내부에 제 2마이크로 볼렌즈(52)가 더 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제 2와이어 본딩부는 레이저 다이오드(53)에 신호를 송신하기 위한 제 2패드(54)와 서브기판(30)에 지지되는 제 2리드단자(56b)와, 상기 제 2패드(54)와 제 2리드단자(56b)를 연결하는 본딩와이어(61b)를 구비한다.
그리고, 상기 리드단자(56a,56b)들과 레이저 다이오드(53)와 포토 다이오드(42)들의 패드(54,44)에는 본딩와이어(61a,61b)가 본딩되어 전기적으로 연결된다.
도 2를 참고하면, 상기 와이어(61a)가 연결되는 리드단자(56a)와 본딩패드(44)에 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐수단(60)을 구비한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 양방향 광송수신 모듈의 경우 레이저 다이오드(53)에 신호가 전달되는 송신부와 수신용 포토 다이오드(42)에 신호가 전달되는 수신부가 함께 집적화 되어 있어서 서로의 신호에 노출되어 있어 크기가 큰 송신부의 신호가 전자파의 형태로 수신부로 전달되어 수신부의 잡음으로 작용하게 된다. 이러한 전자파의 발생은 양방향 광송수신 모듈의 경우 주로 레이저 다이오드(53)와 패키지의 리드, 또는 포토 다이오드(42)와 패키지의 리드를 연결하는 와이어(61a,61b)에서 발생한다.
또한, 일반적으로 와이어(61a,61b)는 지름 25um의 가는 금선으로 길이는 수mm이내 이고, 와이어(61a,61b) 사이의 간격은 대부분 1~2mm이내로 설치한다.
이와 같이 집적형 양방향 광모듈의 경우 와이어(61a,61b) 사이의 간격이 짧고 크기가 작기 때문에 다른 재료로 와이어를 감싸는 것이 어렵다.
그래서 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전자파 차폐수단은 상기 제 1패드(44)와 제 1리드단자(56a) 및 본딩와이어(61a)를 감싸는 절연성 수지(62)로 이루어진다.
그리고, 보다 높은 수준의 전자파 차단을 위하여 도포된 상기 절연성 수지(62) 위에 전체적으로 금속 성분이 포함되고 접지된 도전성 막(63)을 순차적으로 도포한다.
전자파는 물질에 따라 투과되는 깊이와 크기가 다르기 때문에 적절한 물질로 와이어를 감싸줄 경우 전자파에 의한 전기적 누화 현상을 줄일 수 있고, 특히 전자파는 금속 성분을 거의 투과하지 못하기 때문에 금속 성분이 포함된 ITO, 니켈, 구리, 금, 은 등으로 이루어진 도전성 막(63)을 사용하는게 바람직하다.
상기와 같이 구성된 양방향 광송수신 모듈의 전자파 차단장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
상기 레이저 다이오드(53)로부터 출력된 송신광은 제 1마이크로 볼렌즈(52)에 의해 집속된 후 광필터(45)를 통과하고, 상기 캔(70)에 지지된 렌즈(71)에 의해 광섬유(10)의 단부로 집속된다. 그리고 광섬유(10)로부터 양방향성 광송수신 모듈로 입사하는 수신광은 렌즈(71)에 의해 집속되어 광필터(45)의 표면의 적은 영역으로 집속된 후 반사되고, 이 반사된 수신광은 제 2마이크로 볼렌즈(43)에 의해 집속되어 상기 포토 다이오드(42)에 집속된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 와이어(61a) 사이에 절연성 수지(62)가 도포되어 있어서 와이어(61a) 사이의 단락을 방지할 뿐만 아니라 전자파의 영향을 차단한다. 상기 절연성 수지의 경우에는 전자파 차단 효과는 떨어지지만 연결된 두 개의 와이어가 합선 되는 것을 방지한다.
그리고 도포된 절연성 수지(62)위에 다시 도전성 막(63)을 순차적으로 증착 되어져 있어서 전자파의 차단을 높일 수 있다.
본 실시예에서는 수신부에 설치되는 제 1와이어 본딩부에 전자파 차폐수단을 도포하는 것으로 설명하였으나, 송신부에 설치되는 제 2와이어 본딩부에 전자파 차폐수단을 도포할 수도 있고, 수신부와 송신부 양쪽 모두 전자파 차폐수단을 도포 하는것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 양방향 광송수신 모듈 패키지는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째; 포토 다이오드와 리드핀에 연결되는 와이어의 주변에 절연성 수지를 도포함으로 해서 단락을 방지하고, 이로 인해 전자파를 차단하여 수신부의 잡음을 차단시킬 수 있다.
둘째, 절연성 수지 위에 금속 성분이 포함된 도전성 막을 순차적으로 도포함으로써 두 개의 와이어가 합선되는 것을 방지할 수 있으며, 전자파 차단 효과를 더욱 높일 수 있어서 전송성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 서브기판과,
    포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드를 지지하며 포토 다이오드에 수신된 신호를 송수신하기 위해 제 1와이어 본딩부를 가지는 제 1블럭을 구비한 수신 유니트와,
    레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드를 지지하며 레이저 다이오드의 신호를 송수신하기 위해 제 2와이어 본딩부를 가지는 제2블럭을 구비한 송신유니트와,
    상기 서브기판에 설치되어 광섬유로부터 수신되는 신호를 수신 유니트 측으로 분할하기 위한 광필터를 구비하며,
    상기 제 1와이어 본딩부에 설치되어 송신유니트 및 외부로부터 발생 된 전자파를 차단하기 위한 것으로, 제 1와이어에 본딩부를 감싸도록 도포되는 절연성 수지를 가진 전자파 차폐수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈 패키지.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전자파 차폐수단은 절연성 수지에 코팅된 금속 도전성 막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈 패키지.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1와이어 본딩부는 포토다이오드의 수신신호를 송신하기 위한 제 1패드와 서브기판에 지지되는 제 1리드단자와, 상기 제 1패드와 제 1리드단자를 연결하는 본딩와이어를 구비하며,
    상기 전자파 차페수단은 상기 제 1패드와 제 1리드단자 및 본딩와이어를 감싸는 절연성 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈 패키지.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 절연성 수지에 코팅된 금속 도전성 막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈 패키지.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 금속 도전성 막은 접지된 것을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈 패키지.
  7. 삭제
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