KR100993537B1 - High-density Optoelectric Photoelectric conversion module and method manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존 기술의 어려움인 소형화 및 저가격화 한계를 극복하기 위해 파장분할 다중화부와 광전변환부를 집적화 및 일체화하여 광전송 시스템 및 광특성 계측기에 적용 가능한 고밀도 광전변환 모듈 및 그의 제작 방법에 관한 것이다. 특히, 광신호의 입력 및 반사 경로를 규칙성 있게 하기 위하여, 포토다이오드 및 광학 박막필터 각각의 수직배열 간격과, 상기 포토다이오드와 광학 박막필터의 수평배열 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 단일 기판 위에 광전변환 모듈을 집적 배치하여, 상기 광신호의 입력 및 반사 경로가 전체적으로 사선 직선 방향으로 형성되도록 함으로써, 전체 광전변환 모듈의 크기를 초소화할 수 있고, 우수한 삽입손실 특성을 가지며 사용파장의 수에 대한 채널당 원가가 저렴하여 제품의 원가를 낮출 수 있는 효과를 가지게 된다.The present invention relates to a high-density photoelectric conversion module and a manufacturing method thereof that can be applied to an optical transmission system and an optical characteristic measuring instrument by integrating and integrating a wavelength division multiplexing unit and a photoelectric conversion unit in order to overcome the limitations of miniaturization and low cost, which are the difficulties of the existing technology. In particular, in order to make the input and reflection paths of the optical signal regular, the photodiode and the optical thin film filter each have a vertical array spacing and a horizontal array spacing of the photodiode and the optical thin film filter can be kept constant. By integrating the conversion module so that the input and reflection paths of the optical signal are generally formed in an oblique straight line direction, the size of the entire photoelectric conversion module can be minimized, the insertion loss characteristics are excellent, and the number of wavelengths used As the cost per channel is low, the cost of the product can be lowered.

파장분할, 광전변환, 기준블록 유리기판, 포토다이오드, 광학박막필터 Wavelength division, photoelectric conversion, reference block glass substrate, photodiode, optical thin film filter

Description

고밀도 광전변환 모듈 및 그의 제작 방법 {High-density Optoelectric Photoelectric conversion module and method manufacturing the same}High-density photoelectric conversion module and its manufacturing method {High-density Optoelectric Photoelectric conversion module and method manufacturing the same}

본 발명은 기존 광전변환 모듈 제작 기술의 어려움인 소형화 및 저가격화 한계를 극복하기 위해 파장분할 다중화부와 광전변환부를 집적화 및 일체화하여 광전송 시스템 및 광특성 계측기에 적용 가능한 고밀도 광전변환 모듈 및 그의 제작 방법에 관한 것이다.The present invention integrates and integrates the wavelength division multiplexing unit and the photoelectric conversion unit to overcome the limitations of the miniaturization and low cost of the conventional photoelectric conversion module manufacturing technology, and a high density photoelectric conversion module applicable to an optical transmission system and an optical characteristic measuring instrument and a manufacturing method thereof. It is about.

현재 광통신 기술은 단순히 전기신호 대신 광으로 전송하는 수준을 벗어나 보다 장거리 전송을 위해 광신호를 증폭하거나 도중에 광신호를 전기신호로 변환하지 않고 광신호 형태로 신호 처리를 한 후 최종 수신단에서 전기 신호로 변환하는 형태로 구성하였다.Currently, optical communication technology is not simply transmitting the optical signal instead of the electric signal, but instead of amplifying the optical signal for longer distance transmission or converting the optical signal into an electrical signal on the way, and processing the signal in the form of optical signal, and then converting the optical signal from the final receiver It was configured in the form of a conversion.

또한, 최근에는 전송 용량을 크게 증가시키기 위해 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing) 기술이 급속하게 발전되어 보급되어 있는 추세이다.Also, in recent years, wavelength division multiplexing technology has been rapidly developed and spread in order to greatly increase transmission capacity.

한편, 파장분할 다중화 광소자는 크게 도파로형, 광섬유형 및 광학 박막형으로 분류되나 현실적으로 광 특성과 가격 경쟁력의 우수성으로 광학 박막형이 가장 일 반적으로 적용되고 있다.On the other hand, wavelength division multiplexed optical devices are classified into waveguide type, optical fiber type, and optical thin film type, but the optical thin film type is most commonly applied due to the superior optical characteristics and cost competitiveness.

도 1 내지 도 4는 종래 기술에 대한 도해도이다. 더욱 상세하게 설명하면, 도 1은 단위소자를 이용한 기존의 파장분할 및 광전변환 개념도, 도 2는 단위소자를 이용한 기존의 파장분할 및 광전변환 구성도, 도 3은 파장분할 다중화 및 광전변환부가 일체화된 WDM-PD의 개념도, 도 4는 파장분할 다중화 및 광전변환부가 일체화된 WDM-PD의 구성도이다. 1 to 4 are diagrams of the prior art. In more detail, FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional wavelength division and photoelectric conversion using a unit device, FIG. 2 is a diagram showing a conventional wavelength division and photoelectric conversion using a unit device, and FIG. 3 is a wavelength division multiplexing and photoelectric conversion unit integrated. 4 is a schematic diagram of a WDM-PD in which wavelength division multiplexing and a photoelectric conversion unit are integrated.

먼저, 도 1및 도 2는 현재 광통신 시스템 및 광중계기 시스템에 적용되고 있는 파장분할 다중화부와 광전변환부에 대한 광학 박막형의 개념도와 구성도를 도해 하였다. First, FIGS. 1 and 2 illustrate a schematic diagram and a schematic diagram of an optical thin film type for a wavelength division multiplexing unit and a photoelectric conversion unit currently applied to an optical communication system and an optical repeater system.

도 2에 도시된 바와 같이, 입력 광섬유로 입력된 광신호 λ1, λ2, λ3 등 다수의 광신호는 파장분할 다중화 소자에 의해 파장분할 다중화되어 투과 신호는 투과단으로 출력되어 일정 길이의 광섬유를 따라 전송되고 다시 렌즈(16 14)에 입사하여 광전변환 소자인 포토다이오드(15)에 의해 광전 변환되어 전기적 신호로 변환된다. As shown in FIG. 2, a plurality of optical signals, such as optical signals λ 1, λ 2, and λ 3, inputted to an input optical fiber are wavelength-divided and multiplexed by a wavelength division multiplexing element, and a transmission signal is output to a transmission end along a predetermined length of optical fiber. Transmitted and then incident on the lens 16 14, photoelectrically converted by the photodiode 15, which is a photoelectric conversion element, is converted into an electrical signal.

파장분할 다중화 소자의 세부 구성은 도 2에 도해한 것과 같이, 다수의 광신호는 렌즈(14)를 거치는 동안 평행광으로 변환되고 광학 박막필터(13)의 반사 및 투과 특성에 의해 투과 혹은 반사를 한다. 투과된 광신호는 다시 렌즈(14)에 의해 집속되어 파장분할 다중화 소자의 투과단으로 출력되며 반사된 광신호는 입력 때와 동일한 렌즈(14)를 통과하며 반사단 광섬유로 집속되어 반사단으로 출력된다. 또한 다수 개(n개)의 광신호에 대한 전기적 신호를 추출하기 위해서는 n개의 파장분할 다중화 소자와 n의 광전변환 소자(PD, 15)가 필요하다.The detailed configuration of the wavelength division multiplexing device is illustrated in FIG. 2, whereby a plurality of optical signals are converted into parallel light while passing through the lens 14, and the transmission and / or reflection are prevented by the reflection and transmission characteristics of the optical thin film filter 13. do. The transmitted optical signal is again focused by the lens 14 and outputted to the transmission end of the wavelength division multiplexing element, and the reflected optical signal passes through the same lens 14 as the input and is focused on the reflection end optical fiber and output to the reflection end. do. In addition, n wavelength division multiplexing elements and n photoelectric conversion elements PD and 15 are required to extract electrical signals for a plurality of (n) optical signals.

이와 같이 기존 기술의 경우, 파장분할 다중화부와 광전변환부가 독립되어 광섬유로 연결되어 파장분할 다중화 및 광전변환 기능을 함으로써, 크기가 커지고 구성 부품의 수가 광신호 파장수와 비례하여 증가함으로서 가격이 고가가 되어, 기존 기술로서는 크기 및 가격적인 면에서 한계를 갖고 있다.In the conventional technology, the wavelength division multiplexing unit and the photoelectric conversion unit are independently connected to optical fibers to perform wavelength division multiplexing and photoelectric conversion functions, thereby increasing the size and increasing the number of components in proportion to the number of optical signal wavelengths. The existing technology has limitations in size and price.

상술한 바와 같이, 파장분할 다중화부와 광전변환부가 독립적으로 별개로 구성된 기존 기술의 한계를 극복하기 위해 파장분할 다중화부와 광전변환부가 일체화 된 WDM-PD의 개념이 개발되었다. As described above, the concept of WDM-PD in which the wavelength division multiplexing unit and the photoelectric conversion unit are integrated has been developed to overcome the limitations of the existing technology in which the wavelength division multiplexing unit and the photoelectric conversion unit are independently separated.

도 3및 도 4에서와 같이, 일체화된 WDM-PD의 동작원리는 입력 광섬유로 입력된 다수개의 광신호가 렌즈(14)를 통과하며 평행광이 되고 광학 박막필터(13)의 특성에 따라 투과되는 광신호는 상기 렌즈(16, 14)로 집속되어 포토다이오드(15)로 직접 입력되어 광신호로 변환된다. 3 and 4, the operation principle of the integrated WDM-PD is a plurality of optical signals input to the input optical fiber passes through the lens 14 becomes parallel light and transmitted according to the characteristics of the optical thin film filter 13 The optical signal is focused on the lenses 16 and 14 and directly input to the photodiode 15 to be converted into an optical signal.

또한 상기 광학 박막필터(13)에 의해 반사된 광신호는 입력측의 렌즈(14)로 되돌아오며 집속되어 반사단 광섬유로 출력된다. 이러한 WDM-PD의 장점은 광학 박막필터(13)를 투과한 광신호가 자유공간 상에서 직접 렌즈(16, 14)를 통해 포토다이오드(15)로 입력되는 구조로서, 파장분할 다중화부와 광전변환부가 집적화되어 크기가 소형화 될 수 있으며, 기존의 경우보다 사용되는 부품의 개수가 줄어듦으로써 크기와 가격적인 측면에서 효과가 크다고 할 수 있다. 그러나 기존 기술과 마찬가지로 사용되는 광신호의 수에 따라 WDM-PD 단위소자의 수가 비례적으로 증가하여 반사단을 연결하는 광섬유가 차지하는 최소 공간이 필요하여 다수개의 광파장 신호 에 대한 광신호 추출시 전체 모듈의 소형화와 저가격화에 한계를 갖는다. In addition, the optical signal reflected by the optical thin film filter 13 is returned to the lens 14 on the input side and focused and outputted to the reflective optical fiber. The advantage of the WDM-PD is that the optical signal transmitted through the optical thin film filter 13 is directly input to the photodiode 15 through the lenses 16 and 14 in free space, and the wavelength division multiplexing unit and the photoelectric conversion unit are integrated. As a result, the size can be miniaturized, and the number of parts to be used is reduced compared to the existing case, and the effect is large in terms of size and cost. However, as with the existing technology, the number of WDM-PD unit elements increases proportionally according to the number of optical signals used, so the minimum space occupied by the optical fiber connecting the reflecting stages is required. There is a limit in miniaturization and low price.

상술한 바와 같이, 기존 종래 기술의 경우 파장분할 다중화 소자와 광전변환 소자가 독립적으로 구성되어 광섬유에 의해 연결되어 그 각각 소자들이 파장분할 다중화 기능과 광전변환 기능을 각각 수행함으로서 광신호 파장 수에 해당하는 각각의 단위소자 수가 필요하다. 이러한 기존 기술의 경우, n개의 광파장 신호가 입력되었을 때 각 광신호를 전기적 신호로 변환하기 위해서는 n개의 파장분할 다중화 소자와 n개의 광전변환 소자가 소요됨으로써 단가가 상승되며, 각 소자를 연결하는 광섬유의 최소 곡률반경의 한계로 인해 크기가 매우 커짐으로서 광전송 시스템 및 광계측용 파장 다중화 및 광전변환 기능용 소자 혹은 모듈로 사용이 어렵다.As described above, in the conventional prior art, the wavelength division multiplexing element and the photoelectric conversion element are independently configured and connected by optical fibers, and the respective elements correspond to the number of optical signal wavelengths by performing the wavelength division multiplexing function and the photoelectric conversion function, respectively. Each unit number is required. In the conventional technology, when n optical wavelength signals are input, n wavelength division multiplexing elements and n photoelectric conversion elements are required to convert each optical signal into an electrical signal, thereby increasing the unit cost. Due to its large curvature limit, the size becomes very large, making it difficult to use as a device or module for wavelength multiplexing and photoelectric conversion functions for optical transmission systems and photometry.

한편 WDM-PD 기술을 이용한 기존 기술의 경우에는, 하나의 단위 소자에서 파장다중화 기능과 광전변환 기능을 수행할 수 있도록 집적화 된 소자로 구성될 수 있어, 이전 기술과 비교하여 20% 정도의 단가 절감 효과가 있으나 광섬유 최소 곡률 반경의 한계로 인해 소형화에 어려움이 있었다. 예를 들어 n개의 광파장 신호가 입력되었을 때 각 광신호를 전기적 신호로 변환하기 위해서는 n개의 WDM-PD 소자가 소요되어 단위 소자의 수를 줄일 수 있으나 광섬유 최소 곡률 반경의 한계로 인한 소형화는 어렵다는 문제점이 있었다.On the other hand, in the case of the existing technology using the WDM-PD technology, it can be configured as an integrated device to perform wavelength multiplexing and photoelectric conversion functions in one unit device, saving about 20% of the cost compared to the previous technology. Although effective, the miniaturization was difficult due to the limitation of the minimum radius of curvature of the optical fiber. For example, when n optical wavelength signals are input, n WDM-PD elements are required to convert each optical signal into an electrical signal, thereby reducing the number of unit elements, but miniaturization due to the limitation of the minimum optical fiber radius is difficult. There was this.

하기에는, 8개 광신호 파장 입력시, 기존의 (1)파장분할 및 광전변환 단위소자를 연결한 파장다중 및 광전변환 모듈 기술의 경우와 (2)파장분할 다중화 및 광전변환부가 일체화된 WDM-PD 모듈 기술의 경우 사용되는 구성품 수를 비교하였다.In the following, when the wavelength of eight optical signals is input, the wavelength division and photoelectric conversion module technology of the existing (1) wavelength division and photoelectric conversion unit devices are connected, and (2) WDM-PD in which wavelength division multiplexing and photoelectric conversion unit are integrated. For module technology, the number of components used was compared.

(1)파장분할 및 광전변환 단위소자를 연결한 파장다중 및 광전변환 모듈 기술(8 개 광신호 기준)(1) wavelength multiplexing and photoelectric conversion module technology with wavelength division and photoelectric conversion unit devices (based on 8 optical signals)

(a) 렌즈 : 24 개(a) Lens: 24 pieces

(b) 페룰 : 24개(b) Ferrules: 24

(c) 광학박막 필터 : 8개(c) Optical thin film filter: 8 pieces

(d) 유리 튜브 : 16개(d) Glass tubes: 16

(e) 금속 튜브 : 16개(e) Metal tubes: 16

(f) PD : 8개 (f) PD: 8

(2)파장분할 다중화 및 광전변환부가 일체화된 WDM-PD 모듈 기술(8개 광신호 기준)(2) WDM-PD module technology with wavelength division multiplexing and photoelectric conversion unit (based on 8 optical signals)

(a) 렌즈 : 16 개(a) Lens: 16 pcs

(b) 페룰 : 8개(b) Ferrules: 8

(c) 광학박막 필터 : 8개(c) Optical thin film filter: 8 pieces

(d) 유리 튜브 : 8개(d) Glass tubes: 8

(e) 금속 튜브 : 16개(e) Metal tubes: 16

(f) PD : 8개 (f) PD: 8

상기한 바와 같이, 기존 종래 기술에서는 구성 부품 수가 많아 집적화 구현에 한계가 있었고, 이에 따른 제작 어려움 및 비용 증가 문제가 내재될 수 밖에는 없었다.As described above, in the conventional prior art, there are limitations on the implementation of the integration due to the large number of component parts, and thus manufacturing difficulties and cost increase problems are inherent.

상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 4.0 X 4.0 cm2 이하의 매우 작인 기판 면적에 수십 개 이상의 광학 박막필터와 이에 해당하는 각각의 포토다이오드를 집적화하여, 입력되는 18개의 다파장 광신호를 파장분할 다중화하고 각각의 파장에 대한 광전변환을 집적화시켜 수행함으로서 각각의 광신호에 대한 특성을 추출할 수 있는 고밀도 광전변환 모듈 및 이의 제작 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems of the prior art is to integrate a dozen or more optical thin film filters and their respective photodiodes in a very small substrate area of 4.0 X 4.0 cm 2 or less, and input 18 The present invention provides a high-density photoelectric conversion module capable of extracting characteristics for each optical signal by performing wavelength division multiplexing on a multi-wavelength optical signal and integrating photoelectric conversion for each wavelength, and a method of manufacturing the same.

또한, 기존의 광중계 및 광특성 계측기 등에 사용되는 광학변환부와 동일한 기능을 수행함은 물론, 크기를 초소화하고, 우수한 삽입손실 특성을 가지면서 사용 파장의 수에 대한 채널당 원가가 저렴하여 제품의 원가를 낮출 수 있는 광전변환 모듈을 제공하는 데 다른 목적이 있다.In addition, it performs the same function as the optical conversion unit used in the conventional optical relay and optical characteristic measuring instrument, as well as minimizing the size, having excellent insertion loss characteristics and low cost per channel for the number of wavelengths used. Another object is to provide a photoelectric conversion module that can lower the cost.

또한, 기술 기술의 경우 사용되는 광 패키징 기술이 솔더 방식으로 구성되어 있어 최근 유해 환경 물질에 대한 규제 추세에 있어 걸림돌이 되고 있어, 금속 물질이 배제된 유리 구성물 구조로서 광패키징에 사용되는 솔더가 전혀 없는 환경 친화적 기술을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다. In addition, in the case of technical technology, the optical packaging technology used is a solder method, which is an obstacle in the recent regulatory trend for hazardous environmental substances, and there is no solder used for optical packaging as a glass structure structure that excludes metal materials. Another aim is to provide environmentally friendly technologies.

상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 광전변환 모듈의 구성은, 광신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 광전변환 모 듈에 있어서, 다수의 광전변환 소자를 배치 정렬시키기 위한 유리기판과, 상기 유리기판 좌우 상면에 수직 일직선 방향으로 배치 정렬된 다수의 포토다이오드와, 상기 포토다이오드 내측 방향으로 상기 포토다이오드 수와 동일한 개수로 구성하여 상기 유리기판 좌우 상면에 수직 일직선 방향으로 배치 정렬된 다수의 광학박막필터와, 다수 광신호를 입력하기 위하여 기판 상면 중앙부 일측에 사선 경사 방향으로 배치 정렬된 입력 광 콜리메이터(Collimator)와, 상기 광학필터 중 일측 상단부 최하단 하부 방향에서 수직정렬 되도록 배치 정렬된 Skip Filter 및 상기 Skip Filter를 투과한 광신호를 180도 방향 전환시키기 위하여 상기 광 콜리메이터와 대향하는 타측 중앙부에 사선 경사 방향으로 설치된 삼각형상 반사체를 포함하여 구성하되, 상기 광신호의 입력 및 반사 경로를 규칙성 있게 하기 위하여, 상기 포토다이오드 및 광학박막필터 각각의 수직배열 간격과, 상기 포토다이오드와 광학박막필터의 수평배열 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 배치하여, 상기 광신호의 입력 및 반사 경로가 전체적으로 사선 직선 방향으로 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.The configuration of the photoelectric conversion module according to the present invention to solve the problems of the prior art and to achieve the technical problem, in the photoelectric conversion module for converting an optical signal into an electrical signal, the arrangement of a plurality of photoelectric conversion elements And a plurality of photodiodes arranged in a vertical straight direction on the upper and lower surfaces of the glass substrate, and the same number of photodiodes in the photodiode inward direction as the number of photodiodes. A plurality of optical thin film filters arranged in a vertical direction, an input optical collimator arranged in an oblique oblique direction to one side of a central portion of the upper surface of the substrate for inputting a plurality of optical signals, and a vertical alignment in a lowermost bottom direction of one of the upper ends of the optical filters Skip filter arranged so as to be aligned and the optical signal transmitted through the Skip Filter 18 The photodiode and the optical thin film are configured to include a triangular reflector installed in an oblique oblique direction at the center of the other side facing the optical collimator so as to change the direction of 0 degrees, and to make the input and reflection path of the optical signal regular. The vertical array spacing of each filter and the horizontal array spacing of the photodiode and the optical thin film filter are maintained to be constant so that the input and reflection paths of the optical signal are formed in an oblique straight line as a whole.

또한, 상기 유리기판 크기는 18파장 광신호를 기준으로 4.0 X 4.0 cm2 이하로 구성하여 집적화 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the glass substrate size is characterized in that the integration can be configured by 4.0 X 4.0 cm 2 or less based on the 18 wavelength optical signal.

한편, 본 발명에 따른 광전변환 모듈 제작방법은, (a) 제1 기판 위에 기준블럭을 위치시킨 후 상하 방향으로 압력을 주어 고정시키는 단계(S510)와, (b) 박막필터 밑면에 자외선 경화 에폭시를 도포하는 단계(S520)와, (c) 기판블럭에 표시된 marker의 위치에 상기 박막필터를 위치시킨 후, 상기 박막필터 밑면의 뒷면을 중심으로 에폭시를 추가적으로 도포하는 단계(S530)와, (d) 필터홀더 지그의 고정 홈에 상기 박막필터를 맞춘 후, 필터고정 나사를 이용하여 압력을 가하여 상기 기준블럭에 최대한 밀착시키는 단계(S540)와, (e) 상기 박막필터가 상기 필터홀더 지그에 의해 고정된 상태에서 자외선 경화기를 이용하여 상하에서 자외선을 조사하여 에폭시를 경화시키는 단계(S550)와, (f) 상기 필터홀더 지그와 기준블럭 제거 후 제1 기판 및 제2 기판의 경사면을 일치시켜 자외선 및 열에폭시를 이용하여 입사각을 일치시키는 단계(S560) 및 (g) 상기 박막필터 사이의 평행도와 공정 절차를 확인하기 위하여 가시광선을 레이져를 이용하여 박막필터에 입사시켜 투과된 광이 일치하는지 분석하는 단계(S570)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the method of manufacturing a photoelectric conversion module according to the present invention, (a) positioning the reference block on the first substrate and then fixed by applying pressure in the vertical direction (S510), and (b) UV-curable epoxy on the bottom of the thin film filter (S520), (c) placing the thin film filter at the position of the marker displayed on the substrate block, and then additionally applying epoxy around the bottom of the bottom of the thin film filter (S530), and (d ) After fitting the thin film filter to the fixing groove of the filter holder jig, by applying pressure using the filter fixing screw (S540) as close as possible to the reference block (e), (e) the thin film filter by the filter holder jig Curing the epoxy by irradiating ultraviolet rays up and down using an ultraviolet curing machine in a fixed state (S550), and (f) matching the inclined surfaces of the first substrate and the second substrate after removing the filter holder jig and the reference block. Step (S560) and (g) matching the incident angle using the ultraviolet ray and thermal epoxy to confirm the parallelism between the thin film filter and the visible light is incident on the thin film filter using a laser to match the transmitted light. Analyzing whether or not (S570) is characterized in that the configuration.

또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 필터홀더 지그의 측면을 제1 기판의 측면과 일치시킨 후 상하에 압력을 가하고, 상기 박막필터 뒷면의 밑면을 중심으로 자외선 에폭시를 추가적으로 도포하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step (d), the side of the filter holder jig is matched with the side of the first substrate, the pressure is applied to the top and bottom, characterized in that the ultraviolet epoxy is further applied around the bottom surface of the thin film filter. .

또한, 상기 (e) 단계에서, 상기 에폭시 경화 후 추가적인 열에폭시를 이용하여 상기 박막필터와 제1 기판의 고정을 견고히 하는 것을 특징으로 한다.Further, in the step (e), it is characterized in that the fixing of the thin film filter and the first substrate using an additional thermal epoxy after curing the epoxy.

본 발명에 따른 광전변환 모듈 및 그 제조 방법에 따른 구성에 의할 경우에는, 기존의 광중계 및 광특성 계측기 등에 사용되는 광학변환부와 동일한 기능을 수행하면서도, 크기를 초소화할 수 있으며, 우수한 삽입손실 특성을 가지게 하고, 사용 파장의 수에 대한 채널당 원가가 저렴하여 제품의 원가를 낮출 수 있는 효과가 있 다. According to the photoelectric conversion module according to the present invention and the configuration according to the manufacturing method thereof, while performing the same function as the optical conversion unit used in the conventional optical relay and optical characteristic measuring instrument, it is possible to minimize the size, excellent It has an insertion loss characteristic, and the cost per channel for the number of wavelengths used is low, thereby reducing the cost of the product.

또한, 기존 기술의 경우 사용되는 광 패키징 기술이 솔더 방식으로 구성되어 있어 최근 유해 환경 물질에 대한 규제 추세에 있어 걸림돌이 되고 있으나 본 발명 기술은 금속 물질이 배제된 유리 구성물 구조로서 광패키징에 사용되는 솔더가 전혀 없는 환경 친화적 기술을 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the case of the existing technology, the optical packaging technology used in the solder method has become an obstacle in the recent trend toward regulation of hazardous environmental materials, but the present invention is a glass structure structure in which metal materials are excluded. The result is an environmentally friendly technology that is completely free of solder.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 광전변환 모듈 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a photoelectric conversion module and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명에 의한 고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈의 구성도, 도 6은 본 발명에 의한 고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈의 구성도, 도 7은 본 발명에 의한 기준블록 구성도, 도 8은 본 발명에 의한 박막필터 고정 지그 구성도, 도 9는 본 발명에 의한 광콜리메이터 고정블록 구성도, 도 10은 본 발명에 의한 입사각 조절을 위한 기판 회전을 나타낸 도면, 도 11은 본 발명에 의한 일체형 파장분할 다중화 소자 제작 방법 공정도, 도 12는 본 발명에 의한 광전변환 모듈의 일 실시 예를 표현한 플로우챠트, 도 13은 본 발명에 의한 광전변환 모듈 제작의 일 실시 예를 표현한 플로우챠트이다.5 is a block diagram of a high density wavelength division and photoelectric conversion module according to the present invention, FIG. 6 is a block diagram of a high density wavelength division and a photoelectric conversion module according to the present invention, and FIG. 7 is a block diagram of a reference block according to the present invention. 9 is a block diagram of a fixing jig according to the present invention, FIG. 9 is a block diagram of an optical collimator fixing block according to the present invention, FIG. 10 is a view showing a substrate rotation for adjusting an incident angle according to the present invention, and FIG. 12 is a flowchart showing an embodiment of the photoelectric conversion module according to the present invention, and FIG. 13 is a flowchart showing an embodiment of the photoelectric conversion module according to the present invention.

먼저 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 광전변환 모듈의 구성을 살펴보면, 다수의 광전변환 소자를 배치 정렬시키기 위한 유리기판(190)과, 상기 유리기판(190) 좌우 상면에 수직 일직선 방향으로 배치 정렬된 다수의 포토다이오드(130)와, 상기 포토다이오드(130) 내측 방향으로 상기 포토다이오드(130) 수와 동일한 개수로 구 성하여 상기 유리기판(190) 좌우 상면에 수직 일직선 방향으로 배치 정렬된 다수의 광학박막필터(120)와, 다수 광신호를 입력하기 위하여 기판(190) 상면 중앙부 일측에 사선 경사 방향으로 배치 정렬된 입력 광 콜리메이터(Collimator, 140)와, 상기 광학필터(120) 중 일측 상단부 최하단 하부 방향에서 수직정렬 되도록 배치 정렬된 Skip Filter(150) 및 상기 Skip Filter(150)를 투과한 광신호를 180도 방향 전환시키기 위하여 상기 광 콜리메이터(140)와 대향하는 타측 중앙부에 사선 경사 방향으로 설치된 삼각형상 반사체(160)를 포함하여 구성하고 있다.First, referring to FIG. 5, the structure of the photoelectric conversion module according to the present invention may be arranged. A plurality of photodiodes 130 and a plurality of photodiodes 130 arranged in the vertical direction on the left and right upper surfaces of the glass substrate 190 by forming the same number as the number of photodiodes 130 in the photodiode 130 inward direction. An optical thin film filter 120, an input optical collimator 140 arranged in an oblique oblique direction to one side of a central portion of the upper surface of the substrate 190 to input a plurality of optical signals, and an upper end of one side of the optical filter 120. Skip Filter 150 arranged to be vertically aligned in the lowermost lower direction and the optical collimator 140 to redirect the optical signal transmitted through the Skip Filter 150 by 180 degrees. On the other side central portion which is configured to include a diagonal direction inclined with triangle the reflector 160 is installed.

이 경우, 상기 광신호의 입력 및 반사 경로를 규칙성 있게 하기 위하여, 상기 다수개의 포토다이오드(130) 및 광학박막필터(120) 각각의 수직배열 간격과, 상기 포토다이오드(130)와 광학박막필터(120)의 수평배열 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 배치하여, 상기 광신호의 입력 및 반사 경로가 전체적으로 사선 직선 방향으로 형성되도록 구성함이 바람직하다. 이에 따라서 광전변환 모듈의 집적화가 가능한 구조가 가능하게 된다. 즉, 18파장 광신호를 기준으로 약 4.0 X 4.0 cm2 이하의 매우 작은 기판에 집적화 구현이 가능하게 된다. In this case, in order to make the input and reflection paths of the optical signal regular, the vertical array spacing of each of the plurality of photodiodes 130 and the optical thin film filter 120, and the photodiode 130 and the optical thin film filter. It is preferable to arrange so that the horizontal array interval of 120 can be kept constant, so that the input and reflection paths of the optical signal are formed in an oblique straight line as a whole. Accordingly, a structure in which the photoelectric conversion module can be integrated is enabled. That is, the integrated wavelength can be realized on a very small substrate of about 4.0 × 4.0 cm 2 or less based on the 18 wavelength optical signal.

도 6은 본 발명에 따른 일 실시 예로써 18파장 광신호가 입력될 때, 고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈에 대한 작동원리를 도해하고 있다. FIG. 6 illustrates an operation principle of a high density wavelength division and a photoelectric conversion module when an 18 wavelength optical signal is input as an embodiment according to the present invention.

먼저, 상기 입력 광콜리메이터(140)로 입사된 다수의 광신호(예: λ1∼λ18)는 광학박막 필터인 skip filter(150)에 입사되어 상기 skip filter(150)의 광학 박막의 투과 및 반사 특성에 따라 장파장 광신호와 단파장 광신호로 크게 분리시킨다. First, a plurality of optical signals (eg, λ 1 to λ 18) incident on the input optical collimator 140 are incident on the skip filter 150, which is an optical thin film filter, to transmit and reflect characteristics of the optical thin film of the skip filter 150. As a result, the optical signal is separated into a long wavelength optical signal and a short wavelength optical signal.

이 때, 상기 skip filter(150)를 투과한 광신호(λ1∼λ9)의 경우 삼각형 반사체(160)를 거치는 동안 180도 전파 방향이 회전되어 왼쪽 방향(L)인 왼쪽 기판 방향 1 번째 광학박막필터(2-L-1)로 입사되어 그 특성에 따라 하나의 광신호(λ1)가 투과되어 왼쪽 기판 방향 1 번째 포토다이오드(3-L-1)로 입사되어 광전 변환되어 전기적 신호로 변환된다. In this case, in the case of the optical signals λ1 to λ9 transmitted through the skip filter 150, the propagation direction is rotated 180 degrees while passing through the triangular reflector 160, so that the first optical thin film filter in the left substrate direction, which is the left direction L, is rotated. Incident on (2-L-1), one optical signal [lambda] 1 is transmitted according to its characteristics, incident on the first photodiode (3-L-1) on the left substrate direction, photoelectric conversion is converted into an electrical signal.

이 경우, 나머지 광신호(λ2∼λ9)들은 반사되고 두 번째 광학박막 필터에 입사되어 반사(λ3∼λ9)와 투과(λ2)를 거치며 반사된 광신호들은 이후 연속적인 반사 및 투과를 거치며 마지막 왼쪽 기판방향 n 번째 광학박막 필터(2-L-n, 120)) 및 왼쪽 기판 방향 n 번째 포토다이오드(3-L-n, 130)에 전파되는 동안 λ1∼λ9 광신호 파장에 대한 파장분할 다중화 및 광전변환의 기능을 수행하게 된다. In this case, the remaining optical signals λ2 to λ9 are reflected and incident on the second optical thin film filter to pass through the reflections λ3 to λ9 and transmission λ2. The reflected optical signals are subsequently passed through continuous reflection and transmission. Function of wavelength division multiplexing and photoelectric conversion for λ1 to λ9 optical signal wavelengths while propagating to the nth optical thin film filter (2-Ln, 120) in the substrate direction and the nth photodiode (3-Ln, 130) in the left substrate direction Will be performed.

그리고, 상기 skip filter(150)에 입사되어 반사된 나머지 광신호들(λ10∼λ18)도 오른쪽 방향으로 광학박막 필터의 투과 반사를 거치며 λ10∼λ18에 대한 광전변환이 이루어진다. 상기 skip filter(150)는 9개 이상의 광신호들이 입력 될 때, 광신호의 광학 경로가 길어짐에 따라 발생하는 광학적 손실을 최소화시키기 위한 것으로서 8채널 이하의 광신호가 입력되는 경우에는 거리에 따른 삽입 손실 특성의 영향이 크지 않기 때문에 적용치 않을 수도 있으며, 이 경우 반사된 광신호는 오른쪽 혹은 왼쪽 방향인 한 방향으로 전파하게 된다. Further, the remaining optical signals λ 10 to λ 18 that are incident and reflected on the skip filter 150 also undergo photoelectric conversion with respect to λ 10 to λ 18 while passing through the optical reflection of the optical thin film filter in the right direction. The skip filter 150 is for minimizing the optical loss caused by the length of the optical path of the optical signal when nine or more optical signals are input. Since the influence of the characteristic is not large, it may not be applied. In this case, the reflected optical signal propagates in one direction, which is the right or left direction.

한편, 이러한 고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈(100)은 적용되는 광신호의 수에 따라 크기가 달라질 수 있으나 18파장 광신호를 기준으로 약 4.0 X 4.0 cm2 이하 의 매우 작은 기판에 집적화 할 수 있어 소형화에 큰 장점을 갖으며, 사용되는 구성 부품 수를 크게 절감할 수 있어 저가격화를 달성 할 수 있다.On the other hand, the high-density wavelength division and photoelectric conversion module 100 may vary in size depending on the number of optical signals to be applied, but can be integrated on a very small substrate of about 4.0 X 4.0 cm 2 or less based on the 18 wavelength optical signal. It has a big advantage in miniaturization, and can greatly reduce the number of components used to achieve low cost.

다음은 본 기술인 고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈에 사용되는 구성품 개수를 나타내고 있다.   The following shows the number of components used in the high-density wavelength division and photoelectric conversion module of the present technology.

(1)고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈 기술(8개 광신호 기준)(1) High density wavelength division and photoelectric conversion module technology (based on 8 optical signals)

(a) 렌즈 : 1 개(a) Lens: 1 piece

(b) 페룰 : 1개(b) Ferrule: 1 piece

(c) 광학박막 필터 : 8개(c) Optical thin film filter: 8 pieces

(d) 유리 기판 : 17개(d) Glass substrates: 17

(f) PD : 8개 (f) PD: 8

상기와 같은 구성 부품은 종래 기존 기술과 비교하여 약 70%의 부품수 절감 효과가 있으며 소형화가 가능하여 경제적으로 큰 파급 효과를 가질 수 있을 것이다.Such a component has an effect of reducing the number of parts by about 70% compared to the conventional technology, and can be miniaturized, and thus may have a large ripple effect economically.

고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈의 제작에서 핵심 기술은 고정밀 광학정렬 기술과 에폭시에 의한 광패키징 기술이다. 이를 위한 본 발명의 기술적 사상을 실현하기 위해서는 광학박막 필터(120) 및 포토다이오드(130) 등과 같은 구성물의 광학 정렬과 이를 고정하는 광패키징을 용이하게 수행할 수 있어야 한다.Key technologies in the fabrication of high-density wavelength division and photoelectric conversion modules are high-precision optical alignment and optical packaging by epoxy. In order to realize the technical idea of the present invention, the optical alignment of the components such as the optical thin film filter 120 and the photodiode 130 and the optical packaging fixing the same should be easily performed.

이하, 본 발명에 따른 광전변환 모듈의 제작 방법을 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the photoelectric conversion module according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 광전변환 모듈의 제작 방식에서는, 도 7 내지 도 10에서와 같이, 기준블럭, 박막필터 고정 지그, 경사면을 갖는 기판 A와 기판 B 그리고 직삼각 형 형태의 블록을 이용한다. In the manufacturing method of the photoelectric conversion module according to the present invention, as shown in Figs. 7 to 10, the substrate A and the substrate B having a reference block, a thin film filter fixing jig, an inclined surface, and a block in the form of a right triangle are used.

기준블럭(230)은, 도 7과 같이, 사각기둥 형상에서 하부 모서리가 절단된 형상으로 상부 폭보다 하부 폭을 작게 하여 구성하며, 두께 T±0.5mm, 길이 W±0.1mm, 길이 L±0.5mm의 크기로 설계하고, 양 측면의 평행도가 1.0sec 이하, 바닥면과 측면의 각도는 0.1도 이하로 제작되어야 한다. 또한 박막필터의 에폭시 고정을 위해 기준블럭(230)의 측면과 바닥면에 경사면을 줌으로써 에폭시 경화시 기준블럭(230)과 박막필터(260)의 접착을 방지한다. 기준블럭(230)에서 광학경로에 가장 중요한 인자는 기준블럭 양 측면의 평행도, 폭의 길이, 바닥면과 측면의 직각도로서 다중 반사시, 박막필터의 위치와 광의 진행 방향를 결정한다. The reference block 230 is configured to have a lower width than the upper width in a shape in which the lower edge is cut from the rectangular pillar shape as shown in FIG. 7, and the thickness T ± 0.5mm, the length W ± 0.1mm, and the length L ± 0.5. Designed in the size of mm, the parallelism of both sides should be less than 1.0sec, the angle between the bottom surface and the side should be less than 0.1 degrees. In addition, by inclining the side surface and the bottom surface of the reference block 230 to fix the epoxy of the thin film filter to prevent the adhesion of the reference block 230 and the thin film filter 260 during the epoxy curing. The most important factors for the optical path in the reference block 230 are the parallelism of both sides of the reference block, the length of the width, the perpendicularity of the bottom surface and the side, and determine the position of the thin film filter and the light propagation direction in the multiple reflection.

설계에 의하면, 입사각을 11도로 했을 경우 기준 블록(230)의 폭(W)이 0.1mm 변할 때 4번째 채널에서의 위치 변화는 약 최대 0.2mm이며, 기준블럭(230) 양측면 평행도에 대한 1도 변화는 약 최대 0.2mm로서, 1.4mm X 1.4mm의 박막 크기를 고려할 때 상기와 같은 공차를 갖는 기준 블록 사양을 유지하여야 용이한 패키징이 가능하다.According to the design, when the angle of incidence is 11 degrees, when the width W of the reference block 230 changes by 0.1 mm, the position change in the fourth channel is about 0.2 mm at maximum, and 1 degree with respect to both sides of the reference block 230. The change is about 0.2mm at maximum, and considering the thin film size of 1.4mm x 1.4mm, it is necessary to maintain the reference block specification having the above tolerance for easy packaging.

또한, 박막필터 고정 지그(250)의 폭(W2), 깊이(D2), 두께(T2)는 광학박막의 크기(1.4X1.4X1.0mm)와 기준블럭의 공차를 고려하여 약 0.5mm 정도 크게 제작한다. In addition, the width (W2), the depth (D2), and the thickness (T2) of the thin film filter fixing jig 250 are about 0.5 mm larger in consideration of the tolerance of the optical thin film (1.4 X 1.4 X 1.0 mm) and the reference block. To make.

한편, 광콜리메이터 고정블럭(210)은 경사면을 갖는 직삼각 기둥 형상으로 경사면을 이용하여 광콜리메이터(140)를 이동시켜 광콜리메이터(140)와 박막필터를 광학적으로 정렬시켜주게 된다. 높이(H3) 2mm, 두께(T3) 2mm, 길이(L3) 2mm로서 기준블럭(230)의 공차를 고려하였을 때 발생하는 출력광 높이를 보정하여 주며, 미세한 높이 변화에도 불구하고 견고한 고정을 위해 유리로 제작하여 예폭시(220)로 고정함이 바람직하다.On the other hand, the optical collimator fixing block 210 in the form of a rectangular triangular pillar having an inclined surface by using the inclined surface to move the optical collimator 140 to optically align the optical collimator 140 and the thin film filter. The height (H3) 2mm, the thickness (T3) 2mm, and the length (L3) 2mm are used to compensate for the output light height generated when the tolerance of the reference block 230 is taken into consideration. It is preferable to manufacture by fixing to the pre-treatment (220).

도 10은 본 발명에 의한 입사각 조절을 위한 기판 회전을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 제1 기판(280)을 제2 기판(270)에 정렬시켜 광학 필터(260)의 입사각을 조절하는 방법으로써 제1 기판(280)의 상부는 경사면으로 형성되어 있고, 이 경사면의 경사각도는 광학필터의 입사각과 동일하게 된다.10 is a view showing a substrate rotation for adjusting the incident angle according to the present invention. As illustrated, the first substrate 280 is aligned with the second substrate 270 to adjust the incident angle of the optical filter 260. The upper portion of the first substrate 280 is formed as an inclined surface. The inclination angle of is equal to the incidence angle of the optical filter.

따라서, 제1 기판(280)을 상기 제2 기판(270)의 중앙 영역에 접착시키기 전에 제1 기판(280)의 경사면을 제2 기판(270) 상부면에 일치시키면 광학필터를 광학적으로 정렬시킬 수 있게 된다. Therefore, if the inclined surface of the first substrate 280 matches the upper surface of the second substrate 270 before attaching the first substrate 280 to the central region of the second substrate 270, the optical filter may be optically aligned. It becomes possible.

상기와 같은 구성품들을 이용한 고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈의 제작방법은 다음과 같다.A method of fabricating a high density wavelength division and photoelectric conversion module using the above components is as follows.

먼저, 제1 기판(280) 위에 기준블럭(230)을 위치시킨 후 상하 방향으로 압력을 주어 고정시키는 단계(S510)를 수행하고, 박막필터(260) 밑면에 자외선 경화 에폭시를 도포하는 단계(S520)를 거친다. First, after positioning the reference block 230 on the first substrate 280 to perform a step (S510) to fix the pressure in the vertical direction, and applying a UV curing epoxy on the bottom of the thin film filter (260) (S520 Go through).

이어서, 기준블럭(230)에 표시된 marker(235)의 위치에 상기 박막필터(260)를 위치시킨 후, 상기 박막필터(260) 밑면의 뒷면을 중심으로 에폭시를 추가적으로 도포하는 단계(S530)를 수행하고, 필터홀더 지그(250)의 고정 홈에 상기 박막필터(260)를 맞춘 후, 필터고정 나사(255)를 이용하여 압력을 가하여 상기 기준블럭(230)에 최대한 밀착시키는 단계(S540)를 수행한다.Subsequently, after the thin film filter 260 is positioned at the position of the marker 235 displayed on the reference block 230, an additional step of applying epoxy around the bottom surface of the bottom of the thin film filter 260 is performed (S530). After fitting the thin film filter 260 to the fixing groove of the filter holder jig 250, performing a step of applying close pressure to the reference block 230 as much as possible by applying pressure using the filter fixing screw 255 (S540). do.

이어서, 상기 박막필터(260)가 상기 필터홀더 지그(250)에 의해 고정된 상태에 서 자외선 경화기를 이용하여 상하에서 자외선을 조사하여 에폭시를 경화시키는 단계(S550)와, 상기 필터홀더 지그(250)와 기준블럭(230) 제거 후 제1 기판(280) 및 제2 기판(270)의 경사면을 일치시켜 자외선 및 열에폭시를 이용하여 입사각을 일치시키는 단계(S560)를 수행한다. Subsequently, in the state where the thin film filter 260 is fixed by the filter holder jig 250, curing the epoxy by irradiating UV light up and down using an ultraviolet curing machine (S550) and the filter holder jig 250. ) And the reference block 230 are removed to match the inclined surfaces of the first substrate 280 and the second substrate 270 to match the incident angle using ultraviolet rays and thermal epoxy (S560).

마지막으로, 상기 박막필터(260) 사이의 평행도와 공정 절차를 확인하기 위하여 가시광선을 레이져를 이용하여 박막필터(260)에 입사시켜 투과된 광이 일치하는지 분석하는 단계(S570)를 수행하여 광전변환 모듈을 제작하고 있다.Lastly, in order to confirm the parallelism between the thin film filter 260 and the process procedure, the incident light is incident on the thin film filter 260 using a laser to analyze whether the transmitted light is matched (S570). I am making a conversion module.

한편, 상기 S540 단계에서, 상기 필터홀더 지그(250)의 측면을 제1 기판(280)의 측면과 일치시킨 후 상하에 압력을 가하고, 상기 박막필터(260) 뒷면의 밑면을 중심으로 자외선 에폭시를 추가적으로 도포하는 공정을 더 포함시킬 수 있다.On the other hand, in step S540, the side of the filter holder jig 250 is matched with the side of the first substrate 280 and the pressure is applied to the top and bottom, UV epoxy around the bottom surface of the thin film filter 260 back In addition, a coating process may be further included.

또한, 상기 S550 단계에서, 상기 에폭시 경화 후 추가적인 열에폭시를 이용하여 상기 박막필터(260)와 제1 기판(280)의 고정을 견고히 하는 단계를 추가적으로 더 포함시킬 수 있다. In addition, in step S550, after the epoxy curing, additional thermal epoxy may be further used to further secure the fixing of the thin film filter 260 and the first substrate 280.

상기와 같은 광전변환 모듈 제작방법에 따른 광전변환 모듈(100)에서는, 상기 포토다이오드(PD)의 광학 정렬은 포토다이오드(130) 수광역영 직경이 1mm 이상으로써 비교적 용이하게 정렬된다. In the photoelectric conversion module 100 according to the method of manufacturing a photoelectric conversion module as described above, the optical alignment of the photodiode PD is relatively easily aligned since the photodiode 130 has a light receiving area diameter of 1 mm or more.

또한, 광콜리메이터(140)에서 출사된 광의 직경이 약 0.5mm 이하로 광학 박막의 투과 방향과 일치하여 광학정렬 되며 광콜리메이터(140)에서 출사되는 광 경로가 기판에서 높이에 따라 직사각형 유리기판(270,280)을 사용하여 높이를 조절할 수 있게 된다.In addition, the diameter of the light emitted from the optical collimator 140 is about 0.5mm or less and is optically aligned in accordance with the transmission direction of the optical thin film, and the optical path emitted from the optical collimator 140 is rectangular glass substrate 270,280 according to the height from the substrate. ) To adjust the height.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

도 1은 단위소자를 이용한 기존의 파장분할 및 광전변환 개념도.1 is a conceptual diagram of conventional wavelength division and photoelectric conversion using unit devices.

도 2는 단위소자를 이용한 기존의 파장분할 및 광전변환 구성도.2 is a view illustrating a conventional wavelength division and photoelectric conversion configuration using unit devices.

도 3은 기존의 파장분할 다중화 및 광전변환부가 일체화된 WDM-PD의 개념도.3 is a conceptual diagram of a conventional WDM-PD in which wavelength division multiplexing and photoelectric conversion units are integrated;

도 4는 기존의 파장분할 다중화 및 광전변환부가 일체화된 WDM-PD의 구성도.4 is a block diagram of a conventional WDM-PD in which wavelength division multiplexing and photoelectric conversion units are integrated;

도 5는 본 발명에 의한 고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈의 구성도.5 is a block diagram of a high-density wavelength division and photoelectric conversion module according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 고밀도 파장분할 및 광전변환 모듈의 구성도.Figure 6 is a block diagram of a high density wavelength division and photoelectric conversion module according to the present invention.

도 7은 본 발명에 의한 기준블록 구성도.7 is a block diagram of the reference block according to the present invention;

도 8은 본 발명에 의한 박막필터 고정 지그 구성도.8 is a block diagram of a thin film filter fixing jig according to the present invention.

도 9는 본 발명에 의한 광콜리메이터 고정블록 구성도.9 is a block diagram of an optical collimator fixed block according to the present invention.

도 10은 본 발명에 의한 입사각 조절을 위한 기판 회전을 나타낸 도면. 10 is a view showing a substrate rotation for adjusting the incident angle according to the present invention.

도 11은 본 발명에 의한 일체형 파장분할 다중화 소자 제작 방법 공정도. Figure 11 is a process diagram of the integrated wavelength division multiplexing device manufacturing method according to the present invention.

도 12는 본 발명에 의한 광전변환 모듈의 일 실시 예를 표현한 플로우챠트. 12 is a flowchart illustrating an embodiment of a photoelectric conversion module according to the present invention.

도 13은 본 발명에 의한 광전변환 모듈 제작의 일 실시 예를 표현한 플로우챠트.13 is a flowchart representing an embodiment of fabricating a photoelectric conversion module according to the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 설명 ****** Description of the main parts of the drawing ***

2-L-1 :왼쪽 기판 방향 1 번째 광학박막필터2-L-1: 1st optical thin film filter for left substrate

2-L-n : 왼쪽 기판방향 n 번째 광학박막필터2-L-n: nth optical thin film filter in left substrate direction

2-R-1 : 오른쪽 기판 방향 1 번째 광학박막필터2-R-1: 1st optical thin film filter for right substrate direction

2-R-n : 오른 기판방향 n 번째 광학박막필터2-R-n: nth optical thin film filter in right substrate direction

3-L-1 : 왼쪽 기판 방향 1 번째 포토다이오드3-L-1: 1st photodiode in left substrate direction

3-L-n : 왼쪽 기판방향 n 번째 포토다이오드3-L-n: Left substrate direction nth photodiode

3-R-1 : 오른쪽 기판 방향 1 번째 포토다이오드3-R-1: Right photodiode 1st photodiode

3-R-n : 오른쪽 기판방향 n 번째 포토다이오드3-R-n: nth photodiode in the right substrate direction

100: 광전변환 모듈 120: 광학필터100: photoelectric conversion module 120: optical filter

130: 포토다이오드 140: 광콜리메이터130: photodiode 140: optical collimator

150: Skip Filter 160: 삼각형상반사체150: Skip Filter 160: triangular reflector

230: 기준블럭 250: 박막필터고정지그230: reference block 250: thin film filter fixing jig

270: 제2 기판 280: 제1 기판270: second substrate 280: first substrate

Claims (5)

광신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 광전변환 모듈에 있어서,In the photoelectric conversion module for converting an optical signal into an electrical signal, 다수의 광전변환 소자를 배치 정렬시키기 위한 유리기판과;A glass substrate for arranging a plurality of photoelectric conversion elements; 상기 유리기판 좌우 상면에 수직 일직선 방향으로 배치 정렬된 다수의 포토다이오드와;A plurality of photodiodes arranged in a vertical straight line on the left and right upper surfaces of the glass substrate; 상기 포토다이오드 내측 방향으로 상기 포토다이오드 수와 동일한 개수로 구성하여 상기 유리기판 좌우 상면에 수직 일직선 방향으로 배치 정렬된 다수의 광학박막필터와;A plurality of optical thin film filters arranged in a direction perpendicular to the left and right upper surfaces of the glass substrate by forming the same number as the photodiodes in the photodiode inward direction; 다수 광신호를 입력하기 위하여 기판 상면 중앙부 일측에 사선 경사 방향으로 배치 정렬된 입력 광 콜리메이터(Collimator)와;An input optical collimator arranged in an oblique oblique direction to one side of a central portion of the upper surface of the substrate to input a plurality of optical signals; 상기 광학필터 중 일측 상단부 최하단 하부 방향에서 수직정렬 되도록 배치 정렬된 Skip Filter; 및A Skip Filter arranged to be vertically aligned in the lowermost direction of one upper end of the optical filter; And 상기 Skip Filter를 투과한 광신호를 180도 방향 전환시키기 위하여 상기 광 콜리메이터와 대향하는 타측 중앙부에 사선 경사 방향으로 설치된 삼각형상 반사체;를 포함하여 구성하되,And a triangular reflector installed in an oblique oblique direction at a central portion of the other side facing the optical collimator to change the optical signal transmitted through the skip filter by 180 degrees. 상기 유리기판 크기는 18파장 광신호를 기준으로 4.0 X 4.0 cm2 이하로 구성하여 집적화가 가능하도록 하고,The glass substrate may be integrated in a size of 4.0 X 4.0 cm 2 or less based on an 18 wavelength optical signal. 상기 광신호의 입력 및 반사 경로를 규칙성 있게 하기 위하여, 상기 포토다이오드 및 광학박막필터 각각의 수직배열 간격과, 상기 포토다이오드와 광학박막필터의 수평배열 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 배치하여, 상기 광신호의 입력 및 반사 경로가 전체적으로 사선 직선 방향으로 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 고밀도 광전변환 모듈. In order to make the input and reflection paths of the optical signal regular, the vertical array spacing of each of the photodiode and the optical thin film filter and the horizontal array spacing of the photodiode and the optical thin film filter are maintained to be constant. High density photoelectric conversion module, characterized in that the input and reflection path of the optical signal is formed in an oblique straight line as a whole. 삭제delete 제 1항의 광전변환모듈을 제작하는 방법으로서,A method of manufacturing the photoelectric conversion module of claim 1, (a) 제1 기판 위에 기준블럭을 위치시킨 후 상하 방향으로 압력을 주어 고정시키는 단계(S510)와;(A) positioning the reference block on the first substrate and then fixing it by applying pressure in the vertical direction (S510); (b) 박막필터 밑면에 자외선 경화 에폭시를 도포하는 단계(S520)와;(b) applying an ultraviolet curing epoxy on the bottom of the thin film filter (S520); (c) 기판블럭에 표시된 marker의 위치에 상기 박막필터를 위치시킨 후, 상기 박막필터 밑면의 뒷면을 중심으로 에폭시를 추가적으로 도포하는 단계(S530)와;(c) placing the thin film filter at the position of the marker displayed on the substrate block, and then additionally applying epoxy around the rear surface of the bottom of the thin film filter (S530); (d) 필터홀더 지그의 고정 홈에 상기 박막필터를 맞춘 후, 필터고정 나사를 이용하여 압력을 가하여 상기 기준블럭에 최대한 밀착시키는 단계(S540)와;(d) aligning the thin film filter to a fixing groove of a filter holder jig, and then applying a pressure using a filter fixing screw to closely contact the reference block as much as possible (S540); (e) 상기 박막필터가 상기 필터홀더 지그에 의해 고정된 상태에서 자외선 경화기를 이용하여 상하에서 자외선을 조사하여 에폭시를 경화시키는 단계(S550)와;(e) curing the epoxy by irradiating ultraviolet rays up and down using an ultraviolet curing machine while the thin film filter is fixed by the filter holder jig (S550); (f) 상기 필터홀더 지그와 기준블럭 제거 후 제1 기판 및 제2 기판의 경사면을 일치시켜 자외선 및 열에폭시를 이용하여 입사각을 일치시키는 단계(S560); 및(f) matching the inclination surfaces of the first substrate and the second substrate after removing the filter holder jig and the reference block to match the incident angle using ultraviolet rays and thermal epoxy (S560); And (g) 상기 박막필터 사이의 평행도와 공정 절차를 확인하기 위하여 가시광선을 레이져를 이용하여 박막필터에 입사시켜 투과된 광이 일치하는지 분석하는 단계(S570);를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광전변환 모듈 제작방법.(g) analyzing visible light incident on the thin film filter by using a laser to confirm the parallelism between the thin film filters and a processing procedure (S570); High density photoelectric conversion module manufacturing method. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 (d) 단계에서,In step (d), 상기 필터홀더 지그의 측면을 제1 기판의 측면과 일치시킨 후 상하에 압력을 가하고, 상기 박막필터 뒷면의 밑면을 중심으로 자외선 에폭시를 추가적으로 도포하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광전변환 모듈 제작방법.And matching the side surface of the filter holder jig with the side surface of the first substrate, applying pressure to the top and bottom, and additionally applying ultraviolet epoxy around the bottom surface of the thin film filter. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 (e) 단계에서,In the step (e), 상기 에폭시 경화 후 추가적인 열에폭시를 이용하여 상기 박막필터와 제1 기판의 고정을 견고히 하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광전변환 모듈 제작방법. The method of manufacturing a high-density photoelectric conversion module characterized in that the fixing of the thin film filter and the first substrate using an additional thermal epoxy after curing the epoxy.
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