KR101725040B1 - 광소자 설치용 서브마운트를 구비한 광 송수신장치 - Google Patents

Abstract

광 송수신장치는, 광통신용 광의 수발신 경로를 제공하는 광섬유, 광섬유에 대해 광을 수발광하는 광소자, 기판 상에 설치되어 광소자에 대해 광통신 데이터를 수발신하는 칩, 및 광소자가 설치되며 기판 상에 고정되고 칩과 광소자 간을 데이터 통신 가능하게 연결하는 배선이 표면에 형성된 서브마운트를 구비한다. 서브마운트는 배선의 방향이 기판의 판면 방향으로부터 기판 외측 방향으로 변경되는 부위가 만곡 형성된 만곡면으로 구성됨으로써 그 표면에 형성된 배선이 만곡되도록 구성된다. 따라서, 칩과 광소자 간의 배선에서의 노이즈나 반사파 등으로 인한 광통신 성능의 저하가 방지된다.

Description

광소자 설치용 서브마운트를 구비한 광 송수신장치 {Optical transiver with a sub-mount for arranging optical element}

본 발명은 광 송수신장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 칩과 데이터 통신을 하는 광소자가 서브마운트를 통해 기판 상에 설치되어 있는 광 송수신장치에 관한 것이다.

광통신에 사용되는 광 송수신장치는, 기판 상에 실장되어 광 통신을 할 데이터를 송수신하는 칩, 칩으로부터의 데이터를 발광하고 수광된 빛을 칩으로 데이터로서 전송하는 광소자, 외부와의 광 송수신 경로를 제공하여 광소자에 대한 광 통신을 구현하는 광섬유를 구비하고 있다. 광소자와 광섬유 사이에는 다중렌즈가 배치되어 송수신되는 광을 광소자와 광섬유 사이에서 집광하여 전달하는 기능을 한다. 이러한 광 송수신장치에서는 광소자와 광섬유의 위치를 정렬시키 위한 부품이 필요한데, 광섬유는 광섬유 가이드에 고정되고 다중렌즈는 다중렌즈 가이드에 고정되며, 광섬유 가이드와 다중렌즈 가이드가 상호 결합됨으로써 결과적으로 광소자와 다중렌즈 및 광섬유 등의 위치가 정교하게 정렬된다.

그런데, 광 송수신장치의 광섬유는 통상적으로 칩의 판면 방향으로 배치되어 기판 외측으로 연장되므로, 광소자에서 수발광되는 빛 또한 판면과 나란한 방향을 향하고 있어야 한다. 따라서 만약 광소자가 기판 상에 직접 설치되어 기판에 수직한 방향으로 발광하는 경우에는 다중렌즈는 프리즘을 구비함으로써 빛을 기판의 판면에 평행한 방향으로 절곡시키도록 구성된다.

이와는 달리 광소자를 기판 상에 직접 설치하지 않고 별도의 설치부재(서브마운트)에 광소자를 설치함으로써 광소자의 수발광 방향이 기판의 판면에 나란한 방향이 되도록 할 수도 있다. 이는 상기 설치부재를 기판 상에 부착함으로써 광소자를 기판 상에 간접적으로 설치하는 방식이다. 이 경우 기판 상에 설치된 칩과 광소자 간의 배선은 동 부재에 연장되어 형성됨으로써, 기판 상의 칩과 광소자 간의 데이터 통신 경로를 마련하여야 한다. 따라서, 이러한 방식은 기판 상의 배선이 광소자까지 연장되는 과정에서 배선이 절곡 형성되는 지점이 필수적으로 수반된다.

그런데, 배선이 절곡될 경우 광통신의 특성상 문제점을 야기하게 된다.

즉, 높은 주파수인 광통신 데이터의 특성상 칩과 광소자 간의 배선의 절곡된 부분에서는 기생 커패시터의 발생으로 인하여 임피던스 특성이 왜곡되고, 또한 노이즈와 크로스톡(crosstalk) 및 반사파의 발생이 야기된다. 따라서, 칩과 광소자 간의 배선에서의 절곡된 부분이 없도록 하여 광통신 성능의 훼손이 야기되지 않도록 하는 방안이 필요하다.

한국특허 제1176950호(부품의 수동 정렬을 구현하는 광 송수신 장치 및 부품의 수동 정렬방법) 본 선행기술에 개시된 표시장치는 광소자가 기판상에 설치되어 프리즘 형태의 다중렌즈를 통해 광소자가 발광한 빛을 절곡시켜 광섬유에 전달하는 구성이 개시되어 있음.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판 상에 직접 설치된 칩과 기판 상에 간접 고정된 광소자 사이의 배선에서 절곡된 부분에 기인하는 광통신 성능 저하를 방지하는 방안을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 송수신장치는, 광통신용 광의 수발신 경로를 제공하는 광섬유, 상기 광섬유에 대해 광을 수발광하는 광소자, 기판 상에 설치되어 상기 광소자에 대해 광통신 데이터를 수발신하는 칩, 및 상기 광소자가 설치되며 상기 기판 상에 고정되고, 상기 칩과 상기 광소자 간을 데이터 통신 가능하게 연결하는 배선이 표면에 형성된 서브마운트를 포함하며, 상기 서브마운트는 상기 배선의 방향이 상기 기판의 판면 방향으로부터 상기 기판 외측 방향으로 변경되는 부위가 만곡 형성된 만곡면으로 구성됨으로써 그 표면에 형성된 상기 배선이 만곡되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 서브마운트는, 다중렌즈가 고정되는 다중렌즈 가이드에 마련된 결합부에 삽입 결합됨으로써 상기 다중렌즈와 상기 광소자 간의 위치가 정렬되도록 구성된다.

상기 다중렌즈 가이드는 상기 기판에 형성된 고정홈에 삽입 결합되는 고정돌기를 구비하여, 상기 고정돌기가 상기 고정홈에 삽입됨으로써 상기 다중렌즈 가이드의 상기 기판 상의 위치가 정렬되도록 구성된다.

본 발명에 따르면, 광소자가 장착된 서브마운트의 배선이 서브마운트의 만곡면으로 인해 절곡되지 않고 휘어진 배선으로 구성된다. 따라서 칩과 광소자 간의 배선에서의 노이즈나 반사파 등으로 인한 광통신 성능의 저하가 방지된다.

도 1 은 본 발명에 따른 광 송수신장치의 분해사시도.
도 2 는 도 1 의 결합 상태의 사시도.
도 3 은 도 1 의 서브마운트의 확대도.
도 4 는 도 2 의 결합 상태의 측단면도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 광 송수신장치의 분해사시도이고, 도 2 는 도 1 의 결합 상태의 사시도이다. 광 송수신장치는, 기판(80), 칩(10), 서브마운트(20), 광소자(25), 다중렌즈 가이드(30), 다중렌즈(40), 광섬유 가이드(50), 및 광섬유(60)을 포함하여 구성된다.

칩(10)은 기판(80) 상에 설치되며, 광 통신을 위한 데이터를 광소자(25)에 대해 수발신한다. 서브마운트(20)는 광소자(25)가 그 전면에 설치되며, 기판(80) 상에 고정되고, 그 표면에는 칩(10)과 광소자(25) 간을 데이터 통신 가능하게 연결하는 배선이 형성되어 있다. 광소자(25)는 칩(10)으로부터의 데이터를 발광하고 수광된 빛을 칩(10)으로 전송한다. 광섬유(60)는 외부와의 광 송수신 경로를 제공하여 광소자(25)에 대한 광 통신을 구현한다. 다중렌즈(30)는 광소자(25)와 광섬유(60) 사이에 배치되어 송수신되는 광을 광소자(25)와 광섬유(60) 사이에서 집광하여 전달하는 기능을 한다.

다중렌즈(30)는 다중렌즈 가이드(30)에 삽입되어 고정됨으로써 그 위치가 정렬된다. 광섬유(60)는 광섬유 가이드(50)에 삽입되어 고정됨으로써 그 위치가 정렬된다. 다중렌즈 가이드(30)와 광섬유 가이드(50) 또한 삽입에 의해 상호 결합됨으로써 위치가 고정된다. 이러한 구성에 의하여, 다중렌즈(40)와 광섬유(60)의 위치가 정밀하게 정렬된다.

서브마운트(20)는 대략 직육면체 형태로 구성되며, 그 하면이 기판(80)상에 접촉되고 광소자(25)가 배치된 전면이 다중렌즈(40) 측을 향하도록 배치된다. 서브마운트(20)의 하면과 전면에는 배선(22)이 연장형성되어, 하면 측의 배선(22)은 기판(80) 상에 형성된 칩(10)의 배선(12)과 접촉되고 전면 측의 배선(22)은 광소자(25)까지 연장된다. 이러한 구성에 의하여, 칩(10)은 기판(80) 상의 배선(12)과 서브마운트(20) 상의 배선(22)을 거쳐 광소자(25)에 데이터 통신 가능하도록 연결된다.

본 발명의 특징은, 서브마운트(20)의 일 모서리가 만곡면으로 구성된다는 점이다. 즉, 도 4 에 도시된 바와 같이, 서브마운트(20)는 배선(22)의 방향이 기판(80)의 판면 방향으로부터 기판(80) 외측 방향으로 변경되는 부위(즉, 서브마운트(20)의 하면과 전면이 만나는 부위)가 만곡 형성된 만곡면(26)으로 구성됨으로써 그 표면에 형성된 배선(22) 또한 만곡되도록 구성된다.

이러한 구성에 의하면, 배선(22)이 절곡된 면을 갖지 않으므로 절곡된 배선에 기인하는 노이즈, 크로스톡(crosstalk), 임피던스의 변화, 반사파 등의 발생이 없게 된다. 따라서 칩(10)과 광소자(25) 사이의 데이터 통신의 성능이 현저하게 개선된다.

한편, 서브마운트(20) 다중렌즈(40)가 고정되는 다중렌즈 가이드(30)에 함몰 형성된 결합부(34)에 삽입 결합됨으로써, 다중렌즈(40)와 광소자(25) 간의 위치가 정렬된다.

또한, 다중렌즈 가이드(30)는 기판(80)에 형성된 고정홈(82)에 삽입 결합되는 고정돌기(32)를 구비하여, 고정돌기(32)가 고정홈(82)에 삽입됨으로써 다중렌즈 가이드(30)의 기판(80) 상에서의 위치가 정렬된다.

이와 같이 본 발명에서는 모든 부품이 끼워 결합되는 형태로 고정됨으로써 도 3 과 같이 결합되어 위치가 정렬되므로, 각 부품을 별도로 위치 정렬하지 않고도 정밀하게 정렬되는 부수적인 효과가 있다.

Claims (3)

1. 광통신용 광의 수발신 경로를 제공하는 광섬유,
   상기 광섬유에 대해 광을 수발광하는 광소자,
   기판 상에 설치되어 상기 광소자에 대해 광통신 데이터를 수발신하는 칩, 및
   상기 광소자가 설치되며 상기 기판 상에 고정되고, 상기 칩과 상기 광소자 간을 데이터 통신 가능하게 연결하는 배선이 표면에 형성된 서브마운트를 포함하며,
   상기 서브마운트는 상기 배선의 방향이 상기 기판의 판면 방향으로부터 상기 기판 외측 방향으로 변경되는 부위가 만곡 형성된 만곡면으로 구성됨으로써 그 표면에 형성된 상기 배선이 만곡되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 송수신 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 서브마운트는, 다중렌즈가 고정되는 다중렌즈 가이드에 마련된 결합부에 삽입 결합됨으로써 상기 다중렌즈와 상기 광소자 간의 위치가 정렬되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 송수신 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 다중렌즈 가이드는 상기 기판에 형성된 고정홈에 삽입 결합되는 고정돌기를 구비하여, 상기 고정돌기가 상기 고정홈에 삽입됨으로써 상기 다중렌즈 가이드의 상기 기판 상의 위치가 정렬되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 송수신 장치.

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