KR102218745B1

KR102218745B1 - Ａｏｃ용 광학 모듈과 그 제작방법, 및 이에 사용되는 광학엔진 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR102218745B1
Application number: KR1020190017753A
Authority: KR
Inventors: 강성학
Original assignee: 주식회사 엘비루셈
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2021-02-23
Also published as: KR20200099752A

Abstract

AOC 용 광학 모듈은 기판, 기판상에 고정되는 메인 프레임, 메인 프레임에 끼워 결합되는 리본형 광섬유, 메인 프레임에 끼워 결합되는 광학엔진을 구비한다. 광학엔진은 렌즈와 광소자를 구비하며, 렌즈는 광학엔진의 케이스와 일체로 성형되어 있다. 부품의 수가 줄어들고 정밀한 정렬이 필요한 부품들간의 정렬이 손쉽게 이루어질 수 있다. 따라서 조립공정이 단순해지고 조립 후의 견고성이 개선된 AOC 용 광학 모듈이 제공된다.

Description

ＡＯＣ용 광학 모듈과 그 제작방법, 및 이에 사용되는 광학엔진 및 그 제작방법 {Optical Module for use in AOC and Method for fabricating the same, and Optical Engine and Method for fabricating the same used for the Optical Module}

본 발명은 광통신용 케이블인 AOC(Active Optical Cable)에 사용되는 광학 모듈과 그 제작방법, 그리고 이에 사용되는 광학엔진 및 그 제작방법에 관한 것이다.

광통신용 케이블인 AOC(Active Optical Cable)에 사용되는 광학 모듈은, 광 통신을 할 데이터를 송수신하는 칩(드라이버 IC), 칩으로부터의 데이터를 발광하고 수광된 빛을 칩으로 데이터로서 전송하는 광소자, 외부와의 광 송수신 경로를 제공하여 광소자에 대한 광 통신을 구현하는 광섬유 다발, 광소자와 광섬유 사이에는 배치되어 송수신되는 광을 광소자와 광섬유 사이에서 집광하여 전달하는 렌즈, 및 이러한 각종 부품이 실장되는 기판 등을 구비하고 있다. 또한 기판상에 이러한 각 부품들을 정렬하기 위한 가이드나 서브마운트와 같은 각종 부품들이 구비되어 있다.

이러한 각 부품은 정밀하게 위치 정렬되어야 하고, 또한 오랜 사용 기간 동안 실장된 상태를 견고하게 유지하여야 한다. 이를 위하여 가급적이면 부품의 수를 줄이고 각 부품들이 단순한 조립 공정으로 견고하게 조립되도록 하는 방안이 모색되어 왔다.

도 1 에 도시된 한국특허공개 제2004-110660호에는, 광커넥터 모듈이 광소자(112)와 리드프레임(115)이 제1홀더(110)에 설치되고 광섬유(121)가 제2홀더(120)에 설치되며, 제1 및 제2홀더(110, 120)가 끼워맞춤(151, 152)에 의해 결합되어 광소자(112)와 광섬유(121) 간의 위치가 정렬되는 구성이 개시되어 있다. 이러한 종래의 광커넥터 모듈은 제1홀더(110)와 제2홀더(120)가 끼워맞춤에 의해 결합되도록 구성함으로써 조립 공정의 단순화와 함께 광소자와 광섬유간의 위치가 정렬되도록 하는 방안을 제시하고 있다.

그러나, 상기의 광커넥터는 광섬유와 광소자 사이에 개재되는 렌즈가 구비되어 있지 않은 구성으로서, 렌즈가 구비될 경우에는 렌즈를 고정시키기 위한 별도의 가이드나 브라켓이 필요하고 또한 이러한 가이드나 브라켓을 제1홀더(110)나 제2홀드(120)에 고정시키기 위한 구성이 필요하여, 결과적으로는 조립 공정이나 견고성에 한계가 존재하게 된다.

한국특허공개 제2004-110660호 (광커넥터 모듈) 한국특허공개 제2016-65319호 (광소자 설치용 서브마운트를 구비한 광 송수신장치)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 부품의 수를 최대한 줄이고 정밀한 정렬이 필요한 부품들간의 정렬이 손쉽게 이루어질 수 있도록 함으로써, 조립공정이 단순해지고 조립 후의 견고성이 개선된 AOC 용 광학 모듈을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판; 상기 기판상에 결합되는 메인 프레임; 리본형 광섬유 자켓, 및 상기 리본형 광섬유 자켓 내에 고정 배열되고 그 단부가 외측으로 노출되어 있는 광섬유 다발을 포함하며, 상기 메인 프레임에 끼워맞춤에 의해 결합되는 리본형 광섬유; 엔진 케이스, 상기 엔진 케이스와 일체로 몰딩에 의해 형성되어 있는 렌즈, 상기 엔진 케이스 내에서 상기 렌즈에 대해 위치 정렬된 상태로 몰딩에 의해 함침되어 고정되는 광소자, 및 상기 광소자와 연결되며 상기 엔진 케이스 내에서 몰딩에 의해 함침되어 고정되는 리드프레임을 포함하며, 상기 메인 프레임에 끼워맞춤에 의해 결합되고, 결합된 상태에서 상기 렌즈가 상기 광섬유 다발의 단부에 위치 정렬되도록 구성된 광학엔진; 및 상기 기판 상의 상기 광학엔진에 인접된 위치에 고정되며, 상기 리드프레임과 전기적으로 연결되는 드라이버 IC;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AOC 용 광학 모듈을 제안한다.

상기 메인 프레임은, 상기 리본형 광섬유가 결합된 상태에서 상기 광섬유 다발의 단부 영역를 외부에 노출시켜 클리빙(cleaving)을 위한 외부 접근이 가능하게 하는 노출공이 형성되어 있다.

상기 기판 상에는 결합공이 형성되고 상기 메인 프레임에는 상기 결합공에 대응되는 결합돌부가 형성되어, 상기 결합공에 상기 결합돌부가 끼워 결합됨으로써 상기 메인 프레임이 상기 기판과 결합된다.

본 발명은 이와 같은 구성을 갖는 AOC 용 광학 모듈 제작 방법으로서, a) 상기 메인 프레임에 상기 리본형 광섬유를 끼워맞춤에 의해 결합시키는 단계; b) 상기 메인 프레임에 상기 광학엔진을 끼워맞춤에 의해 결합시킴으로써, 상기 상기 메인 프레임 내에서 상기 렌즈와 상기 광섬유 다발의 단부를 위치 정렬시키는 단계; c) 상기 기판에 상기 메인 프레임을 끼워맞춤에 의해 결합시키는 단계; d) 상기 기판상의 상기 광학엔진에 인접된 위치에 상기 드라이버 IC 를 고정시키는 단계; 및 e) 상기 드라이버 IC 와 상기 리드프레임을 전기적으로 연결시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AOC 용 광학 모듈 제작 방법을 제공한다.

상기 a) 단계 후에, 상기 메인 프레임에 형성된 노출공을 통해 외부 접근이 가능하게 노출된 상기 광섬유 다발의 단부에 접근하여 상기 광섬유 다발의 단부를 클리빙(cleaving)하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 c) 단계 전에, 상기 메인 프레임을 상기 기판에 접착시키기 위한 접착제를 상기 기판상에 도포하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, AOC 용 광학 모듈 제작에 사용되는 광학엔진으로서, 외부의 광섬유 다발에 대해 광을 수광 또는 발광하는 광소자; 상기 광섬유 다발과 상기 광소자의 사이에 배치되어 있는 렌즈; 상기 광소자에 인접 배치되어, 상기 광소자와 외부의 드라이버 IC 를 전기적으로 연결하는 리드프레임; 및 상기 광소자, 상기 렌즈, 및 상기 리드프레임을 고정시키기 위한 엔진 케이스;를 포함하며, 상기 엔진 케이스와 상기 렌즈는 몰딩에 의해 일체로 형성되며, 상기 광소자와 상기 리드프레임은 상기 엔진 케이스의 몰딩 형성 시 상기 엔진 케이스 내에 함침되어 위치 고정되는 것을 특징으로 하는 광학엔진이 제공된다.

상기 엔진 케이스는 상기 광학 엔진이 상기 AOC 용 광학 모듈의 메인 프레임에 끼워맞춤에 의해 결합되는 결합부를 구비한다.

상기 리드프레임은 상기 광소자의 외면이 접착되어 상기 광소자가 위치 고정되는 패널이 일체로 연장 형성된다.

본 발명에 의하면, AOC 용 광학 모듈 제작에 사용되는 광학엔진의 제작 방법으로서, a) 복수의 리드프레임, 상기 리드프레임의 일측 단부로부터 연장된 연결부, 및 상기 리드프레임들 중 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)의 타측 단부로부터 연장된 패널을 포함하며, 하나의 판면에 일체로 형성된 리드프레임용 플레이트를 준비하는 단계; b) 외부의 광섬유 다발에 대해 광을 수광 또는 발광하는 광소자를 상기 패널에 부착하는 단계; c) 상기 광소자와 상기 리드프레임을 와이어 본딩하는 단계; d) 렌즈를 포함하는 엔진 케이스를 몰딩에 의해 함께 성형하기 위한 몰딩틀을 마련하는 단계; e) 상기 몰딩틀에 상기 광소자가 부착된 상기 플레이트를 안착시키되, 상기 광소자가 부착된 상기 패널 및 상기 리드프레임의 일부가 상기 몰딩틀의 내측에 위치되고 상기 연결부 및 상기 리드프레임의 나머지 일부가 상기 몰딩틀의 외측에 위치되도록 안착시키는 단계; f) 상기 몰딩틀에 몰딩 레진을 충진하여, 상기 광소자와 상기 리드프레임이 내부에 함침되고 상기 렌즈가 상기 광소자와 정렬되어 있는 엔진 케이스를 성형하는 단계; 및 g) 상기 연결부를 컷팅하여 상기 엔진 케이스 외측으로 상기 리드프레임이 노출된 광학엔진을 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학엔진 제작 방법이 제공된다.

상기 리드프레임의 상기 연결부에 인접된 부위에는 판면 방향으로 함몰된 절취부가 형성되어 있고, 상기 g) 단계에서는 상기 절취부가 형성된 부위를 컷팅한다.

상기 g) 단계 후에, 상기 엔진 케이스 외측으로 노출된 상기 리드프레임을 상기 광학엔진이 설치되는 기판의 판면 방향으로 절곡시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 몰딩틀에는 상기 e) 단계에서 상기 플레이트를 상기 몰딩틀에 안착시키는 과정에서 상기 플레이트의 일 부위의 이동을 안내하여 상기 플레이트의 상기 몰딩틀 내에서의 위치를 정렬시키기 위한 가이드홈이 형성된다.

상기 가이드홈은 상기 리드프레임의 폭에 대응되는 폭으로 형성되어 상기 리드프레임의 이동을 안내한다.

본 발명에 따르면, 부품의 수가 줄어들고 정밀한 정렬이 필요한 부품들간의 정렬이 손쉽게 이루어질 수 있다. 따라서 조립공정이 단순해지고 조립 후의 견고성이 개선된 AOC 용 광학 모듈이 제공된다.

도 1 은 한국특허공개 제2004-110660호의 도 2 를 도시한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 AOC 용 광학 모듈의 조립 상태의 사시도.
도 3 및 도 4 는 도 2 의 분해 사시도.
도 5 및 도 6 은 도 3 및 도 4 에 포함된 광학엔진의 사시도.
도 7 내지 도 13 는 도 5 및 6 의 광학엔진의 제작 과정을 순차적으로 도시한 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 AOC 용 광학 모듈의 조립 상태의 사시도이다. 본 발명에 따른 AOC 용 광학 모듈은, 기판(10), 메인 프레임(20), 리본형 광섬유(30), 광학엔진(50), 및 드라이버 IC(40)를 구비한다. 메인 프레임(20), 리본형 광섬유(30), 및 광학엔진(50)은 상호 결합된 후에 기판(10)상에 결합되며, 드라이버 IC(40)는 기판(10) 상에서 광학엔진(50)에 인접된 위치에 부착된다.

도 3 및 도 4 는 도 2 의 분해 사시도이다.

기판(10)은 직사각형의 판면으로 구성되며, 판면을 관통하는 한 쌍의 결합공(16)이 형성되어 있다.

리본형 광섬유(30)는 리본형 광섬유 자켓(31)과 광섬유 다발(33)로 구성되어 있다. 광섬유 다발(33)은 외부 통신망과 연결되는 광섬유의 다발로서, 리본형 광섬유 자켓(31) 내에 고정되어 정렬된 상태를 유지한다. 광섬유 다발(33)은 그 단부가 외측으로 노출되어 있다.

메인 프레임(20)은 리본형 광섬유(30)와 광학엔진(50)이 결합되어 고정되는 틀을 제공하며, 이를 위하여 메인 프레임(20)은 그 측방에 각각 리본형 광섬유(30)와 광학엔진(50)이 결합되는 제1결합홈(22)과 제2결합홈(28)을 구비한다. 제1결합홈(22)와 제2결합홈(28)은 메인 프레임(20)의 상호 반대측면에 형성된다. 제1결합홈(22)은 리본형 광섬유(30)의 리본형 광섬유 자켓(31)의 외형에 대응되는 형상으로 형성되어 리본형 광섬유 자켓(31)이 삽입 결합되고, 제2결합홈(28)은 광학엔진(50)의 외형에 대응되는 형상으로 형성되어 광학엔진(50)이 삽입 결합된다. 삽입된 리본형 광섬유(30)의 광섬유 다발(33)의 단부와 광학엔진(50)의 렌즈(51)는 메인 프레임(20) 내에서 인접되어 상호 마주보도록 위치한다. 이에 따라 광섬유 다발(33)의 단부와 렌즈(51)간의 광 수수(授受)가 가능하게 된다.

메인 프레임(20)의 상면에는 노출공(24)이 형성되어 있다. 노출공(24)은 리본형 광섬유(30)가 메인 프레임(20)에 결합된 상태에서 광섬유 다발(33)의 단부 영역에 외부에서 접근 가능하도록 하는 기능을 한다. 광학엔진(50)이 메인 프레임(20)에 결합되기 전에 노출공(24)을 통해 광섬유 다발(33)의 단부에 대한 클리빙(cleaving) 작업을 함으로써, 광섬유 다발(33)의 단부의 위치가 정확하게 광학엔진(50)의 렌즈(51)의 위치에 맞도록 다듬어진다.

메인프레임(20)의 하면에는 기판(10)의 결합공(16)에 대응되는 결합돌부(26)가 형성되어 있다. 결합돌부(26)는 결합공(16)에 끼워 결합되며, 이에 따라 메인 프레임(20)이 기판(10)과 결합된 상태에서 판면 방향의 유동 없이 견고하게 고정된다.

드라이버 IC(40)는 기판(10)상에서 광학엔진(50)의 리드 프레임(551, 552)과 와이어 본딩 등의 방식으로 연결되며, 이에 따라 광학엔진(50) 내의 광소자(53)에 대해 데이터 통신을 하게 된다. 드라이버 IC(40)는 전자 디바이스(도시되지 않음) 내의 타 소자와 연결되어, 본 발명에 따른 AOC 광학 모듈에 대해 수발신한 광통신 데이터를 디바이스에 대해 수발신한다.

도 5 및 6 은 광학엔진(50)을 도시한 도면이고, 도 7 내지 14 는 광학엔진(50)의 제작 과정을 도시한 도면이다.

광학엔진(50)은 엔진 케이스(52), 렌즈(51), 광소자(53), 및 리드프레임(551, 552)을 구비한다.

엔진 케이스(52)는 광학엔진(50)의 외형을 구성하는 부품으로서 대략 직육면체의 형상으로 형성된다. 엔진 케이스(52)의 측방에는 메인 프레임(20)의 제2결합홈(28)에 대응되는 형상의 결합부(58)가 형성되어 있다. 이에 따라 엔진 케이스(52)가 메인 프레임(20)의 전방으로 삽입되면 리브 형상의 결합부(58)가 그루브 형상의 제2결합홈(28)을 따라 슬라이딩 이동하며 메인 프레임(20)과 광학엔진(50)이 상호 끼워맞춤에 의해 결합된다. 이와 같은 결합에 의하여, 광학엔진(50)의 렌즈(51)가 메인 프레임(20)에 기 결합되어 있는 리본형 광섬유(30)의 광섬유 다발(33)의 단부에 면하는 위치로 정렬된다.

광소자(53)는 광섬유 다발(33)에 대해 광을 수광 또는 발광하는 소자로서, 렌즈(51)가 광섬유 다발(33)과 광소자(53)의 사이에 배치되도록 구성됨에 따라 광소자(53)가 렌즈(51)의 바로 후방에 위치되어, 렌즈(51)에 의해 집광된 광섬유 다발(33)로부터의 광을 수광한다.

리드프레임(551, 552)은 광소자(53)에 인접 배치되어, 광소자(53)와 외부의 드라이버 IC(40)를 전기적으로 연결하는 기능을 한다.

엔진 케이스(52)는 광소자(53), 렌즈(51), 및 리드프레임(551, 552)을 고정시키는 기능을 한다.

이때, 엔진 케이스(52)와 렌즈(51)는 몰딩에 의해 하나의 부품으로 일체로 성형되며, 광소자(53)와 리드프레임(551, 552)은 엔진 케이스(52)의 몰딩 형성 시 엔진 케이스(52) 내에 함침되어 위치 고정된다.

이하에서는 도 7 내지 14 를 참조하여 위와 같은 구조의 광학엔진(50)의 제작 공정을 기술한다.

먼저, 리드프레임(551, 552)을 구성할 기본 소재로서 판상의 금속재를 프레스 성형 등의 방법으로 가공하여 도 7 과 같은 리드프레임용 플레이트(55)를 마련한다.

플레이트(55)는 복수의 리드프레임(551, 552), 리드프레임(551, 552)의 일측 단부로부터 연장된 연결부(555), 리드프레임들(551, 552) 중 애노드(anode) 리드프레임(551)에 연결된 패널(553), 및 패널(553)로부터 연장된 파지부(557)를 구비한다.

이러한 플레이트(55)의 패널(553)에 도 8 과 같이 광소자(53)가 부착된다. 그리고 나서, 도 9 과 같이 광소자(53)와 리드프레임(551, 552)이 와이어(W)에 의해 본딩되어 전기적으로 연결된다.

이와 같이 광소자(53)가 부착된 플레이트(55)에 엔진 케이스(52)를 성형하기 위하여 도 10 과 같은 몰딩틀(60)이 마련된다. 몰딩틀(60)은 엔진 케이스(52)의 외형에 대응되는 형상의 함몰부(62)가 마련되며, 함몰부(62)의 바닥면에는 렌즈(51)의 형상에 대응되는 형상의 렌즈형성부(64)가 마련된다.

또한 몰딩틀(60)에는 가이드홈(65, 67)이 형성되어 있다. 제1가이드홈(65)은 플레이트(55)의 리드(551, 552)의 폭에 대응되는 폭의 홈 형태로 형성되어, 플레이트(55)를 몰딩틀(60)에 안착시키는 과정에서 플레이트(55)의 리드프레임(551, 552)의 이동을 안내한다. 또한 제2가이드홈(67)은 패널(553)과 파지부(557)의 연결 부위의 폭에 대응되는 폭의 홈 형태로 형성되어, 플레이트(55)를 몰딩틀(60)에 안착시키는 과정에서 플레이트(55)의 패널(553)과 파지부(557) 사이의 연결 부위의 이동을 안내한다. 이에 따라 플레이트(55)가 몰딩틀(60) 내의 정해진 위치에 안착되도록 안내되어, 플레이트(55)의 위치가 정렬된다.

이러한 몰딩틀(60) 내에 도 9 과 같은 구성의 광소자(53)가 결합된 플레이트(55)가 도 9 의 상태에서 뒤집혀진 후에 도 11 와 같은 상태로 안착된다. 이때, 광소자(53)가 부착된 패널(553) 및 리드프레임(551, 552)의 일부는 몰딩틀(60)의 함몰부(62)의 내측에 위치되고 리드프레임(551, 552)의 나머지 일부와 연결부(555) 및 파지부(557)는 몰딩틀(60)의 함몰부(62)의 외측에 위치되도록 안착된다.

안착시키는 과정에서, 플레이트(55)는 가이드홈(65, 67)에 의해 안내되며 패널(555)이 몰딩틀(60)의 함몰부(62) 내로 인입되고, 또한 몰딩틀(60) 내에 광소자(53)와 패널(553)이 위치된다. 이러한 상태에서 도 12 에 도시된 바와 같이 몰딩틀(60) 내에 몰딩 레진(R)이 충진되어 엔진 케이스(52)와 렌즈(51)가 성형되며, 이때 엔진 케이스(52) 내에 광소자(53)와 리드프레임(551, 552) 또한 몰딩 레진(R)에 함침된 상태로 고정된다.

도 12 의 상태에서 파지부(557)와 연결부(555)를 파지하여 몰딩틀(60)로부터 광학엔진(50)을 꺼내면 도 13 과 같은 상태가 된다. 이 상태에서, 파지부(557)와 연결부(555)를 컷팅하여 제거하면 도 14 와 같은 리드프레임(551, 552)이 외측으로 노출된 광학엔진(50)이 얻어진다.

연결부(555)의 컷팅이 용이하게 될 수 있도록, 리드프레임(551, 552)의 연결부(555)에 인접된 부위에는 판면 방향으로 함몰된 절취부(554)가 형성되어 있다. 연결부(555)를 컷팅하는 공정에서는 이 절취부(554)가 형성된 부위를 컷팅함으로써 컷팅이 용아하게 이루어짐과 동시에 컷팅된 리드프레임(551, 552)의 길이를 일관되게 할 수 있다.

한편, 도 5 및 6 에 도시된 바와 같이, 리드프레임(551, 552)은 엔진 케이스(52)가 기판(10)상에 설치될 수 있도록 하기 위하여 엔진 케이스(52)의 하부에서 후방으로 절곡되어 있다. 이와 같은 형상을 얻기 위하여 도 14 와 같은 상태에서 엔진 케이스(52) 외측으로 노출된 리드프레임(551, 552)을 광학엔진(50)이 설치되는 기판(10)의 판면 방향으로 절곡시킨다.

이러한 공정에 의하여 광학엔진(50)의 제작이 완료된다.

본 발명에 따른 AOC 용 광학 모듈을 제작하기 위해서, 먼저 메인 프레임(20)에 리본형 광섬유(30)를 끼워맞춤에 의해 결합시킨다. 필요에 따라, 메인 프레임(20)에 형성된 노출공(24)을 통해 광섬유 다발(33)의 단부를 클리빙(cleaving)한다. 그리고 나서, 광학엔진(50)을 리본형 광섬유(30)가 결합된 메인 프레임(20)에 결합시킨다. 이에 따라 메인 프레임(20) 내에서 렌즈(51)와 광섬유 다발(33)의 단부가 위치 정렬된다.

메인 프레임(20)을 기판(10)에 삽입 결합시킨다. 이때, 메인 프레임과 기판(10)의 결합 전에 기판(10)에는 레진 등의 재질로 구성된 접착제를 도포함으로써 결합 후 분리되지 않도록 접착시킨다.

기판(10)상의 광학엔진(50)에 인접된 위치에 드라이버 IC(40)를 고정시키고, 드라이버 IC 와 리드프레임(551, 552)을 와이어 본딩 등의 방식을 통해 전기적으로 연결시킨다. 필요에 따라 와이어 본딩에 대해 수지 밀봉 등을 수행한다.

이와 같은 공정에 의하여, 본 발명에 따른 AOC 용 광학 모듈의 제작이 완료된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 메인 프레임(20)에 리본형 광섬유(30)와 광학엔진(50)을 각각 삽입에 의해 결합시킨 후 기판(10)에 고정시키는 두 단계의 공정만으로도 정밀한 정렬이 필요한 모든 부품의 조립과 정렬이 완료된다. 따라서 조립 공정이 개선되고 정렬의 정밀도가 향상된다.

또한, 광학엔진(50)이 단일 부품으로서 사전 조립되어 있고, 그 내부에서 정밀한 정렬이 필요한 광소자(53)와 렌즈(51)의 정렬이 몰딩 전에 몰딩틀(60)에 플레이트(55)를 안착시키는 과정에서 자동으로 이루어므로 렌즈(51)와 광소자(53)간의 정밀한 정렬을 위한 별도의 공정이 불필요하다.

특히 렌즈(51)가 광학엔진(50)의 엔진 케이스(52)의 몰딩 성형 시 함께 성형되므로, 렌즈(51)를 별도 제작하는 방식에 비해 렌즈(51의 고정 공정이 불필요하다.

따라서, 본 발명에 의하면, 광학 모듈의 조립 과정에서 모든 부품에 대해 별도의 정밀한 정렬을 위한 작업이 불필요하게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

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AOC 용 광학 모듈 제작 방법으로서,
상기 AOC 용 광학 모듈은 :
기판;
상기 기판상에 결합되는 메인 프레임;
리본형 광섬유 자켓, 및 상기 리본형 광섬유 자켓 내에 고정 배열되고 그 단부가 외측으로 노출되어 있는 광섬유 다발을 포함하며, 상기 메인 프레임에 끼워맞춤에 의해 결합되는 리본형 광섬유;
외부의 광섬유 다발에 대해 광을 수광 또는 발광하는 광소자, 상기 광섬유 다발과 상기 광소자의 사이에 배치되어 있는 렌즈, 상기 광소자에 인접 배치되어, 상기 광소자와 외부의 드라이버 IC 를 전기적으로 연결하는 리드프레임, 및 상기 광소자, 상기 렌즈, 및 상기 리드프레임을 고정시키기 위한 엔진 케이스를 포함하는 광학엔진으로서, 상기 엔진 케이스와 상기 렌즈는 몰딩에 의해 일체로 형성되며, 상기 광소자와 상기 리드프레임은 상기 엔진 케이스의 몰딩 형성 시 상기 엔진 케이스 내에 함침되어 위치 고정되고, 상기 엔진 케이스는 상기 광학 엔진이 상기 메인 프레임에 끼워맞춤에 의해 결합되는 결합부를 구비하는, 상기 광학엔진; 및
상기 기판 상의 상기 광학엔진에 인접된 위치에 고정되며, 상기 리드프레임과 전기적으로 연결되는 드라이버 IC;
를 포함하여 구성되며,
상기 방법은 :
a) 상기 메인 프레임에 상기 리본형 광섬유를 끼워맞춤에 의해 결합시키는 단계;
b) 상기 메인 프레임에 상기 광학엔진을 끼워맞춤에 의해 결합시킴으로써, 상기 상기 메인 프레임 내에서 상기 렌즈와 상기 광섬유 다발의 단부를 위치 정렬시키는 단계;
c) 상기 기판에 상기 메인 프레임을 끼워맞춤에 의해 결합시키는 단계;
d) 상기 기판상의 상기 광학엔진에 인접된 위치에 상기 드라이버 IC 를 고정시키는 단계; 및
e) 상기 드라이버 IC 와 상기 리드프레임을 전기적으로 연결시키는 단계;
를 포함하고,
상기 a) 단계 후에, 상기 메인 프레임에 형성된 노출공을 통해 외부 접근이 가능하게 노출된 상기 광섬유 다발의 단부에 접근하여 상기 광섬유 다발의 단부를 클리빙(cleaving)하는 단계; 및
상기 c) 단계 전에, 상기 메인 프레임을 상기 기판에 접착시키기 위한 접착제를 상기 기판상에 도포하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AOC 용 광학 모듈 제작 방법.
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AOC 용 광학 모듈 제작에 사용되는 광학엔진으로서,
외부의 광섬유 다발에 대해 광을 수광 또는 발광하는 광소자;
상기 광섬유 다발과 상기 광소자의 사이에 배치되어 있는 렌즈;
상기 광소자에 인접 배치되어, 상기 광소자와 외부의 드라이버 IC 를 전기적으로 연결하는 리드프레임; 및
상기 광소자, 상기 렌즈, 및 상기 리드프레임을 고정시키기 위한 엔진 케이스;를 포함하며,
상기 엔진 케이스와 상기 렌즈는 몰딩에 의해 일체로 형성되며, 상기 광소자와 상기 리드프레임은 상기 엔진 케이스의 몰딩 형성 시 상기 엔진 케이스 내에 함침되어 위치 고정되고,
상기 엔진 케이스는 상기 광학 엔진이 상기 AOC 용 광학 모듈의 메인 프레임에 끼워맞춤에 의해 결합되는 결합부를 구비하고,
상기 리드프레임은 상기 광소자의 외면이 접착되어 상기 광소자가 위치 고정되는 패널이 일체로 연장 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학엔진.
AOC 용 광학 모듈 제작에 사용되는 광학엔진의 제작 방법으로서,
a) 복수의 리드프레임, 상기 리드프레임의 일측 단부로부터 연장된 연결부, 및 상기 리드프레임들 중 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)의 타측 단부로부터 연장된 패널을 포함하며, 하나의 판면에 일체로 형성된 리드프레임용 플레이트를 준비하는 단계;
b) 외부의 광섬유 다발에 대해 광을 수광 또는 발광하는 광소자를 상기 패널에 부착하는 단계;
c) 상기 광소자와 상기 리드프레임을 와이어 본딩하는 단계;
d) 렌즈를 포함하는 엔진 케이스를 몰딩에 의해 함께 성형하기 위한 몰딩틀을 마련하는 단계;
e) 상기 몰딩틀에 상기 광소자가 부착된 상기 플레이트를 안착시키되, 상기 광소자가 부착된 상기 패널 및 상기 리드프레임의 일부가 상기 몰딩틀의 내측에 위치되고 상기 연결부 및 상기 리드프레임의 나머지 일부가 상기 몰딩틀의 외측에 위치되도록 안착시키는 단계;
f) 상기 몰딩틀에 몰딩 레진을 충진하여, 상기 광소자와 상기 리드프레임이 내부에 함침되고 상기 렌즈가 상기 광소자와 정렬되어 있는 엔진 케이스를 성형하는 단계; 및
g) 상기 연결부를 컷팅하여 상기 엔진 케이스 외측으로 상기 리드프레임이 노출된 광학엔진을 얻는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학엔진 제작 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 리드프레임의 상기 연결부에 인접된 부위에는 판면 방향으로 함몰된 절취부가 형성되어 있고,
상기 g) 단계에서는 상기 절취부가 형성된 부위를 컷팅하는 것을 특징으로 하는 광학엔진 제작 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 g) 단계 후에, 상기 엔진 케이스 외측으로 노출된 상기 리드프레임을 상기 광학엔진이 설치되는 기판의 판면 방향으로 절곡시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학엔진 제작 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 몰딩틀에는 상기 e) 단계에서 상기 플레이트를 상기 몰딩틀에 안착시키는 과정에서 상기 플레이트의 일 부위의 이동을 안내하여 상기 플레이트의 상기 몰딩틀 내에서의 위치를 정렬시키기 위한 가이드홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학엔진 제작 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 가이드홈은 상기 리드프레임의 폭에 대응되는 폭으로 형성되어 상기 리드프레임의 이동을 안내하는 것을 특징으로 하는 광학엔진 제작 방법.