KR19980017851A

KR19980017851A - 광커넥터 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR19980017851A
Application number: KR1019960037672A
Authority: KR
Inventors: 박효덕; 김건년; 신상모; 이보나
Original assignee: 이진주; 생산기술연구원
Priority date: 1996-08-31
Filing date: 1996-08-31
Publication date: 1998-06-05

Abstract

숫결합부와, 상기 숫결합부와 접속할 수 있는 암결합부와, 상기 숫결합부 및 암결합부를 덮는 덮개판로 구성된 광커넥터에 관하여 개시한다. 본 발명의 광커넥터는 제1 기판에 복수의 광섬유를 수용하여 고정 및 정렬할 수 있는 다수의 제1 홈과 상기 제1 홈의 양측에 제2 홈을 구비하는 암결합부와, 상기 제1 기판의 일측면에 밀착 접속할 수 있는 제2 기판에 상기 제1 홈에 대향하여 광섬유를 지지 및 정렬 할수 있는 다수의 제3 홈이 마련되어 있고, 상기 제2 홈에 접속할 수 있는 가이드핀을 구비하는 숫결합부와, 상기 제1 기판 및 제2 기판의 하부에 상기 제1 기판 및 제2 기판을 지지하는 제1 지지기판 및 제2 지지기판과, 상기 제1 기판 및 제2 기판의 상부를 덮는 덮개판을 포함한다. 본 발명의 광커넥터는 가이드핀이 V자형 제3 홈과 동일한 몸체에 가공되므로 별도의 가이드핀을 제작할 필요가 없고 V자형 제3 홈과 동일한 재료이므로 장기적 안정성이 우수하다.

Description

광커넥터 및 그 제조방법

본 발명은 광커넥터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 숫결합부(male connector unit)와, 상기 숫결합부와 접속할 수 있는 암결합부(female connector unit)와, 상기 숫결합부 및 암결합부를 덮는 덮개판으로 구성된 광커넥터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광섬유의 접속을 위해 광커넥터가 사용되고, 상기 광커넥터에서 광섬유의 접속을 위해 주로 첩점(splice) 방법이 사용된다. 상기 첩점 방법은 두 개의 광섬유를 열을 이용하여 용접하는 용해 첨접법(fusion splice)과 두 개의 광섬유를 정렬할 수 있는 정렬 구조안에 접착제나 기계적인 압력을 기계적 첨접법(mechanical splice)이 있다. 상기 열을 이용하는 용해 첨접법은 광섬유를 접속하기 위해서 마이크로 매뉴퓰레이터를 이용하여 광섬유를 정렬하고 현미경을 사용하여 검사하여야 하기 때문에 비용과 시간이 많이 드는 반면에 상기 기계적 첨접법은 비교적 간단하고 비용과 시간이 적게 든다.

상기 기계적 첨접법으로 광섬유를 정렬하고 고정하기 위해 세락믹, 금속 또는 플라스틱으로 이루어진 기판에 형성된 V자 형의 홈을 많이 이용한다. 특히, 실리콘 기판이 가격이 싸고 결정방향에 따른 식각율의 차이로 인하여 미세한 V자 형의 홈을 형성할 수 있어 많이 이용되고 있다. 여기서, 광섬유의 접속을 위해 사용되고 미합중국 특허 제4,818,058호에 개시된 종래의 광커넥터를 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 광커넥터를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 광커넥터는 표면에 V자형 홈(15)을 갖는 제1 실리콘 기판(11)과, 상기 제1 실리콘 기판(11)과 대향하여 역 V자형 홈(14)을 갖는 제2 실리콘 기판(10)과, 상기 제1 실리콘 기판(11)과 제2 실리콘 기판(10)의 양 끝단에 위치하는 제1 가이드핀(25) 및 제2 가이드핀(26)과, 상기 제1 실리콘 기판(11) 및 제2 실리콘 기판(10)을 지지 및 고정하는 스프링 수단(27)을 구비한다. 그리고, 상기 제1 홈과 제2 홈 사이에 광섬유(34)가 위치한다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래의 광커넥터는 광섬유가 놓이는 V자형 홈(14, 15)을 갖는 실리콘 기판(10, 11)과 가이드 핀(25, 26)이 다른 재료의 물질로 제작되어 열팽창 계수가 차이가 나기 때문에 광소자를 장기간 사용할 때 광섬유에 악영향을 미치는 단점이 있다.

그리고, 광섬유의 코아 부분의 중심이 V자형 홈(14)의 중심보다 위에 있기 때문에 제2 실리콘 기판(10)에 V자 홈(14)을 형성해야 단점이 있다. 더욱이, 제2 실리콘 기판(10)이 불투명함으로 광섬유의 정렬상태로 육안으로 확인하지 못하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 상술한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 광커넥터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 상기 광커넥터를 제조하는 데 적합한 광커넥터의 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광커넥터를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 광커넥터의 암결합부를 설명하기 위하여 도시한 사시도이다.

도 3는 본 발명에 의한 광커넥터의 숫결합부를 설명하기 위하여 도시한 사시도이다.

도 4은 도 3의 IV-IV에 따른 단면도이다.

도 5는 본 발명의 광커넥터에서 V자형 제1 홈 및 제3 홈내에 정렬된 광섬유의 모양과 크기를 나타낸 단면도이다.

도 6 내지 도 9는 도 2의 a-a에 따라 본 발명에 의한 광커넥터의 암결합부의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.

도 10 내지 도 12는 도 3의 b-b에 따라 본 발명에 의한 광커넥터의 숫결합부의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 기판에 복수의 광섬유를 수용하여 고정 및 정렬할 수 있는 다수의 제1 홈과 상기 제1 홈의 양측에 제2 홈을 구비하는 암결합부와, 상기 제1 기판의 일측면에 밀착 접속할 수 있는 제2 기판에 상기 제1 홈에 대향하여 광섬유를 지지 및 정렬 할수 있는 다수의 제3 홈이 마련되어 있고, 상기 제2 홈에 접속할 수 있는 가이드핀을 구비하는 숫결합부와, 상기 제1 기판 및 제2 기판의 하부에 상기 제1 기판 및 제2 기판을 지지하는 제1 지지기판 및 제2 지지기판과, 상기 제1 기판 및 제2 기판의 상부를 덮는 덮개판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광커넥터를 제공한다.

상기 제1 기판 및 제2 기판은 실리콘 기판이며, 상기 제2 홈은 상기 제1 홈보다 깊게 형성되며, 상기 제1 홈 및 제3 홈의 뒤쪽으로 커버상태의 광섬유를 수용할 수 있는 공동이 형성되어 있다.

상기 제 1홈 및 제 2홈은 뒤쪽으로 상기 제1 기판의 일부에 형성되어 있으며, 상기 제3 홈은 뒤쪽으로 상기 제2 기판의 일부에 형성되어 있다.

상기 제1홈 및 제3 홈은 V자형이며, 상기 제2 홈은 상기 지지기판이 노출되도록 깊게 형성되어 있으며, 상기 제2 홈의 상부폭이 하부보다 좁게 형성되어 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 기판에 복수의 광섬유를 수용하여 고정 및 정렬할 수 있는 다수의 제1 홈과 상기 제1 홈의 양측에 제2 홈을 갖는 암결합부를 형성하는 단계와, 상기 제1 기판의 하부에 제1 지지지판을 접착하는 단계와, 상기 제1 기판의 일측면에 대향하여 밀착 접속할 수 있는 제2 기판에 상기 제1 홈에 대향하여 광섬유를 지지 및 정렬 할수 있는 다수의 제3 홈이 마련되어 있고, 상기 제2 홈에 접속할 수 있는 가이드핀을 구비하는 숫결합부를 형성하는 단계와, 상기 제2 기판의 하부에 제2 지지지판을 접착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 제조방법을 제공한다.

상기 암결합부는 제1 기판 상에 제1 마스킹막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1 마스킹막 패턴을 마스크로 상기 제1 기판을 식각하여 광섬유가 놓여 고정 및 지지되는 제1 홈을 형성하는 단계와, 상기 제1 마스킹막 패턴을 제거하는 단계와, 상기 기판의 배면에 제2 마스킹막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 마스킹막 패턴을 마스크로 상기 제1 기판의 배면을 식각하여 제2 홈을 형성하는 단계와, 상기 제2 마스킹막 패턴을 제거하는 단계와, 상기 제1 기판의 배면에 지지기판을 접착하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 숫결합부는 제2 기판 상에 제1 마스킹막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1 마스킹막 패턴을 상기 제2 기판을 식각하여 광섬유가 놓여 고정 및 지지되는 제3 홈을 형성하는 단계와, 상기 제1 마스킹막 패턴을 제거하는 단계와, 상기 제3홈이 형성된 제2 기판 상에 제2 마스킹막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 마스킹막 패턴을 마스크로 상기 제2 기판을 식각하여 가이드 핀을 형성하는 단계와, 상기 제2 마스킹막 패턴을 제거하는 단계와, 상기 제2 기판의 배면에 제2 지지기판을 접착하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 광커넥터는 가이드핀이 V자형 제3 홈과 동일한 몸체에 가공되므로 별도의 가이드핀을 제작할 필요가 없고 V자형 제3 홈과 동일한 재료이므로 장기적 안정성이 우수하다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 광커넥터의 암결합부는 제1 지지기판(41) 상에 접속된 제1 기판(43)의 일부분에 광섬유가 위치하여 지지 및 정렬되는 제1 홈(45)과, 상기 제1 홈(45)과 인접한 제2 홈(47)과, 상기 제1 홈(45)의 뒤쪽으로 커버상태의 광섬유를 수용할 수 있는 공동(49)으로 구성된다.

특히, 상기 제1 기판(43)은 실리콘 기판으로 구성하며, 상기 제2 홈(47)은 후에 가이드 핀용 홈으로 이용되고 상기 제1 홈(45)과 일체형으로 구성되어 있다. 상기 제1 홈(45)과 제2 홈(47)은 뒤쪽으로 제1 기판(43)의 일부분에 형성되며, 상기 제1 홈(45)은 V자형으로 형성되며 제2 홈(47)보다 낮은 깊이로 형성된다. 도 2에서, 참조번호 48은 유리로 구성된 덮개판을 나타낸다.

도 3는 본 발명에 의한 광커넥터의 숫결합부를 설명하기 위하여 도시한 사시도이고, 도 4은 도 3의 IV-IV에 따른 단면도이다.

구체적으로, 본 발명의 광커넥터의 숫결합부는 제2 지지기판(51) 상에 접합된 제2 기판(53)에 상기 암결합부의 제1 홈(45)과 대향하여 광섬유가 놓여 지지 및 정렬되는 제3 홈(55)과, 상기 제2 기판(53)의 일측면에 접속되어 상기 암결합부의 제2 홈(47)에 접속할 수 있는 가이드 핀(57)과, 상기 제3 홈(55)의 뒤쪽으로 커버상태의 광섬유가 놓여지는 공동(59)으로 구성되어 있다.

특히, 가이드 핀(57)과 제2 기판(53)은 일체형으로 구성되어 있으며, 상기 가이드 핀(57)은 도 4에 도시된 바와 같이 상부가 하부보다 폭이 좁은 형태로 구성되어 있으며, 상기 제3 홈(55)은 V자형으로 형성되어 있다. 도 3에서, 참조번호 58은 유리로 구성된 덮개판을 나타낸다.

따라서, 광섬유를 상기 V자형의 제1 홈(45) 및 제3 홈(55)에 놓고 도 2에 도시한 암결합부와 도 3에 도시한 숫결합부를 정렬 및 결합한 후, 상기 암결합부 및 숫결합부 상에 덮개판(48, 58)을 덮으면 광섬유가 정확히 접속된다. 본 발명의 실시예에서 덮개판은 유리판을 이용하여 정렬된 광섬유의 모양을 눈으로 확인할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 광커넥터의 V자형 제1 홈 및 제3 홈내에 정렬된 광섬유의 코아(61)와 클래딩부(63)는 상기 홈을 벗어나지 않으며, 광섬유의 코아와 클래딩부를 합쳐서 그 직경이 125㎛로 조절하였다.

이하, 본 발명에 의한 광커넥터의 제조방법을 상세히 설명한다.

도 6에서, (100) 실리콘 기판(71) 상에 사진식각공정을 이용하여 마스킹막 패턴으로써 제1 산화막 패턴(73)을 형성한다. 계속하여, 상기 제1 산화막 패턴(73)을 마스크로 상기 실리콘 기판(71)을 식각하여 광섬유가 놓여 고정 및 지지되는 V자형 제1 홈(75)을 형성한다. 상기 V자형 제1 홈(75)은 실리콘 기판의 (111) 결정면이 식각되어 형성되는 데, 식각에 의하여 드러나게 되는 (111) 결정면이 서로 만나는 지점에서 식각이 자동적으로 정지된다.

특히, 본 실시예에서는 상기 V자형 홈을 형성하였으나, 식각시간에 따라서 노출된 실리콘면이 정사각형 모양이면 피라미드 모양, 직사각형이면 길이가 큰 V자형의 홈을 형성할 수 있다.

도 7에서, 상기 제1 산화막 패턴(73)을 제거한 후 기판의 전면 및 배면에 제2 산화막(77)를 형성한다. 이어서, 상기 기판의 배면에 형성된 제2 산화막(77)을 사진식각하여 마스킹막 패턴으로써 제2 산화막 패턴(77a)을 형성한다.

도 8에서, 상기 제2 산화막 패턴(77a)을 마스크로 상기 실리콘 기판을 배면에서 식각하여 역V자형 제2 홈(79)을 형성한다. 상기 역 V자형 제2 홈(79)은 광커넥터의 숫결합부의 가이드핀과 고정 및 접속될 부분이다.

도 9에서, 상기 제2 산화막(77) 및 제2 산화막 패턴(77a)을 제거한 후 상기 기판(71)의 배면에 제1 지지기판(81)을 접착한다. 이렇게 되면, 기판의 표면에 제1 홈과 양측에 제2 홈을 갖는 광커넥터의 암결합부가 완성된다.

도 10에서, (100) 실리콘 기판(91) 상에 사진식각공정을 이용하여 마스킹막 패턴으로써 제1 산화막 패턴(93)을 형성한다. 계속하여, 상기 제1 산화막 패턴(93)을 마스크로 상기 실리콘 기판(91)을 식각하여 광섬유가 놓여 고정 및 지지되는 V자형 제3 홈을 형성한다. 상기 V자형 제3 홈(95)은 실리콘 기판의 (111) 결정면이 식각되어 형성되는 데, 식각에 의하여 드러나게 되는 (111) 결정면이 서로 만나는 지점에서 식각이 자동적으로 정지된다.

도 11에서, 상기 제1 산화막 패턴(95)을 제거한 후 기판(91) 상에 마스킹막 패턴으로써 제2 산화막 패턴(97)를 형성한다. 이어서, 상기 제2 산화막 패턴(97)을 마스크로 도 3에 도시한 바와 같이 기판(91)을 식각하여 가이드 핀(도시 안됨)을 형성한다. 상기 가이드 핀은 광커넥터의 암결합부와 접속된다.

도 12에서, 상기 제2 산화막 패턴(97)을 제거한 후 상기 기판의 배면에 제2 지지기판(99)을 접착한다. 이렇게 되면, 기판에 제3 홈(95)과 기판의 일측면에 가이드핀이 형성된 광커넥터의 숫결합부가 완성된다.

따라서, 광섬유를 상기 V자형의 제1 홈(75) 및 제3 홈(95)에 놓고 암결합부와 숫결합부를 정렬 및 결합한 후, 상기 암결합부 및 숫결합부 상에 덮개판(도시 안됨)을 덮으면 광섬유가 정확히 접속된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 가능함은 명백하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 광커넥터는 가이드핀이 V자형 제3 홈과 동일한 몸체에 가공되므로 별도의 가이드핀을 제작할 필요가 없고 V자형 홈과 동일한 재료이므로 장기적 안정성이 우수하다.

그리고 암결합부 및 숫결합부 상에 형성되는 덮개판이 유리이므로 광섬유의 정렬상태를 눈으로 확인 할 수 있다.

그리고, 실리콘 마이크로머시닝 기술 및 실리콘 접합기술을 이용함으로 제조가격이 저렴하고 대량생산 할 수 있다.

Claims

제1 기판에 복수의 광섬유를 수용하여 고정 및 정렬할 수 있는 다수의 제1 홈과 상기 제1 홈의 양측에 제2 홈을 구비하는 암결합부; 및

상기 제1 기판의 일측면에 밀착 접속할 수 있는 제2 기판에 상기 제1 홈에 대향하여 광섬유를 지지 및 정렬 할수 있는 다수의 제3 홈이 마련되어 있고, 상기 제2 홈에 접속할 수 있는 가이드핀을 구비하는 숫결합부;

상기 제1 기판 및 제2 기판의 하부에 상기 제1 기판 및 제2 기판을 지지하는 제1 지지기판 및 제2 지지기판; 및

상기 제1 기판 및 제2 기판의 상부를 덮는 덮개판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
제1항에 있어서, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 광커넥터
제1항에 있어서, 상기 제2 홈은 상기 제1 홈보다 깊게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
제1항에 있어서, 상기 제1 홈 및 제3 홈의 뒤쪽으로 커버상태의 광섬유를 수용할 수 있는 공동이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
제1항에 있어서, 상기 제 1홈 및 제 2홈은 뒤쪽으로 상기 제1 기판의 일부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
제1항에 있어서, 상기 제3 홈은 뒤쪽으로 상기 제2 기판의 일부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
제1항에 있어서, 상기 제1홈 및 제3 홈은 V자형인 것을 특징으로 하는 광커넥터.
제1항에 있어서, 상기 제2 홈은 상기 지지기판이 노출되도록 깊게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
제1항에 있어서, 상기 제2 홈의 상부폭이 하부보다 좁은 것을 특징으로 하는 광커넥터.
제1항에 있어서, 상기 덮개판은 유리판으로 구성하는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
제1 기판에 복수의 광섬유를 수용하여 고정 및 정렬할 수 있는 다수의 제1 홈과 상기 제1 홈의 양측에 제2 홈을 갖는 암결합부를 형성하는 단계;

상기 제1 기판의 하부에 제1 지지지판을 접착하는 단계;

상기 제1 기판의 일측면에 대향하여 밀착 접속할 수 있는 제2 기판에 상기 제1 홈에 대향하여 광섬유를 지지 및 정렬 할수 있는 다수의 제3 홈이 마련되어 있고, 상기 제2 홈에 접속할 수 있는 가이드핀을 구비하는 숫결합부를 형성하는 단계; 및

상기 제2 기판의 하부에 제2 지지지판을 접착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 암결합부는 제1 기판 상에 제1 마스킹막 패턴을 형성하는 단계;

상기 제1 마스킹막 패턴을 마스크로 상기 제1 기판을 식각하여 광섬유가 놓여 고정 및 지지되는 제1 홈을 형성하는 단계;

상기 제1 마스킹막 패턴을 제거하는 단계;

상기 기판의 배면에 제2 마스킹막 패턴을 형성하는 단계;

상기 제2 마스킹막 패턴을 마스크로 상기 제1 기판의 배면을 식각하여 제2 홈을 형성하는 단계;

상기 제2 마스킹막 패턴을 제거하는 단계; 및

상기 제1 기판의 배면에 지지기판을 접착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 숫결합부는 제2 기판 상에 제1 마스킹막 패턴을 형성하는 단계;

상기 제1 마스킹막 패턴을 상기 제2 기판을 식각하여 광섬유가 놓여 고정 및 지지되는 제3 홈을 형성하는 단계;

상기 제1 마스킹막 패턴을 제거하는 단계;

상기 제3홈이 형성된 제2 기판 상에 제2 마스킹막 패턴을 형성하는 단계;

상기 제2 마스킹막 패턴을 마스크로 상기 제2 기판을 식각하여 가이드 핀을 형성하는 단계;

상기 제2 마스킹막 패턴을 제거하는 단계; 및

상기 제2 기판의 배면에 제2 지지기판을 접착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 제조방법.