KR20070040291A - Mems module package - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멤스 패키지에 관한 것으로, 특히 멤스 패키지의 구조에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 하부 기판; 상기 하부 기판상에 위치하며, 광 신호를 변조하여 상기 하부 기판을 통하여 투과하는 광 변조기; 상기 광 변조기를 구동하기 위해 상기 광 변조기 주변에 실장 되는 드라이버 IC; 상기 광 변조기를 구동하기 위한 신호를 전달하기 위해 상기 하부 기판에 형성된 회로 배선; 및 상기 하부 기판과 대향하여 상기 광 변조기 및 상기 드라이버 IC 상에 위치하며 외부 회로와의 신호 연결 기능을 하는 인쇄회로기판을 포함하는 광 변조기 모듈 패키지가 제시된다. 본 발명에 따른 멤스 모듈 패키지는 층간 구성을 달리함으로써 전체적인 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to a MEMS package, and more particularly, to the structure of a MEMS package. According to an aspect of the invention, the lower substrate; An optical modulator positioned on the lower substrate and transmitting an optical signal through the lower substrate; A driver IC mounted around the light modulator to drive the light modulator; Circuit wiring formed on the lower substrate to transmit a signal for driving the optical modulator; And a printed circuit board positioned on the optical modulator and the driver IC to face the lower substrate and serving as a signal connection function with an external circuit. MEMS module package according to the present invention has an effect that can reduce the overall size by changing the interlayer configuration.
멤스, 광 변조기, 인쇄회로기판, 캡, 드라이버 IC. MEMS, optical modulators, printed circuit boards, caps, driver ICs.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도.1 is an exploded perspective view of an optical modulator module package according to the prior art.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 일 형태의 회절형 광 변조기 모듈의 사시도. 2A is a perspective view of one type of diffractive light modulator module using a piezoelectric body applicable to a preferred embodiment of the present invention.
도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 다른 형태의 회절형 광 변조기 모듈의 사시도.2B is a perspective view of another type of diffractive light modulator module using a piezoelectric body applicable to a preferred embodiment of the present invention.
도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 변조기 어레이의 평면도. 2C is a plan view of a diffractive light modulator array applicable to a preferred embodiment of the present invention.
도 2d는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 변조기 어레이에 의해 스크린에 이미지가 생성되는 모식도.FIG. 2D is a schematic diagram in which an image is generated on a screen by a diffractive light modulator array applicable to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 사시도. 3 is a perspective view of an optical modulator module package according to a first preferred embodiment of the present invention.
도 4a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 단면도.4A is a cross-sectional view of an optical modulator module package according to a first preferred embodiment of the present invention.
도 4b는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 단면도.4B is a cross-sectional view of an optical modulator module package according to a second preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 단면도.5 is a cross-sectional view of an optical modulator module package according to a third preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 단면도.6 is a cross-sectional view of an optical modulator module package according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
310 : 하부 기판310: lower substrate
320(1), 320(2) : 드라이버 IC320 (1), 320 (2): Driver IC
330 : 광 변조기330: light modulator
340 : 실링 캡340: sealing cap
350 : 인쇄회로기판350: printed circuit board
360 : 본딩 와이어 360: Bonding Wire
370 : 플렉서블 기판(Flexible PCB)370: Flexible PCB
본 발명은 멤스 패키지에 관한 것으로, 특히 멤스 패키지의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a MEMS package, and more particularly, to the structure of a MEMS package.
광 변조기는 광섬유 또는 광주파수대(光周波數帶)의 자유공간을 전송매체로 하는 경우에 송신기에서 신호를 빛에 싣는(광변조) 회로 또는 장치이다. 광 변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 홀로그램 등의 분야에 사용되며, 현재 이를 이용한 표시장치의 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 광 변조기는 멤스 기술과 관련되는데, 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)는 반도체 제조기술을 이용해 실리콘 기판 위에 3차원의 구조물을 형성하는 기술이다. 이러한 멤스의 응용 분야는 매우 다양하며, 예를 들면, 차량용 각종 센서, 잉크젯 프린터 헤드, HDD 자기헤드 및 소형화 및 고기능화가 급진전되고 있는 휴대형 통신기기 등을 들 수 있다. 멤스 소자는 기계적인 동작을 하기 위해서 기판상에서 미세 구동 가능하도록 기판으로부터 부상된 부분을 가진다. 멤스는 초소형 전기기계시스템 또는 소자라고 부를 수 있는데, 그 응용의 하나로서 광학분야에 응용되고 있다. 마이크로머시닝 기술을 이용하면 1mm보다 작은 광학부품을 제작할 수 있으며, 이들로서 초소형 광시스템을 구현할 수 있다. 별도로 제작한 반도체 레이저를 미리 마이크로머시닝 기술로 제작한 고정대에 장착하고 마이크로 프레넬 렌즈, 빔스플리터, 45ㅀ반사미러를 마이크로머시닝 기술로 제작하여 조립할 수 있다. 기존의 광학시스템은 크고 무거운 광학대 위에 미러, 렌즈 등을 조립기구를 이용하여 시스템을 구성한다. 또한, 레이저의 크기도 크다. 이렇게 구성한 광학시스템의 성능을 얻기 위해서는 정밀한 스테이지를 이용하여 광축 및 반사각, 반사면 등을 꽤 많은 노력을 거쳐서 정렬해야 하는 문제점이 있다. An optical modulator is a circuit or device that transmits a signal to light (optical modulation) in a transmitter when the optical medium or free space of an optical frequency band is used as a transmission medium. Optical modulators are used in the fields of optical memory, optical display, printer, optical interconnection, hologram, etc., and researches on the development of display devices using the same are being actively conducted. Such an optical modulator is related to MEMS technology, and MEMS (Micro Electro Mechanical System) is a technology for forming a three-dimensional structure on a silicon substrate using a semiconductor manufacturing technology. The fields of application of MEMS are very diverse, and examples thereof include various sensors for vehicles, inkjet printer heads, HDD magnetic heads, and portable communication devices that are rapidly progressing in miniaturization and high functionality. The MEMS element has a portion floating from the substrate to enable fine driving on the substrate for mechanical operation. MEMS can be called a micro electromechanical system or device, which is one of the applications in the field of optics. Micromachining technology enables the fabrication of optical components smaller than 1mm, enabling ultra-compact optical systems. Separately manufactured semiconductor lasers can be mounted on a stand made by micromachining technology, and micro Fresnel lenses, beam splitters, and 45 ㅀ reflector mirrors can be fabricated by micromachining technology. Existing optical system constructs the system using assembling mechanism on mirror and lens on large and heavy optical bench. In addition, the size of the laser is also large. In order to obtain the performance of the optical system configured as described above, there is a problem in that the optical axis, the reflection angle, and the reflection surface must be aligned with a considerable amount of effort using a precise stage.
현재, 초소형 광시스템은 빠른 응답속도와 작은 손실, 집적화 및 디지털화의 용이성 등의 장점으로 인하여 정보통신장치, 정보 디스플레이 및 기록장치에 채택 되어 응용되고 있다. 예를 들면, 마이크로 미러, 마이크로렌즈, 광섬유고정대 등의 마이크로 광학부품은 정보저장기록장치, 대형화상 표시장치, 광통신소자, 적응광학에 응용할 수 있다. Currently, micro optical systems have been applied to information and communication devices, information displays, and recording devices due to advantages such as fast response speed, small loss, and ease of integration and digitization. For example, micro-optical components such as micromirrors, microlenses, optical fiber holders, and the like can be applied to information storage and recording devices, large image display devices, optical communication devices, and adaptive optics.
여기에서, 마이크로 미러는 상하방향, 회전방향, 미끄러지는 방향 등의 방향과 동적 및 정적인 운동에 따라 여러가지로 응용된다. 상하방향의 운동은 위상보정기나 회절기 등으로 응용되고, 기울어지는 방향의 운동은 스캐너나 스위치, 광신호 분배기, 광신호감쇠기, 광원어레이 등으로, 미끄러지는 방향의 운동은 광차폐기나 스위치 광신호 분배기 등으로 응용된다. Here, the micro-mirror is applied in various ways depending on the direction and dynamic and static motion of the vertical direction, rotation direction, sliding direction and the like. Up and down motion is applied to phase compensator or diffractometer, and tilting motion is scanner, switch, optical signal divider, optical signal attenuator, light source array, etc., and sliding direction is light shield or switch optical signal. It is applied as a dispenser.
마이크로 미러는 응용에 따라 크기와 개수가 매우 다르며, 동작 방향 및 동적 또는 정적인 동작에 따라서 응용이 달라진다. 물론 그에 따른 마이크로 미러의 제작방법도 달라진다. Micromirrors vary in size and number depending on the application, and the application varies depending on the direction of motion and dynamic or static operation. Of course, the manufacturing method of the micro mirror accordingly is also different.
도 1은 종래 기술에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 광 변조기 모듈 패키지(100)는 인쇄회로기판(110), 광 투과성 기판(120), 광 변조기(130), 드라이버 IC(integrated circuit)(140a 내지 140d), 열방출판(150) 및 커넥터(160)를 포함한다. 1 is an exploded perspective view of an optical modulator module package according to the prior art. Referring to FIG. 1, the optical
인쇄회로기판(110)은 일반적으로 사용되는 반도체 패키지용 인쇄회로기판이며, 광 투과성 기판(120)은 하면이 인쇄회로기판(110) 상에 부착된다. 그리고 인쇄회로기판(110)에 형성된 구멍에 대응하여 광 변조기(130)가 광 투과성 기판(120)의 상면에 부착된다. The printed
광 변조기(130)는 기판(110)의 구멍을 통하여 입사되는 입사광을 변조하여 회절광을 출사한다. 광 변조기(130)는 광 투과성 기판(120) 상에 플립칩 접속되어 있다. 광 변조기(130) 주위에 접착제가 형성되어 있어 외부 환경으로부터 밀봉이 제공되고, 광 투과성 기판(120)의 표면을 따라 형성된 전기 배선에 의하여 전기적 접속이 유지된다. The
드라이버 IC(140a 내지 140d)는 광 투과성 기판(120)에 부착된 광 변조기(130)의 주변에 플립칩 접속되어 있으며, 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 광 변조기(130)에 구동전압을 제공하는 역할을 한다. The
열방출판(150)은 광 변조기(130)와 드라이버 IC(140a 내지 140d)에서 발생된 열을 방출하기 위하여 구비되며 열을 잘 방출하는 금속성 물질이 사용된다. The
도 1에 도시된 광 변조기 모듈 패키지(100)의 제조방법은 인쇄회로기판(110)에 커넥터(160)를 부착하는 단계, 광 투과성 기판(120)에 광 변조기(130) 및 드라이버 IC(140a 내지 140d)를 부착시키는 단계, 광 변조기(130) 주변에 접착제를 도포하여 실링하는 단계, 인쇄회로기판(110)에 광 투과성 기판(120)를 적층하고 와이어 본딩을 수행하는 단계, 광 변조기(130) 및 드라이버 IC(140a 내지 140d)에 열방출판(150)을 부착하는 단계를 포함하여 이루어진다.The method of manufacturing the optical
여기서, 도 1에 도시된 광 변조기 모듈 패키지(100)는 구성 부품이 매우 많은 편이며, 다수의 부품을 적정 공간에 실장해야 하므로, 모듈 패키지를 최소화하는데 한계가 있다. 즉, 광 투과성 기판(120)이 인쇄회로기판(110) 상에 위치함으로써 기판(110)은 광 투과성 기판(120) 보다 크게 형성되고, 따라서 전체적인 광 변조기 모듈 패키지(100)의 크기가 커지는 문제점이 있다. Here, the optical
본 발명은 층간 구성을 달리함으로써 전체적인 크기를 줄일 수 있는 멤스 모듈 패키지를 제공한다. The present invention provides a MEMS module package that can reduce the overall size by changing the interlayer configuration.
또한, 본 발명은 광 변조기를 광 투과성 덮개에 직접 실장하지 않음으로써 광 투과성 덮개에 전기적/광학적 특성이 집중되지 않는 멤스 모듈 패키지를 제공한다.In addition, the present invention provides a MEMS module package in which electrical / optical characteristics are not concentrated in the light transmissive cover by not mounting the light modulator directly on the light transmissive cover.
또한, 본 발명은 광 변조기를 보호하기 위한 다양한 형상의 캡, 실링 방법을 이용함으로써 전체적인 크기를 줄일 수 있는 멤스 모듈 패키지를 제공한다.In addition, the present invention provides a MEMS module package that can reduce the overall size by using a cap, a sealing method of various shapes for protecting the optical modulator.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems other than the present invention will be easily understood through the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하부 기판; 상기 하부 기판상에 위치하며, 광 신호를 변조하는 광 변조기; 상기 광 변조기를 구동하기 위해 상기 광 변조기 주변에 실장 되는 드라이버 IC; 상기 광 변조기를 구동하기 위한 신호를 전달하기 위해 상기 하부 기판에 형성된 회로 배선; 및 상기 하부 기판과 대향하여 상기 광 변조기 및 상기 드라이버 IC 상에 위치하며 외부 회로와의 신호 연결 기능을 하는 인쇄회로기판을 포함하는 광 변조기 모듈 패키지가 제시된다.According to an aspect of the invention, the lower substrate; An optical modulator positioned on the lower substrate and modulating an optical signal; A driver IC mounted around the light modulator to drive the light modulator; Circuit wiring formed on the lower substrate to transmit a signal for driving the optical modulator; And a printed circuit board positioned on the optical modulator and the driver IC to face the lower substrate and serving as a signal connection function with an external circuit.
여기서, 상기 하부 기판은 상기 광 변조기에 상응하는 부분이 투명하여 광 투과가 가능할 수 있다. The lower substrate may be transparent to a portion corresponding to the light modulator.
여기서, 상기 하부 기판의 광 변조기에 상응하는 부분은 광 투과 손실이 적도록 무반사 광학 코팅한 유리로 형성될 수 있다. Here, the portion corresponding to the light modulator of the lower substrate may be formed of anti-reflective optical coating glass so that the light transmission loss is small.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지는 상기 인쇄회로기판과 상기 광 변조기 사이에 위치하며 상기 광 변조기의 밀봉 기능을 수행하는 실링 캡을 더 포함할 수 있다. In addition, the optical modulator module package according to an embodiment of the present invention may further include a sealing cap located between the printed circuit board and the optical modulator to perform a sealing function of the optical modulator.
여기서, 상기 실링 캡은 상기 광 변조기 소자와 상기 드라이버 IC를 수용할 수 있도록 내부에 홈이 형성되며, 상기 하부 기판과 밀봉될 수 있다. The sealing cap may have a groove formed therein so as to accommodate the optical modulator element and the driver IC, and may be sealed with the lower substrate.
여기서, 상기 실링 캡은 상기 광 변조기 소자만 수용하거나 상기 드라이버 IC를 같이 수용할 수 있다. Here, the sealing cap may accommodate only the optical modulator element or together with the driver IC.
여기서, 상기 하부 기판은 유리 기판과 같은 광투과성 기판, 실리콘과 같은 반도체 기판, LTCC, HTCC 및 다층 인쇄회로기판 중 어느 하나일 수 있다. The lower substrate may be any one of a light transmissive substrate such as a glass substrate, a semiconductor substrate such as silicon, an LTCC, an HTCC, and a multilayer printed circuit board.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지는 상기 하부 기판은 상기 광 변조기에 상응하는 부분에 상기 광 신호가 투과될 수 있는 홀이 형성되며, 상기 홀을 밀봉하며 광 투과가 가능한 광 투과성 덮개를 더 포함할 수 있다. In addition, in the optical modulator module package according to an embodiment of the present invention, the lower substrate has a hole in which the optical signal is transmitted in a portion corresponding to the optical modulator, and seals the hole and allows light transmission. It may further include a transparent cover.
여기서, 상기 하부 기판과 상기 인쇄회로기판 간의 전기적 연결은 와이어 본딩 또는 TAB 중 어느 하나에 의해 이루어질 수 있다. The electrical connection between the lower substrate and the printed circuit board may be made by any one of wire bonding or TAB.
여기서, 상기 하부 기판과 상기 인쇄회로기판 간의 전기적 연결이 와이어 본딩으로 이루어지는 경우 본딩 와이어는 에폭시 수지에 의해 보호될 수 있다. Here, when the electrical connection between the lower substrate and the printed circuit board is made of wire bonding, the bonding wire may be protected by an epoxy resin.
여기서, 상기 인쇄회로기판은 연성 기판을 일체형으로 포함할 수 있다. Here, the printed circuit board may include a flexible substrate integrally.
여기서, 상기 인쇄회로기판은 외부 회로와의 연결을 위한 커넥터를 포함할 수 있다. Here, the printed circuit board may include a connector for connection with an external circuit.
여기서, 상기 광 변조기 및 드라이버 IC는 하나의 접착제에 의해 상기 하부 기판 상에 실장될 수 있다. The optical modulator and driver IC may be mounted on the lower substrate by one adhesive.
여기서, 상기 접착제는 이방성 도전 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film) 또는 비전도성 필름(NCF, Non Conductive Film)일 수 있다. The adhesive may be an anisotropic conductive film (ACF) or a non-conductive film (NCF).
여기서, 상기 광 변조기는 에폭시 수지에 의해 사이드 실링될 수 있다. Here, the light modulator may be side sealed by an epoxy resin.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지는 상기 광 변조기가 상기 하부 기판과 연결되는 영역에 형성된 상기 광 변조기의 구동 영역을 보호하기 위한 실링 댐을 더 포함할 수 있다. In addition, the optical modulator module package according to an embodiment of the present invention may further include a sealing dam for protecting the driving region of the optical modulator formed in the region where the optical modulator is connected to the lower substrate.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하부 기판; 상기 하부 기판상에 위치하며, 외부로 신호를 전송하거나 외부로부터 신호를 수신하기 위한 멤스(micro electro mechanical system) 소자; 상기 멤스 소자를 구동하기 위해 상기 멤스 소자 주변에 실장 되는 드라이버 IC; 및 상기 하부 기판과 대향하여 상기 멤스 소자 및 상기 드라이버 IC 상에 위치하며 외부 회로와의 신호 연결 기능을 하는 인쇄회로기판을 포함하는 멤스 패키지를 제공할 수 있다.According to another aspect of the invention, the lower substrate; Located on the lower substrate, a micro electro mechanical system (MEMS) device for transmitting a signal to or receive a signal from the outside; A driver IC mounted around the MEMS device to drive the MEMS device; And a printed circuit board positioned on the MEMS device and the driver IC to face the lower substrate and having a signal connection function with an external circuit.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 멤스 패키지는 상기 인쇄회로기판과 상기 멤스 소자 사이에 위치하며 상기 멤스 소자의 밀봉 기능을 수행하는 실링 캡을 더 포함할 수 있다. In addition, the MEMS package according to an embodiment of the present invention may further include a sealing cap positioned between the printed circuit board and the MEMS device to perform a sealing function of the MEMS device.
여기서, 상기 실링 캡은 상기 멤스 소자와 상기 드라이버 IC를 수용할 수 있도록 내부에 홈이 형성되며, 상기 하부 기판과 밀봉될 수 있다. The sealing cap may have a groove formed therein to accommodate the MEMS element and the driver IC, and may be sealed with the lower substrate.
여기서, 상기 실링 캡은 상기 멤스 소자만을 수용하거나 상기 드라이버 IC를 같이 수용할 수 있다. The sealing cap may accommodate only the MEMS device or the driver IC together.
여기서, 상기 하부 기판은 유리기판과 같은 광투과성 기판, 실리콘과 같은 반도체 기판, LTCC, HTCC 및 다층 인쇄회로기판 중 어느 하나일 수 있다. The lower substrate may be any one of a light transmissive substrate such as a glass substrate, a semiconductor substrate such as silicon, an LTCC, an HTCC, and a multilayer printed circuit board.
여기서, 상기 하부 기판과 상기 인쇄회로기판 간의 전기적 연결은 와이어 본딩 또는 TAB 중 어느 하나에 의해 이루어질 수 있다. The electrical connection between the lower substrate and the printed circuit board may be made by any one of wire bonding or TAB.
여기서, 상기 하부 기판과 상기 인쇄회로기판 간의 전기적 연결이 와이어 본딩으로 이루어지는 경우 본딩 와이어는 에폭시 수지에 의해 보호될 수 있다. Here, when the electrical connection between the lower substrate and the printed circuit board is made of wire bonding, the bonding wire may be protected by an epoxy resin.
여기서, 상기 인쇄회로기판은 연성 기판을 일체형으로 포함할 수 있다. Here, the printed circuit board may include a flexible substrate integrally.
여기서, 상기 인쇄회로기판은 외부 회로와의 연결을 위한 커넥터를 포함할 수 있다. Here, the printed circuit board may include a connector for connection with an external circuit.
여기서, 상기 멤스 소자 및 드라이버 IC는 하나의 접착제에 의해 상기 하부 기판 상에 실장될 수 있다. Here, the MEMS device and the driver IC may be mounted on the lower substrate by one adhesive.
여기서, 상기 멤스 소자는 에폭시 수지에 의해 사이드 실링될 수 있다. Here, the MEMS device may be side sealed by an epoxy resin.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 멤스 패키지는 상기 멤스 소자가 상기 하부 기판과 연결되는 영역에 형성된 상기 멤스 소자의 구동 영역을 보호하기 위한 실링 댐을 더 포함할 수 있다. In addition, the MEMS package according to an embodiment of the present invention may further include a sealing dam for protecting the driving region of the MEMS device formed in a region where the MEMS device is connected to the lower substrate.
이하, 본 발명에 따른 멤스 모듈 패키지의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 실시예는 일반적으로 외부로 신호를 전송하거나 외부로부터 신호를 수신하기 위한 멤스 패키지에 적용될 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기에 앞서 본 발명에 적용되는 멤스 패키지 중 광 변조기에 대해서 먼저 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the MEMS module package according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the following description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals. Duplicate explanations will be omitted. In addition, an embodiment of the present invention may be generally applied to a MEMS package for transmitting a signal to or receiving a signal from the outside, and among the MEMS packages applied to the present invention before describing preferred embodiments of the present invention in detail. The optical modulator will be described first.
광 변조기는 크게 직접 광의 온/오프를 제어하는 직접 방식과 반사 및 회절을 이용하는 간접 방식으로 나뉘며, 또한 간접 방식은 정전기 방식과 압전 방식으로 나뉠 수 있다. 여기서, 광 변조기는 구동되는 방식에 상관없이 본 발명에 적용이 가능하다.Optical modulators are largely divided into a direct method of directly controlling the on / off of light and an indirect method using reflection and diffraction, and the indirect method may be divided into an electrostatic method and a piezoelectric method. Herein, the optical modulator is applicable to the present invention regardless of the manner in which the optical modulator is driven.
미국특허번호 제5,311,360 호에 개시된 정전 구동 방식 격자 광 변조기는 반사 표면부를 가지며 기판 상부에 부유(suspended)하는 다수의 일정하게 이격하는 변형 가능 반사형 리본을 포함한다. The electrostatically driven grating light modulator disclosed in US Pat. No. 5,311,360 includes a plurality of regularly spaced deformable reflective ribbons having reflective surface portions and suspended above the substrate.
먼저, 절연층이 실리콘 기판상에 증착되고, 이후, 희생 이산화실리콘 막 및 질화실리콘 막의 증착 공정이 후속한다. 질화실리콘 막은 리본으로 패터닝되고 이산화실리콘층의 일부가 에칭되어 리본이 질화물 프레임에 의해 산화물 스페이서층상에 유지되도록 한다. 단일 파장 λ0를 가진 광을 변조시키기 위해, 변조기는 리본의 두께와 산화물 스페이서의 두께가 λ0/4가 되도록 설계된다. First, an insulating layer is deposited on a silicon substrate, followed by a deposition process of a sacrificial silicon dioxide film and a silicon nitride film. The silicon nitride film is patterned with a ribbon and a portion of the silicon dioxide layer is etched so that the ribbon is held on the oxide spacer layer by the nitride frame. To modulate light with a single wavelength [lambda] 0, the modulator is designed such that the thickness of the ribbon and the thickness of the oxide spacers are [lambda] 0/4.
리본상의 반사 표면과 기판의 반사 표면 사이의 수직 거리 d로 한정된 이러 한 변조기의 격자 진폭은 리본 (제 1 전극으로서의 역할을 하는 리본의 반사 표면)과 기판(제 2 전극으로서의 역할을 하는 기판 하부의 전도막) 사이에 전압을 인가함으로써 제어된다.The lattice amplitude of this modulator, defined by the vertical distance d between the reflective surface on the ribbon and the reflective surface of the substrate, is determined by the ribbon (reflective surface of the ribbon serving as the first electrode) and the substrate (substrate serving as the second electrode). By applying a voltage between the conductive films).
도 2a는 본 발명에 적용 가능한 간접 광 변조기 중 압전체를 이용한 일 형태의 회절형 광 변조기 모듈의 사시도이며, 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 다른 형태의 회절형 광 변조기 모듈의 사시도이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 기판(210), 절연층(220), 희생층(230), 리본 구조물(240) 및 압전체(250)를 포함하는 광 변조기가 도시되어 있다. Figure 2a is a perspective view of one type of diffractive light modulator module using a piezoelectric of the indirect light modulator applicable to the present invention, Figure 2b is another type of diffractive light modulator module using a piezoelectric applicable to a preferred embodiment of the present invention Perspective view. 2A and 2B, an optical modulator including a
기판(210)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 절연층(220)은 식각 정지층(etch stop layer)으로서 증착되며, 희생층으로 사용되는 물질을 식각하는 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다. 여기서 절연층(220) 상에는 입사광을 반사하기 위해 반사층(220(a), 220(b))이 형성될 수 있다. The
희생층(230)은 리본 구조물이 절연층(220)과 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 양 사이드에서 리본 구조물(240)을 지지하고, 중심부에서 공간을 형성하는 역할을 한다. The
리본 구조물(240)은 상술한 바와 같이 입사광의 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 리본 구조물(240)의 형태는 상술한 바와 같이 정전기 방식에 따라 복수의 리본 형상으로 구성될 수도 있고, 압전 방식에 따라 리본의 중심부에 복수의 오픈홀을 구비할 수도 있다. 또한, 압전체(250)는 상부 및 하부 전극간의 전압차에 의해 발생하는 상하 또는 좌우의 수축 또는 팽창 정도에 따라 리본 구조물(240)을 상하로 움직이도록 제어한다. 여기서, 반사층(220(a), 220(b))은 리본 구조물(240)에 형성된 홀(240(b), 240(d))에 대응하여 형성된다. As described above, the
예를 들면, 빛의 파장이 λ인 경우 어떠한 전압도 인가되지 않거나 또는 소정의 전압이 인가된 상태에서 리본 구조물에 형성된 상부 반사층(240(a), 240(c))과 하부 반사층(220(a))이 형성된 절연층(220) 간의 간격은 nλ/2(n은 자연수)와 같다. 따라서 0차 회절광(반사광)의 경우 리본 구조물에 형성된 상부 반사층(240(a), 240(c))에서 반사된 광과 절연층(220)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 nλ와 같아서 보강 간섭을 하여 회절광은 최대 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 광의 휘도는 상쇄 간섭에 의해 최소값을 가진다.For example, when the wavelength of light is λ, no voltage is applied or a predetermined voltage is applied to the upper reflective layers 240 (a) and 240 (c) and the lower reflective layer 220 (a) formed on the ribbon structure. )) Is formed, the interval between the insulating
또한, 상기 인가된 전압과 다른 적정 전압이 압전체(250)에 인가될 때, 리본 구조물에 형성된 상부 반사층(240(a), 240(c))과 하부 반사층(220(a), 220(b))이 형성된 절연층(220) 간의 간격은 (2n+1)λ/4(n은 자연수)와 같게 된다. 따라서 0차 회절광(반사광)의 경우 리본 구조물에 형성된 상부 반사층(240(a), 240(c))과 절연층(220)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 (2n+1)λ/2 와 같아서 상쇄 간섭을 하여 회절광은 최소 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 보강 간섭에 의해 광의 휘도는 최대값을 가진다. 이러한 간섭의 결과, 광 변조기는 반사 또는 회절광의 광량을 조절하여 신호를 빛에 실을 수 있다. In addition, when an appropriate voltage different from the applied voltage is applied to the
이상에서는, 리본 구조물(240)과 하부 반사층(220(a), 220(b))이 형성된 절연층(220) 간의 간격이 nλ/2 또는 (2n+1)λ/4인 경우를 설명하였으나, 입사광의 회절, 반사에 의해 간섭되는 세기를 조절할 수 있는 간격을 가지고 구동할 수 있는 다양한 실시예가 본 발명에 적용될 수 있음은 당연하다. In the above, the case in which the distance between the
이하에서는, 상술한 도 2a에 도시된 형태의 광 변조기를 중심으로 설명한다. Hereinafter, the optical modulator of the type shown in FIG. 2A will be described.
도 2c를 참조하면, 광 변조기는 각각 제1 픽셀(pixel #1), 제2 픽셀(pixel #2), …, 제m 픽셀(pixel #m)을 담당하는 m개의 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)로 구성된다. 광 변조기는 수직 주사선 또는 수평 주사선(여기서, 수직 주사선 또는 수평 주사선은 m개의 픽셀로 구성되는 것으로 가정함)의 1차원 영상에 대한 영상 정보를 담당하며, 각 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)는 수직 주사선 또는 수평 주사선을 구성하는 m개의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀들을 담당한다. 따라서, 각각의 마이크로 미러에서 반사 및 회절된 광은 이후 광 스캔 장치에 의해 스크린에 2차원 영상으로 투사된다. 예를 들면, VGA 640*480 해상도의 경우 480개의 수직 픽셀에 대해 광 스캔 장치(미도시)의 한 면에서 640번 모듈레이션을 하여 광 스캔 장치의 한 면당 화면 1 프레임이 생성된다. 여기서, 광 스캔 장치는 폴리곤 미러(Polygon Mirror), 회전바(Rotating bar) 또는 갈바노 미러(Galvano Mirror) 등이 될 수 있다.Referring to FIG. 2C, the optical modulator includes a first pixel (pixel # 1), a second pixel (pixel # 2),. And m micromirrors 100-1, 100-2,..., 100-m that are responsible for the m-th pixel (pixel #m). The optical modulator is responsible for the image information of the one-dimensional image of the vertical scanning line or the horizontal scanning line (assuming that the vertical scanning line or the horizontal scanning line is composed of m pixels), and each micromirror 100-1, 100-2. , ..., 100-m) is in charge of any one of m pixels constituting the vertical scan line or the horizontal scan line. Thus, the reflected and diffracted light in each micro mirror is then projected on the screen as a two dimensional image by the light scanning device. For example, in the case of
이하 제1 픽셀(pixel #1)을 중심으로 광변조의 원리에 대하여 설명하지만, 다른 픽셀들에 대해서도 동일한 내용이 적용가능함은 물론이다. Hereinafter, the principle of light modulation will be described based on the first pixel (pixel # 1), but the same may be applied to other pixels.
본 실시예에서 리본 구조물(240)에 형성된 홀(240(b)-1)은 2개인 것으로 가정한다. 2개의 홀(240(b)-1)로 인하여 리본 구조물(240) 상부에는 3개의 상부 반사 층(240(a)-1)이 형성된다. 절연층(220)에는 2개의 홀(240(b)-1)에 상응하여 2개의 하부 반사층이 형성된다. 그리고 제1 픽셀(pixel #1)과 제2 픽셀(pixel #2) 사이의 간격에 의한 부분에 상응하여 절연층(220)에는 또 하나의 하부 반사층이 형성된다. 따라서, 각 픽셀당 상부 반사층(240(a)-1)과 하부 반사층의 개수는 동일하게 되며, 도 2a를 참조하여 전술한 바와 같이 0차 회절광 또는 ㅁ1차 회절광을 이용하여 변조광의 휘도를 조절하는 것이 가능하다.In the present embodiment, it is assumed that there are two holes 240 (b) -1 formed in the
도 2d를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광 변조기 어레이에 의해 스크린에 이미지가 생성되는 모식도가 도시된다.Referring to FIG. 2D, there is shown a schematic diagram in which an image is generated on a screen by a diffractive light modulator array applicable to a preferred embodiment of the present invention.
수직으로 배열된 m개의 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)에 의해 반사 및 회절된 광이 광 스캔 장치에서 반사되어 스크린(270)에 수평으로 스캔되어 생성된 화면(280-1, 280-2, 280-3, 280-4, …, 280-(k-3), 280-(k-2), 280-(k-1), 280-k)이 도시된다. 광 스캔 장치에서 한번 회전하는 경우 하나의 영상 프레임이 투사될 수 있다. 여기서, 스캔 방향은 왼쪽에서 오른쪽 방향(화살표 방향)으로 도시되어 있으나, 다른 방향(예를 들면, 그 역 방향)으로도 영상이 스캔될 수 있음은 자명하다.Light reflected and diffracted by the m micromirrors 100-1, 100-2,..., 100-m arranged vertically is reflected by the optical scanning device, and is generated by scanning the
본 발명에 따른 실시예는 인쇄회로기판이 광 변조기의 위부분에 위치함으로써, 전체적으로 크기가 작은 광 변조기 모듈 패키지를 형성하는 기술에 관련된다. 즉, 인쇄회로기판이 광 변조기의 윗부분에 위치하며, 드라이버 IC에 광 변조기를 구동하기 위한 신호가 입력되는 인쇄회로기판의 배선은 와이어 본딩 또는 TAB(tape automated bonding) 방식에 의해 하부 기판에 결합한다. 본 발명에서 하부 기판은 광 투과성 기판, 반도체 기판, LTCC 및 HTCC 등과 같이 파인 피치가 가능한 기판이면 본 발명에 적용가능하다. 여기서, 광 투과성 기판을 제외한 다른 기판의 경우에는 그 중앙에 빛의 이동이 가능하도록 홀이 형성되며, 홀은 광 투과성 덮개에 의해 밀봉 될 수 있다.Embodiments in accordance with the present invention relate to a technique in which a printed circuit board is positioned above an optical modulator, thereby forming an overall small size optical modulator module package. That is, the printed circuit board is located on the upper part of the optical modulator, and the wiring of the printed circuit board to which a signal for driving the optical modulator is input to the driver IC is coupled to the lower substrate by wire bonding or tape automated bonding (TAB). . In the present invention, the lower substrate is applicable to the present invention as long as the substrate can have a fine pitch such as a light transmissive substrate, a semiconductor substrate, LTCC and HTCC. Here, in the case of substrates other than the light transmissive substrate, holes are formed in the center thereof to allow the movement of light, and the holes may be sealed by the light transmissive cover.
이상에서 광 변조기를 일반적으로 도시한 사시도, 평면도와 관련하여 설명하였으며, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 멤스 모듈 패키지를 구체적인 실시예를 기준으로 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 실시예는 크게 4가지로 구분되는데, 이하에서 차례대로 설명한다. The optical modulator has been described above with reference to a perspective view and a plan view, in general, with reference to the accompanying drawings, a MEMS module package according to the present invention will be described with reference to specific embodiments. Embodiments according to the present invention are divided into four categories, which will be described in turn below.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 캡을 이용하여 광 변조기를 보호하는 광 변조기 모듈 패키지의 사시도이고, 도 4a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 캡을 이용하여 광 변조기를 보호하는 광 변조기 모듈 패키지의 단면도이다. 도 3 및 도 4a를 참조하면, 하부 기판(310), 드라이버 IC(320(1), 320(2)), 접착제(325(1), 325(2)), 광 변조기(330), 실링 캡(340), 인쇄회로기판(350), 본딩 와이어(360), 플렉서블 기판(Flexible PCB)(370) 및 본딩 와이어 보호용 에폭시(380)가 도시된다. 또한, 도 4b는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 캡을 이용하여 하부 기판(310)에 소정의 홀이 형성된 경우 광 변조기를 보호하 는 광 변조기 모듈 패키지의 단면도이다. 이하에서, 상술한 제1 실시예 및 제2 실시예를 자세히 설명한다. 3 is a perspective view of an optical modulator module package protecting a light modulator using a cap according to a first preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a light modulator using a cap according to a first preferred embodiment of the present invention. A cross-sectional view of a protecting optical modulator module package. 3 and 4A, the
하부 기판(310)은 광 변조기(330)에 입사광이 입사되거나 회절광이 출사될 수 있도록 관통 홀(H)이 형성되거나 또는 투명한 재질로 형성되며, 내부 또는 외면 중 적어도 하나에 회로가 형성되어 있다. 하부 기판(310)은 일반적인 반도체 기판이 될 수 있으며, 광을 투과할 수 있도록 최소한 일부분이 투명하거나 홀이 형성될 수 있다. 따라서 하부 기판(310)은 드라이버 IC(320(1), 320(2))에 외부 제어회로(미도시)로부터 입력받은 제어신호를 전달한다. 여기서, 드라이버 IC(320(1), 320(2))와 전기적 접속은 플립칩 본딩을 통하여 이루어질 수 있다. 여기서, 하부 기판(310)은 그 일면에 부착되어 광 변조기와 드라이버 IC를 기판에 실장하기 위한 금속 범프를 더 포함할 수 있다. 금속 범프는 광 변조기 또는 드라이버 집적회로에 형성된 금속 패드와 플립칩 접속을 할 수 있다. 여기서, 하부 기판(310)은 방열 기능을 가지는 저온 동시 숙성 세라믹(LTCC : low temperature cofired ceramic), 고온 동시 숙성 세라믹(HTCC : high temperature cofired ceramic), 광 투과성 기판, 반도체 기판, 인쇄회로기판(다층 인쇄회로기판 포함), 기타 다른 적당한 구조물 중 어느 하나가 될 수 있다. The
도 4a를 참조하면, 하부 기판(310)이 광 투과성 기판인 경우 광 투과성 기판은 광 투과가 가능하도록 양면에 무반사 광학 코팅될 수 있다. 여기서, 광 투과성 기판은 유리 기판이 될 수 있다.Referring to FIG. 4A, when the
도 4b를 참조하면, 하부 기판(310)이 반도체 기판, LTCC, HTCC 및 인쇄회로 기판 중 어느 하나인 경우 하부 기판(310)은 투명하지 않을 수 있으므로, 하부 기판(310)에는 광 변조기(330)에 대응되는 영역에 광 변조기(330)에 입사되는 입사광 및 출사되는 출사광이 통과할 수 있는 홀이 형성될 수 있다. 여기서, 하부 기판(310)에 형성된 홀은 광 투과가 가능한 광 투과성 덮개(예를 들면, 유리)(미도시)에 의해 밀봉될 수 있다. 광 투과성 덮개가 홀을 밀봉하는 위치는 홀의 중앙 부분, 위/아래 부분 등 다양한 위치가 될 수 있다. Referring to FIG. 4B, when the
드라이버 IC(320(1), 320(2))는 광 변조기(330)의 주변에 플립칩 접속되어 있으며, 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 광 변조기(330)에 구동전압을 제공하는 역할을 한다. 또한, 드라이버 IC(320(1), 320(2))는 광 변조기(330)의 크기 및/또는 다른 요구사항에 상응하여 필요에 따라 그 숫자는 증감될 수 있다. 즉, 도 3을 참조하면, 드라이버 IC(320(1), 320(2))는 두개가 도시되어 있으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다. The driver ICs 320 (1) and 320 (2) are flip-chip connected to the periphery of the
광 변조기(330)는 하부 기판(310)에 형성된 관통 홀 또는 투명한 하부 기판(310)을 통하여 입사되는 입사광을 변조하여 회절광을 출사하는 역할을 한다. 여기서, 광 변조기(330)는 하부 기판(310)에 플립칩 접속될 수 있다. 또한, 광 변조기(330)는 단면이 장방형으로 한쪽 방향이 상대적으로 더 길게 형성되어 있다. The
또한, 광 변조기(330) 및 드라이버 IC(320(1), 320(2))는 하나의 접착제에 의해 하부 기판(310) 상에 실장될 수 있다. 즉, 광 변조기(330) 및 드라이버 IC(320(1), 320(2))가 하부 기판(310)에 실장되는 영역을 구분하여 한번의 공정에서 하나의 접착제를 하부 기판(310)에 도포하고, 광 변조기(330) 및 드라이버 IC(320(1), 320(2))를 하부 기판(310)에 실장할 수 있다. 여기서, 칩을 기판에 전기적, 기계적으로 부착할 수 있는 적합한 접착제이면 그 형태에 상관없이 본 발명에 적용될 수 있다. 예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film), 비전도성 필름(NCF, Non Conductive Film), 비전도성 페이스트(NCP, Non Conductive Paste) 및 이방성 도전 페이스트(ACP, Anisotropic Conductive Paste) 중 어느 하나 또는 그들의 조합으로 제조된 접착제가 본 발명에 적용될 수 있다. In addition, the
실링 캡(340)은 하부 기판(310)과 인쇄회로기판(350) 사이에 위치하며, 광 변조기(330)(드라이버 IC(320(1), 320(2)를 포함할 수 있음)를 수용하기 위해 내부에 홈이 형성된다. 여기서, 실링 캡(340)은 하부 기판(310)과 접착 매개체에 의해 밀봉된다. 여기서, 접착 매개체는 에폭시, 솔더, 프리트 글라스(fritglass) 및 액정 고분자(LCP : Liquid crystal polymer) 등의 기밀실장재가 될 수 있으며 이 경우 실링 캡(340)은 하부 기판(310)에 밀봉될 수 있다. 따라서, 실링 캡(340)은 광 변조기(330) 및 상기 드라이버 IC(320(1), 320(2))을 외부의 습기, 압력 등으로부터 보호하는 역할을 한다. 즉, 실링 캡(340)은 인쇄회로기판(350)과 광 변조기(330) 사이에 위치하며 광 변조기(330)의 밀봉 기능을 수행한다. The sealing
여기서, 실링 캡(340)의 재질은 금속이 될 수 있다. 또한, 후술할 바와 같이 실링 캡(340)은 생략되어 인쇄회로기판(350)이 직접 광 변조기(330) 및 상기 드라이버 IC(320(1), 320(2)) 상에 위치할 수도 있다. 본 발명에 따른 실링 캡(340)이 구비되지 않는 경우 광 변조기(330) 주위에 에폭시 사이드 실링하거나 광 변조기(330) 내부에 실링 댐을 형성하여 광 변조기(330) 및 상기 드라이버 IC(320(1), 320(2))을 외부의 습기, 압력 등으로부터 보호할 수 있다.Here, the material of the sealing
실링 캡(340)의 재질은 열팽창계수가 작은 코바일 경우 Fe53%, Ni29%, Co17% 주인 합금이고, 인바일 경우, Fe63%, Ni36% 주인 합금재료이고, 실링 캡(340)의 단면의 형상은 모자 형상이며, 외부 습기로부터 광변조기(330)를 보호할 수 있다. 여기서, 실링 캡(340)은 종래 기술에 따른 실장 재료인 에폭시 수지에 비해 습기의 침투를 효과적으로 막을 수 있으며, 특히, 실링 캡(340)이 금속인 경우 습기 침투 방지면에서 뛰어난 효과를 나타낼 수 있다. 여기서, 실링 캡(340)의 열팽창 계수는 접착하게 되는 밑면의 유리기판 또는 광변조기(330)의 그것과 유사할 수 있다. 상술한 바와 같이, 실링 캡(340)의 재료는 코바(Kovar) 또는 인바(Invar)일 수 있다. 이러한 코바(Kovar) 또는 인바(Invar)는 열팽창 계수가 비교적 작음으로써, 광변조기(330)의 열팽창 계수와 동일 또는 유사할 수 있다. 여기서 실링 캡(340)의 열팽창계수는 코바 5.86ppm/℃, 인바가 1.3ppm/℃ 이다.The material of the sealing
인쇄회로기판(350)은 하부 기판(310)과 대향하여 광 변조기(330) 및 상기 드라이버 IC(320(1), 320(2)) 상에 위치하며, 드라이버 IC(320(1), 320(2))에 광 변조기(330)를 구동하기 위한 신호를 전달하기 위한 회로 배선이 형성되고, 하부 기판(310) 상에 형성된 회로 배선과 전기적으로 연결된다. 여기서, 인쇄회로기판(350)은 하부 기판(310)에 와이어 본딩(360) 되거나 또는 테이프를 이용하여 본딩(TAB : tape automated bonding)될 수 있다. 인쇄회로기판(350)은 하부 기판(310)에 와이어 본딩(360) 되는 경우 하부 기판(310)과 인쇄회로기판(350)을 서로 본딩하는 와이어(360)는 에폭시 수지(380)에 의해 보호(passivation)될 수 있 다. The printed
플렉서블 기판(Flexible PCB : 연성 기판)(370)은 휘어질 수 있으므로, 유연하게 외부 회로(예를 들면, 머더 보드(mother board))로부터 전기적 신호를 수신할 수 있다. 즉, 좁은 공간에서도 플렉서블 기판(Flexible PCB)(370)을 이용하여 광 변조기 모듈 패키지가 수용될 수 있다. 이 경우 플렉서블 기판(Flexible PCB)(370)의 일단에 외부 회로와 결합하기 위한 커넥터(미도시)가 형성될 수 있다. 여기서, 인쇄회로기판(350)은 경성 기판과 플렉서블 기판(연성 기판)(370)의 탈착형이거나 일체형일 수 있다. 즉, 인쇄회로기판(350)이 경성 기판인 경우 외부 회로(외부 제어 기판, 여기서 외부 제어 기판은 경성 기판일 수 있음)와 전기적으로 결합된 플렉서블 기판(연성 기판)(370)과 일체형으로 형성될 수도 있고, 또는 플렉서블 기판(연성 기판)(370)와 분리 및 부착이 가능한 탈착형일 수 있다. 본딩 와이어 보호용 에폭시(380)는 와이어 본딩에 사용되는 와이어(360)를 감싸고 형성되어 외부의 습도, 압력 등으로부터 보호할 수 있다. The
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기가 사이드 실링된 광 변조기 모듈 패키지의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 하부 기판(510), 드라이버 IC(520(1), 520(2)), 접착제(525(1), 525(2)), 광 변조기(530), 에폭시 수지(535(1), 535(2)), 인쇄회로기판(540), 본딩 와이어(550(1), 550(2)), 본딩 와이어 보호용 에폭시(560)가 도시된다. 상술한 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다. 5 is a cross-sectional view of an optical modulator module package in which an optical modulator is side sealed according to a second exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a
광 변조기(530)는 에폭시 수지(535(1), 535(2))에 의해 사이드 실링(side sealing)될 수 있다. 즉, 광 변조기(530)의 주변에 에폭시 수지(535(1), 535(2))를 도포시켜서 광 변조기(530)를 보호할 수 있다. 즉 에폭시 수지(535(1), 535(2))는 일반적으로 경화 수지의 기계적 성질이 우수할 뿐만 아니라 치수 안정성이 매우 좋으며, 기계 가공성이 좋으므로, 이를 이용하여 광 변조기(530)를 보호할 수 있다. 여기서, 광 변조기(530)와 드라이버 IC(520(1), 520(2))의 높이는 실질적으로 서로 같을 수 있다. 따라서 인쇄회로기판(540)은 광 변조기(530)와 드라이버 IC(520(1), 520(2)) 상부에 직접 위치할 수 있다. The
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 댐이 형성된 광 변조기 모듈 패키지의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 하부 기판(610), 드라이버 IC(620(1), 620(2)), 접착제(625(1), 625(2)), 광 변조기(630), 광 변조기 패드(633(1), 633(2)), 하부 기판 범프(635(1), 635(2)), 실링 댐(637(1), 637(2)), 인쇄회로기판(640), 본딩 와이어(650(1), 650(2)) 및 본딩 와이어 보호용 에폭시(660)가 도시된다. 상술한 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.6 is a cross-sectional view of an optical modulator module package having a dam according to a third exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, a
광 변조기(630)의 주위에 실링 댐(637(1), 637(2))을 형성하여 밀봉할 수도 있다. 즉, 광 변조기(630)가 하부 기판(610)과 접착제 등으로 연결되는 영역의 내측에 형성된 광 변조기(630)의 미세 구동 영역을 보호하기 위해 실링 댐(637(1), 637(2))을 구비할 수 있다. 여기서, 광 변조기(630)와 하부 기판(610)은 광 변조기 패드(633(1), 633(2))와 하부 기판 범프(635(1), 635(2))에 의해 서로 전기적으로 결합한다. Sealing dams 637 (1) and 637 (2) may be formed and sealed around the
실링 댐(637)은 유테틱 솔더(eutectic solder) 또는 금(Au) 등의 메탈일 수 있다. 여기서, 유테틱 솔더(eutectic solder)는 AuSn 등 플럭슬리스(fluxless) 솔더일 수 있으며, InSn 또는 Sn 과 같이 솔더 합금 중에서 낮은 온도의 융점을 가지는 솔더로서, 본 발명에 적용시 낮은 온도에서 공정을 진행할 수 있는 장점이 있다. 실링 댐(637)으로 메탈을 사용하는 경우, 광변조기 소자(630)의 신호 배선들은 절연체에 의하여 보호될 수 있으며, 하부기판(610) 상에는 실링 댐(637(1), 637(2))과 접합되는 부위에 접착막이 형성될 수 있다. The sealing
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 멤스 모듈 패키지는 층간 구성을 달리함으로써 전체적인 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다. As described above, the MEMS module package according to the present invention has an effect of reducing the overall size by changing the interlayer configuration.
또한, 본 발명에 따른 멤스 모듈 패키지는 광 변조기를 광 투과성 덮개에 직접 실장하지 않음으로써 광 투과성 덮개에 전기적/광학적 특성이 집중되지 않는 효과가 있다.In addition, the MEMS module package according to the present invention does not directly mount the light modulator to the light transmissive cover, so that the electrical / optical characteristics are not concentrated on the light transmissive cover.
또한, 본 발명에 따른 멤스 모듈 패키지는 광 변조기를 보호하기 위한 다양한 형상의 캡, 실링 방법을 이용함으로써 전체적인 크기를 줄일 수 있는 효과가 있 다.In addition, the MEMS module package according to the present invention has an effect of reducing the overall size by using a cap, a sealing method of various shapes for protecting the optical modulator.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the art to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention and equivalents thereof described in the claims below It will be understood that various modifications and changes can be made.
또한, 상술한 실시예들은 광 변조기 패키지와 관련되어 설명되었으나, 다른 타입의 멤스 구성요소들이 상술한 실시예에 수반되어 함께 패키지될 수 있다. 이러한 멤스 장치 또는 구성 요소들은, 예를 들면, 모터 장치 또는 비행기에 사용되는 회전 센서 또는 추진 센서(gyroscopic or acceleration sensors)를 포함할 수 있다. 다른 타입의 멤스 장치들은 관성 센서 또는 로렌츠 센서(inertia sensors or Lorentz (magnetic) for sensors)를 포함할 수 있다. 이러한 추가적인 타입의 멤스 구성요소들에서 기판은 투명하거나 광을 투과할 수 있도록 홀이 형성되어야 한다. 또한, MEMS 소자의 경우 기밀실장을 위하여 사이드 실링(side sealing), 칩(chip sealing) 등도 가능하다. 또한, 파인 피치 연결(fine-pitch interconnection)을 위하여 ACF 등의 접착제를 MEMS 소자와 관련 소자가 공유할 수 있다. 이러한 점을 제외하고, 상술한 본 발명에 따른 실시예는 이러한 추가적인 멤스 구성요소들 또는 다른 멤스 구성요소들과 함께 사용될 수 있다. In addition, although the above-described embodiments have been described in connection with an optical modulator package, other types of MEMS components may be packaged together with the above-described embodiment. Such MEMS devices or components may include, for example, rotational sensors or gyroscopic or acceleration sensors used in motor devices or airplanes. Other types of MEMS devices may include inertia sensors or Lorentz (magnetic) for sensors. In these additional types of MEMS components the substrate must be transparent or have holes formed to allow light transmission. In addition, in the case of the MEMS device, side sealing, chip sealing, etc. may be possible for hermetic mounting. In addition, adhesives such as ACF can be shared between MEMS devices and related devices for fine-pitch interconnection. Except for this, the embodiments according to the invention described above can be used with these additional MEMS components or other MEMS components.
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